EP2167808A1 - Hochdruck-einspritzinjektor für brennkraftmaschinen mit einer knicklaststeigernden steuerstangenabstützung über unter hochdruck stehendem kraftstoff - Google Patents

Hochdruck-einspritzinjektor für brennkraftmaschinen mit einer knicklaststeigernden steuerstangenabstützung über unter hochdruck stehendem kraftstoff

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EP2167808A1
EP2167808A1 EP08758770A EP08758770A EP2167808A1 EP 2167808 A1 EP2167808 A1 EP 2167808A1 EP 08758770 A EP08758770 A EP 08758770A EP 08758770 A EP08758770 A EP 08758770A EP 2167808 A1 EP2167808 A1 EP 2167808A1
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EP
European Patent Office
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pressure
control rod
receiving space
coupling piece
injector according
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EP08758770A
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Alexander C. Kaiser
Hans-Joachim Koch
Wilhelm Malitsky
Horst Ressel
Wolfgang Scheibe
Bernd Wagner
Norbert Walter
Gert Wollnik
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LOrange GmbH
Original Assignee
LOrange GmbH
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Publication date
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    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
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    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure injection injector for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Injection injectors of the aforementioned type are known from EP 1 208 297 B1. Axially opposite to the injection-side end containing the nozzle needle over-steered injection ports containing the injector is provided with an actuator, and lying in the longitudinal central region therebetween with a control valve which has a connection to the high pressure side and the low pressure side and on when connected to the high-pressure side is pressurized with a control chamber located at the back to the nozzle needle, and the nozzle needle is loaded in the direction of its closed position. If the control chamber connected to the low pressure side, the nozzle needle is raised due to the pressurization of lying in the region of its injection-side end pressure shoulder in its open position.
  • control rod In the connection between the control valve and the actuator is an elongated control rod whose length corresponds to a multiple of its thickness and which in turn is guided in a running between the actuator and the control valve socket, which forms an inserted into the valve housing assembly together with the control rod.
  • the variety of the required fits, the machining tolerances and other factors also montage and Temperature-induced tensions are - despite the long and thin, in consideration of the compressive forces as slim as possible control rod and their consequent adaptability - adversely noticeable, in particular, the introduction of the restoring forces on the .Aktor is critical. Therefore, the control rod is provided in the transition to the actuator with a separate and separately guided headboard.
  • control rod from the head part and the rod part at transverse to the direction of support surfaces on the headboard and rod part angle and Desachs mecanicsmay can be largely compensated.
  • the inclusion of the control rod in a separate mounting sleeve also requires space, which is in a certain contradiction to the requirement given for internal combustion engines as slim as possible and space-saving injection injectors.
  • DE 101 47 830 A1 also shows a fuel injector with an elongated control rod extending between the actuator and the control valve and guided in a mounting sleeve.
  • the mounting sleeve interspersed, each end sealingly, a lying in the area between the actuator and control valve cavity which forms a fuel injector integrated in the fuel pressure accumulator and is located in the fuel inlet from the side of the housing fuel supply to the controlled via the nozzle needle injection ports.
  • the integration of a pressure accumulator in the injector is also known from EP 0 333 096 A2.
  • the pressure accumulator is disposed between the nozzle opening on the injection ports and the control valve with downstream actuator and passing through a connecting the control valve with the nozzle needle control rod which is guided on the part of the control valve via a closure plate floating in an intermediate piece of the housing, in the back to Control rod of the control room is provided.
  • the relatively massive and the high-pressure accumulator guide-free passing through control rod is loaded via an enclosing and supported against the cover plate spring in the direction of the closed position of the nozzle needle.
  • a similar to the basic structure high-pressure injection injector also shows the EP 0 228 578 Bl.
  • an injection injector which has a pen-like slim housing part below the fuel supply to the injector, in which the nozzle needle with a shaft portion, whose length is a multiple of its diameter, runs in a central bore over the also the fuel supply to the injection openings takes place, the nozzle needle leaking on the Injection openings in the nozzle body is guided and at the rear over its shaft part expires against a control piston, which forms a boundary of the control chamber.
  • the nozzle needle which is very long in this solution, can be subdivided into a plurality of elements which are connected to one another, and the control valve is actuated via an actuator which adjoins the nozzle needle almost immediately, so that actuator and control valve as well as the supply connections of the injector are combined in a head part. are short, which builds in comparison to the pen-like nozzle needle-side part of the injector.
  • a further injection injector in which the nozzle needle is in alignment with the actuator, to which the control valve is arranged adjacent, the control chamber is limited by a piston part of a multi-part, back against the nozzle needle supported rod connection in a central bore of the housing extends.
  • the fuel supply to the nozzle needle takes place via an off-center longitudinal bore, on which in the intermediate region between sennadel and control valve opens the side fuel supply.
  • the coupling device comprises a liquid-filled, housing-enclosed coupling space with opposite, housing-guided actuators, between which extends a liquid column. About this liquid column as a pressure column, the actuators are supported against each other under pressure. Occurring leaks are compensated for tensile load of the actuators by a valve-controlled connection of the coupling chamber to the low pressure side.
  • an injection injector is known from US Pat. No. 3,777,977 A, in which the end of the injector axis is opposed to one another. lying on the injection nozzle with extending in the direction of the injector axis nozzle needle and the return-side supply connection are provided.
  • the control valve is located with the valve axis extending transversely to the injector axis and the actuating rod extending in the direction of the valve axis of the actuator designed as a magnetic actuator.
  • the adjusting rod passes through the winding region of the magnetic actuator in a guide and is connected opposite to the control valve with the armature plate of the magnetic actuator.
  • the invention has for its object to form a high-pressure injector of the type mentioned in that results in an increased buckling stability of its control rod and that the injector with a simple structure both in terms of manufacturing and assembly tolerances as well as by clamping forces, pressurization and temperature fluctuations caused dimensional changes is insensitive.
  • the load on the injector is reduced by pressure peaks which extend far beyond the already high system pressures, resulting in lower deformations of the injector housing and a structurally easier construction of the injector, in particular of the injector housing becomes.
  • the invention thus also provides a method for increasing the buckling stiffness of thin rods by enclosing them with fluids under high pressure, in particular liquids.
  • the pressure in the gap space can be lowered in the context of the invention in its pressure level compared to the high pressure side given pressure level by an additional connection of the gap to the low pressure side, so that sets a mean pressure level in the gap.
  • the throttling connection between the gap space and the receiving space, and thus to the high pressure side, can be achieved in the context of the Achieve invention by one or more separate throttle bores, or even via a targeted leakage along the guide of the respective rod part expiring on the gap in the coupling piece.
  • the height of the pressure building up between the work files in the gap space can also be influenced via the respective throttle cross section, be it as a bore cross section or as a leakage gap, and over the length of the respective throttle section.
  • the one or more engaging in the coupling rod parts are expediently resiliently supported on their gap-increasing position against each other or against the coupling piece, so that structurally a predetermined support length is adjustable by simple means and deviations thereof can be compensated by the self-adjusting length of the liquid column.
  • the coupling piece may also be formed by the upper and / or lower valve stem guide, the lower valve stem guide is suitably adjacent to an intermediate plate which is provided in the transition from the injector to the nozzle body that's on injection ports leaking nozzle needle receives and is clamped via a screw, in particular via a union nut, together with the intermediate intermediate plate against the injector.
  • the lower valve rod guide limits the receiving space, is supported radially to the receiving space and takes a floating Wegk ⁇ rper the control valve, the seating surface is sealingly acted upon by the control rod.
  • a control chamber When lifted from the seat control rod a control chamber is connected to the low pressure side of the seat body.
  • This control chamber is located at the back to the nozzle needle and is delimited against the intermediate plate via a control sleeve which is axially resiliently clamped between the intermediate plate and the nozzle needle, so that the nozzle needle is loaded in the direction of its closed position to the injection openings.
  • the control chamber has a throttled connection to the high-pressure side, so that the nozzle needle is loaded via the pressure built up in the control chamber in the direction of its closed position and is adjustable pressure-dependent in its open position when switched by opening the control valve connection of the control chamber to the low pressure side.
  • the solution according to the invention expediently provides a structure in which a quantity-limiting valve is integrated in the receiving space.
  • this flow control valve is adjacent to the lower valve stem guide, so provided in the inlet region on the nozzle needle and thus lies between the valve housing associated high-pressure side port and the nozzle portion of the injector.
  • the piston element is displaced in the direction of its blocking position, and, if the injection quantity was not too large, then returned to its original position.
  • a quantity limiting valve of the embodiment shown thus does not respond if the amount of fuel flowing over it, based on the throttling overflow cross section of the quantity limiting valve, is too small to displace its piston element.
  • FIG. 1 is a sectional view of a high-pressure injection injector according to the invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of a section II in Fig. 1,
  • Fig. 3 shows a further embodiment of an injector according to
  • FIG. 1 in a corresponding sectional view. 4 shows an enlarged detail of the area IV in FIG. 3, wherein the lower part of a quantity-limiting valve shown in FIG. 2 is additionally shown, and FIG
  • the illustrations in the figures relate to an injection injector 1 for internal combustion engines, is supplied via the supplied under high pressure fuel (arrow 2) of the injection nozzle 3, which has a Düsenk ⁇ rper 4, in which in a central bore 5, a nozzle needle 6 is guided axially displaceable over the fuel flow to the injection ports 7 is controlled.
  • the Düsenk ⁇ rper 4 includes aaxially, this overlapping, an intermediate plate 8, which lies in the transition to the housing 9 of the injection injector 1 and which is clamped between Düsenk ⁇ rper 4 and housing 9 via a screw, here a union nut 10, the nozzle body engages under a shoulder 11 and which is screwed against the expiring against the intermediate plate 8, lower part of the housing 9.
  • an actuator 12 which is only indicated in outline and, based on the embodiment, is designed as a magnetic plate having an anchor plate 13.
  • the anchor plate 13 is axially above a designed as a screw plate 14 end plate, which is bolted to the housing 9 and over which a congresspfropfen 15 for a axially extending through the housing 9 receiving space 16 is clamped sealingly against the housing 9.
  • the rear, upper end portion of the nozzle needle 6 is then designed as a shaft portion 21 to the pressure shoulder 20 of the nozzle needle 6, and the control sleeve 19 is supported via a compression spring 22 in the direction of their engagement with the intermediate plate 8. Via the compression spring 22, the nozzle needle 6 is loaded in the direction of its closed position, in which the fuel flow to the Einspritz ⁇ réelleen 7 is blocked by the nozzle needle 6 and the nozzle is closed.
  • the intermediate plate 8 and thus also adjacent to this control valve 17, based on the axial extent of the injection injector 1, near its lower end, and thus results in between the control valve 17 and the actuator serving the actuator 12 has a substantially the length of Housing 9 corresponding, and thus large distance, which is bridged to actuate the control valve 17 via a control valve 17 and actuator 12 extending control rod 23.
  • the control rod 23 is, as can be seen from the illustrations, formed as a knitting needle-like thin rod whose length corresponds to a multiple of its thickness. Based on the embodiment, the diameter of the control rod 23 is on the order of one millimeter, with a length of 150 mm. This size ratio reflects that the control rod 23 is in proportion to its length in the frame. men of the invention is selected to be extremely thin, although the example given range within the scope of the invention can vary within wide limits.
  • the receiving space 16 forms at least over part of its length, in particular in its upper longitudinal area, an accumulator 24 which is in communication with the high-pressure side - arrow 2 - but which is not in the flow path between the high-pressure side.
  • pressure port 27 and the control valve 17 to the nozzle needle 6 is located.
  • the flow path between the high pressure supply (arrow 2) and the control valve 17 and the nozzle needle 6 leads in the lower region of the housing 9 via the lower part 25 of the total over the length of the housing 9 extending receiving space 16, wherein in the embodiment in the transition region between the lower Part 25 of the receiving space 16 and its upper, formed by the pressure accumulator 24 part of the high-pressure side port 27 is located, and in its Ausausungs Scheme on the receiving space 16, a coupling piece 26th
  • the coupling piece 26 is designed in Fig. 1 and 2 as lying in the receiving space 16 sleeve, which is guided over the housing 9 or also freely lying to the housing 9 and which has a central through hole 28.
  • this through hole 28 the opposite end portions of an upper control rod member 29 and a lower control rod member 30 of the control rod 23 and define within the through hole 28 of the coupling piece 26 with their end faces from a gap 31 from the receiving space 16, or in other ways to the high pressure side , having a restricted connection.
  • this connection is achieved by the leakage-prone guidance of the ends of the control rod parts 29, 30 in the through-hole. formed passage bore 28, but may also be formed by a separate, not shown throttle bore.
  • the coupling piece 26 is fixed to the housing 9 and it is the control rod parts 29, 30 supported in opposite directions by springs 32, 33, so that on the resilient displacement of the control rod parts 29, 30, the control rod parts 29, 30 in an axial distance position to each other, which, due to the connection to the receiving space 16 or otherwise to the high pressure side, ensures the construction of a pressure column.
  • the control rod 23 as a whole is an axially multi-part element which is formed by the rod parts 29, 30 and the pressure column constructed in the region of the gap space 31.
  • an automatic adjustment of the adjusting length of the control rod 23 is achieved at the distance between the control valve 17 and the actuator 12 resulting from tolerances, assembly-related and / or by stresses, in particular thermal stresses.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 furthermore shows the arrangement of a quantity limiting valve 34 integrated in the injection injector 1 in the lower part 25 of the receiving space 16.
  • the quantity limiting valve 34 has a fundamentally known construction with a blocking piston 35 which is longitudinally displaceably guided in the receiving space 16 and the up a flow-releasing upper stop position is supported by a spring 36 which is supported axially to the housing 9, to the intermediate plate 8 or, as shown, to a lower control rod guide 37.
  • the control rod guide 37 is in turn supported against the intermediate plate 8 and guided radially in the receiving space 16.
  • the locking piston 35 is supported in the flow-releasing position of the flow limiting valve 34 via the spring 36 against a housing shoulder 38 and has throttled upper flow paths in the flow direction on the nozzle part 3.
  • the support position is given in the embodiment of FIGS. 1 and 2 by oppositely directed pin-like projections 39, 40 on the locking piston 35 and the lower control rod guide 37, wherein the pin-like projections 39 and 40 are central to the continuous control rod 23 centrally and axially against each other ,
  • the blocking position of the flow control valve 34 thus form on the one hand the overlapping projections 39, 40, the control rod 23 delimiting sealing surface, and it is on the other the locking piston 35 provided with its piston shaft in axial and radial coverage to along the lower control rod guide 37, for example, by longitudinal grooves formed fürströmkanälen 41.
  • the control valve 17 has in the embodiment in a frontal . , the bacteriabatt S open Auönaturalung 46 of the control rod guide 37 lying Wegk ⁇ rper 47 which abuts against the intermediate plate 8 with a drain hole 49 overlapping to a connecting channel 48.
  • the drain hole 49 is connected to the control chamber 18.
  • the drainage hole 49 runs opposite to the connection channel 48 in a seat surface for the control rod 23, and with the control rod 23 raised from the seat surface, the drainage hole 49 communicates via connection channels 50 in the intermediate plate 8 with a connection channel 51 to the low pressure side.
  • the drain hole 49 is itself designed as a throttle bore, or it is formed the inlet to the drain hole 49 throttled.
  • the control chamber 18 is connected via a throttled connection 52, as indicated in Fig. 4, with the high pressure side, here the pressure chamber 45, in connection.
  • control valve 17 If the control valve 17 is closed in the closed position, that is to say the drainage bore 49 via the control rod 23, the nozzle needle 6 is loaded both via the pressure spring 22 and via the pressure prevailing in the control chamber 18 in the direction of its closed position. It can thus take place no injection process.
  • the control rod 23 is clamped between the Wegk ⁇ rper 47 to which it bears sealingly, and the actuator 12, in particular due to the pressure column constructed in the gap 31 through which the rod parts 29 and 30 supported against each other and against their respective abutment positions on the actuator 12th and are applied to the seat body 47. If the actuator 12 is actuated to initiate an injection process, the armature plate 13 is lifted against spring force and the upper rod part 29 can move in the direction of the actuator 12.
  • the armature plate 13 which is spring-loaded in the direction of its support position to the control rod 23, drops and acts on the control rod 23 in the direction of its closed position to the drainage bore 49, because of the throttling connection between the gap space 31 and the high-pressure side in the gap space in turn a supporting liquid column is constructed.
  • Fig. 1 can be clearly seen that results from the axially one behind the other arrangement of pressure accumulator 24, flow control valve 34 and optionally intervening coupling piece 26 a very compact and structurally very well controllable arrangement, especially since the control rod 23 due to their slim design and not shrouded free position within the receiving space 16, which serves at least partially as a pure pressure accumulator 24, has a minimal space requirement, so that it is also possible to realize large and effective accumulator chambers. If, as shown in FIGS.
  • the coupling piece 26 is arranged in the transition between pressure accumulator 24 and quantity-limiting valve 34, then it is expedient for the high-pressure-side connection 27 to open into the receiving space 16 in the region of the coupling piece 26 and this divides, with over the coupling piece 26 associated channel connections 57, 58 in the direction of the accumulator 24 and in the direction of the flow control valve 34th
  • Such a design favors, regardless of the operating conditions of injection or non-injection, the maintenance of a substantially equal, high pressure level in the pressure accumulator 24 and thus at great guide-free length of the control rod 23 and their training with a minimized cross-section, characterized in that the computational buckling load of a thin , an accumulator 24 penetrating control rod 23 relative to the rod length between the memory axially passing through the sealing guides increases with increasing pressure, thus the control rod can be designed for a buckling load, which corresponds to the arithmetical buckling load plus an additional buckling load, which is a product of the pressure in Pressure accumulator and the cross-sectional area of the control rod in the axial sealing guides to the receiving space 16 results.
  • the invention thus also provides a method, when using pressure-applied thin rods, such as control rods 23 of the type mentioned above, to minimize them in terms of their dimensions, characterized in that the product given from the enclosing to the rod in a pressure accumulator Pressure and the cross-sectional area of the rod in its exit surface to the pressure accumulator as an aggregate size for arithmetic buckling load is taken into account.
  • a method for increasing the buckling strength of thin rods is shown.
  • the coupling piece is formed by one of the control rod guides, in particular, as shown by the lower control rod guide 45.
  • the rest of the structure of 1 and 2 corresponds to represents further simplification of the solution according to the invention and it also illustrates that in the arrangement of a coupling piece 26 as shown in FIG. 1 and 2, this may be provided floating in the receiving space 16, with appropriate axial support against the control rod parts 29 and 30.
  • FIG. 3 in addition to FIG. 1, a further arrangement possibility for the pressure spring 59 supporting the armature plate 13 is illustrated as part of the actuator 12.
  • Fig. 4 illustrates that when dividing the control rod 23 in the region of the lower control rod guide 37, the upper control rod member 29 is many times longer than the lower control rod member 30, in position of the gap 31 between these rod parts.
  • the leakage between the gap space 31 and the receiving space 16 and the height of the pressure building up in the gap 31 by fixing different guide lengths and guiding games between the upper rod part 29 can be simply exceeded by the section of the upper control rod part 29 which dips into the control rod guide 37 and lower control rod guide 37 as a coupling piece, taking into account the corresponding radial tolerances in the guidance of the control rod 23 in the lower control rod guide 37.
  • Fig. 4 based on the extent in FIGS. 1 and 2 corresponding to the lower part of the quantity limiting valve supplemented representation of FIG. 3, the high-pressure side connection 52 of the control chamber 18 via connection channels 60th Furthermore, it can be seen from FIG. 4 that the invention, in particular in the embodiment according to FIG. 4, advantageously permits a construction of the control rod 23 of different materials over its length.
  • the short lower control rod part 30 in the embodiment according to FIG. 4 altogether consist of a high-strength material which is particularly suitable with respect to the seal to the drainage bore 49.
  • the transmission may be large, corresponding to the pressure build-up in the gap Stell concept be guaranteed.
  • the supporting force exerted on the control rod parts can also be limited. Based on a given pressure level in the gap, a force adjustment to the spring force of the actuator can thus take place via the cross-sectional dimensioning of the control rod parts in the coupling piece, so that the spring can not be overpressed.
  • 5 to 7 show a highly schematic and isolated representation of a structure in which a control rod 70 passes through a coupling piece 71 in an axial bore 72 and in which the control rod 70 has two control rod parts 73 and 74, of which the control rod part 73, based on the above-described embodiment examples, an upper, actuator-side control rod part forms and the control rod member 74 is a lower.
  • the control rod parts 73 and 74 are guided longitudinally displaceably in the axial bore 72 and delimit axially with their mutually adjacent end faces within the axial bore 72 a gap 75 radially enclosed by the coupling piece 71.
  • the coupling piece 71 is shown as lying within a receiving space 76 which is penetrated by the control rod 70, so that the control rod parts 73, 74, in the embodiments according to FIGS. 5 and 6, proceeding from the gap space 75 in the axial bore 72, on opposite one another Areas of the Aufnähmeschreibs 76 expire, based on the representations of FIG. 5 and 6, respectively, as shown by the + sign, are at high pressure level.
  • the control rod parts 73 and 74 define in the axial bore 72 opposite the coupling piece 71 respectively leakage gaps 77, 78, so that in the gap space 75, from the receiving space 76th supplied via the leakage gaps 77 and 78, the receiving space 76 corresponding pressure builds up, and in the gap 75 is given a pressure column over which, with a corresponding axial load, the control rod parts 73, 74 are supported against each other, so can transmit corresponding axial support forces.
  • the control rod parts 73, 74 are displaced from each other by enlarging the gap space 75 if no corresponding opposing forces are present, or if, for example due to a resilient support, due to the pressure built up in the gap space 75 there are restoring forces that are greater than these opposing forces.
  • either the pressure in the gap 75 must be limited accordingly, or the cross-sectional area of the respective control rod part limiting the gap space in that, based on a predetermined limit pressure, a predetermined limit force corresponding to the spring force is not exceeded.
  • the gap 75 is additionally connected via a throttling connection 79 to a lower connection 79.
  • derdruckraum 80 connected, the pressure level - as a low pressure level - below the given in the receiving space 76 high pressure level (indicated by +), and is characterized by -.
  • the throttling connection 79 is shown schematically as a bore 81 in the control rod portion 74, but can also be realized in other ways, for example, by a gap opening on the gap 75, the coupling piece 71 passing through and opening to the low-pressure chamber 80 bore.
  • an average pressure level is formed in connection with corresponding cross-sectional dimensions for the control rod parts 73 , 74 allows the determination of a desired maximum actuating force, based on this average pressure level.
  • Fig. 7 shows a variant in which the coupling piece 71 aaxially limiting to a receiving space 76 in the transition to a low pressure chamber 80, in such a way that the control rod 70 from the coupling piece 71 at one end to the high-pressure receiving space 76 and the other on the low pressure chamber 80 expires.
  • the control rod parts 73 and 74 thus form a delimitation of the enclosed between their opposite end faces gap 75 on the one hand against high pressure, on the other hand against low pressure, so that on the leakage gaps 77 and 78 in the gap 75 a lying between the high pressure side and the low pressure side pending, mean Pressure setting.
  • this average pressure is determined by the dimensioning of the leakage gaps 77 and 78 as well as their axial length. ge, and thus the size of the rod members 72 and 74 in response to the pressure in the gap 75 acting support forces. As already described above, these can also be influenced by the cross-sectional dimensioning of the rod parts 73, 74 leading to the gap 75.
  • both control rod parts 73, 74 are longitudinally displaceable relative to the coupling piece 71.
  • it can also be fixedly connected to one of the control rod parts exiting from the coupling piece 71 on the high pressure side, for example forming the control rod part 74 and forming part of the coupling piece 71, so that a leakage gap 77 to the high pressure side is only longitudinal the rod member 73 is given.
  • the actuating force resulting from a predetermined pressure level in the gap 75 can be influenced by the cross-sectional dimensioning.
  • the additional possibility of influencing the change in the pressure building up in the gap 75 is that, according to FIG. 6, a connection of the gap 75 to the low-pressure space 80 via a throttling bore connection 79 in the manner of the coupling piece 71 positionally fixed control rod part 74 can be made.
  • the connection to the low-pressure chamber 80 can preferably also take place directly via a bore passing through the coupling piece 71.
  • the control rod it is also to divide the control rod several times, so that there are several separation points.
  • the z. Under production tion and / or assembly points of view may be expedient, is formed at the separation point, a correspondingly enclosing coupling piece, a the correct distance adjusting gap from in which forms the largest supporting force.
  • the rod parts are in abutment with each other, so there is no transmitting, the support length adjusting liquid column between the facing end faces of the rod parts available.

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Description

Köchdruek-Einspritzinjekcor tür Brennkraftmaschinen mit einer knicklaststeigernden SteuerStangenabstützung über unter Hochdruck stehendem Kraftstoff .
Die Erfindung betrifft einen Hochdruck-Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Einspritzinjektoren der vorgenannten Art sind aus der EP 1 208 297 Bl bekannt. Axial gegenüberliegend zum einspritzsei- tigen, die über die Düsennadel übersteuerten Einspritzöffnungen enthaltenden Ende ist der lang gestreckte Einspritzinjektor mit einem Aktor versehen, und im längsmittleren Bereich dazwischen liegend mit einem Steuerventil, das eine Verbindung zur Hochdruckseite und zur Niederdruckseite aufweist und über das bei Anschluss an die Hochdruckseite ein rückseitig zur Düsennadel liegender Steuerraum hochdruckbeaufschlagt und die Düsennadel in Richtung auf ihre Schließlage belastet ist . Wird der Steuerraum mit der Niederdruckseite verbunden, so wird die Düsennadel aufgrund der Druckbeaufschlagung ihrer im Bereich ihres einspritzseitigen Endes liegenden Druckschulter in ihre Öffnungslage angehoben. In der Verbindung zwischen Steuerventil und Aktor liegt eine lang gestreckte Steuerstange, deren Länge einem Vielfachen ihrer Dicke entspricht und die ihrerseits in einer zwischen Aktor und Steuerventil verlaufenden Buchse geführt ist, welche zusammen mit der Steuerstange eine in das Ventilgehäuse eingesetzte Baueinheit bildet. Die Vielzahl der erforderlichen Passungen, die Bearbeitungstoleranzen und neben weiteren Faktoren auch montage- und temperaturbedingte Verspannungen machen sich - trotz der langen und dünnen, in Berücksichtigung der zu übertragenden Druckkräfte möglichst schlanken Steuerstange und deren dadurch bedingter Anpassungsfähigkeit - nachteilig bemerkbar, wobei insbesondere auch die Einleitung der Stellkräfte über den .Aktor kritisch ist. Deshalb ist die Steuerstange im Übergang auf den Aktor mit einem separaten und separat geführten Kopfteil versehen. Durch die Zusammensetzung der Steuerstange aus dem Kopfteil und dem Stangenteil bei zur Stellrichtung quer liegenden Stützflächen an Kopfteil und Stangenteil können Winkel- und Desachsierungsfehler weitgehend ausgeglichen werden. Allerdings bedingt die Aufnahme der Steuerstange in einer gesonderten Montagehülse auch einen Bauraumbedarf, der zur bei Brennkraftmaschinen gegebenen Forderung nach möglichst schlanken und raumsparenden Einspritzinjektoren in einem gewissen Widerspruch steht.
Bei einem im Grundaufbau ähnlichen Einspritzinjektor gemäß der EP 1 347 168 Bl mit einer ebenfalls sehr langen und dünnen, stricknadelartigen Steuerstange werden die durch Fertigungstoleranzen bedingten sowie montage- und temperaturbedingt auftretenden Verspannungen dadurch reduziert, dass die die SteuerStange führend aufnehmende und ihrerseits in einer Bohrung des Injektorgehäuses aufgenommene Montagebuchse axial zum Gehäuse über eine Stützhülse abgestützt ist, die im verspannten Zustand komprimiert ist und bei der der plastische und der elastische Verformungsbereich zum Ausgleich von Verspannungen nutzbar ist. Ungeachtet der dadurch erreichbaren Reduzierung der Werkstoffbelastungen ergibt sich in Anbetracht der bei Hochdruck-Einspritzinjektoren zu beherrschenden hohen Drücke und der arbeitsbedingt auftretenden Druckschwankungen mit noch höheren Spitzendrücken ein massiver Aufbau des Injektors mit entsprechendem Bauraumbedarf. Auch die DE 101 47 830 Al zeigt einen Kraftstoffinjektor mit zwischen Aktor und Steuerventil sich erstreckender, lang gestreckter und in einer Montagehülse geführten Steuerstange. Die Montagehülse durchsetzt, stirnseitig jeweils abdichtend, einen im Bereich zwischen Aktor und Steuerventil liegenden Hohlraum, der einen in den Kraftstoffinjektor integrierten Kraftstoff-Druckspeicher bildet und der im KraftstoffZulauf von der seitlich zum Gehäuse liegenden KraftstoffZuführung zu den über die Düsennadel gesteuerten Einspritzöffnungen liegt.
Die Integration eines Druckspeichers in den Injektor ist auch aus der EP 0 333 096 A2 bekannt. Der Druckspeicher ist zwischen der auf die Einspritzöffnungen auslaufenden Düsennadel und dem Steuerventil mit nachgeordnetem Aktor angeordnet und von einer das Steuerventil mit der Düsennadel verbindenden Steuerstange durchsetzt, die auf Seiten des Steuerventiles über eine Abschlussplatte schwimmend in einem Zwischenstück des Gehäuses geführt ist, in dem rückseitig zur Steuerstange der Steuerraum vorgesehen ist. Die verhältnismäßig massive und den Hochdruckspeicherraum führungsfrei durchsetzende Steuerstange ist über eine umschließende und gegen die Abdeckplatte abgestützte Feder in Richtung auf die Schließlage der Düsennadel belastet .
Einen im Grundaufbau ähnlichen Hochdruck-Einspritzinjektor zeigt auch die EP 0 228 578 Bl.
Ferner ist aus der EP 1 118 765 A2 ein Einspritzinjektor bekannt, der unterhalb der KraftstoffZuführung auf den Injektor einen stiftartigen schlanken Gehäuseteil aufweist, in dem die Düsennadel mit einem Schaftteil, dessen Länge ein Vielfaches seines Durchmessers ausmacht, in einer zentralen Bohrung verläuft, über die auch die Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzöffnungen erfolgt, wobei die Düsennadel auslaufend auf die Einspritzöffnungen im Düsenkόrper geführt ist und rückseitig über ihren Schaftteil gegen einen Steuerkolben ausläuft, der eine Begrenzung des Steuerraumes bildet . Die bei dieser Lösung sehr lange Düsennadel kann in mehrere miteinander wirkverbundene, also aneinander angeschlossene Elemente unterteilt sein und das Steuerventil ist über einen gegenüberliegend zur Düsennadel nahezu unmittelbar anschließenden Aktor angesteuert, so dass Aktor und Steuerventil sowie auch die Versorgungsanschlüsse des Injektors in einem Kopfteil zusam- mengefasst sind, das im Vergleich zu dem stiftartigen düsen- nadelseitigen Teil des Injektors kurz baut. Durch die lang gestreckte, gegenüber dem Kopfteil verjüngte Bauweise des dü- sennadelseitigen Teiles des Injektors, den ungeführten Verlauf des Schaftes der Düsennadel in der zentralen Bohrung des Gehäuses sowie die über die zentrale Bohrung verlaufende Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzδffnungen ergibt sich eine zwar herstellungsgünstige und leckagearme Bauform mit für den Einbau in Brennkraftmaschinen günstiger, schlanker Gestalt. Diese ist aber für einen Einsatz als Hochdruckinjektor, bei dem sich hohe, den Systemdruck weit überschreitende Druckspitzen ergeben, weniger geeignet.
Einen ähnlichen Aufbau eines Einspritzinjektors zeigt auch die EP 0 450 532 Al.
Aus der EP 0 686 763 Bl ist ein weiterer Einspritzinjektor bekannt, bei dem die Düsennadel in Flucht zum Aktor liegt, zu dem das Steuerventil benachbart angeordnet ist, dessen Steuerraum durch ein Kolbenteil einer mehrteiligen, rückseitig gegen die Düsennadel abgestützten Stangenverbindung begrenzt ist, die in einer zentralen Bohrung des Gehäuses verläuft. Die Kraftstoffzufuhr zur Düsennadel erfolgt über eine außermittige Längsbohrung, auf die im Zwischenbereich zwischen Du- sennadel und Steuerventil die seitliche KraftstoffZuführung einmündet .
In einer in der Verbindung eines Aktors eines Einspritzinjektors zu einem Steuerventil liegenden drucksteifen Verbindung eine nach Art eines Druckübεrsotzers arbeitende hydraulische Kopplungseinrichtung zum Ausgleich von Längenänderungen vorzusehen, ist aus der DE 197 46 143 Al bekannt. Die Kopplungseinrichtung umfasst einen flüssigkeitsgefüllten, gehäuseumschlossenen Kopplungsraum mit einander gegenüberliegenden, gehäusegeführten Stellgliedern, zwischen denen sich eine Flüssigkeitssäule erstreckt. Über diese Flüssigkeitssäule als Drucksäule sind die Stellglieder bei Druckbelastung gegeneinander abgestützt. Auftretende Leckagen werden bei Zugbelastung der Stellglieder durch eine ventilgesteuerte Verbindung des Kopplungsraumes zur Niederdruckseite ausgeglichen.
Aus der JP 11200977 AA, Patent Abstracts of Japan, ist ein Kraftstoff-Einspritzventil mit zwischen dessen Aktor und dessen der Spritzδffnung zugeordnetem Schließkδrper liegendem Übertragungsstempel bekannt, der im Düsenkδrper geführt ist und den Schließkδrper beaufschlagt. Der Übertragungsstempel ist längsgeteilt und seine in Flucht liegenden Stempelteile begrenzen axial einen vom Düsenkδrper umschlossenen Spalt- räum. Dieser Spaltraum steht mit der hochdruckseitigen, auf die Spritzöffnung auslaufenden KraftstoffZuführung über einen Drosselkanal in Verbindung. Dadurch baut sich im Spaltraum ein in Abhängigkeit von der Beaufschlagung des Übertragungs- stempels volumenveränderliches Kraftstoffpolster auf, das beim Öffnen und Schließen des Ventils der Anschlagdämpfung dient .
Ferner ist aus der US 3,777,977 A ein Einspritzinjektor bekannt, bei dem in der Injektorachse endseitig einander gegen- überliegend die Einspritzdüse mit sich in Richtung der Injektorachse erstreckender Düsennadel und der rücklaufseitige Versorgungsanschluss vorgesehen sind. Dazwischen liegt das Steuerventil mit quer zur Injektorachse sich erstreckender Ventilachse und in Richtung der Ventilachse sich erstreckender Stellstange des als Magnetsteller ausgebildeten Aktors. Die Stellstange durchsetzt den Wicklungsbereich des Magnetstellers in einer Führung und ist gegenüberliegend zum Steuerventil mit der Ankerplatte des Magnetstellers verbunden. Auf den die Ankerplatte aufnehmenden Ankerraum mündet der hochdruckseitige Versorgungsanschluss, von dem aus über den Ankerraum und die Führung für die Stellstange der Kraftstoff einem von der Stellstange durchsetzten Verteilerraum zugeführt wird, von dem die hochdruckseitigen Verbindungen zum Düsenraum und zur hochdruckseitig beaufschlagten Steuerfläche des Steuerventilkolbens ausgehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruck- Einspritzinjektor der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass sich eine erhöhte Knickstabilität seiner Steuerstange ergibt und dass der Injektor bei einfachem Aufbau sowohl im Hinblick auf Fertigungs- und Montagetoleranzen wie auch im Hinblick auf durch Einspannkräfte, Druckbeaufschlagung und Temperaturschwankungen bedingte Abmessungsänderungen unempfindlich ist.
Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1, demzufolge durch die Aufteilung der Steuerstange und die im Stützweg der Steuerstange liegende Fluidsäule als Drucksäule ein automatischer Ausgleich von Längenänderungen zu erreichen ist, da die Fluidsäule als hydraulisches Übertragungsglied durch die gedrosselte Verbindung zum Aufnahmeraum, und damit zur Hochdruckseite, ein an die jeweilige Stützlänge anpassendes Volumen darstellt. Hierdurch werden nicht nur Längenände- rungen der Steuerstange relativ zu solchen des Injektorgehäuses ausgeglichen, sondern es wird insbesondere auch die Montage vereinfacht, da die notwendige Feinanpassung über die hydraulische Übertragungsstrecke zwischen den Steuerstangenteilen erfolgt .
Durch die Aufteilung der Steuerstange in Stangenteile, die innerhalb eines umschließenden Kopplungsstückes - also beispielsweise einer Buchse - die axial gegenüberliegenden Begrenzungen eines Spaltraumes bilden und von denen zumindest eines gegenüber dem Kopplungsstück axial verschieblich ist, ergibt sich ferner aufgrund der gedrosselten Verbindung zum Aufnahmeraum, und damit zur Hochdruckseite, eine die Stangenteile axial gegeneinander abstützende Kraftstoffsäule, die die Stangenteile entsprechend dem anliegenden Druck gegen ihre einander gegenüberliegenden Abstützungen andrückt, welche durch den Aktor und das Steuerventil gebildet sind. Abstandsänderungen zwischen den Abstützungen werden aufgrund der drosselnden Verbindung zum Aufnahmeraum durch nachfließenden Kraftstoff ausgeglichen, und in entsprechender Weise auch Leckagen längs des Stangenteiles oder der Stangenteile, die auf den Spalträum auslaufen.
Ergänzend wird durch die Integration eines Kraftstoff- Hochdruckspeichers in den Injektor die Belastung des Injektors durch Druckspitzen, die weit über die ohnehin hohen Systemdrücke hinausreichen, reduziert, so dass sich geringere Verformungen des Injektorgehäuses ergeben und ein konstruktiv leichterer Aufbau des Injektors, insbesondere des Injektorgehäuses möglich wird.
Zudem ergibt sich aufgrund der unmittelbaren Anordnung der Steuerstange im hochdruckseitig beaufschlagten, den Hochdruckspeicher bildenden Aufnahmeraum in Verbindung mit der stricknadelartig dünnen, lang gestreckten Ausbildung der Steuerstange bei im Nahbereich der Düsennadel, also in großem Abstand zum Aktor, angeordnetem Steuerventil und über den Aufnahmeraum erfolgender Kraftstoffzufuhr zur Düse auch bei schlankem Gehäuse ein bezogen auf das Bauvolumen des Einspritzinjektors großes Speichervolumen. Dieses macht es möglich, die Größe der Druckschwankungen zu reduzieren, die sich in Verbindung mit der Einspritzung ergeben, wobei insbesondere mit Beendigung der Einspritzung auftretende Spitzendrücke reduziert werden können.
Insbesondere ergibt sich durch die unmittelbar kraftstoffumschlossene Erstreckung der Steuerstange in dem Aufnahmeraum auch eine Knickstabilisierung der Steuerstange, so dass diese trotz ihrer ein Vielfaches ihrer Dicke ausmachenden Länge mit einem im Bereich um einen Millimeter liegenden Durchmesser ausgebildet werden kann, bei einer führungsfreien Länge beispielsweise von 100 oder mehr Millimetern und einer Systemdrücken von 1500 bar und mehr entsprechenden axialen Belastung.
Durch die Erfindung wird somit auch ein Verfahren zur Verfügung gestellt, durch umschließende Beaufschlagung mit unter hohem Druck stehenden Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, die Knicksteifigkeit dünner Stangen zu erhöhen.
Der Druck im Spaltraum kann im Rahmen der Erfindung in seinem Druckniveau gegenüber dem hochdruckseitig gegebenen Druckniveau durch eine zusätzliche Verbindung des Spaltraumes zur Niederdruckseite abgesenkt werden, so dass sich im Spalträum ein mittleres Druckniveau einstellt .
Die drosselnde Verbindung zwischen Spaltraum und Aufnahme- räum, und damit zur Hochdruckseite, lässt sich im Rahmen der Erfindung durch eine oder mehrere gesonderte Drosselbohrungen erreichen, oder auch über eine gezielte Leckage längs der Führung des jeweiligen Stangenteiles auslaufend auf den Spaltraum im Kopplungsstück. Damit lässt sich auch über den jeweiligen Drosselquerschnitt, sei es als Bohrungsquerschnitt oder als Leckagespalt, sowie über diε Länge der jeweiligen Drosselstrecke die Höhe des sich zwischen den Arbeitsakten im Spaltraum aufbauenden Druckes beeinflussen. Ergänzt um eine drosselnde Verbindung des Spaltraumes zur Niederdruckseite lässt sich eine Begrenzung des Druckes im Spaltraum erreichen und es kann vermieden werden, dass sich im Spaltraum ein Druck aufbaut, der in der Abstützung zum Aktor eine Kraft zur Folge hat, durch die der Aktor aus seiner der federbelasteten Schließlage des Steuerventiles entsprechenden Konstruktions- lage in Richtung auf seine der Öffnungslage des Steuerventiles entsprechende Absteuerlage abgedrängt wird, so dass über die Betätigung des Aktors das Steuerventil nicht mehr geöffnet werden könnte.
Das oder die in das Kopplungsstück eingreifenden Stangenteile sind zweckmäßigerweise federnd auf ihre den Spaltraum vergrößernde Lage gegeneinander oder gegen das Kopplungsstück abgestützt, so dass konstruktiv eine vorgegebene Stützlänge mit einfachen Mitteln einstellbar ist und Abweichungen hiervon durch die sich einstellende Länge der Flüssigkeitssäule ausgeglichen werden können.
Abweichend von der geschilderten Lösung mit im längsmittleren Bereich zwischen Aktor und Steuerventil liegendem Kopplungsstück kann das Kopplungsstück auch durch die obere und/oder untere Ventilstangenführung gebildet sein, wobei die untere VentilStangenführung zweckmäßigerweise angrenzend zu einer Zwischenplatte liegt, die im Übergang vom Injektorgehäuse zum Düsenkörper vorgesehen ist, der die auf Einspritzöffnungen auslaufende Düsennadel aufnimmt und der über eine Schraubverbindung, insbesondere über eine Überwurfmutter, zusammen mit der dazwischen liegenden Zwischenplatte gegen das Injektorgehäuse verspannt ist .
Die untere Ventilstangenführung begrenzt den Aufnahmeraum, ist radial zum Aufnahmeraum abgestützt und nimmt schwimmend einen Sitzkδrper des Steuerventiles auf, dessen Sitzfläche über die Steuerstange abdichtend beaufschlagbar ist.
Bei von der Sitzfläche abgehobener Steuerstange ist über den Sitzkörper ein Steuerraum mit der Niederdruckseite verbunden. Dieser Steuerraum liegt rückseitig zur Düsennadel und ist gegen die Zwischenplatte über eine Steuerhülse abgegrenzt, die zwischen der Zwischenplatte und der Düsennadel axial federnd eingespannt ist, so dass die Düsennadel in Richtung auf ihre Schließlage zu den Einspritzöffnungen belastet ist. Der Steuerraum weist eine gedrosselte Verbindung zur Hochdruckseite auf, so dass die Düsennadel über den im Steuerraum aufgebauten Druck in Richtung ihrer Schließlage belastet ist und bei durch Öffnen des Steuerventils geschalteter Verbindung des Steuerraums zur Niederdruckseite druckabhängig in ihre Öffnungslage verstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht zweckmäßigerweise einen Aufbau vor, bei dem in den Aufnahmeraum auch ein Mengenbegrenzungsventil integriert ist. Zweckmäßigerweise ist dieses Mengenbegrenzungsventil benachbart zur unteren Ventilstangenführung, also im Zulaufbereich auf die Düsennadel vorgesehen und liegt damit zwischen dem dem Ventilgehäuse zugeordneten hochdruckseitigen Anschluss und dem Düsenteil des Injektors. Hierbei ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau, wenn das Mengenbegrenzungsventil ein im Zulaufweg zum Düsenteil liegendes Kolbenelement aufweist, das drosselnde Überstrόmquer- schnitte aufweist und das in Richtung auf eine konstruktive Ausgangslage entgegen der Durchströmungsrichtung federbelastet ist. In dieser konstruktiven Ausgangslage liegt das im Aufnahmeraum längsverschieblich geführte Kolbenelement bevorzugt gegen eine Gehäuseschulter an, bei Abstützung der Feder gegenüberliegend zum Kolbenelernent auf der unteren Ventilstangenführung. Bei jedem Einspritzvorgang wird das Kolbenelement in Richtung auf seine Sperrlage verschoben, und, falls die Einspritzmenge nicht zu groß war, anschließend wieder auf seine Ausgangslage zurückgestellt. Erst bei zu großen Einspritzmengen, aber ansonsten ordnungsgemäß arbeitendem Einspritzinjektor, spricht das Mengenbegrenzungsventil an und es wird das Kolbenelement in eine Sperrläge verschoben, die einen weiteren KraftstoffZulauf auf den die Düsennadel umschließenden Düsenraum unterbindet. Ein Mengenbegrenzungsventil der gezeigten Ausgestaltung spricht somit nicht an, wenn die darüber fließende Kraftstoffmenge bezogen auf den drosselnden Überströmquerschnitt des Mengenbegrenzungsventils zu klein ist, um dessen Kolbenelement zu verschieben.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Hochdruck- Einspritzinjektors gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes II in Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung eines Injektors gemäß
Fig. 1 in einer entsprechenden Schnittdarstellung. Fig. 4 eine Ausschnittsvergrόßerung des Bereiches IV in Fig. 3, wobei ergänzend der untere Teil eines in Fig. 2 gezeigten Mengenbegrenzungsventiles dargestellt ist, und
Fig. 5 bis 7
Schemadarstellungen zur Gestaltung der drosselnden Verbindung der Hochdruck- und/oder Niederdruckseite zum Spaltraum.
Die Darstellungen in den Figuren betreffen einen Einspritzinjektor 1 für Brennkraftmaschinen, über den unter Hochdruck zugeführter Kraftstoff (Pfeil 2) der Einspritzdüse 3 zugeführt wird, die einen Düsenkδrper 4 aufweist, in dem in einer zentralen Bohrung 5 eine Düsennadel 6 axial verschieblich geführt ist, über die der Kraftstoffzufluss zu den Einspritzöffnungen 7 gesteuert wird. An den Düsenkδrper 4 schließt a- xial, diesen überdeckend, eine Zwischenplatte 8 an, die im Obergang zum Gehäuse 9 des Einspritzinjektors 1 liegt und die zwischen Düsenkδrper 4 und Gehäuse 9 über eine Verschraubung, hier eine Überwurfmutter 10 eingespannt ist, die den Düsenkörper 4 in einer Schulter 11 untergreift und die gegen den gegen die Zwischenplatte 8 auslaufenden, unteren Teil des Gehäuses 9 verschraubt ist. An das axial gegenüberliegende, o- bere Ende des Gehäuses 9 des Einspritzinjektors 1 schließt ein Aktor 12 an, der nur im Umriss angedeutet ist und, bezogen auf das Ausführungsbeispiel, als Magnetsteller ausgebildet ist, der eine Ankerplatte 13 aufweist.
Die Ankerplatte 13 liegt axial oberhalb einer als Schraubplatte 14 gestalteten Abschlussplatte, welche gegen das Gehäuse 9 verschraubt ist und über die ein Abschlusspfropfen 15 für einen sich axial durch das Gehäuse 9 erstreckenden Aufnahmeraum 16 gegen das Gehäuse 9 dichtend verspannt ist. Der Aufnahmeraum 16, der das Gehäuse 9 zentral durchsetzt, läuft nach unten auf die Zwischenplatte 8 aus, angrenzend zu der im Aufnahmeräum 16 ein Steuerventil 17 vorgesehen ist, über das die Druckbeaufschlagung eines Steuerraumes 18 gesteuert wird,- der axial zwischen dem rückwärtigen Ende der Düsennadel 6 und der Zwischenplatte 8 liegt und der von einer Steuerhülse 19 umgrenzt ist, die auf dem rückwärtigen, hier also oberen Endbereich der Düsennadel 4 axial verschieblich geführt ist. Der rückwärtige, obere Endbereich der Düsennadel 6 ist anschließend an die Druckschulter 20 der Düsennadel 6 als Schaftteil 21 gestaltet, und die Steuerhülse 19 ist über eine Druckfeder 22 in Richtung auf ihre Anlage an der Zwischenplatte 8 abgestützt. Über die Druckfeder 22 ist die Düsennadel 6 in Richtung auf ihre Schließlage belastet, in der der Kraftstoffzufluss zu den Einspritzδffnungen 7 durch die Düsennadel 6 versperrt wird und die Düse geschlossen ist. Die Zwischenplatte 8 und damit auch das an diese angrenzende Steuerventil 17 liegen, bezogen auf die axiale Erstreckung des Einspritzinjektors 1, nahe dessen unterem Ende, und es ergibt sich somit zwischen dem Steuerventil 17 und dem dessen Ansteuerung dienenden Aktor 12 ein im Wesentlichen der Länge des Gehäuses 9 entsprechender, und damit auch großer Abstand, der zur Betätigung des Steuerventiles 17 über eine sich zwischen Steuerventil 17 und Aktor 12 erstreckende Steuerstange 23 überbrückt wird.
Die Steuerstange 23 ist, wie auch aus den Darstellungen erkennbar, als stricknadelartig dünner Stab ausgebildet, dessen Länge einem Vielfachen seiner Dicke entspricht. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel liegt der Durchmesser der Steuerstange 23 in der Größenordnung von einem Millimeter, bei einer Länge von 150 mm. Dieses Größenverhältnis spiegelt wider, dass die Steuerstange 23 im Verhältnis zu ihrer Länge im Rah- men der Erfindung bevorzugt extrem dünn gewählt ist, wenn auch der angegebene Beispielsbereich im Rahmen der Erfindung in weiten Grenzen variieren kann.
Bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bildet der Aufnahmeraum 16 zumindest über einen Teil seiner Länge, insbesondere in seinem oberen Längsbereich einen Druckspeicher 24, der mit der Hochdruckseite - Pfeil 2 - zwar in Verbindung steht, der aber nicht im Durchströmungsweg zwischen dem Hoch- druckanschluss 27 und dem Steuerventil 17 zur Düsennadel 6 liegt. Der Strömungsweg zwischen der Hochdruckzuführung (Pfeil 2) und dem Steuerventil 17 bzw. der Düsennadel 6 führt im unteren Bereich des Gehäuses 9 über den unteren Teil 25 des insgesamt sich über die Länge des Gehäuses 9 erstreckenden Aufnahmeraumes 16, wobei im Ausführungsbeispiel im Übergangsbereich zwischen unterem Teil 25 des Aufnahmeraumes 16 und dessen oberen, durch den Druckspeicher 24 gebildeten Teil der hochdruckseitige Anschluss 27 liegt, und in dessen Aus- mündungsbereich auf den Aufnahmeraum 16 ein Kopplungsstück 26.
Das Kopplungsstück 26 ist in Fig. 1 und 2 als im Aufnahmeraum 16 liegende Hülse gestaltet, die über das Gehäuse 9 geführt oder auch frei liegend zum Gehäuse 9 angeordnet ist und die eine zentrale Durchgangsbohrung 28 aufweist. In dieser Durchgangsbohrung 28 liegen die einander gegenüberliegenden Endbereiche eines oberen Steuerstangenteiles 29 und eines unteren Steuerstangenteiles 30 der Steuerstange 23 und grenzen innerhalb der Durchgangsbohrung 28 des Kopplungsstückes 26 mit ihren Stirnseiten einen Spaltraum 31 ab, der zum Aufnahmeraum 16, oder auch in anderer Weise zur Hochdruckseite, eine gedrosselte Verbindung aufweist. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist diese Verbindung durch die leckagebehaftete Führung der Enden der SteuerStangenteile 29, 30 in der Durch- gangsbohrung 28 gebildet, kann aber auch durch eine gesonderte, nicht dargestellte Drosselbohrung gebildet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, bei axial verschieblichem Kopplungsstück 26, eines der SteuerStangenteile 29, 30 axial fest zum Kopplungsstück 26 anzuordnen, und lediglich das andere verschieblich gegenüber dein Kopplungsstύck 26, so dass über die Länge der Führung des verschieblich geführten Steuerstangenteiles auch der Grad der Leckage und die Höhe des im Spaltraum 31 sich aufbauenden Druckes beeinflusst werden kann.
Bezogen auf die gezeigte Darstellung ist das Kopplungsstück 26 zum Gehäuse 9 lagefest angeordnet und es sind die Steuerstangenteile 29, 30 in zueinander entgegengesetzten Richtungen über Federn 32, 33 abgestützt, so dass über die federnde Abdrängung der Steuerstangenteile 29, 30 die Steuerstangenteile 29, 30 in einer axialen Abstandslage zueinander liegen, die, aufgrund der Verbindung zum Aufnahmeraum 16 oder in anderer Weise zur Hochdruckseite, den Aufbau einer Drucksäule gewährleistet. Dadurch stellt sich die Steuerstange 23 insgesamt als axial mehrteiliges Element dar, welches durch die Stangenteile 29, 30 und die im Bereich des Spaltraumes 31 aufgebaute Drucksäule gebildet ist. Dadurch wird eine selbsttätige Anpassung der Stelllänge der Steuerstange 23 an den sich durch Toleranzen, montagebedingt und/oder durch Spannungen, insbesondere thermische Spannungen ergebenden Abstand zwischen Steuerventil 17 und Aktor 12 erreicht.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 zeigt des Weiteren die Anordnung eines Mengenbegrenzungsventiles 34 integriert in den Einspritzinjektor 1 im unteren Teil 25 des Aufnahmeraumes 16. Das Mengenbegrenzungsventil 34 weist einen grundsätzlich bekannten Aufbau mit einem Sperrkolben 35 auf, der längsverschieblich im Aufnahmeraum 16 geführt ist und der auf eine den Durchfluss freigebende obere Anschlaglage über eine Feder 36 abgestützt ist, die axial zum Gehäuse 9, zur Zwischenplatte 8 oder, wie gezeigt, zu einer unteren Steuerstangenführung 37 abgestützt ist. Die Steuerstangenführung 37 ist ihrerseits gegen die Zwischenplatte 8 abgestützt und radial im Aufnahmeraum 16 geführt. Der Sperrkolben 35 ist in der den Durchfluss freigebenden Lage des Mengenbegrenzungsventils 34 über die Feder 36 gegen eine Gehäuseschulter 38 abgestützt und weist gedrosselte Oberströmwege in Durchströmrichtung auf den Düsenteil 3 auf. Wird eine vorbestimmte Einspritzmenge überschritten, so erfolgt keine oder keine vollständige Rückstellung des Sperrkolbens 35 auf seine Ausgangslage und es wird der Sperrkolben 35 entgegen der Kraft der Feder 36 in Richtung auf die unteres Steuerstangenführung 37 verschoben. Der Sperrkolben 35 erreicht so letztlich eine Sperrstellung zur unteren Steuerstangenführung 37, wobei in dieser Sperrstellung der Sperrkolben 35 auf der oder zur Steuerstangen- führung 37 dichtend abgestützt ist.
Die Abstützlage ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 durch gegeneinander gerichtete, zapfenartige Vorsprünge 39, 40 am Sperrkolben 35 und an der unteren Steuerstangenführung 37 vorgegeben, wobei die zapfenartigen Vorsprünge 39 und 40 umschließend zur durchlaufenden Steuerstange 23 zentral liegen und axial gegeneinander gerichtet sind. In der Sperrstellung des Mengenbegrenzungsventils 34 bilden somit einerseits die aufeinander liegenden Vorsprünge 39, 40 eine die Steuerstange 23 umgrenzende Dichtfläche, und es liegt zum anderen der Sperrkolben 35 mit seinem Kolbenschaft in axialer und radialer Überdeckung zu längs der unteren Steuerstangenführung 37 vorgesehenen, beispielsweise durch Längsnuten gebildeten Überströmkanälen 41. Diese Überstrδmkanäle 41 münden im Ausführungsbeispiel auf einen Ringkanal 42 in der Zwischenplatte 8, der über eine Versorgungsbohrung 43 und einen weiteren Ringkanal 44 mit dem im Schaftbereich der Düsennadel 5 liegenden Druckraum 45 in Verbindung steht, in dem auch die Druckschulter 20 der Düsennadel 6 liegt.
Das Steuerventil 17 weist im Ausführungsbeispiel einen in einer stirnseitigen., zur Zwischenplattε S offenen Auönehmung 46 der Steuerstangenführung 37 liegenden Sitzkδrper 47 auf, der gegen die Zwischenplatte 8 mit einer Abflussbohrung 49 überdeckend zu einem Verbindungskanal 48 anliegt. Über den Verbindungskanal 48 in der Zwischenplatte 8 ist die Abflussbohrung 49 an den Steuerraum 18 angeschlossen. Die Abflussbohrung 49 läuft zum Verbindungskanal 48 gegenüberliegend in einer Sitzfläche für die Steuerstange 23 aus, und bei von der Sitzfläche abgehobener Steuerstange 23 steht die Abflussbohrung 49 über Verbindungskanäle 50 in der Zwischenplatte 8 mit einem Anschlusskanal 51 zur Niederdruckseite in Verbindung. Die Abflussbohrung 49 ist selbst als Drosselbohrung ausgeführt, oder es ist der Zulauf zur Abflussbohrung 49 gedrosselt ausgebildet. Der Steuerraum 18 steht über eine gedrosselte Verbindung 52, wie in Fig. 4 angedeutet, mit der Hochdruckseite, hier dem Druckraum 45, in Verbindung.
Ist das Steuerventil 17 in Schließstellung, also die Abflussbohrung 49 über die SteuerStange 23 abgesperrt, so ist die Düsennadel 6 sowohl über die Druckfeder 22 wie auch über den im Steuerräum 18 anstehenden Druck in Richtung auf ihre Schließlage belastet. Es kann somit kein Einspritzvorgang stattfinden. Die Steuerstange 23 ist dabei zwischen dem Sitzkδrper 47, an dem sie dichtend anliegt, und dem Aktor 12 eingespannt, und zwar insbesondere aufgrund der im Spalträum 31 aufgebauten Drucksäule, durch die die Stangenteile 29 und 30 gegeneinander abgestützt sowie gegen ihre jeweiligen Anlagestellungen am Aktor 12 und am Sitzkörper 47 angelegt sind. Wird der Aktor 12 zur Einleitung eines Einspritzvorganges angesteuert, so wird die Ankerplatte 13 gegen Federkraft angehoben und das obere Stangenteil 29 kann in Richtung auf den Aktor 12 ausweichen. Damit ergibt sich ein Druckabfall im Spaltraum 31 und es kann der untere Steuerstangenteil 30 über den durch die Verbindung zum Steuerraum 18 in der Abflussboh- rung 49 anstehenden Druck aus seiner die Abflussbohrung 49 abdichtenden Lage angehoben werden. Damit ergibt sich über Querkanäle 53 zum Sitzkörper 47 und Längskanäle 54 zwischen dem Sitzkörper 47 und der unteren Steuerstangenführung 37 eine Verbindung zu den Verbindungskanälen 50 und über diese zur Niederdruckseite (Pfeil 56) .
Wird der Aktor 12 zur Beendigung des jeweiligen Einspritzvorganges abgesteuert, so fällt die in Richtung auf ihre Stützlage zur Steuerstange 23 federbelastete Ankerplatte 13 ab und beaufschlagt die SteuerStange 23 in Richtung auf ihre Schließlage zur Abflussbohrung 49, da aufgrund der drosselnden Verbindung zwischen dem Spaltraum 31 und der Hochdruckseite im Spaltraum wiederum eine tragende Flüssigkeitssäule aufgebaut ist .
Fig. 1 lässt deutlich werden, dass sich durch die axial hintereinander liegende Anordnung von Druckspeicher 24, Mengenbegrenzungsventil 34 und gegebenenfalls dazwischen liegendem Kupplungsstück 26 eine sehr kompakte und auch baulich sehr gut beherrschbare Anordnung ergibt, zumal die Steuerstange 23 aufgrund ihrer schlanken Ausbildung und ihrer nicht ummantelten freien Lage innerhalb des Aufnahmeraumes 16, der zumindest teilweise als reiner Druckspeicher 24 dient, einen minimalen Platzbedarf hat, so dass sich auch große und wirksame Druckspeicherräume verwirklichen lassen. Ist, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, das Kopplungsstück 26 im Übergang zwischen Druckspeicher 24 und Mengenbegrenzungs- ventil 34 angeordnet, so ist es zweckmäßig, wenn der hoch- druckseitige Anschluss 27 im Bereich des Kopplungsstückes 26 auf den Aufnahmeraum 16 mündet und diesen aufteilt, bei über dem Kopplungsstück 26 zugeordneten Kanalverbindungen 57, 58 in Richtung auf den Druckspeicher 24 und in Richtung auf das Mengenbegrenzungsventil 34.
Eine solche Ausgestaltung begünstigt, unabhängig von den Be- triebszuständen Einspritzung oder Nichteinspritzung, die Aufrechterhaitung eines weitgehend gleichen, hohen Druckniveaus im Druckspeicher 24 und damit bei großer führungsfreier Länge der Steuerstange 23 auch deren Ausbildung mit einem minimierten Querschnitt dadurch, dass die rechnerische Knicklast einer dünnen, einen Druckspeicher 24 durchsetzenden Steuerstange 23 bezogen auf die Stangenlänge zwischen deren den Speicher axial durchsetzenden Dichtführungen mit steigendem Druck zunimmt, somit die Steuerstange auf eine Knicklast ausgelegt werden kann, die der rechnerischen Knicklast plus einer zusätzlichen Knicklast entspricht, welche sich als Produkt des Druckes im Druckspeicher und der Querschnittsfläche der Steuerstange in deren axialen Dichtführungen zum Aufnahmeraum 16 ergibt . Durch die Erfindung wird somit auch ein Verfahren zur Verfügung gestellt, bei Einsatz von druckkraftbeaufschlagten dünnen Stäben, wie Steuerstangen 23 der vorstehend angesprochenen Art, diese im Hinblick auf ihre Abmessungen zu minimieren, dadurch, dass das Produkt aus dem umschließend zum Stab in einem Druckspeicher gegebenen Druck und der Querschnittsfläche des Stabes in dessen Austrittsfläche zum Druckspeicher als Zuschlaggröße zur rechnerischen Knicklast berücksichtigt wird. Es wird also ein Verfahren zur Anhebung der Knickfestigkeit dünner Stäbe aufgezeigt. Auch wenn die Ausgestaltung eines Einspritzinjektors 1 gemäß Fig. 1 und 2 eine erfindungsgemäß besonders vorteilhafte Lösung darstellt, lässt sich die Erfindung auch in einer Ausgestaltung gemäß Fig. 3 realisieren, bei der - ein Mengenbegrenzungsventil ist hier nicht vorgesehen, kann aber erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen sein - das Kopplungsstück durch eine der SteuerStangenführungen, insbesondere, wie gezeigt, durch die untere Steuerstangenführung 45 gebildet ist. Dadurch entfällt die Quasiaufteilung des Aufnahmeraums 16, der sich im Wesentlichen als zentrale Durchgangsbohrung darstellt, sowie auch eine mögliche Führung der Steuerstange 17 über das Kopplungsstück 26 im längsmittleren Bereich zwischen Aktor 12 und Steuerventil 17. Eine solche abgemagerte Lösung, die im übrigen Aufbau der anhand der Fig. 1 und 2 geschilderten entspricht, stellt sich als weitere Vereinfachung der erfindungsgemäßen Lösung dar und sie veranschaulicht zugleich, dass bei Anordnung eines Kopplungsstückes 26 gemäß Fig. 1 und 2 dieses auch schwimmend im Aufnahmeraum 16 vorgesehen sein kann, bei entsprechender axialer Abstützung gegen die Steuerstangenteile 29 und 30.
Des Weiteren ist in Fig. 3 auch, ergänzend zu Fig. 1, eine weitere Anordnungsmδglichkeit für die die Ankerplatte 13 abstützende Druckfeder 59 als Bestandteil des Aktors 12 veranschaulicht.
Fig. 4 verdeutlicht, dass bei Teilung der Steuerstange 23 im Bereich der unteren Steuerstangenführung 37 der obere Steuerstangenteil 29 um ein Vielfaches länger ist als der untere Steuerstangenteil 30, bei Lage des Spaltraumes 31 zwischen diesen Stangenteilen. Entsprechend der Anordnung des Spaltraumes 31 im Erstreckungsbereich der unteren Steuerstangenführung 37 und der Nutzung dieser SteuerStangenführung 37 als Kopplungsstück mit Leckageverbindung zum Aufnahmeraum 16 Ie- diglich über den in die SteuerStangenführung 37 eintauchenden Abschnitt des oberen Steuerstangenteiles '29 lässt sich bei dieser Lösung die Leckage zwischen dem Spaltraum 31 und dem Aufnahmeraum 16 und die Höhe des sich im Spalträum 31 aufbauenden Druckes durch die Festlegung unterschiedlicher Führungslängen und Führungsspiele zwischen oberem Stangenteii 29 und unterer Steuerstangenführung 37 als Kopplungsstück bestimmen, in Berücksichtigung der entsprechenden Radialtoleranzen in der Führung der Steuerstange 23 in der unteren Steuerstangenführung 37.
In Ergänzung der Fig. 1 und 2 zeigt Fig. 4, bezogen auf die insoweit den Fig. 1 und 2 entsprechende, um den unteren Teil des Mengenbegrenzungsventiles ergänzte Darstellung der Fig. 3, die hochdruckseitige Verbindung 52 des Steuerraumes 18 ü- ber Anschlusskanäle 60 mit dazwischen liegender Drossel 61 an den Druckraum 45. Weiter ist aus Fig. 4 ersichtlich, dass die Erfindung insbesondere in der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 in vorteilhafter Weise einen Aufbau der Steuerstange 23 aus über ihre Länge unterschiedlichen Materialien erlaubt. Hierzu kann der kurze untere Steuerstangenteil 30 in der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 insgesamt aus einem in Bezug auf die Abdichtung zur Abflussbohrung 49 besonders geeigneten hochfesten Material bestehen.
Da sich ansonsten die Ausführungsbeispiele weitgehend entsprechen, finden gleiche Bezugszeichen Verwendung und es wird bezüglich der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 und 4 auf die Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 verwiesen.
Ungeachtet der Verwendung dünner Steuerstangen kann aufgrund der Knickstabilisierung, die für die Steuerstange durch die Druckbeaufschlagung im Aufnahmeraum gegeben ist, die Übertragung großer, dem Druckaufbau im Spalträum entsprechender Stellkräfte gewährleistet werden. Durch die Querschnittsbemessung der die Fluidsäule im Spaltraum begrenzenden Steuerstangenteile kann zudem die druckbezogen auf die Steuerstangenteile ausgeübte Stützkraft beschränkt werden. Bezogen auf ein gegebenes Druckniveau im Spaltraum kann somit über die Querschnittsbemessung der Steuerstangenteile im Kopplungs- stück eine Kraftanpassung an die Federkraft des Aktors erfolgen, so dass die Feder nicht überdrückt werden kann.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen stark schematisiert und in isolierter Darstellung einen Aufbau, bei dem eine Steuerstange 70 ein Kopplungsstück 71 in einer Axialbohrung 72 durchsetzt und bei dem die Steuerstange 70 zwei Steuerstangenteile 73 und 74 aufweist, von denen das Steuerstangenteil 73, bezogen auf die vorauf geschilderten Ausgestaltungsbeispiele, ein oberes, ak- torseitiges Steuerstangenteil bildet und das Steuerstangenteil 74 ein unteres. Die Steuerstangenteile 73 und 74 sind in der Axialbohrung 72 längsverschieblich geführt und begrenzen axial mit ihren einander benachbarten Stirnseiten innerhalb der Axialbohrung 72 einen vom Kopplungsstück 71 radial umschlossenen Spaltraum 75.
Das Kopplungsstück 71 ist dargestellt als innerhalb eines Aufnahmeraumes 76 liegend, der von der Steuerstange 70 durchsetzt ist, so dass die Steuerstangenteile 73, 74, in den Ausgestaltungen gemäß Fig. 5 und 6 ausgehend vom Spaltraum 75 in der Axialbohrung 72 verlaufend, auf einander gegenüberliegende Bereiche des Aufnähmeräumes 76 auslaufen, die bezogen auf die Darstellungen gemäß Fig. 5 und 6 jeweils, wie durch die +-Zeichen gezeigt, auf Hochdruckniveau liegen.
Die Steuerstangenteile 73 und 74 begrenzen in der Axialbohrung 72 gegenüber dem Kopplungsstück 71 jeweils Leckagespalte 77, 78, so dass sich im Spaltraum 75, aus dem Aufnahmeraum 76 über die Leckagespalte 77 und 78 versorgt, ein dem Aufnahmeraum 76 entsprechender Druck aufbaut, und im Spaltraum 75 eine Drucksäule gegeben ist, über die, bei entsprechender axialer Belastung, die Steuerstangenteile 73, 74 gegeneinander abgestützt sind, also entsprechende axiale Stützkräfte übertragen können.
Aufgrund der Druckversorgung über die Leckagespalte 77, 78 werden die Steuerstangenteile 73 , 74 unter Vergrößerung des Spaltraumes 75 voneinander abgedrängt, wenn keine entsprechenden Gegenkräfte vorhanden sind, bzw. wenn - zum Beispiel aufgrund einer federnden Abstützung - aufgrund des im Spalt- räum 75 aufgebauten Druckes sich Stellkräfte ergeben, die größer als diese Gegenkräfte sind.
Um bei entsprechend nachgiebiger Abstützung eines der Steuerstangenteile, also beispielsweise des Steuerstangenteiles 77 gegen die Feder eines Aktors, ein Oberdrücken der Feder zu vermeiden, muss entweder der Druck im Spaltraum 75 entsprechend begrenzt werden, oder die den Spaltraum begrenzende Querschnittsfläche des jeweiligen Steuerstangenteiles so bemessen werden, dass bezogen auf einen vorgegebenen Grenzdruck eine vorgegebene, der Federkraft entsprechende Grenzkraft nicht überschritten wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 mit Verbindung des Spalt- raumes 75 über die Leckagespalte 77, 78 lediglich zum Aufnahmeraum 76 ist bezogen auf einen gegebenen Druck im Aufnahmeraum 76 eine entsprechende Stellkraftbegrenzung lediglich ü- ber die Querschnittsfläche des oder der Stangenteile 73, 74 erreichbar.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist der Spaltraum 75 über eine drosselnde Verbindung 79 zusätzlich an einen Nie- derdruckraum 80 angeschlossen, dessen Druckniveau - als Niederdruckniveau - unterhalb des im Aufnahmeräum 76 gegebenen Hochdruckniveaus (durch + gekennzeichnet) , liegt und durch - gekennzeichnet ist. Die drosselnde Verbindung 79 ist schematisch dargestellt als eine Bohrung 81 im Steuerstangenteil 74, kann aber auch in anderer Weise realisiert werden, beispielsweise durch eine auf den Spaltraum 75 ausmündende, das Kopplungsstück 71 durchsetzende und auf den Niederdruckraum 80 mündende Bohrung.
Durch die Verbindung zum Niederdruckraum 80 bildet sich in Verbindung mit den analog zur Ausgestaltung gemäß Fig. 5 gegebenen Verbindungen zum hochdruckseitigen Aufnahmeraum 76 über die Leckagespalte 77 und 78 im Spaltraum 75 ein mittleres Druckniveau aus, das gegebenenfalls in Verbindung mit entsprechenden Querschnittsbemessungen für die Steuerstangenteile 73, 74 die Festlegung einer gewünschten maximalen Stellkraft, bezogen auf dieses mittlere Druckniveau, ermöglicht.
Fig. 7 zeigt eine Variante, bei der das Kopplungsstück 71 a- xial begrenzend zu einem Aufnahmeraum 76 im Obergang auf einen Niederdruckraum 80 liegt, und zwar derart, dass die Steuerstange 70 aus dem Kopplungsstück 71 einenends auf den unter Hochdruck stehenden Aufnahmeraum 76 und anderenends auf den Niederdruckraum 80 ausläuft. Die Steuerstangenteile 73 und 74 bilden somit eine Abgrenzung des zwischen ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten eingeschlossenen Spaltraumes 75 einerseits gegen Hochdruck, andererseits gegen Niederdruck, so dass sich über die Leckagespalte 77 und 78 im Spaltraum 75 ein zwischen dem hochdruckseitig und dem niederdruckseitig anstehenden Druck liegender, mittlerer Druck einstellt. In der Größenordnung ist dieser mittlere Druck durch die Bemessung der Leckagespalte 77 und 78 sowie auch deren axiale Län- ge zu beeinflussen, und damit auch die Größe der auf die Stangenteile 72 und 74 in Abhängigkeit vom Druck im Spaltraum 75 wirkenden Stützkräfte. Diese können, wie schon vorstehend geschildert, auch noch durch die Querschnittsbemessung der Stangenteile 73, 74 ausmündend auf den Spaltraum 75 beein-
Grundsätzlich sind die anhand der Fig. 5 und 6 veranschaulichten Ausgestaltungen nicht daran gebunden, dass beide Steuerstangenteile 73, 74 zum Kopplungsstück 71 längsver- schieblich sind. Vielmehr kann bei entsprechender Längsver- schieblichkeit des Koppplungsstückes 71 dieses auch mit einem der jeweils hochdruckseitig aus dem Kopplungsstück 71 austretenden Steuerstangenteile, so beispielsweise dem Steuerstangenteil 74 lagefest verbunden sein und beispielsweise ein Teil des Kopplungsstückes 71 bilden, so dass ein Leckagespalt 77 zur Hochdruckseite lediglich längs des Stangenteiles 73 gegeben ist . Auch bei einer solchen Lösung kann in Analogie zur Gestaltung gemäß Fig. 5 die bezogen auf ein vorgegebenes Druckniveau im Spaltraum 75 sich ergebende Stellkraft durch die Querschnittsbemessung beeinflusst werden. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 6 besteht die zusätzliche Einflussmδg- lichkeit der Veränderung des sich im Spaltraum 75 aufbauenden Druckes darin, dass entsprechend Fig. 6 eine Verbindung des Spaltraumes 75 zum Niederdruckraum 80 über eine drosselnde Bohrungsverbindung 79 in dem gedachterweise zum Kopplungs- stück 71 lagefesten Steuerstangenteil 74 erfolgen kann. Bei einer solchen Lösung kann bevorzugt die Verbindung zum Niederdruckraum 80 auch unmittelbar über eine das Kopplungsstück 71 durchsetzende Bohrung erfolgen.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die Steuerstange mehrfach zu unterteilen, so dass sich mehrere Trennstellen ergeben. Bei einer solchen Ausgestaltung, die z. B. unter Ferti- gungs- und/oder Montagegesichtspunkten zweckmäßig sein kann, bildet sich an der Trennstelle, ein entsprechend umschließendes Kopplungsstück vorausgesetzt, ein den richtigen Abstand einstellender Spaltraum aus, in der sich die größte Stützkraft ausbildet. In den anderen Trennstellen stehen die Stangenteile auf Stoß zueinander, es ist also keine übertragende, die Stützlänge einstellende Flüssigkeitssäule zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Stangenteile vorhanden.

Claims

Patentansprüche
1. Hochdruck-Einspritzinjektor (1) für Brennkraftmaschinen mit einem Aktor (12) und einer Einspritzdüse (3) für unter Hochdruck zugeführten Kraftstoff, die an axial einander gegenüberliegenden Endseiten des schlanken Injektorgehäuses (9) angeordnet sind und mit einem in der Ansteuerung der Einspritzdüse (3) liegenden, im Übergang vom Injektorgehäuse (9) auf die Einspritzdüse (3) angeordneten Steuerventil (17) , das vom Aktor (12) über eine stricknadelartig dünne, langgestreckt stabfδrmige Steuerstange (23) angesteuert ist, die im Obergang vom Aktor (12) auf das Steuerventil (17) in einem axial das Injektorgehäuse (9) durchsetzenden Aufnahmeraum (16) verläuft und die zwei stirnseitig zueinander abgestützte Steuerstangenteile (29, 30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (16) hochdruckseitig angeschlossen ist, dass die Steuerstange (23) im einen Hochdruckspeicher bildenden Aufnahmeraum (16) unmittelbar kraftstoffumschlossen ist, dass die einander zugewandten Stirnseiten der Steuerstangenteile (29, 30) fluidisch zueinander abgestützt sind und innerhalb eines umschließenden Kopplungsstückes (26) liegen und dass bei axialer Verschieblichkeit mindestens eines der Steuerstangenteile (29, 30) zum Kopplungsstück (26) die Steuerstangenteile (29, 30) mit ihren Stirnseiten axial einen Spaltraum (31) begrenzen, der in gedrosselter Verbindung zumindest zur Hochdruckseite steht.
2. Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalträum (31) in gedrosselter Verbindung zur Niederdruckseite steht.
3. Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuerstangenteile (29, 30) im Kopplungsstück (26) axial verschieblich sind.
4. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (26) im Aufnahmeraum (16) liegt.
5. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (26) eine axiale Begrenzung des Aufnahmeraumes (16) bildet.
6. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der gedrosselten Verbindungen des Spalt- raumes (31) zur Hochdruckseite oder zur Niederdruckseite durch einen Leckagespalt zwischen der Steuerstange (23) und dem Kopplungsstück (26) gebildet ist.
7. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zvon den gedrosselten Verbindungen des Spaltraumes (31) zur Hochdruckseite oder zur Niederdruckseite zumindest eine durch eine Drosselbohrung gebildet ist.
8. Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,. dass die gedrosselte Verbindung des Spaltraumes (31) zur Hochdruckseite vom Aufnahmeraum (16) ausgeht.
9. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (26) zum Aufnahmeraum (16) axial lagefest ist.
10. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (26) zum Aufnahmeraum (16) axial verschieblich ist.
11. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (16) eine Radialführung für die Steuerstange (23) bildet.
12. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (16) durch das Kopplungsstück (26) axial in einen zum Aktor (12) benachbarten, oberen Teil als Speicherteil und einen unteren Teil unterteilt ist und im Bereich des unteren, zwischen dem Kopplungsstück (26) und dem Steuerventil (17) liegenden Teiles einen Kraftstoffkanal bildet.
13. Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der hochdruckseitige Anschluss zum Aufnahmeraum (16) im Bereich des Kopplungsstückes (26) liegt.
14. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmeraum (16) ein Mengenbegrenzungsventil (34) angeordnet ist .
15. Hochdruck-Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenbegrenzungsventil (34) im unteren Teil des
Aufnahmeraumes (16) angeordnet ist.
16. Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenbegrenzungsventil (34) einen federabgestützten, einen drosselnden Durchflussquerschnitt zur Einspritzdüse (3) begrenzenden Sperrkolben (35) aufweist.
17. Hochdruck-Einspritzinjektor, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (23) im hochdruckseitig angeschlossenen Aufnahmeraum (16) über den umschließenden, unter Hochdruck stehenden Kraftstoff knickstabilisierend abgestützt ist.
18. Hochdruck-Einspritzinjektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (23) über den umfangseitig umschließenden, unter Hochdruck stehenden Kraftstoff knicklaststeigernd abgestützt ist.
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