Kraftstoff-Injektor mit einem eine Druckstufe aufweisenden Steuerventil

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor, insbeson- dere einen Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 1 612 403 Al ist ein Common-Rail-Injektor mit einem in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventil bekannt. Mittels des Steuerventils, das ein hülsenförmiges Steuerventilelement aufweist, kann der Kraftstoffdruck innerhalb einer von einem Einspritzventilelement stirnseitig begrenzten Steuerkammer beeinflusst werden. Durch die Vari- ation des Kraftstoffdruckes innerhalb der Steuerkammer wird das Einspritzventilelement zwischen einer öffnungsstellung und einer Schließstellung verstellt, wobei das Einspritzventilelement in seiner öffnungsstellung den Kraftstoff- fluss in den Brennraum einer Brennkraftmaschine freigibt.

Neuere Kraftstoff-Injektoren für sehr hohe Einspritzdrücke werden leckagefrei ausgeführt, indem auf eine dem Einspritzventilelement zugeordnete Niederdruckstufe verzichtet wird. Durch das Fehlen dieser Niederdruckstufe stehen nur geringe Schließkräfte zur Verfügung, was wiederum zu steilen Kennfeldern und somit zu einer verschlechterten Kleinstmengenfähigkeit führt. Dieser Nachteil kann mit sehr schnell schaltenden Kraftstoff-Injektoren kompensiert wer-

den. Bei sehr schnell schaltenden Kraftstoff-Injektoren treten jedoch häufig Preller beim Schließen des Steuerventils auf, die zu Kennfeldwelligkeiten führen. Die Preller des Steuerventilelementes wirken sich unmittelbar auf das Einspritzventilelement aus und führen zu großen Hub- Streuungen. Ein Prellen am unteren Hubanschlag des Steuerventilelementes wird durch einen hydraulischen Effekt verstärkt, der dadurch begründet ist, dass beim öffnen des Steuerventils eine öffnende hydraulische, auf das Steuer- ventilelement wirkende, Kraft entsteht. Diese öffnende Kraft ist wiederum darauf zurückzuführen, dass das Steuerventilelement in seiner Schließstellung druckunterwandert wird. Diese öffnende hydraulische Kraft ist besonders bei kleinen Hüben des Steuerventilelementes besonders groß. Erst bei größer werdenden Hüben des Steuerventilelementes nimmt die öffnende Kraft wieder ab, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass die Ablaufdrossel kavitiert und in der Folge nur ein vergleichsweise geringer hydraulischer Druck am Steuerventilsitz angreift. Bei bestimmten Betriebsbedingungen kann diese öffnende hydraulische Kraft zu einem sogenannten Schnarren des Steuerventils führen, da das Steuerventil nach einem Schließvorgang unmittelbar wieder öffnet.

Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff-Injektor vorzuschlagen, bei dem die Gefahr von Prellern des Steuerventilelementes minimiert ist.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird mit einem Kraftstoff-Injektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil- düngen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die bei einem, konstruktiv als in seiner Schließstellung in axialer Richtung druckausgeglichenes Steuerventil ausgelegten, Steuerventil durch Druckunterwanderung entstehende hydraulische, in öffnungsrichtung des Steuerventilelementes wirkende, Kraft durch eine schließende hydraulische Kraft zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zu kompensieren. Dies wird bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Kraftstoff-Injektor dadurch erreicht, dass an dem Steuerventilelement eine in den Hochdruckbereich des Kraftstoff- Injektors ragende Druckstufe vorgesehen ist, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass ausschließlich bei geöffnetem, vorzugsweise bei sich öffnendem, Steuerventilelement eine in Schließrichtung auf das Steuerventilelement wirkende hydraulische Schließkraft erzeugt wird. Im ge- schlossenen Zustand des Steuerventilelementes ist die Druckstufe in axialer Richtung druckausgeglichen und verursacht weder eine öffnende, noch eine schließende hydraulische Kraft. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die in einander entgegengesetzte Axialrichtungen wirksamen Druckangriffsflächen (axiale Projektionsflächen) der Druckstufe gleich groß sind, sodass sich die bei geschlossenem Steuerventilelement auf die Druckstufe in unterschiedliche Axialrichtungen wirkenden Druckkräfte gegenseitig aufheben.

Bei sich öffnendem Steuerventilelement beginnt der Kraftstoff auf einer dem Steuerventilsitz zugewandten Seite der Druckstufe mit einer großen Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Niederdruckbereichs des Injektors zu fließen. Aufgrund des Bernoulli-Effekts sinkt dadurch auf dieser Seite der Druckstufe der statische hydraulische Druck, wohingegen der statische hydraulische Druck auf der anderen Seite der Druckstufe zumindest näherungsweise konstant bleibt. Aufgrund der statischen Druckunterschiede an der Druckstufe kommt es in der Folge zu der resultierenden, auf das Steuerventilelement in Schließrichtung wirkenden hydraulischen Schließkraft. Diese hydraulische, in Schließrichtung wirkende Kraft kompensiert zumindest zum Teil - je nach Auslegung der Druckstufe - die in öffnungsrichtung wirkende, auf eine Druckunterwanderung zurückzuführende hydraulische öffnungskraft, wodurch die Gefahr von Prellern des Steuerventilelementes beim Schließen minimiert wird. Dies wiederum führt zu geringeren Kennfeldwelligkeiten des Kraftstoff-Inj ektors und in der Folge zu minimierten Hub/Hub-Streuungen. Die axiale Druckausgeglichenheit des Steuerventilelementes kann auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass der Durchmesser mit dem das Steuerventilelement auf seinem Steuerventilsitz anliegt dem inneren Führungsdurchmesser des Steuerventilelementes entspricht, mit dem das Steuerventilelement an einem Führungsbolzen bei seiner axialen Verstellbewegung geführt ist.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Kraftstoff-Injektors, bei der die Druckstufe derart dimensio- niert ist, dass die beim öffnen des Steuerventilelementes entstehende, auf das Vorsehen der Druckstufe zurückzuführende hydraulische Kraft die in die entgegengesetzte Richtung wirkende hydraulische öffnungskraft zumindest nähe-

rungsweise, vorzugsweise vollständig kompensiert, um die Gefahr von Steuerventilelementprellern auf ein Minimum zu reduzieren .

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Kraftstoff-Injektors, bei der der Druckstufe des Steuerventilelementes ein hochdruckseitiger Spalt zugeordnet ist, der axial zwischen dem Steuerventilelement und einem weiteren Injektorbauteil, vorzugsweise dem den Steuerventilsitz auf- weisenden, insbesondere als Plattenelement ausgebildeten, Injektorbauteil ausgebildet ist. Dabei erstreckt sich der Spalt ausgehend von der, vorzugsweise zumindest näherungsweise linienförmigen Dichtkante des Steuerventilelementes, die sich durch Verschleißerscheinungen im Betrieb (etwas) abplattet, bevorzugt zumindest näherungsweise in radialer Richtung. Da dieser Spalt mit zunehmendem Hub des Steuerventilelementes größer wird, nimmt die in Schließrichtung auf das Steuerventilelement wirkende Schließkraft in gleicher Weise ab, wie die in öffnungsrichtung auf das Steuer- ventilelement wirkende hydraulische Kraft. Ein weiterer Vorteil des Vorsehens eines derartigen Spaltes kann dann erzielt werden, wenn der Spalt stromaufwärts unmittelbar vor der eigentlichen Dichtlinie ausgebildet ist. Bei einer derartigen konstruktiven Lösung reagiert die in Schließ- richtung wirkende hydraulische Schließkraft am Spalt in gleicher Weise auf Druckveränderungen wie die in öffnungsrichtung wirkende hydraulische Kraft, die in einem Bereich in Strömungsrichtung hinter der Dichtlinie entsteht. Dies ist von entscheidendem Vorteil, da sich der hydraulische Druck hinter der zum Steuerventilelement führenden Ablaufdrossel durch die plötzlich einsetzende Kavitation nahezu sprunghaft ändert.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Druckstufe auf der vom Spalt abgewandten Seite eine Druckangriffsfläche aufweist, wobei die Druckangriffsfläche derart dimensioniert ist, dass die Druckstufe bei geschlossenem Steuerventilelement in axialer Richtung druckausgeglichen ist. Hierzu muss die wirksame Druckangriffsfläche der Druckstufe gleich groß sein wie die im Spalt ausgebildete, in die entgegengesetzte Axialrichtung wirksame Druckangriffsfläche der Druckstufe.

Die Kraftkompensation der durch Druckunterwanderung in öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Kraft durch die durch die Druckstufe beim öffnen des Steuerventilelementes entstehende, in Schließrichtung wirkende, hydraulische Schließkraft kann in vorteilhafter Weise beeinflusst werden, indem der zwischen der Druckstufe und einem Injektorbauteil ausgebildete Spalt eine Ringnut umfasst, die vorzugsweise stirnseitig in das Steuerventilelement eingebracht ist. Bevorzugt grenzt diese Ringnut unmittelbar an die Dichtlinie des Steuerventilelementes an. Die Ringnut hat den zusätzlichen Effekt, dass Abplattungseffekte der Dichtlinie durch im Betrieb auftretenden Verschleiß minimiert werden.

Eine konstruktiv besonders günstige Variante des Kraftstoff-Injektors verzichtet bewusst auf das Vorsehen einer Ringnut im hochdruckseitigen Spalt. Das Gleichgewicht zwischen öffnender und schließender hydraulischer Kraft wird dann ausschließlich über das Größenverhältnis des hoch- druckseitigen Spaltes und eines niederdruckseitigen Spaltes eingestellt. Eine derartige Kraftstoff-Injektorvariante ist einfacher herzustellen, benötigt in der Regel jedoch etwas mehr Bauraum.

Zur Erzielung der in Schließrichtung auf das Steuerventilelement wirkenden Schließkraft hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Spalthöhe, also die Dickenerstre- ckung des Spaltes, insbesondere radiale, Längserstreckung zumindest näherungsweise, vorzugsweise vollständig konstant ist - selbstverständlich ohne die Berücksichtigung einer fakultativ vorzusehenden, zuvor beschriebenen Ringnut.

Im Hinblick auf die Ausbildung des Steuerventilsitzes gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Steuerventilsitz als Flachsitz oder als Kegelsitz, insbesondere als Innenkegelsitz oder als Außenkegelsitz auszubilden. Bevorzugt verläuft dabei die den hochdruckseitigen Spalt begrenzende Seite der hoch- druckseitigen Druckstufe des Steuerventilelementes parallel zur Sitzfläche.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Kraft- stoff-Injektors, bei der das Einspritzventilelement ohne Niederdruckstufe ausgebildet ist - der Injektor also quasi leckagefrei ist. Besonders bevorzugt ist es weiterhin, das Steuerventilelement an einem Führungsbolzen zu führen, wobei der Führungsbolzen als ein von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Injektorbauteil separates Bauteil ausgeführt ist. Bei einem in axialer Richtung in seiner Schließstellung druckausgeglichenen Ventil entspricht der Innendurchmesser, mit dem das Steuerventilelement am Führungsbolzen anliegt, dem Durchmesser der Dichtlinie, mit der das Steu- erventilelement dichtend mit dem Steuerventilsitz in seiner Schließstellung zusammenwirkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung eines Kraftstoff-Injektors mit einem Steuerven- til, das eine hochdruckseitige Druckstufe auf ^¬ weist,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer möglichen Ausführungsform der hochdruckseitigen Druckstufe im Zusammenspiel mit einem als Flachsitz ausgebilde ^¬ ten Steuerventilsitz, wobei ein zwischen der Druckstufe und dem Steuerventilsitz ausgebildeter hochdruckseitiger Spalt eine Ringnut umfasst,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Druckstufe im Zusammen ^¬ spiel mit einem als Innenkegelsitz ausgebildeten Steuerventilsitz, wobei der zwischen der Druckstufe und dem Steuerventilsitz ausgebildete Spalt eine Ringnut aufweist,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Druckstufe, wobei der Steuerventilsitz als Flachsitz ausgebildet ist und der hochdruckseitige Spalt keine Ringnut auf ^¬ weist und

Fig. 5 eine Darstellung als alternatives Ausführungsbeispiel der hochdruckseitigen Druckstufe im Zusammenspiel mit einem als Innenkegelsitz ausgebildeten Steuerventilsitz, wobei der hochdruckseitige Spalt zwischen der Druckstufe und dem Steuerventilsitz keine Ringnut aufweist und sich in Richtung der Dichtlinie des Steuerventilelementes verjüngt .

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .

In Fig. 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Inj ektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail) . In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2000 bar, gespeichert. An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Kraftstoff-Injektoren über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 bzw. ein im Kraftstoff- Injektor 1 vorgesehener Versorgungskanal 6 mündet in einen Druckraum 7 (Hochdruckbereich) des Kraftstoff-Injektors 1. Von dort aus strömt Kraftstoff bei einem Einspritzvorgang in der Zeichnungsebene axial nach unten in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Kraftstoff-Injektor 1 ist über einen Injektor-Rücklaufanschluss 8 über eine Rücklauflei-

tung 9 an den Vorratsbehälter 3 angeschlossen. über die Rücklaufleitung 9 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Kraftstoff-Injektor 1 zu dem Vorratsbehälter 3 abfließen und von dort aus dem Hoch- druckkreislauf wieder zugeführt werden.

Innerhalb eines Injektorkörpers 10 ist ein einteiliges Einspritzventilelement 11, das bei Bedarf auch mehrteilig ausgeführt sein kann, in axialer Richtung verstellbar. Das Einspritzventilelement 11 ist ohne Niederdruck-Stufe ausgeführt. Das Einspritzventilelement 11 ist innerhalb eines nicht gezeigten Düsenkörpers an seinem Außenumfang geführt. Dieser, nicht dargestellte, Düsenkörper ist mittels einer ebenfalls nicht dargestellten überwurfmutter mit dem Injek- torkörper 10 verspannt.

Wenn das Einspritzventilelement 11 an seinem nicht gezeigten, im Düsenkörper ausgebildeten, Einspritzventilelement- sitz anliegt, d. h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer nicht gezeigten Düsen- lochanordnung gesperrt. Ist es dagegen von seinem Ein- spritzventilelementsitz abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Druckraum 7 in axialer Richtung am Einspritzventilelement- sitz vorbei zur Düsenlochanordnung strömen und dort im We- sentlichen unter Hochdruck (Raildruck) stehend in den Brennraum gespritzt werden.

Von einer oberen Stirnseite 12 und einem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigen Abschnitt 13 eines Platten- elementes 14 (Injektorbauteil) wird eine Steuerkammer 15 begrenzt, die über eine radial in den hülsenförmigen Abschnitt 13 des Plattenelementes 14 verlaufende Zulaufdrossel 16 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem

Druckraum 7 versorgt wird. Wie sich weiterhin aus Fig. 1 ergibt, ist das Plattenelement 14 mittels eines Außengewinderings 38, der mit einem Innengewinde des Injektorkörpers 10 verschraubt ist, gegen eine innere Ringschulter 39 des Injektorkörpers 10 verspannt. Der hülsenförmige Abschnitt

13 mit darin eingeschlossener Steuerkammer 15 ist radial außen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff umschlossen, sodass ein ringförmiger Führungsspalt 17 radial zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 13 und dem Einspritzventilele- ment 11 vergleichsweise kraftstoffdicht ist.

Die Steuerkammer 15 ist über einen, in dem Plattenelement

14 angeordneten Ablaufkanal 18 mit Ablaufdrossel 19 mit einer Ventilkammer 20 verbunden, die radial außen von einem, in axialer Richtung verstellbaren, hülsenförmigen Steuerventilelement 21 eines im geschlossenen Zustand in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventils 22 (Servoventil) begrenzt ist. Aus der Ventilkammer 20 kann Kraftstoff in einen Niederdruckbereich 23 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 8 strömen, wenn das hülsenförmige Steuerventilelement 21, das einstückig mit einer Ankerplatte 24 ausgebildet ist, von seinem am Plattenelement 14 ausgebildeten Steuerventilsitz 25 abgehoben, d. h. das Steuerventil 22 geöffnet ist. Zum Verstellen des hülsenförmigen Steuerventilelementes 21 in der Zeichnungsebene nach oben ist ein elektromagnetischer Aktuator 26 mit einem Elektromagneten 27 (Spule) vorgesehen, der mit der Ankerplatte 24 zusammenwirkt und in der Folge auch mit dem einstückig mit dieser ausgebildeten hülsenförmigen Steuerventilelement 21. Bei Bestromung des Aktuators 26, genauer des Elektromagneten 27, hebt das Steuerventilelement 21 von seinem, in diesem Ausführungsbeispiel als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 25 ab. Die Durch-

flussquerschnitte der Zulaufdrossel 16 und der Ablaufdrossel 19 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil 22 ein Nettoabfluss von Kraftstoff (Kraftstoffsteuermenge) aus der Steuerkammer 15 über die Ventilkammer 20 in den Niederdruckbereich 23 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus über den Injektorrücklaufanschluss 8 und die Rücklaufleitung 9 in den Vorratsbehälter 3 resultiert. Hierdurch sinkt der Druck in der Steuerkammer 15 rapide ab, wodurch das Einspritzventilele- ment 11 von seinem nicht gezeigten Einspritzventilelement- sitz abhebt, sodass Kraftstoff aus dem Druckraum 7 durch die Düsenlochanordnung in den Brennraum ausströmen kann.

Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 26 unterbrochen, wodurch das hülsenförmige Steuerventilelement 21 mittels einer Steuerschließfeder 28, die sich axial auf der Ankerplatte 24 abstützt in der Zeichnungsebene nach unten auf seinen Steuerventilsitz 25 verstellt wird. Der durch die Zulaufdrossel 16 in die Steuerkammer 15 nachströmende Kraftstoff sorgt für eine schnelle Druckerhöhung in der Steuerkammer 15 und damit für eine auf das Einspritzventilelement 11 wirkende Schließkraft. Die daraus resultierende Schließbewegung des Einspritzventilelementes 11 wird von einer Schließfeder 29 unterstützt, die sich einenends an einem nicht gezeigten Umfangsbund des Einspritzventilelementes 11 und anderenends an der in der Zeichnungsebene unteren, ringförmigen Stirnseite 30 des hülsenförmigen Abschnitts 13 des Plattenelementes 14 abstützt.

Die Ventilkammer 20 wird in axialer Richtung nach oben von einem Führungsbolzen 31, genauer von einem verdickten, in der Zeichnungsebene unteren, Abschnitt 32 abgedichtet.

Hierzu entspricht der innere Führungsdurchmesser D _F des hülsenförmigen Steuerventilelementes 21 dem Außendurchmesser D _A des unteren, verdickten Abschnittes 32 des Führungsbolzens 31. Wie aus Fig. 1 weiter hervorgeht, ist der Füh- rungsbolzen 31 als von dem Plattenelement 14 separates Bauteil ausgebildet, das von der Steuerschließfeder 28 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben gegen einen Injektordeckel 33 federkraftbeaufschlagt ist. Hierzu stützt sich die Steuerschließfeder 28 an einer Ringschulter 34 des Steuerventilelementes 21 ab. Zusätzlich ist das hülsenför- mige Steuerventilelement 21 an seinem Außenumfang geführt. Hierzu ist ein hülsenförmiger Führungsabschnitt 35 des Plattenelementes 14 vorgesehen, der sich in der Zeichnungsebene nach oben in eine Richtung von dem Druckraum 7 weg erstreckt. Um einen ungehinderten Abfluss des Kraftstoffs bei geöffnetem Steuerventil 22 zum Injektorrücklau- fanschluss 8 zu garantieren, ist in dem Führungsabschnitt 35 in einem axial unteren Bereich eine Radialbohrung 36 eingebracht, die in einen Ankerplattenraum 37 mündet.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist das hülsenförmige Steuerventilelement 21 eine nach radial innen in den Hochdruckbereich, genauer in die Ventilkammer 20, ragende Druckstufe 40 auf, deren Funktionsweise im Folgenden anhand unter- schiedlicher Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 bis 5 näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist eine mögliche Ausführungsform der Druckstufe 40 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Zu erkennen ist, dass sich die Druckstufe 40 ausgehend vom Führungsdurchmesser D _F in radialer Richtung nach innen in die Ventilkammer 20 hinein erstreckt. Die Druckstufe 40 weist eine in der Zeichnungsebene obere Druckangriffsfläche 41 auf, zu

der axial beabstandet eine untere Druckangriffsfläche 42 angeordnet ist. Die axialen Projektionsflächen der Druckangriffsflächen 41, 42 sind gleich groß, sodass die Druckstufe 40 bei geschlossenem Steuerventilelement 21 in axialer Richtung betrachtet druckausgeglichen ist. Zur Erzielung der axialen Druckausgeglichenheit bei geschlossenem Steuerventil 22 entspricht der Durchmesser D _D der Dichtkante 43 (Dichtlinie) dem Führungsdurchmesser D _F.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, liegt das hülsenförmige Steuerventilelement 21 mit einer stirnseitigen Dichtkante 43, die sich im Betrieb durch Verschleißerscheinungen etwas abflachen wird, an einem als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 25 an. In radialer Richtung nach innen in den Hochdruckbereich, genauer in die Ventilkammer 20 hinein, erstreckt sich ein Spalt 44, der zwischen der unteren Druckangriffsfläche 42 der Druckstufe 40 des Steuerventilelementes 21 und dem Steuerventilsitz 25 ausgebildet ist. Unmittelbar benachbart zur Dichtkante 43 ist eine Ringnut 45 vorgesehen, die als Bestandteil des Spaltes 44 unmittelbar in die Druckstufe 40 (innerer Ringfortsatz) eingebracht ist. In einem an die Ringnut 45 radial innen liegenden Bereich ist die Dickenerstreckung des Spaltes 44 konstant.

Radial außen an die Dichtkante 43 schließt ein in radialer Richtung nach innen spitz zulaufender Niederdruckspalt 46 an, der im Niederdruckbereich 23 aufgenommen ist. Der Niederdruckspalt 46 wird begrenzt in axialer Richtung von einer äußeren Kegelfläche 47 des Steuerventilelementes 21 und dem in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 25. In den Niederdruckspalt 46 wandert bei geschlossenem, in axialer Richtung druckausgeglichen konstruiertem Steuerventilelement 21 unter Hoch-

druck stehender Kraftstoff aus der Ventilkammer 20 hinein, sodass eine in öffnungsrichtung auf das Steuerventilelement 21 wirkende öffnungskraft erzeugt wird. Diese öffnende Kraft wird durch das Vorsehen der hochdruckseitigen Druck- stufe 40 kompensiert. Im gezeigten, geschlossenen Zustand ist die Druckstufe 40, wie zuvor beschrieben, in axialer Richtung druckausgeglichen. öffnet sich das Steuerventilelement 21, beginnt der Kraftstoff in dem Spalt 44 von in der Zeichnungsebene rechts nach in der Zeichnungsebene links in den Niederdruckbereich 23 hinein mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zu strömen. Hierdurch sinkt aufgrund des Bernoulli-Effektes der statische, hydraulische Druck im Spalt 44, wohingegen der statische Druck oberhalb der oberen Druckangriffsfläche 41, zumindest näherungsweise, kon- stant bleibt, bzw. sich in einem geringen Maß ändert, mit der Folge, dass eine in Schließrichtung auf das Steuerventilelement 21 wirkende Schließkraft erzeugt wird.

Im Folgenden werden alternative Ausführungsformen beschrie- ben. Dabei entspricht die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Variante gemäß Fig. 2. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel eingegangen. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf die Figuren 1 und 2 sowie auf die vorhergehende Figurenbeschreibung verwiesen.

Im in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steuerventilsitz 25 nicht mehr als Flachsitz, sondern als innen- kegelförmiger Sitz ausgebildet. Zur Einhaltung einer gleichmäßigen Dickenerstreckung des im Hochdruckbereich liegenden Spaltes 44 verläuft die untere Druckangriffsfläche 42 der Druckstufe 40 in einem Bereich radial innerhalb

der Ringnut 45 parallel zum Steuerventilsitz 25, genauer zur Steuerventilsitzfläche. Auch bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Niederdruckspalt 46 begrenzt von einer stirnseitigen Kegelfläche 47 des Steuer- ventilelementes 21 und dem Steuerventilsitz 25.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit dem wesentlichen Unterschied, dass auf eine Ringnut 45 im Spalt 44 verzichtet wurde. Der Spalt 44 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel keine gleichmäßige Höhenerstreckung auf, sondern die Höhenerstreckung nimmt in radialer Richtung nach innen in Richtung zum Zentrum der Ventilkammer 20 zu .

Der Niederdruckspalt 46 wird begrenzt von dem als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 25 und einer radial inneren Kegelfläche 48 des Steuerventilelementes 21, die einen größeren Kegelwinkel aufweist als eine radial äußere, an die radial innere Kegelfläche 48 angrenzende Kegelfläche 47.

Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, wobei auch hier auf eine Ringnut im Spalt 44 verzichtet wurde. Der Steuerventilsitz 25 ist als innenkegelförmiger Sitz ausgebildet und begrenzt zusammen mit einer kegelförmigen unteren Druckangriffsfläche 42 einen sich radial nach außen verjüngenden Spalt 44. Der Niederdruckspalt 46 ist wiederum begrenzt von einer, unmittelbar an die Dichtkante 43 an- grenzenden Kegelfläche 48, die radial außen in eine Kegelfläche 47 übergeht.