Die DE 197 17 833 offenbart ein hydraulisches Servosteuerelement für Einsprit- zinjektoren bei dem ein Steuerkolben über ein Solenoid bewegbar ist, um über das Servosteuerelement die Bewegung einer Einspritzventilnadel zu steuern. Die An- steuerung durch das Servosteuerelement kann jedoch verbessert werden, insbeson- dere ist die Ansteuerung für hohe Drücke und kurze Einspritzzeiten in der Genau- igkeit noch besser abzustimmen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ventil für die Flüssigkeits- einspritzung zu schaffen, das ein Steuerventil mit hoher Ansprechgenauigkeit auf- weist.

Diese Aufgabe wird mit einem Ventil mit den Merkmalen des Anspruches 1 ge- löst.

Erfindungsgemäß weist das Steuerventil ein Ventilgehäuse mit Strömungskanälen, einen in axialer Richtung benachbart zu der Einspritzventilnadel angeordneten Druckraum zur Steuerung der axialen Bewegung der Einspritzventilnadel und ei- nen selbstzentrierenden Ventilkörper zum Öffnen und Verschließen eines Entlade- kanals des Druckraumes auf, sodass mittels des selbstzentrierenden Ventilkörpers eine besonders genaue Steuerung des Fluidstromes erfolgen kann. Die Führung des Ventilkörpers wird insbesondere im Bereich eines Ventilsitzes vereinfacht, da der Ventilkörper selbstzentrierend ausgebildet ist und auch bei hohen Drücken für die Flüssigkeitseinspritzung, beispielsweise zwischen 1.000 und 1.500 bar, eine

genaue Bewegung des Ventilkörpers zur Steuerung der Einspritzventilnadel er- reicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Ventilsitz an dem Entladekanal kegelstumpfförmig ausgebildet. Dann kann der Ventilkörper durch die Form des Ventilsitzes zentriert werden. Insbesondere kann der Ventil- körper zum Verschließen des Entladekanals eine Kugel aufweisen, die dann auf den Ventilsitz anpressbar ist.

Vorzugsweise weist der Ventilkörper eine in einer zylindrischen Führung des Ven- tilgehäuses angeordnete Ventilnadel auf. Dabei kann die Kugel an einem Druck- stück gelagert sein, das mit radialem Spiel in der zylindrischen Führung für die Ventilnadel angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Bewegung der Kugel durch die Ventilnadel in axialer Richtung mit minimalem radialen Spiel steuern, und für ein genaues Verschließen des Entladekanals erfolgt die Selbstzentrierung an dem Ven- tilsitz. Der Zeitpunkt des Schließens und des Öffnens lässt sich damit besonders genau festlegen.

Vorzugsweise ist der Ventilkörper des Steuerventils mittels eines Solenoids be- wegbar, sodass eine elektronische Steuerung des Ventils mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird.

Wenn der Ventilkörper durch eine Federkraft in die den Entladekanal verschlie- ßende Position vorgespannt ist, lässt sich die Öffnungs-und Schließbewegung de- finiert durchführen. Vorzugsweise ist die Federkraft zum Vorspannen des Ventil- körpers einstellbar, sodass die Eigenschaften des Steuerventils für ein gezieltes Öffnen und Schließen des Einspritzventils abhängig von weiteren Faktoren, wie Viskosität des Fluides, Druck, Temperatur etc. bestimmt werden können.

Für eine einfache Montage des Ventils ist der zu dem Druckraum führende Entla- dekanal in einer Platte ausgespart. Diese Platte lässt sich dann bei einem Ver- schleiß vergleichsweise einfach auswechseln.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figurl eine geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungs- gemäßen Ventils ; Figur 2 eine vergrößerte Detailansicht eines Steuerventils des in Figur 1 gezeig- ten Ventils ; Figur 3 eine vergrößerte Detailansicht im Bereich des Druckraumes des Steuer- ventils der Figur 2 ; Figur 4 eine vergrößerte Detailansicht des Steuerventils mit geschlossenem Ven- tilsitz, und Figur 5 eine vergrößerte Detailansicht des Steuerventils mit geöffnetem Ventil.

Ein Ventil 1 umfasst ein Einspritzventil 2 für die Flüssigkeitseinspritzung, insbe- sondere für Verbrennungskraftmaschinen wie Dieselmotoren, bei denen der Kraft- stoff mit Einspritzdrucken von z. B. mehr als 1.300 bar erfolgt, um die Schadstoff- emissionen gering zu halten. Das Einspritzventil 2 umfasst eine Einspritzventilna- del 4, mittels der ein oder mehrere Einspritzöffnungen 5 verschließbar sind. Hier- für ist die Einspritzventilnadel 4 in axiale Richtung bewegbar gelagert. An dem Einspritzventil 2 ist ein Hochdruckkanal 6 vorgesehen, der durch einen Anschluss 7 mit unter Druck stehender Flüssigkeit versorgt wird. Die Einspritzventilnadel 4 ist über eine Feder 8 in die geschlossene Position vorgespannt.

Für die Steuerung der Bewegung der Einspritzventilnadel 4 ist ein Steuerventil 3 vorgesehen, das eine Ventilnadel 11 aufweist, die in einer zylindrischen Führung in einem Gehäuse 10 axial beweglich gelagert ist. Die Bewegung der Ventilnadel

11 ist über ein Solenoid 13 aktivierbar, wobei zur Begrenzung des Bewegungshu- bes eine Anschlagscheibe 12 vorgesehen ist.

Wie in Figur 2 zu sehen ist, befindet sich innerhalb des Gehäuses 10 das Solenoid 13, welcher in Abhängigkeit eines elektrischen Impulses während einer bestimm- ten Zeit den Anker und die mit ihm verbundene Ventilnadel 11 anzieht, um eine Bewegung der Einspritzventilnadel 4 zu steuern. Innerhalb des Solenoids 13 ist ei- ne harte Büchse 15 angeordnet, in der eine Druckfeder 16 positioniert ist die einer- seits an der Anschlagscheibe 12 und andererseits an einem Zwischenstück 17 ab- gestützt ist. Das Zwischenstück 17 ist über eine Einstellschraube 18 bewegbar, so- dass die Vorspannung der Druckfeder 16 einstellbar ist. Die Einstellschraube 18 ist über eine Kontermutter 19 gesichert.

An dem Solenoid 13 ist die harte Büchse 15 leicht hervorstehend ausgebildet und liegt an der Anschlagscheibe 12 an, sodass ein Restluftspalt 31 zwischen Solenoid 13 und Anschlagscheibe 12 verbleibt. Axialkräfte sind somit an einem hervorste- henden Abschnitt 14 der Büchse 15 aufgenommen.

Der Ventilkörper des Steuerventils 3 umfasst neben der Ventilnadel 11 ein Druck- stück 20, das einen etwas geringeren Durchmesser als die Ventilnadel 11 aufweist, sodass zur zylindrischen Führung in dem Gehäuse 10 ein leichtes radiales Spiel gegeben ist. Am Druckstück 20 ist an einem Endabschnitt eine Kugel 25 gelagert, die für die Abdichtung eines Entladekanals 24 vorgesehen ist.

Wie insbesondere in Figur 3 ersichtlich ist, verschließt die an dem Druckkörper 20 angeordnete Kugel 25 den Entladekanal 24, der in den Druckraum 23 mündet. Der Druckraum 23 ist an einer Seitenwand der Einspritzventilnadel 4 begrenzt und bei einer Druckänderung in dem Druckraum 23 bewegt sich entsprechend die Ein- spritzventilnadel 4.

Befindet sich die Kugel 25 in einer geschlossenen Stellung, baut sich in dem Druckraum 23 aufgrund eines Strömungskanals 22 ein Druck auf, der demjenigen

der Zulaufleitung 6 für die einzuspritzende Flüssigkeit entspricht. Die in Axialrichtung auf die Einspritzventilnadel 4 wirkenden Kräfte aufgrund des unter hohem Druck stehenden Fluides heben sich in etwa auf, sodass aufgrund der Kraft der Feder 8 die Einspritzventilnadel 4 ebenfalls in der geschlossenen Position ver- bleibt. Wird nun aufgrund einer Betätigung des Solenoids 13 die Ventilnadel 11 geringfügig nach oben bewegt, hebt die Kugel 25 von dem Entladekanal 24 ab und es erfolgt ein Druckabfall in dem Druckraum 23, wobei aufgrund der Ausbildung des Zulaufkanals 22 als Drossel der Druckabfall nicht vollständig zu dem Zulauf- kanal 6 weitergeleitet wird. Das in der Druckkammer 23 enthaltene Fluid kann dann über den Entladekanal 24 in der Platte 21 ausgesparten radialen Strömungs- kanal 27 sowie einen Strömungskanal 28 dem Fluidkreislauf wieder zugeführt werden. Durch den Druckabfall sind die auf die Einspritzventilnadel 4 wirkenden Axialkräfte in den Figuren von unten nach oben größer als die Kraft der Feder 8 und heben somit die Einspritzventilnadel 4 von den Einspritzöffnungen 5 ab. Da- durch kann ein Ausströmen des unter hohem Druck stehenden Fluides erfolgen.

Wird durch eine weitere Betätigung des Solenoids 13 die Ventilnadel 11 mit der Kugel 25 in die geschlossene Stellung bewegt, strömt durch den als Drossel aus- gebildeten Zulaufkanal 22 Fluid aus der Zulaufleitung 6 nach und es baut sich wieder ein Druck in der Druckkammer 23 auf, der dem Druck im vorderen Bereich der Einspritzventilnadel 4 in etwa entspricht. Durch den Druckausgleich schließt die Einspritzventilnadel 4 wieder aufgrund der Kraft der Feder 8.

In Figur 4 ist die geschlossene Stellung der Ventilnadel 11 gezeigt, bei der die Ku- gel 25 den Entladekanal 24 verschließt. Die Dichtfläche ist dabei durch einen ring- förmigen Bereich gebildet, der sich zwischen der Kugel 25 und einem Ventilsitz 26 ausbildet.

In Figur 5 ist die geöffnete Position des Ventils 2 gezeigt, wobei der kegelstumpf- förmige Ventilsitz 26 sichtbar ist. Bei einer Axialbewegung der Kugel 25 zu dem Ventilsitz 26 erfolgt eine Selbstzentrierung, sodass auch bei seitlichen Kräften ein sicheres Schließen des Entladekanals 24 gewährleistet ist.