Kraftstoffinjektor mit druckausgeglichenem Steuerventil

Abstract

 Es wird ein Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine mit einem von einem Aktuator betätigten Steuerventil (10) vorgeschlagen, wobei das Steuerventil (10) eine Düsennadel (25) zum Einspritzten von Kraftstoff betätigt. Das Steuerventil (10) weist einen Ventilbolzen (41) und eine Ventilhülse (42) auf, wobei die Ventilhülse (42) an einer Führung des Ventilbolzen (41) axial geführt ist, und wobei sich an der Führung zwischen Ventilbolzen (41) und Ventilhülse (42) ein Führungsspalt (50) ausgebildet. Die Ventilhülse (42) ist von einer Ventilfeder (44) vorgespannt und liegt mit einer Ringfläche (48) in einem hochdruckseitigen Ventilraum (33) an einem gehäusefesten Bauteil (23) auf, wodurch der hochdruckseitige Ventilraum (33) von einem niederdruckseitigen Ventilraum (49) hydraulisch getrennt ist. Der in den hochdruckseitigen Ventilraum (33) mündende Führungsspalt (50) ist zwischen Ventilbolzen (41) und Ventilhülse (42) mittels einer Abdichtung (40) zum niederdruckseitigen Ventilraum (49) hin zumindest bei einem geschlossenen Dichtsitz (30) verschlossen.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein Kraftstoffinjektor mit einem druckausgeglichenen Steuerventil ist aus DE 10 2008 001 330 bekannt. Das Steuerventil betätigt eine Düsennadel zum Einspritzen von Kraftstoff, wobei die Düsennadel einem Steuerraum ausgesetzt ist und das Steuerventil den Druck im Steuerraum steuert. Das Steuerventil weist einen Ventilbolzen und eine Ventilhülse auf, wobei die Ventilhülse an einer Führung des Ventilbolzens axial geführte ist. Die Ventilhülse ist von einer Ventilfeder vorgespannt, die eine Ringfläche in einem hochdruckseitigen Ventilraum gegen ein gehäusefestes Bauteil drückt und dadurch den hochdruckseitigen Ventilraum von einem niederdruckseitigen Ventilraum hydraulisch trennt. Der Ventilbolzen ist dadurch mit einer Stirnfläche dem niederdruckseitigen Ventilraum ausgesetzt und erhält damit eine ständige Niederdruckanbindung. Der Ventil bolzen wird zur Öffnung des Ventilsitzes dadurch nicht gegen den gesamten Raildruck im hochdruckseitigen Ventilraum gedrückt, sondern weist durch die Niederdruckanbindung im niederdruckseitigen Ventilraum einen Druckausgleich in Bezug auf die ebenfalls dem Niederdruck ausgesetzte Gegenfläche auf. Die Führung zwischen Ventil bolzen und Ventilhülse bildet dabei jedoch einen Führungsspalt, über den eine Leckage aus dem hochdruckseitigen Ventilraum in den niederdruckseitigen Ventilraum abströmen kann. Diese Leckage muss durch eine entsprechend höhere Fördermenge im Hochdruckzulauf ausgeglichen werden, wodurch wiederum eine den Hochdruck bereitstellende Hochdruckpumpe stärker belastet wird oder ein um die Leckage geringerer Druck zum Einspritzen des Kraftstoffs genutzt werden kann.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor anzugeben, bei dem am Steuerventil keine oder eine stark reduzierte Leckage auftritt, so dass die hydraulischen Verluste des Kraftstoffinjektors reduziert werden können.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Diese Aufgabe wird in einem Kraftstoffinjektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass der in den hochdruckseitigen Ventilraum mündende Führungsspalt zwischen Ventilbolzen und Ventilhülse mittels einer Abdichtung zum niederdruckseitigen Ventilraum hin zumindest bei geschlossenem Dichtsitz verschlossen ist. Dadurch werden hydraulische Verluste des Kraftstoffinjektors reduziert, so dass ein höherer Wirkungsgrad des gesamten Einspritzsystems erzielt wird.

[0005] Für das Verständnis des weitestgehend leckagefreien Steuerventils ist, dass der Leckagespalt im geschlossenen Zustand des Ventilsitzes verschlossen ist. Im geöffneten Zustand kann der Leckagespalt geöffnet sein, weil idealerweise bei geöffnetem Ventilsitz kein Druckgefälle zwischen hochdruckseitigem Ventilraum und niederdruckseitigem Ventilraum besteht. Dadurch tritt zu diesem Zeitpunkt auch kein Leckage auf. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist bedingt durch den Öffnungshub des Ventilsbolzen bei geöffnetem Ventilsitz die innere Abdichtung am Ventilbolzen geöffnet, insofern ist der Führungsspalt nur bei geschlossenem Ventilsitz verschlossen. Es ist aber denkbar, dass mit einer speziellen technischen Lösung die Abdichtung sowohl bei geschlossenem als auch bei geöffneten Ventilsitz wirksam ist.

[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche möglich.

[0007] Vorteilhaft wird die Abdichtung von einer Abdichtscheiben gebildet, die auf die Ventilhülse und den Ventilbolzen einwirkt. Dazu weist die Abdichtung eine äußere Dichtkante und eine innere Dichtkante auf, die jeweils mit einer dichtenden Gegenfläche zusammenwirken. Die Dichtkanten sind vorzugsweise als Beißkanten ausgeführt. Gemäß einer ersten Ausführungsform sind die äußere Dichtkante und die innere Dichtkante in einem radialen Abstand an einer Stirnfläche der Abdichtscheibe ausgebildet, wobei sich zwischen den Dichtkanten der Führungsspalt befindet. Die dichtenden Gegenflächen werden dabei von einer an der Ventilhülse ausgebildeten äußeren Dichtfläche und von einer am Ventilkolben ausgebildeten inneren Dichtfläche gebildet. Die Dichtwirkung wird erzielt, indem bei geschlossenem Dichtsitz die äußere Dichtkante auf der äußeren Dichtfläche der Ventilhülse und die innere Dichtkante auf der inneren Dichtfläche des Ventilbolzens dichtend aufliegt.

[0008] Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist die äußere Dichtkante an einer Stirnfläche der Ventilhülse und die innere Dichtkante an einer am Ventilkolben ausgebildeten weiteren Ringfläche angeordnet, wobei die dichtenden Gegenflächen von einer an der Abdichtscheibe ausgebildeten Stirnfläche ausgeführt sind.

[0009] Das Zusammenwirken von äußerer Dichtkante und äußerer Dichtfläche erfolgt in einer äußere Dichteben und das Zusammenwirken von innerer Dichtkante und innerer Dichtfläche in einer inneren Dichtebene. Wichtig für die Ausbildung eines sicheren Dichtsitzes des Steuerventils ist, dass die innere Dichteben in Richtungd es Öffnungshubs des Ventilbolzen geringfügig unterhalb bzw. hinter der äußeren Dichtebene liegt.

[0010] Zur Ausbildung der inneren Dichtebenen weist der Ventilbolzen eine Durchmesserstufe auf. Zum Einsetzen der Abdichtscheibe und der Ventilfeder hinter der Durchmesserstufe ist es notwendig, dass der Ventilbolzen mindestens zweiteilig ausgeführt ist. Dazu ist an der Durchmesserstufung eine Ringfläche ausgebildet, welche die innere Dichtfläche oder eine Grundfläche zur Ausbildung der inneren Dichtkante bildet. Eine montagegerechte Ausführung erfolgt dadurch, indem eine Ventilbolzenteil und eine Ventilbolzenhülse vorgesehen sind, wobei nach Einsetzen der Abdichtscheibe und der Ventilfeder die beiden Teile des Ventilkolbens verbunden werden. Eine weiter montagegerechte Ausführung erfolgt dadurch, indem eine gestuftes Ventilbolzenteil und ein separater Ventilsitzkörper vorgesehen sind, wobei nach Einsetzen der Abdichtscheibe und der Ventilfeder die beiden Teile des Ventilkolbens verbunden werden.

Ausführungsbeispiel

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

[0012] Es zeigen:

Fig. 1

eine ausschnittsweise, schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors und

Fig. 2

einen vergrößerten Ausschnitt X des Kraftstoffinjektor in Figur 1.

[0013] In Fig. 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges in einer schematischen Darstellung ausschnittsweise gezeigt.

[0014] Der Kraftstoffinjektor umfasst ein als hydraulisches Servoventil ausgebildetes Steuerventil 10 und ein Einspritzventilelement 12. Das Steuerventil 10 wird von einem nicht dargestellten Aktuator, beispielsweise einem Piezo-Aktor über einen hydraulischen Koppler 14 betätigt. Vom hydraulischen Koppler 14 ist lediglich ein ventilseitiger Kolben 15 mit einer Endfläche 13 gezeigt, der in einem Niederdruckraum 17 angeordnet ist. Der Niederdruckraum 17 ist an einen nicht dargestellten Niederdruckanschluss angeschlossen, der mit einem Kraftstoffrücklauf verbunden ist.

[0015] Das Steuerventil 10, das Einspritzventilelement 12, der hydraulische Koppler und der Aktuator sind in einem Injektorgehäuse untergebracht, das in Figur 1 beispielsweise aus einzelnen Gehäusebauteilen hydraulisch dicht zusammengesetzt sind, wie beispielsweise einem Haltekörper 18, einer ersten Ventilplatte 21, einer zweiten Ventilplatte 22, einer Drosselplatte 23 und einem Düsenkörper 24. Durch die Gehäuseteile führt ein Hochdruckzulauf 16, der einenends an einen nicht gezeigten Hochdruckspeicher (Common-Rail) anschlossen ist und anderenends in einen Druckraum 19 innerhalb des Düsenkörpers 24 mündet. Das Injektorgehäuse kann aber auch einteilig ausgeführt sein.

[0016] Das Einspritzventilelement 12 ist innerhalb des Düsenkörpers 24 angeordnet und umfasst eine axial beweglichen Düsennadel 25 und eine Steuerraumhülse 26. Die Steuerraumhülse 26 ist axial verschiebbar an der Düsennadel 25 geführt und stützt sich in axialer Richtung an der gehäusefesten Drosselplatte 23 ab. Die Düsennadel 25 und die Steuerraumhülse 26 sind vom Druckraum 19 umgeben, wobei die Düsennadel 25 innerhalb des Druckraums 19 in einer Schließstellung dichtend auf einen nicht gezeigten Düsennadelsitz in an sich bekannter Weise einwirkt. Wenn die Düsennadel 25 am Düsennadelsitz anliegt, sind die Einspritzöffnungen geschlossen. Ist dagegen die Düsennadel 25 vom Düsennadelsitz abgehoben, wird Kraftstoff mit dem Hochdruck innerhalb des Druckraums 19 durch die Einspritzöffnungen in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.

[0017] Die an der Düsennadel 25 axial geführte Steuerraumhülse 26 umgibt einem Steuerraum 27, dem die Düsennadel 25 mit einer Druckfläche 28 ausgesetzt ist. Die Steuerraumhülse 26 stützt sich dabei in axialer Richtung an der gehäusefesten Drosselplatte 23 ab und trennt damit den Steuerraum 27 vom Druckraum 19 hydraulisch ab, wobei der Steuerraum 27 über den sich ausbildenden Dichtspalt zwischen Steuerraumhülse 26 und Drosselplatte 23 aus dem Hochdruckbereich des Druckraums 19 mit Kraftstoff befüllt wird. Alternativ kann auch eine Zulaufdrossel beispielsweise in der Steuerraumhülse 26 oder in der Drosselplatte 23 eingebracht sein, die dann den Steuerraum 27 mit dem Hochdruckzulauf 16 verbinden.

[0018] In der Drosselplatte 23 ist ein Ablaufkanal 31 mit einer Ablaufdrossel 32 eingebracht. Über den Ablaufkanal 31 ist der Steuerraum 27 dauerhaft mit einem hochdruckseitigen Ventilraum 33 verbunden, der radial und axial von der ersten und zweiten Ventilplatte 21, 22 sowie von der Drosselplatte 23 begrenzt ist.

[0019] Der hochdruckseitige Ventilraum 33 ist Teil des Steuerventils 10 und ist über einen Ventilsitz 30 hydraulisch mit dem Niederdruckraum 17 verbindbar. In den hochdruckseitigen Ventilraum 33 mündet ein in die zweite Ventilplatte 22 eingebrachter Verbindungskanal 34, der mit einer Fülldrossel 35 ausgeführt ist, wobei der Verbindungskanal 34 den hochdruckseitiger Ventilraum 33 mit dem Hochdruckzulauf 16 verbindet. Die Verbindungskanal 34 ist nicht zwingend erforderlich, denn die Befüllung des Ventilraums 33 kann auch aus dem Steuerraum 27 heraus über den Ablaufkanal 31 erfolgen.

[0020] Das Steuerventil 10 umfasst einen Ventilbolzen 41, eine Ventilhülse 42, eine Abdichtscheibe 43 und eine Ventilfeder 44. Der Ventilbolzen 41 ist mit einem pilzförmigen Ventilsitzkörper 45 ausgeführt, welcher mit einer Dichtsitzfläche 46 gegen den gehäusefesten Ventilsitz 30 drückt. Der Ventilbolzen 41 weist an dem zum Koppler 14 weisenden Ende eine Gegenfläche 38 auf, gegen die die Endfläche 13 des ventilseitigen Kolbens 15 des Kopplers 14 drückt. Die Ventilhülse 42 und die Abdichtscheibe 43 sind axial verschiebbar am Ventilkolben 41 geführt, wobei zur Führung zwischen Ventilkolben 41 und Ventilhülse 42 funktionsbedingt ein Führungsspalt 50 vorhanden ist (Figur 2).

[0021] In der gezeigten Schaltstellung liegt der Ventilbolzen 41 mit der Dichtsitzfläche 46 am gehäusefesten Dichtsitz 30 an. Die Schließkraft wird dabei im Wesentlichen von der Ventilfeder 44 aufgebracht, die sich an einem Bund des pilzförmigen Ventilsitzkörpers 45 und an der Abdichtscheiben 43 abstützt, wobei die Abdichtscheibe 43 wiederum sich an der Ventilhülse 42 und die Ventilhülse 42 sich mit einer umlaufenden Ringfläche 48 an der Drosselplatte 23 abstützt. Die Ringfläche 48 bildet eine Dichtfläche, so dass innerhalb der Ringfläche 48 ein niederdruckseitiger Ventilraum 49 entsteht, der durch die Dichtwirkung der Ringfläche 48 vom hochdruckseitigen Ventilraum 33 hydraulisch getrennt ist. Dem niederdruckseitigen Ventilraum 49 ist der Ventilbolzen 41 mit einer Stirnfläche 47 ausgesetzt. Der niederdruckseitige Ventilraum 49 ist über eine in der Drosselplatte 23 ausgebildete hydraulische Verbindung 37 an den erwähnten Niederdruckanschluss gelegt, der in die Rücklaufleitung führt. Der Ventilbolzen 41 weist durch die ständigen Niederdruckanbindung des niederdruckseitigen Ventilraums 49 einen Druckausgleich für die Stirnfläche 47 in Bezug auf die ebenfelle dem Niederdruck ausgesetzte Gegenfläche 38 auf, wobei die Gegenfläche 38 vom Durchmesser des Ventilsitzes 30 bestimmt wird. Dadurch ist der Ventilbolzen 41 zum Öffnen des Ventilsitzes 30 nicht gegen den gesamten Hochdruck im hochdruckseitigen Ventilraum 33 zu drücken. Dadurch liegt ein druckausgeglichenes Steuerventil 10 vor, bei dem die an der Stirnfläche 47 anliegende Ventilöffnungskraft im Wesentlichen nur von der Federkraft der Ventilfeder 44 bestimmt wird. Um eine stabile Schließstellung des Steuerventils 10 im Ventilsitz 30 zu garantieren, ist in der Praxis jedoch kein vollständiger Druckausgleich gewünscht. Daher wird der die Gegenfläche 38 des Ventilbolzens 41 bestimmende Durchmesser des Ventilsitze 30 geringfügig kleiner gewählt als die dem Niederdruckraum ausgesetzte Druckfläche 47 des Ventilbolzens 41. Dadurch wirkt innerhalb des Ventilraums 33 eine ständige Schließkraft auf den Ventilbolzen 41.

[0022] Zwischen Ventilbolzen 41 und Ventilhülse 42 ist eine Abdichtung 40 ausgebildet, die den Führungsspalt 50 zum hochdruckseitigen Ventilraum 33 hin verschließt. Zur Ausführung der Abdichtung 40 des Führungsspaltes 50 ist gemäß einer ersten Ausführungsform in Figur 2 die Abdichtscheiben 43 an einer zur Ventilhülse 42 weisenden Stirnfläche 54 mit einer äußeren umlaufenden Dichtkante 51 und einer inneren umlaufenden Dichtkante 52 ausgeführt, wobei die Dichtkanten 51, 52 in einem radialen Abstand an der Stirnfläche 54 verlaufen. Innerhalb des radialen Abstandes liegt der Führungsspalt 50. Die äußere Dichtkante 51 wirkt auf die Ventilhülse 42 und die inner Dichtkante 52 auf den Ventilkolben 41 ein. Zur Ausbildung der Abdichtung 40 sind an der Ventilhülse 42 und am Ventilkolben 41 für die äußere und innere Dichtkante 51, 52 jeweils dichtende Gegenflächen vorhanden. Die Dichtkanten 51, 52 sind zweckmäßigerweise als Beißkanten ausgeführt.

[0023] Die dichtenden Gegenflächen werden von einer an der Ventilhülse 42 ausgebildeten äußeren Dichtfläche 56 und einer am Ventilkolben 41 ausgebildeten inneren Dichtfläche 58 gebildet, wobei auf die äußere Dichtfläche 56 die äußere Dichtkante 51 und auf die inneren Dichtfläche 58 die innere Dichtkante 52 einwirkt. Die äußere Dichtfläche 56 wird von der der Abdichtscheibe 43 zugewandten Ringfläche der Ventilhülse 42 gebildet. Zur Ausbildung der inneren Dichtfläche 58 ist der Ventilbolzen 41 mit einer Durchmesserstufung ausgeführt, wobei die in der Durchmesserstufung liegende Ringfläche die innere Dichtfläche 58 bildet.

[0024] Zur Ausbildung der zwei Dichtflächen 56 und 58 an der Ventilhülse 42 und dem Ventilbolzen 41 gemäß der ersten Ausführungsform oder zur Ausbildung der zwei Dichtkanten 51, 52 an der Ventilhülse 42 und am Ventilbolzen 41 gemäß der zweiten Ausführungsform ist aus Montagegründen der Ventilbolzen 41 aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich gemäß Figur 2 aus einem Ventilbolzenteil 64 und einer Ventilbolzenhülse 65, wobei die Ventilhülse 42 an der Ventilbolzenhülse 65 geführt ist. Nachdem die Abdichtscheibe 43 und die Ventilfeder 44 auf das Ventilbolzenteil 64 aufgeschoben ist, wird die Ventilbolzenhülse 65 am Ventilbolzenteil 64, beispielsweise mittels Schweißen befestigt.

[0025] Es ist aber genauso möglich, den Ventilbolzen 41 aus einem gestuften Ventilbolzenteil und einem davon getrennten, separaten Ventilsitzkörper 45 zusammenzusetzen. Zur Montage wird die Abdichtscheibe 43 und die Ventilfeder 44 vom kopplerseitigen Ende auf das Ventilbolzenteil geschoben und dann das kopplerseitigen Ende des Ventilbolzenteils in eine Bohrung des separaten Ventilsitzköpers 45 eingeschoben und dort beispielsweise mittels Schweißen befestigt.

[0026] Bei geschlossenem Dichtsitz 30 verformt der im hochdruckseitigen Ventilraum 33 anliegende Hochdruck die Abdichtscheibe 43 leicht im elastischen Bereich und presst diese mit den Dichtkanten 51, 52 an die Dichtflächen 56, 58 und verschließt somit den Führungsspalt 50. Wenn das Sterventil 10 den Ventilsitz 30 öffnet wird der Ventilbolzen 41 durch den Aktuator in Richtung Drosselplatte 23 gedrückt. Dabei taucht auch die innere Dichtfläche 58 an der Ventilhülse 42 in Richtung Drosselplatte 23 ab. Weil zeitgleich der Druck im hochdruckseitigen Ventilraum 33 sehr stark abfällt und damit der Anpressdruck auf die Abdichtscheibe 43 sinkt wird die innere Dichtfläche 58 von der inneren Dichtkkante 52 getrennt. Bei geöffnetem Ventisitz 30 ist somit der Führungsspalt 50 nicht mehr verschlossen, d. h. an der inneren Dichtflcähe 58 offen. Die im geöffneten Zustand des Steuerventils10 auftretende Leckagemeng ist jedoch sehr gering, da zu diesem Zeitpunkt nur ein sehr kleines Druckgefälle zwischen hochdruckseitigem Ventilraum 33 und niederdruckseitigem Ventilraum 49 vorliegt. Auserdem ist die Öffnungszeit des Steurventils 10 gegenüber der Schließzeit sehr klein, so dass die Leckage gegenüber eine Ausführung gänzlich ohne Abdichtung des Führungsspaltes 50 sehr klein ist. Wird der Ventilsitz 30 wieder geschlossen steigt sofort der Druck im hochdruckseitigen Ventilraum 33 wieder auf das Hochdruckniveau an. Aufgrund der Drosselung im Spalt zwischen Ventilbolzen 41 und Abdichtscheibe 43 steigt der Anpressdruck auf die Abdichtscheibe 43 und verformt diese elastisch, wodurch die Abdichtscheibe 43 wieder an die innere Dichtfläche 58 gepresst wird. Der Führungsspalt 50 als Leckagpfad ist wieder verschlossen.

[0027] Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform, ist die äußere Dichtkante 51 an der zur Abdichtscheibe 43 weisenden Stirnfläche der Ventilhülse 42 und die innere Dichtkante 52 an der von der Durchmesserstufung gebildeten Ringfläche des Ventilbolzens 41 angeordnet. Die dichtenden Gegenflächen mit der äußeren Dichtfläche 56 für die äußere Dichtkante 51 und mit der inneren Dichtfläche 58 für die innere Dichtkante 52 werden dann von der zur Ventilhülse 42 weisenden Stirnfläche 54 der Abdichtscheibe 43 gebildet.

[0028] Das Zusammenwirken von äußerer Dichtkante 51 und äußerer Dichtfläche 56 bildet eine äußere Dichteben 61; das Zusammenwirken von innerer Dichtkante 52 und innerer Dichtfläche 58 bildet eine innere Dichtebene 62. Wichtig für das Funktionieren der Abdichtung 40 ist, dass die äußere Dichtebene 61 und die innere Dichtebene 62 nicht exakt in der gleichen Ebene liegen, sondern, dass die innere Dichteben 62 in Richtung des Öffnungshubs zum Öffnen des Ventilsitzes 30 geringfügig unterhalb bzw. hinter der äußeren Dichtebene 61 liegt. Es muss sicher gestellt sein, dass das Steuerventil 10 im Ventilsitz 30 schließt. D. h. der nowendige Versatz der beiden Dichtebenen 61, 62 ergibt sich aus den axialen Toleranzen zur Ausbildung eines sichern Ventilsitzes 30, den axialen Toleranzen von Ventilhülse 42 und Ventilbolzenhülse 65 sowie den vorzuhaltenden Verschleiß des Ventilsitzes 30. Andererseits darf der Versatz maximal so groß sein, dass die mögliche Verformung der Abdichtscheibe 43 durch den Hochdruck nicht in den plastischen Verformungsbereich übergeht.

[0029] In der gezeigt ersten Schaltstellung befindlichem sich im Steuerraum 27 der gleiche Druck wie im hochdruckseitigen Ventilraum 33, der seinerseits über den Verbindungskanal 34 mit Hochdruck beaufschlagt ist, so dass im Steuerraum 27 ebenfalls Hochdruck anliegt. Der Hochdruck im Steuerraum 27 wirkt über die Druckfläche 26 auf die Düsennadel 25, wodurch die Düsennadel 25 in den Düsennadelsitz gestellt ist. Die Einspritzöffnungen sind geschlossen.

[0030] Wird der Aktuator betätigt, drückt der ventilseitige Kolben 15 des Kopplers 14 mit der Endfläche 13 auf die Gegenfläche 38 des Ventilbolzens 41. Dadurch wird die Dichtsitzfläche 46 vom Ventilsitz 30 weggedrückt und eine hydraulische Verbindung zwischen dem hochdruckseitigen Ventilraum 33 und dem Niederdruckraum 17 entsteht. Dadurch wird der Druck im hochdruckseitigen Ventilraum 33 und über die Ablaufkanal 31 auch im Steuerraum 27 entspannt, so dass die auf die Düsenadel 25 im Druckraum 19 wirkende Öffnungskraft die auf die Druckfläche 26 der Düsennadel 25 im Steuerraum 27 wirkenden Schließkraft übersteigt. Die Düsennadel 25 hebt von Düsennadelsitz ab und gibt die Einspritzöffnungen zum Einspritzen von Kraftstoff frei.

Ansprüche

1. Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine mit einem von einem Aktuator betätigten Steuerventil (10), das eine Düsennadel (25) zum Einspritzten von Kraftstoff betätigt, indem die Düsennadel (25) einem Steuerraum (27) ausgesetzt ist und das Steuerventil (10) den Druck im Steuerraum (27) steuert, indem das Steuerventil (10) einen mit dem Steuerraum (27) hydraulisch verbundenen hochdruckseitigen Ventilraum (33) über einen Ventilsitz (30) zu einem Niederdruckraum (17) hin öffnet oder verschließt, wobei das Steuerventil (10) einen Ventilbolzen (41) und eine Ventilhülse (42) aufweist, wobei die Ventilhülse (42) an einer Führung des Ventilbolzen (41) axial geführte ist, wobei die Führung zwischen Ventilbolzen (41) und Ventilhülse (42) einen Führungsspalt (50) bildet, wobei die Ventilhülse (42) von einer Ventilfeder (44) vorgespannt mit einer Ringfläche (48) an einem gehäusefesten Bauteil (23) aufliegt und dadurch den hochdruckseitigen Ventilraum (33) von einem niederdruckseitigen Ventilraum (49) hydraulisch trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der in den hochdruckseitigen Ventilraum (33) mündende Führungsspalt (50) zwischen Ventilbolzen (41) und Ventilhülse (42) mittels einer Abdichtung (40) zum niederdruckseitigen Ventilraum (49) hin zumindest bei geschlossenem Dichtsitz (30) verschlossen ist.

2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (40) von einer Abdichtscheiben (43) gebildet ist, die auf die Ventilhülse (42) und den Ventilbolzen (41) einwirkt.

3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (40) eine äußere Dichtkante (51) und eine innere Dichtkante (52) aufweist, die jeweils mit einer dichtenden Gegenfläche zusammenwirken.

4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Dichtkante (51) und die innere Dichtkante (52) in einem radialen Abstand an einer Stirnfläche (54) der Abdichtscheibe (53) ausgebildet ist, dass sich zwischen den Dichtkanten (51, 52) der Führungsspalt (50) befindet, und dass die dichtenden Gegenflächen von einer an der Ventilhülse (42) ausgebildeten äußeren Dichtfläche (56) und von einer am Ventilkolben (41) ausgebildeten inneren Dichtfläche (58) gebildet ist.

5. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei geschlossenem Dichtsitz (30) die äußere Dichtkante (51) auf der äußeren Dichtfläche (56) der Ventilhülse (42) und die innere Dichtkante (52) auf der inneren Dichtfläche (58) des Ventilbolzens (41) dichtend aufliegt.

6. Kraftstoffinjektor nach Anspruche 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Dichtkante (51) an einer zur Abdichtscheibe (43) weisenden Stirnfläche der Ventilhülse (42) und die innere Dichtkante (52) an einer am Ventilkolben (41) ausgebildeten weiteren Ringfläche angeordnet ist, und dass die dichtenden Gegenflächen von einer an der Abdichtscheibe (43) ausgebildeten Stirnfläche (54) ausgeführt sind.

7. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenwirken von äußerer Dichtkante (51) und äußerer Dichtfläche (56) eine äußere Dichteben (61) und das Zusammenwirken von innerer Dichtkante (52) und innerer Dichtfläche (58) eine innere Dichtebene (62) bilden, und dass die innere Dichteben (62) in Richtungs des Öffnungshubs des Ventilbolzen (41) zum Öffnen des Ventilsitzes (30) hinter der äußeren Dichtebene (61) liegt.

8. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Ventilbolzen (41) gestuft ausgeführt ist und dass an der Durchmesserstufung eine Ringfläche ausgebildet ist, welche die innere Dichtfläche (58) oder eine Grundfläche zur Ausbildung der inneren Dichtkante (51) bildet.

9. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilbolzen (41) mindestens zweiteilig ausgeführt und eine Ventilbolzenteil (64) und eine Ventilbolzenhülse (65) aufweist, und dass nach Einsetzen der Abdichtscheibe (41) und der Ventilfeder (44) die beiden Teile (64, 65) des Ventilkolbens (41) verbunden werden.

10. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilbolzen (41) mindestens zweiteilig ausgeführt ist und eine gestuftes Ventilbolzenteil (64) und einen Ventilsitzkörper (45) aufweist, und dass nach Einsetzen der Abdichtscheibe (41) und der Ventilfeder (44) die beiden Teile (64, 45) des Ventilkolbens (41) verbunden werden.

Zeichnung