Der hohe Kraftstoffdruck erfordert eine präzise Steuerung der Einspritzzeit und der Einspritzmenge. Weiterhin ist es für Brennkraftmaschinen, die mit Dieselkraftstoff betrieben wer- den, notwendig eine exakte Voreinspritzung mit einer geringen Kraftstoffmenge durchzuführen, um das Geräusch der Brenn- kraftmaschine und auch den Schadstoffausstoß zu minimieren.

Aus den genannten Gründen ist es erforderlich, das Einspritz- ventil sehr präzise abzustimmen, damit eine optimale Ein- spritzverlaufformung erreicht wird.

Aus dem Artikel"A Common Rail Injection System For High Speed Direct Injection Diesel Engines", SAE paper 980803, von N. Guerrassi et al., ist ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Common Rail Einspritzsystem bekannt, das eine Steuerkam- mer aufweist, die von einer Kraftstoffleitung über eine Zu- laufdrossel mit Kraftstoff versorgt wird. Die Steuerkammer steht über eine Ablaufdrossel mit einer Ablaufleitung in Ver- bindung, die über ein elektromagnetisches Ventil mit einem Kraftstoffreservoir verbindbar ist. Weiterhin ist eine By- passdrossel vorgesehen, die eine Verbindung zwischen der Kraftstoffleitung und der Ablaufleitung schafft. Die Steuer- kammer wird von einer Düsennadel begrenzt, die axial beweg- lich in einem Düsenkörper angeordnet ist. Die Düsennadel ist durch eine Düsenkammer geführt, die mit der Kraftstoffleitung in Verbindung steht. Weiterhin weist die Düsennadel Druckflä- chen auf, die mit dem Kraftstoffdruck, der in der Düsenkammer herrscht, beaufschlagt sind und die Düsennadel in Richtung auf die Steuerkammer mit Kraft beaufschlagen. In der Steuer- kammer ist eine Düsenfeder vorgesehen, die die Düsennadel in

Richtung auf ihren Dichtsitz vorspannt. Der Druck in der Druckkammer wird abhängig von der Öffnungsposition des elekt- romagnetischen Ventils gesteuert. Ist das Ventil geöffnet, so fließt Kraftstoff aus der Druckkammer über die Ablaufdrossel ab und zugleich fließt weniger Kraftstoff über die Zulauf- drossel zu, so dass der Druck in der Steuerkammer sinkt. Als Folge davon wird die Düsennadel in Richtung auf die Düsenkam- mer bewegt, wobei die Düsennadel mit ihrer Spitze von einem Dichtsitz abhebt und eine Verbindung zwischen der Kraftstoff- leitung und Einspritzlöchern freigibt.

Wird nun das elektromagnetische Ventil geschlossen, so strömt sowohl über die Zulaufdrossel als auch über die Bypassdrossel und die Ablaufdrossel Kraftstoff in die Steuerkammer. Auf diese Weise wird der Druck in der Steuerkammer schnell er- höht, so dass die Düsennadel relativ schnell auf ihren Dicht- sitz im Düsenkörper gedrückt wird und damit die Einspritzung schnell endet.

Das beschriebene Einspritzventil weist den Nachteil auf, dass sich die Düsenfeder in der Steuerkammer befindet und damit eine relativ große Steuerkammer notwendig ist, die ein großes Schadvolumen darstellt. Weiterhin ist durch den Einbau der Düsenfeder in der Steuerkammer die Gefahr gegeben, dass beim Einbau Schmutzpartikel in die Steuerkammer gelangen und sich in der Ablaufdrossel festsetzen und die Funktionsfähigkeit des Einspritzventils beeinträchtigen. Kavitationsblasen, die in der Zulaufdrossel entstehen, können die Düsenfeder beschä- digen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Einspritzventil mit einem einfacheren Aufbau bereitzustellen, bei dem die Funktionsweise der hydraulischen Steuerung nicht beeinträch- tigt wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An- spruchs 1 gelöst.

Vorzugsweise ist ein Teil der Rückleitung als Ventilkammer ausgebildet, in der eine Bypassdrossel mündet. Auf diese Wie- se wird ein kompakter Aufbau des Einspritzventils erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Vorzugsweise ist eine Kam- mer, durch die eine Koppelstange geführt ist, die einen Steu- erkolben mit der Düsennadel verbindet, direkt mit der Kraft- stoffleitung verbunden, die Kraftstoff unter hohen Druck führt. Zudem ist keine Leckageleitung an die Kammer ange- schlossen. Auf diese Weise wird eine Leckage über die Kammer weitgehend vermieden.

Ein vorteilhafter Aufbau des Einspritzventils wird dadurch erreicht, dass die Steuerkammer von einem Steuerkolben be- grenzt wird, der über eine Stange mit der Düsennadel in Wirk- verbindung steht. Die Stange ist dabei durch eine Kammer ge- führt, in der eine Nadelfeder zur Vorspannung der Düsennadel angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Steuerkammer frei von beweglichen Teilen, so dass eine Verschmutzung der Steuerkam- mer durch eingebrachte Bauteile ausgeschlossen ist. Zudem kann die Steuerkammer besonders blein ausgeführt werden, wo- durch das Totvolumen bein Ansteuern der Düsennadel reduziert ist.

Der Querschnitt des Steuerkolbens ist vorzugsweise gleich dem Querschnitt des geführten Bereichs der Düsennadel ausgebil- det. Auf diese Weise ist nur eine Führung zu fertigen, wo- durch das Einspritzventil kostengünstig ist.

Vorzugsweise ist in der Ventilkammer ein Schließglied einge- bracht, das gegen einen Dichtsitz von einer Feder vorgespannt ist, die ebenfalls in der Ventilkammer angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher erläu- tert. Die Figur zeigt den schematischen Aufbau eines Ein-

spritzventils für ein Common Rail Einspritzsystem. Das Ein- spritzventil weist ein Gehäuse 29 auf, das über eine Zulei- tung 30 mit einem Kraftstoffspeicher 10 in Verbindung steht.

Der Kraftstoffspeicher 10 wird beispielsweise von einer re- gelbaren Hochdruckpumpe mit Kraftstoff versorgt. Die Zulei- tung 30 ist zu einer Kraftstoffleitung 11 im Gehäuse 29 ge- führt. Die Kraftstoffleitung 11 steht direkt mit einer Düsen- kammer 20 in Verbindung, die in einen Einspritzraum 31 mün- det, von dem aus Einspritzlöcher 22 ausgehen. Die Düsenkammer 20 und der Einspritzraum 31 sind in einem Düsenkörper 39 ein- gebracht, der sich an der unteren Spitze des Einspritzventils befindet. Im Einspritzraum 31 ist ein zweiter Dichtsitz 21 angeordnet, mit dem im geschlossenen Zustand eine Düsennadel 32 mit einer Nadelspitze 19 aufliegt. Die Nadelspitze 19 steht mit einem Führungsabschnitt 18 in Verbindung, der in Form eines Zylinders ausgebildet ist.

Der Führungsabschnitt 18 ist in einer Führungsbohrung 33 des Einspritzventils längsbeweglich geführt. Die Führungsbohrung 33 ist in Form einer zylinderförmigen Ausnehmung in das Ge- häuse 29 eingebracht. Die Führungsbohrung 33 mündet auf einer Seite in die Düsenkammer 20 und auf der anderen Seite in eine Durchgangsbohrung 34, die ebenfalls zylinderförmig ausgebil- det ist und vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als die Führungsbohrung 33 aufweist. Vorzugsweise sind Nuten 40 vor- gesehen, die die Düsenkammer 20 mit der Kammer 25 verbinden.

Die Durchgangsbohrung 34 mündet wiederum in eine Kammer 25, die ebenfalls zylinderförmig ausgebildet ist und einen größe- ren Querschnitt als die Führungsbohrung 33 aufweist. In der Durchgangsbohrung ist ein Koppelstück 35 angeordnet, das auf dem Führungsabschnitt 18 aufliegt. In der Kammer 25 ist eine Koppelstange 17 angeordnet, die mit einer Platte 23 auf dem Koppelstück 35 aufliegt. Die Platte 23 ist kreisförmig ausge- bildet und weist einen größeren Querschnitt als die zylinder- förmige Koppelstange 17 auf. Die Platte 23 weist die Funktion eines Stützkragens für die Nadelfeder 24 auf.

Alternativ zu den Nuten 40 kann die Führung 18 der Düsennadel auch ganz entfallen, so dass ein kreisförmiger Hohlraum zwi- schen Düsennadel 32 und Gehäuse 29 die Düsenkammer 20 mit der Kammer 25 verbindet. Ferner kann die Kammer 25 auch über eine Verbindungsleitung 26 direkt mit der Hochdruckleitung 11 ver- bunden werden.

Die Kammer 25 mündet auf der Seite, die der Durchgangsbohrung 34 gegenüberliegt, in eine zweite Führungsbohrung 36. Die zweite Führungsbohrung 36 weist ebenfalls eine Zylinderform auf. In der zweiten Führungsbohrung 36 ist ein zylinderförmi- ger Steuerkolben 16 in Längsrichtung beweglich angeordnet, der mit der Koppelstange 17 verbunden ist. Zwischen dem obe- ren Ende des Steuerkolbens 16 und dem Gehäuse 29 ist in der zweiten Führungsbohrung 36 eine Steuerkammer 15 ausgebildet.

In der Kammer 25 ist eine Nadelfeder 24 angeordnet, die die Koppelstange 17 umfasst und zwischen der Platte 23 und einer Stufe 37 angeordnet ist, wobei die Stufe 37 in dem Übergangs- bereich zwischen der Kammer 25 und der zweiten Führungsboh- rung 36 angeordnet ist. Die zweite Führungsbohrung 36 weist einen kleineren Durchmesser als die Kammer 25 auf. Die Funk- tionsweise der Nadelfeder 24 besteht darin, dass die Nadelfe- der 24 die Düsennadel 32 mit der Nadelspitze 19 auf den zwei- ten Dichtsitz 21 vorspannt. Die Kammer 25 ist vorzugsweise ü- ber eine Verbindungsleitung 26 mit der Kraftstoffleitung 11 verbunden.

Die Steuerkammer 15 steht über eine Zulaufdrossel 13 mit der Kraftstoffleitung 11 und über eine Ablaufdrossel 14 mit einer Ventilkammer 9 in Verbindung. Der Querschnitt der Zulaufdros- sel 13 ist kleiner als der Querschnitt der Ablaufdrossel 14.

In der Ventilkammer 9 ist ein Schließglied 6 und eine Ventil- feder 8 angeordnet, wobei das Schließglied 6 von der Ventil- feder 8 in Richtung auf einen Dichtsitz 7 vorgespannt ist.

Das Schließglied 6 und der Dichtsitz 7 stellen ein Servoven- til 5 dar. Die Ventilkammer 9 steht über eine Ablaufbohrung

38 mit einem Rücklauf 40 in Verbindung. Weiterhin ist eine Bypassdrossel 12 in Form einer Bohrung vorgesehen, die die Kraftstoffleitung 11 mit der Ventilkammer 9 verbindet. Die Leitungen zwischen der Steuerkammer 15 und dem Servoventil 6 stellen die Rückleitung 27 dar. In der Ablaufbohrung 38 ist ein Ventilkolben 4 geführt, der mit einem Aktor 3 verbunden ist. Der Ventilkolben 4 liegt mit einer Druckfläche auf einer zugeordneten Druckfläche des Schließgliedes 6 auf. Der Aktor 3 steht über elektrische Anschlüsse 2 mit einem Steuergerät 1 in Verbindung.

Das Einspritzventil funktioniert wie folgt : Im Kraftstoff- speicher 10 befindet sich Kraftstoff mit hohem Druck, so dass bei einem geschlossenen Servoventil 5, bei dem das Schließ- glied 6 am Dichtsitz 7 anliegt, in der Ventilkammer 9, in der Steuerkammer 15, in der Düsenkammer 20, im Einspritzraum 31 und in der Kammer 25 Kraftstoff mit hohem Druck vorhanden ist. Da die Fläche, mit der der Steuerkolben 16 an die Steu- erkammer 15 grenzt, größer ist als die Fläche, die von der Düsennadel 32 mit Druck in Richtung auf die Steuerkammer 15 beaufschlagt wird und zusätzlich die Vorspannkraft der Nadel- feder 24 die Düsennadel 32 auf den Dichtsitz 21 drückt, sitzt die Düsennadel 22 auf dem Dichtsitz 21 auf und trennt den Einspritzraum 31 von den Einspritzlöchern 22. Somit erfolgt keine Einspritzung.

Soll nun eine Einspritzung erfolgen, so steuert das Steuerge- rät 1 den piezoelektrischen Aktor 3 in der Weise an, dass sich der Aktor 3 auslenkt und über den Ventilkolben 4 das Schließglied 6 vom Dichtsitz 7 abhebt. Als Folge davon fließt über die Ablaufdrossel 14 aus der Steuerkammer 15 mehr Kraft- stoff ab, als über die Zulaufdrossel 13 zufließt. Der Kraft- stoff fließt über die Ablaufdrossel 14 in die Ventilkammer 9 und weiter über die Ablaufbohrung 38 in die Rückleitung 27 zu einem Kraftstoffreservoir. Als Folge davon sinkt der Druck in der Steuerkammer 15. Der Druck in der Düsenkammer 20 bleibt weiterhin auf dem Niveau der Kraftstoffleitung 11. Als Folge

davon überwiegt die Kraft, die die Düsennadel 32 vom zweiten Dichtsitz 21 abhebt, so dass die Düsennadel 32 den zweiten Dichtsitz 21 freigibt und eine Verbindung zwischen dem Ein- spritzraum 31 und den Einspritzlöchern 22 öffnet. Somit wird Kraftstoff aus dem Einspritzraum 31 über die Einspritzlöcher 22 abgegeben.

In dieser Position fließt auch über die Bypassdrossel 12 Kraftstoff in die Ventilkammer 9 und über die Ablaufbohrung 38 zur Rückleitung 27.

Soll nun die Einspritzung beendet werden, so steuert das Steuergerät 1 den piezoelektrischen Aktor 3 in der Weise an, dass sich der Aktor 3 verkürzt. Somit wird das Schließglied 6 wieder von der Ventilfeder 8 auf den Dichtsitz 7 gedrückt, so dass die Verbindung zur Rückleitung 27 unterbrochen ist. Über die Bypassdrossel 12 fließt weiterhin Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 11 in die Ventilkammer 9 und von der Ven- tilkammer 9 über die Ablaufdrossel 14 in die Steuerkammer 15.

Zugleich fließt über die Zulaufdrossel 13 Kraftstoff von der Kraftstoffleitung 11 in die Steuerkammer 15. Somit wird schnell wieder ein hoher Kraftstoffdruck in der Kraftstoff- kammer 15 erreicht, so dass die Düsennadel 32 von dem Druck, der in der Steuerkammer 15 herrscht, wieder auf den zweiten Dichtsitz 21 gedrückt wird. Folglich wird die Verbindung zwi- schen dem Einspritzraum 31 und den Einspritzlöchern 22 unter- brochen.

Durch die Anbindung der Kammer 25 an den Druck der Kraft- stoffleitung 11 über die Verbindungsleitung 26 oder die Nuten 40 wird eine hydraulische Anbindung der Kammer 25 erreicht.

Dadurch wird eine besonders reibungsarme Bewegung der Düsen- nadel 32 möglich. Zudem tritt eine Leckage über die Kammer 25 in Richtung Steuerkammer 15 nur dann auf, wenn das Servoven- til 5 geöffnet ist und ein geringer Druck in der Steuerkammer 15 herrscht. Weiterhin hat die Anbindung der Kammer 25 an die Kraftstoffleitung 11 den Vorteil, dass die Führungspassung

zwischen dem Führungsabschnitt 18 und der Führungsbohrung 33 nicht so präzise sein müssen, da keine Abdichtung zwischen der Düsenkammer 20 und der Kammer 25 notwendig ist. Diese er- möglicht eine Kosteneinsparung bei der Herstellung des Ein- spritzventils.

Die Führungspassung zwischen dem Steuerkolben 16 und der zweiten Führungsbohrung muss weiterhin sehr präzise gefertigt sein, um eine Abdichtung zwischen der Steuerkammer 15 und der Kammer 25 zu gewährleisten.

Ein Ziel der Anmeldung ist es, Dauerleckage zu vermeiden. Da- zu wird die Kammer 25, die die Nadelfeder enthält, entlang der Führung der Düsennadel mit dem Hochdruck in der Düsenkam- mer verbunden. Die einzige hydraulisch wirksame Kolbenfläche, die die Bewegung der Düsennadel steuert, ist damit der Quer- schnitt der Führung des Steuerkolbens. Bei geöffneter Nadel und geschlossenem Servoventil sind die Druckkräfte, die auf den Verband aus Nadel und Steuerkolben wirken, beinahe ausge- glichen. Der Schließvorgang wird im wesentlichen durch die Nadelfeder eingeleitet. Um durch die abwärts gerichtete Schließbewegung von Nadel und Steuerkolben keinen zu großen Druckeinbruch im Steuerraum zu bekommen, wird die Bay- passdrossel angeordnet. Die Bypassdrossel ist für das Öffnen der Düsennadel ohne Bedeutung, wenn sie klein genug ausge- führt wird, um den Druckabbau über das Servoventil 5 nicht zu beeinträchtigen. Beim Schließen dient sie als zusätzliche Zu- laufdrossel, mit der sich über die Ablaufdrossel die Steuer- kammer befüllen lässt. Die Kombination einer einzigen hydrau- lisch aktiven Führung der Nadel zur Vermeidung der Dauerle- ckage einerseits, und der Bypassdrossel zur Verbesserung der Funktion andererseits, bedingt folgende Vorteile : * Keine Dauerleckage außerhalb des Schaltvorgangs/Ein- spritzvorgangs des Einspritzventils, da die Kammer unter Hochdruck steht ; * Beibehaltung einer separaten Kammer für die Nadelfeder, wodurch ein kleines Steuerraumvolumen, d. h. geringer

Schadraum erreicht wird.

Vermeidung von Schmutzproblemen am Servoventil bzw. von Kavitationsschäden an der Feder ; * Einbeziehung der Kammer 25 in das Hochdruckvolumen der Düsenkammer, wodurch eine Vergrößerung des Hochdruckvo- lumens vor der Düse erreicht wird ; Verringerung des Druckeinbruchs infolge der Kompressibi- lität von Dieselöl in der Hochdruckleitung nach dem Öff- nen ; Verbesserung der Zerstäubung des Dieselöls in den Ein- spritzlöchern nach dem Öffnen, da mehr Druck zur Verfü- gung steht ; Nur eine genau zu fertigende Führung der Düsennadel ; Verwendung einer Bypassdrossel zur Unterstützung des Schließvorgangs der Düsennadel ; * Einbeziehung der Hochdruckkammer, die das Servoventil und die Ventilfeder enthält, in die Ausführung der By- passdrossel.

Aufgrund der Arbeitsweise des Piezoaktors ist es von Vorteil, ein nach innen (gegen den Hochdruck arbeitendes) Servoventil zu verwenden. Die entstehende Kammer kann als Ablaufleitung verwendet werden, um die Hochdruckleitung über die Bypass- drossel mit dem Auslauf der Ablaufdrossel zu verbinden.