Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer derartigen aus der Schrift FR-A-2 449 795 bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung fördert eine Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff aus einem Niederdruckraum in einen Hochdrucksammelraum, der über Hochdruckleitungen mit den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen verbunden ist, wobei dieses gemeinsame Druckspeichersystem durch eine Drucksteuereinrichtung auf einem bestimmten Druck gehalten wird. Zur Steuerung der Einspritzzeiten und Einspritzmengen an den Einspritzventilen, ist an diesen jeweils ein elektrisch gesteuertes Steuerventil in die Hochdruckleitungen eingesetzt, das mit seinem Öffnen und Schließen die Kraftstoffhochdruckeinspritzung am Einspritzventil steuert. Die Steuerventile an den Einspritzventilen sind dabei als Magnetventile ausgeführt, die zum Einspritzbeginn die Verbindung der Hochdruckleitung mit dem Einspritzventil aufsteuern und diese am Einspritzende wieder verschließen. Dazu weist das Steuerventil ein kolbenförmiges Ventilglied mit zwei, mit zwei ortsfesten Ventilsitzen zusammenwirkenden Ventildichtflächen auf, wobei eine erste Ventildichtfläche die Verbindung der Hochdruckleitung zum Einspritzventil und eine zweite Ventildichtfläche die Verbindung des Einspritzventils mit einem Entlastungsraum aufsteuert. Dabei weisen die Steuerventile an den bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen jedoch den Nachteil auf, daß es mit ihnen nicht möglich ist, den Einspritzverlauf am Einspritzventil zu formen. Dabei tritt dort vor allem das Problem auf, daß der am Einspritzventil anliegende hohe Kraftstoffdruck nicht rasch genug entspannt werden kann, was Ungenauigkeiten der Steuerung am Einspritzende zur Folge haben kann.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Einspritzende mittels eines dem Entlastungsventil vorgeschalteten Rücksaugbundes sicher steuerbar ist. Dabei entnimmt dieser Rücksaugbund während der Schließbewegung des Steuerventilgliedes Kraftstoff aus der Druckleitung zum Einspritzventil, so daß an diesem ein rascher Druckabfall am Einspritzende gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil wird durch die Anordnung einer in Öffnungsrichtung des Ventiles zum Aufsteuern der Verbindung zwischen Hochdruckleitung und Einspritzventil wirkenden Ringschulter im Druckraum erreicht, über die sich so eine Sicherheitsfunktion in das Steuerventil integrieren läßt. Dabei ist diese Ringschulter so ausgelegt, daß sie beim Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldruckes in der Hochdruckleitung und im Druckraum den Öffnungsquerschnitt zum Ringraum um ein geringes Maß freigibt, das so klein ist, daß der Öffnungsquerschnitt am, die Verbindung des Ringraumes mit einem Entlastungsraum steuernden Ventilsitz nicht vollständig verschlossen wird, so daß sich der Kraftstoffüberdruck aus dem Ringraum in den Entlastungsraum und weiter in eine Rücklaufleitung zum Kraftstoffniederdruckraum entspannt.
Durch die am Rücksaugbund vorgesehene Drossel ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Abströmvorgang des Kraftstoffes aus der Druckleitung vom Einspritzventil während der Einspritzpausen so einzustellen, daß ein bestimmter Restdruck in der Druckleitung verbleibt.
Durch das Vorsehen eines weiteren Druckspeichers an jedem Einspritzventil und dessen Dimensionierung ist es zudem möglich den Einspritzverlauf an jedem Einspritzventil zu formen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen die Figur 1 eine schematische Darstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Längsschnitt durch das Steuerventil und das Einspritzventil und die Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Steuerventil der Figur 1, in dem die Anordnung einer zusätzlichen Ringschulter am Ventilglied dargestellt ist.

Bei der in der Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe 1 saugseitig über eine Kraftstoffzuführungsleitung 3 mit einem kraftstoffgefüllten Niederdruckraum 5 und druckseitig über eine Förderleitung 7 mit einem Hochdrucksammelraum 9 verbunden. Vom Hochdrucksammelraum 9 führen Hochdruckleitungen 13 zu den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen 15 ab, wobei zur Steuerung des Einspritzvorganges jeweils ein elektrisches Steuerventil 17 an jedem Einspritzventil 15 in die jeweilige Hochdruckleitung 13 eingesetzt ist. Desweiteren ist in jeder Hochdruckleitung 13 zwischen Hochdrucksammelraum 9 und Steuerventil 17 ein weiterer Druckspeicherraum 19 vorgesehen, über dessen Dimensionierung sich der Einspritzverlauf am Einspritzventil formen läßt. Das Steuerventil 17 ist als 3/2 Wegeventil ausgeführt, dessen kolbenförmiges Ventilglied 21 von einem auf seine eine Stirnseite wirkenden elektrischen Stellmagneten 25 betätigt wird.
Der Stellmagnet 25 ist dabei über eine Ankerplatte 27 mittels einer Schraube 29 in einer axialen Sackbohrung des Ventilgliedes 21 am Ventilglied befestigt und wirkt einer zwischen dem Gehäuse 23 und einem Federteller 31 eingespannten Rückstellfeder entgegen, die in einem Federraum 35 des Steuerventils 17 angeordnet ist.
Das kolbenförmige Ventilglied 21 weist zwei einander zugewandte Ventildichtflächen auf, von denen eine erste konisch ausgebildete Ventildichtfläche 37 mit einem konischen Ventilsitz 39 zusammenwirkt. Diese konische Ventildichtfläche 37 wird dabei durch eine konische Querschnittsverringerung eines Führungskolbenteils 41 gebildet, der dichtend in einer Führungsbohrung 43 gleitet und mit seinem der konischen Ventildichtfläche 37 abgewandten Ende in den Federraum 35 ragt. Der konische Ventilsitz 39 wird durch eine Durchmesserverringerung der Führungsbohrung 43 gebildet, wobei die Abdichtung bei geschlossenem Ventil über den Außendurchmesser am Ventilsitz 39 erfolgt. Die zweite Ventildichtfläche ist als flache Dichtfläche 45 ausgeführt und wirkt mit einem Flachventilsitz 47 zusammen. Dabei ist die flache Ventildichtfläche 45 an einer axialen, der konischen Ventildichtfläche 37 zugewandten Ringfläche eines das Ventilglied 21 auf der dem Stellmagneten 25 abgewandten Seite begrenzenden Ringsteges 49 angeordnet. Der Flachventilsitz 47 wird durch einen Ringabsatz an der als Stufenbohrung ausgeführten Führungsbohrung 43 gebildet.
Auf der die flache Dichtfläche 45 tragenden Seite grenzt der Ringsteg 49 an eine erste Ringnut 51, die andererseits von einem Rücksaugbund 53 begrenzt wird. Dieser Rücksaugbund 53 weist nur einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als die als Stufenbohrung ausgeführte Führungsbohrung 43 in diesem Bereich auf und bildet so an seiner Umfangsfläche eine dem Flachsitzventil vorgeschaltete Drosselstrecke 55, die auf der der ersten Ringnut 51 abgewandten Seite in einen Ringraum 57 mündet, der durch die Anordnung einer zweiten Ringnut 59 am Ventilglied 21 zwischen konischer Ventildichtfläche 37 und Rücksaugbund 53 in der Führungsbohrung 43 gebildet ist und von dem eine Druckleitung 61 zum Einspritzventil 15 abführt. Dabei kann die Drossel 55 auch durch eine geringe Durchmesserdifferenz zwischen Rücksaugbund 53 und Führungskolbenteil 41 bei in diesen Bereichen gleichem Durchmesser der Führungsbohrung 43 gebildet sein, wobei dann der Durchmesser des Führungskolbenteils 41 etwa 5 bis 30 um größer sein sollte als der Durchmesser des Rücksaugbundes 53, so daß sich ein dementsprechender Drosselringspalt an der Drossel 55 ergibt.
An den größeren Durchmesser der konischen Ventildichtfläche 37 schließt sich ein Druckraum 63 an, in den die Hochdruckleitung 13 einmündet.
Der Ringsteg 49 ragt mit seinem dem Flachventilsitz 47 abgewandten Ende in einen Entlastungsraum 65, der sich axial in vom Stellmagnet 25 abgewandter Richtung in einen Federraum 67 des Einspritzventils 15 fortsetzt, in dem eine ein Ventilglied 69 des Einspritzventils 15 in Schließrichtung beaufschlagende Ventilfeder 71 angeordnet ist und von dem eine Rücklaufleitung 73 in den Niederdruckraum 5 abführt. Dabei ist das Ventilglied 69 des Einspritzventils 15 in bekannter Weise mit einer konischen Druckschulter 75 versehen, die in einen mit der Druckleitung 61 verbundenen Druckraum 77 derart ragt, daß der Druck im Druckraum 77 das Ventilglied 69 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Vom Druckraum 77 führt desweiteren ein Einspritzkanal 79 entlang des Ventilgliedes 69 zu einer oder mehreren von der Dichtfläche an der Spitze des Ventilgliedes 69 gesteuerten Einspritzöffnungen 81 des Einspritzventils 15 in den nicht näher dargestellten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine.
Zudem ist der Federraum 35 des Steuerventils 17 über eine Verbindungsbohrung 83 mit der Rücklaufleitung 73 verbunden, so daß die Stirnseiten des Ventilgliedes 21 druckausgeglichen sind.
Die Hubbewegung des Ventilgliedes 21 ist dabei jeweils durch die Anlage der Ventildichtflächen 37, 45 an einem der Ventilsitze 39, 47 begrenzt.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung arbeitet in folgender Weise.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 fördert den Kraftstoff aus dem Niederdruckraum 5 in den Hochdrucksammelraum 9 und baut so in diesem einen Kraftstoffhochdruck auf. Dieser Kraftstoffhochdruck setzt sich über die Hochdruckleitungen 13 bis in den Druckraum 63 der einzelnen Steuerventile 17 an den Einspritzventilen 15 fort und befüllt dabei auch die jeweiligen Druckspeicherräume 19. Im Ruhezustand, also bei geschlossenem Einspritzventil 15 ist der Stellmagnet 25 am Steuerventil 17 stromlos geschaltet, so daß die Rückstellfeder 33 das Ventilglied 21 über den Federteller 31 mit der konischen Ventildichtfläche 37 in Anlage am konischen Ventilsitz 39 hält, so daß die Verbindung zwischen dem unter Kraftstoffhochdruck stehenden Druckraum 63 und dem ständig mit der Druckleitung 61 zum Einspritzventil 15 verbundenen Ringraum 57 verschlossen und die Verbindung vom Ringraum 57 in den Entlastungsraum 65 geöffnet ist.
Soll eine Einspritzung am Einspritzventil 15 erfolgen, wird der Stellmagnet 25 bestromt und verschiebt das Ventilglied 21 des Steuerventils 17 entgegen der Rückstellkraft der Feder 33 bis zur Anlage seiner flachen Ventildichtfläche 45 an den Flachventilsitz 47. Dabei wird die Verbindung des Ringraumes 57 zum Entlastungsraum 65 verschlossen und zur Druckleitung 61 aufgesteuert, so daß sich der Kraftstoffhochdruck nun vom Druckraum 63 über den Ringraum 57 und die Druckleitung 61 zum Druckraum 77 des Einspritzventils 15 fortpflanzt und dort über das Abheben des Ventilgliedes 69 von seinem Ventilsitz in bekannter Weise die Einspritzung an den Einspritzöffnungen 81 erfolgt.
Soll die Einspritzung beendet werden, wird der Stellmagnet 25 erneut stromlos geschaltet und die Rückstellfeder 33 bewegt das Ventilglied 21 zurück zur Anlage der konischen Ventildichtfläche 37 an den konischen Ventilsitz 39. Während dieses Schließvorganges gibt der Rücksaugbund 53 ein bestimmtes Rücksaugvolumen am Ringraum 57 frei, durch das sich das unter hohem Druck stehende Kraftstoffvolumen in der Druckleitung 61 entspannt, so daß der Kraftstoffdruck in der Druckleitung 61 und am Einspritzventil 15 sehr rasch unter den Schließdruck des Einspritzventils 15 sinkt und das Einspritzventil 15 sicher schließt. Das weitere Abströmen des Kraftstoffes aus dem Ringraum 57 bzw. der Druckleitung 61 erfolgt nun über die Drossel 55 am Rücksaugbund 53, so daß bis zum folgenden Einspritzvorgang ein bestimmter Restdruck in der Druckleitung 61 verbleibt.

Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausschnitt aus der Figur 1 ist eine zusätzliche, durch eine Querschnittsverringerung des Führungskolbenteils 41 gebildete Ringschulter 91 am Ventilglied 21 im Bereich des Druckraumes 63 vorgesehen. Diese Ringschulter 91 dient dabei als Entlastungs- bzw. Sicherheitsventil, die bei einem Überdruck in der Hochdruckleitung 13 von etwa 10% ein Aufsteuern des konischen Ventilsitzes 39 bewirkt. Durch diese Entlastung können dabei zudem die am Einspritzende auftretenden Druckspitzen im Druckspeicherraum 19 abgebaut werden. Dabei ist die Ringschulter 91 so dimensioniert, daß sie nur einen geringen Öffnungshub des Ventilgliedes 21 bewirkt, so daß das Flachsitzventil nicht vollständig schließt und sich der Überdruck aus dem Druckraum 63 in den Ringraum 57 und weiter in den Entlastungsraum 65 entspannen kann.