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Patent Searching and Data


Title:
UNIT INJECTOR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/106836
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a unit injector system for supplying fuel (10; 100) to a combustion chamber (12; 120) of an internal combustion engine. The aim of the invention is to permit the injection behaviour and the injection pressure to be controlled in a defined manner, using a compact construction. To achieve this, a pressure limiting and retention valve (34; 340) in the form of a 2/2 valve is provided between the first pressure chamber (28; 280) and the second pressure chamber (30; 300). According to one embodiment, the pressure limiting and retention valve (34) is directly connected to the first pressure chamber (28), whilst in a second embodiment the pressure limiting and retention valve (340) is connected to the first pressure chamber (280) via a connecting conduit (480).

Inventors:
KRONBERGER MAXIMILIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/001873
Publication Date:
December 24, 2003
Filing Date:
June 03, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KRONBERGER MAXIMILIAN (DE)
International Classes:
F02M45/00; F02M45/12; F02M57/02; F02M59/36; F02M59/46; F02M61/20; F02M63/00; (IPC1-7): F02M57/02; F02M45/04; F02M45/06; F02M45/08; F02M59/36; F02M61/20
Domestic Patent References:
WO2003054379A12003-07-03
WO2002081900A12002-10-17
Foreign References:
EP1338790A12003-08-27
DE3844431A11990-07-05
EP1098087A12001-05-09
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. PumpeDüseEinheit zum Zuführen von Kraftstoff (lOi ; 100) in einen Verbrennungsraum (12 ; 120) einer Brennkraftmaschine, mit einer steuerund/oder regelbaren Kraftstoffpumpe (14 22 ; 140220), einer Kraftstoffeinspritzdüse (24 ; 240), die eine zwi schen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel (26 ; 260) aufweist, einem ersten Druckraum (28 ; 280), der von der Kraft stoffpumpe (1422 ; 140220) mit unter einem ersten Druck (p2a : paeo) stehenden Kraftstoff (10 ; 100) befüllbar ist, einem zweiten Druckraum (30 ; 300), wobei in dem zweiten Druckraum (30 ; 300) unter einem zweiten Druck (pro ; Psoo) stehender Kraftstoff (10 ; 100) eine Schließkraft auf die Düsennadel (26 ; 260) ausübt, und einem dritten Druckraum (32 ; 320), der zumindest mit dem ersten Druckraum (28 ; 280) kommuniziert, wobei in dem dritten Druckraum (32 ; 320) unter einem dritten Druck (P32 ; P320) stehender Kraftstoff (10 ; 100) eine Öffnungs kraft auf die Düsennadel (26 ; 260) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Druckraum (28 ; 280) und dem zweiten Druckraum (30 ; 300) ein Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) in Form eines 2/2Ventils vorgesehen ist.
2. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) durch eine Druckdifferenz betätigt wird.
3. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem ersten Druck (P28) und dem zweiten Druck (p3o) ist.
4. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem dritten Druck (p32o) und dem zweiten Druck (p300) ist.
5. PumpeDüseEinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) eine erste Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist.
6. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Arbeitsstellung eine durch Federkräfte erzwun gene Ruhestellung ist.
7. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil die erste Ar beitsstellung zum Druckhalten einnimmt.
8. PumpeDüseEinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) eine unstabile zweite Arbeitsstellung mit einem Öffnungsquer schnitt aufweist.
9. PumpeDüseEinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) eine von der ersten Arbeitsstellung verschiedene dritte Arbeits stellung aufweist, in der es geschlossen ist.
10. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) die dritte Arbeitsstellung zum Druckbegrenzen einnimmt.
11. PumpeDüseEinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsundhalteventil (34 ; 340) einen Ventilteller (38 ; 380) aufweist, der in der ersten Arbeits stellung mit einem ersten Ventilsitz (40 ; 400) zusammenwirkt.
12. PumpeDüseEinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (38 ; 380) in der dritten Arbeitsstel lung mit einem zweiten Ventilsitz (46 ; 460) zusammenwirkt.
13. PumpeDüseEinheit nach einem der Ansprüche 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (38 ; 380) in der zweiten Arbeitsstel lung nicht am ersten Ventilsitz (40 ; 400) und nicht am zwei ten Ventilsitz (46 ; 460) anliegt.
14. PumpeDüseEinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (38 ; 380) zumindest auf einer Seite ei ne abgerundete, insbesondere sphärische Oberfläche (60 ; 600) aufweist.
15. PumpeDüseEinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich an dem Ventilteller (38 ; 380) eine zweite Feder (56 ; 560) abstützt.
16. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnete dass die zweite Feder (56 ; 560) in einem Federraum angeordnet ist, der mit dem zweiten Druckraum (30 ; 300) in Verbindung steht.
17. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Federraum mit einer Entlüftungseinrichtung in Ver bindung steht.
18. PumpeDüseEinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Feder (36 ; 360) vorgesehen ist, die eine Schließkraft auf die Düsennadel (26 ; 260) ausübt.
19. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (36) in dem zweiten Druckraum (30) ange ordnet ist.
20. PumpeDüseEinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (1422 ; 140220) einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpenkolben (14 ; 140) aufweist.
21. PumpeDüseEinheit nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (1422 ; 140220) ein Steuerventil (22 ; 220) aufweist, mit dem der erste Druckraum (28 ; 280) ganz oder teilweise gegenüber einem Kraftstoff Niederdruckbereich (18 ; 180) verschließbar ist.
22. PumpeDüseEinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (22 ; 220) piezoelektrisch betrieben wird.
Description:
Beschreibung Pumpe-Düse-Einheit Die Erfindung betrifft eine Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftma- schine, mit einer steuer-und/oder regelbaren Kraftstoffpum- pe, einer Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her beweg- liche Düsennadel aufweist, einem ersten Druckraum, der von der Kraftstoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehendem Kraftstoff befüllbar ist, einem zweiten Druckraum, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt, und einem dritten Druckraum, der zumindest mit dem ersten Druck- raum kommuniziert, wobei in dem dritten Druckraum unter einem dritten Druck stehender Kraftstoff eine Öffnungskraft auf die Düsennadel ausübt.

Derartige Pumpe-Düse-Einheiten werden insbesondere im Zusam- menhang mit druckgesteuerten Einspritzsystemen verwendet. Ein wesentliches Merkmal eines druckgesteuerten Einspritzsystems besteht darin, dass die Kraftstoffeinspritzdüse öffnet, so- bald eine zumindest von aktuell herrschenden Drücken beein- flusste Öffnungskraft auf die Düsennadel ausgeübt wird. Der- artige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraft- stoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der Kraftstoffzufüh- rung gegen den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine. Mit druckgesteuerten Einspritzsystemen lässt sich der zeitliche Verlauf des Mengenstroms während der Einspritzung in vorteil- hafter Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluss auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemis- sion des Motors genommen werden.

Bei den gattungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheiten ist die Kraft- stoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzdüse als integriertes

Bauteil ausgebildet. Für jeden Verbrennungsraum der Brenn- kraftmaschine wird zumindest eine Pumpe-Düse-Einheit vorgese- hen, die in der Regel in den Zylinderkopf eingebaut wird. Die Kraftstoffpumpe umfasst dabei typischerweise einen in einem Kraftstoffpumpenzylinder hin und her beweglichen Kraftstoff- pumpenkolben, der entweder direkt über einen Stößel oder in- direkt über Kipphebel von einer Nockenwelle der Brennkraftma- schine angetrieben wird. Der üblicherweise den ersten Druck- raum bildende Abschnitt des Kraftstoffpumpenzylinders ist über ein Steuerventil mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verbindbar, wobei bei geöffnetem Steuerventil Kraftstoff von dem Kraftstoff-Niederdruckbereich in den ersten Druckraum an- gesaugt und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil von dem ersten Druckraum in den Kraftstoff-Niederdruckbereich zurück- gedrückt wird. Sobald das Steuerventil geschlossen wird, er- folgt durch den Kraftstoffpumpenkolben eine Komprimierung des in dem ersten Druckraum befindlichen Kraftstoffs und somit ein Druckaufbau. Es ist bekannt, das Steuerventil in Form ei- nes Magnetventils vorzusehen. Magnetventile weisen jedoch üb- licherweise eine relativ lange Ansprechzeit auf, was insbe- sondere dadurch bedingt ist, dass der Magnetanker eines Mag- netventils aufgrund der von seiner Masse abhängigen Massen- trägheitskräfte nicht beliebig schnell beschleunigt werden kann. Weiterhin erfordert auch der Aufbau des Magnetfeldes zur Erzeugung der Anzugskraft Zeit. Eine mit einem Magnetven- til ausgestattete Pumpe-Düse-Einheit ist beispielsweise aus der EP 0 277 939 Bl bekannt.

Um die durch die Verwendung von Magnetventilen hervorgerufe- nen Probleme zu vermeiden, ist es weiterhin bereits bekannt, Pumpe-Düse-Einheiten mit einem Steuerungsventil auszustatten, das piezoelektrisch betrieben wird. Eine derartige Pumpe- Düse-Einheit ist beispielsweise aus der DE 198 35 494 AI be- kannt.

Um bei einem Einspritzvorgang neben einer Haupteinspritzmenge eine zusätzliche Voreinspritzmenge und/oder eine zusätzliche

Nacheinspritzmenge in den Verbrennungsraum einzubringen, ist es weiterhin bekannt, während eines Einspritzzyklus mehrere, in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgende Einspritzimpulse auszulösen. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den Ein- spritzdruck mittels einer Einspritzverlaufsformung so zu re- geln, dass hohe Druckspitzen und damit harte Verbrennungs- schläge vermieden werden. Zu diesem Zweck ist beispielsweise aus der DE 199 42 846 Cl bereits ein Einspritz-Verlaufs- Formungs-Injektor bekannt, bei dem die Druckeinstellung durch die Verwendung von Ausgleichsmitteln verbessert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheiten derart weiterzubilden, dass bei kompak- ter Bauweise eine definierte Steuerung des Einspritzverlaufs sowie des Einspritzdrucks ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit baut auf dem gat- tungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass zwischen dem ersten Druckraum und dem zweiten Druckraum ein Druckbegren- zungs-und-halteventil in Form eines 2/2-Ventils vorgesehen ist. Ein 2/2-Ventil weist zwei Anschlüsse und zwei unter- schiedliche Schaltzustände auf. Übertragen auf den vorliegen- den Zusammenhang können diese zwei Schaltzustände insbesonde- re dem geschlossenen Ventil und dem geöffneten Ventil zuge- ordnet werden. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Druck- begrenzungs-und-halteventil in Form eines 2/2-Ventils ist es insbesondere möglich, den in dem zweiten Druckraum herr- schenden zweiten Druck derart einzustellen, dass sich eine für die jeweiligen Betriebs-und Lastverhältnisse der Brenn- kraftmaschine geeignete auf die Düsennadel wirkende Schließ- kraft ergibt. Die Schließkraft wirkt dabei einer ebenfalls auf die Düsennadel ausgeübten Öffnungskraft entgegen, die von

dem in dem dritten Druckraum herrschenden dritten Druck ab- hängt. Somit ist es beispielsweise möglich, für eine Vorein- spritzung in dem zweiten Druckraum einen relativ kleinen zweiten Druck einzustellen, so dass die Düsennadel bereits dann in eine Öffnungsstellung bewegt wird, wenn in dem drit- ten Druckraum ein die Öffnungskraft bedingender relativ ge- ringer Druck herrscht. Während der dritte Druck in dem drit- ten Druckraum während beziehungsweise nach der Voreinsprit- zung zunächst wieder abfällt, kann der Druck im zweiten Druckraum weiter aufgebaut werden, wodurch sich die Düsenna- del für die nachfolgende Haupteinspritzung erst dann wieder in die Öffnungsstellung bewegt, wenn der dritte Druck im dritten Druckraum auf einen relativ hohen Wert angestiegen ist. Während der Haupteinspritzung bleibt der zweite Druck in dem zweiten Druckraum aufgrund des Druckbegrenzungs-und- halteventils annähernd konstant. Die Höhe des während der Haupteinspritzung im Wesentlichen konstant gehaltenen Druckes beeinflusst dabei die Länge der Haupteinspritzung.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pum- pe-Düse-Einheit ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs- und-halteventil durch eine Druckdifferenz betätigt wird. Auf diese Weise können dem Druckbegrenzungs-und-halteventil zu- geordnete Stellglieder entfallen, was sich sowohl hinsicht- lich der Herstellungskosten als auch hinsichtlich des erfor- derlichen Bauraums positiv auswirkt.

Bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe- Düse-Einheit ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck ist. Dabei ist die Betriebsweise vorzugs- weise derart, dass der in dem ersten Druckraum herrschende Druck das Druckbegrenzungs-und-halteventil zunächst öffnet, wodurch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum erhöht wird. Dabei vergrößert sich der jeweilige Öffnungsquerschnitt vorzugsweise zunächst mit einem steigenden ersten Druck. So- bald eine unter anderem durch die Wahl der jeweiligen Öff-

nungsquerschnitte beeinflussbare Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck erreicht ist, wird das Druckbegrenzungs-und-halteventil geschlossen, wodurch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum beispielsweise während einer Haupteinspritzung im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pum- pe-Düse-Einheit ist vorgesehen, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem dritten Druck und dem zweiten Druck ist. Diese Lösung kommt insbesondere in Betracht, wenn das Druckbegrenzungs-und-halteventil räumlich benachbart zum dritten Druckraum angeordnet ist und über eine Verbindungs- leitung mit dem ersten Druckraum in Verbindung steht, die auch den dritten Druckraum speist. Auf das Druckbegrenzungs- und-halteventil wirkt dann ein zumindest annähernd gleicher Druck ein, wie er in dem dritten Druckraum herrscht. Bei die- ser Ausführungsform ist die Betriebsweise vorzugsweise der- art, dass der in dem dritten Druckraum herrschende Druck das Druckbegrenzungs-und-halteventil zunächst öffnet, wodurch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum erhöht wird. Dabei vergrößert sich der jeweilige Öffnungsquerschnitt vorzugswei- se zunächst mit einem steigenden dritten Druck. Sobald eine unter anderem durch die Wahl der jeweiligen Öffnungsquer- schnitte beeinflussbare Druckdifferenz zwischen dem dritten Druck und dem zweiten Druck erreicht ist, wird das Druck- begrenzungs-und-halteventil geschlossen, wodurch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum beispielsweise während einer Haupteinspritzung im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Unabhängig von der speziellen Ausgestaltung des Druckbegren- zungs-und-halteventils ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil eine erste Arbeits- stellung aufweist, in der es geschlossen ist.

In diesem Zusammenhang gilt es als besonders vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass die erste Arbeitsstellung eine durch Federkräfte erzwungene Ruhestellung ist.

Dabei wird weiterhin bevorzugt, dass das Druckbegrenzungs- und-halteventil die erste Arbeitsstellung zum Druckhalten einnimmt. Vorzugsweise wirken zum Druckhalten neben den die Ruhestellung erzwingenden Federkräften weitere Kräfte auf das Druckbegrenzungs-und-halteventil ein, insbesondere über Drücke erzeugte Kräfte.

Für die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit wird es weiterhin als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil eine unstabile zweite Ar- beitsstellung mit einem Öffnungsquerschnitt aufweist. Unter unstabiler Arbeitsstellung ist hierbei insbesondere eine Stellung zu verstehen, die keine definierte Zwischen-oder Endstellung ist.

Weiterhin wird bevorzugt, dass das Druckbegrenzungs-und - halteventil eine von der ersten Arbeitsstellung verschiedene dritte Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist.

In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft er- achtet, wenn vorgesehen ist, dass das Druckbegrenzungs-und- halteventil die dritte Arbeitsstellung zum Druckbegrenzen einnimmt. Dabei ist es vorteilhaft, dass das Druckbegren- zungs-und-halteventil die dritte Arbeitsstellung einnimmt, wenn der erste beziehungsweise der dritte Druck den zweiten Druck um einen vorgegebenen Wert übersteigt. Sobald der erste beziehungsweise der dritte Druck wieder abnimmt, verlässt das Druckbegrenzungs-und-halteventil die dritte Arbeitsstellung vorzugsweise wieder und kehrt bei bevorzugten Ausführungsfor- men, je nach Höhe der aktuellen Differenz zwischen dem ersten beziehungsweise dem dritten und dem zweiten Druck, in die zweite oder die erste Arbeitsstellung zurück.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil einen Ventilteller auf- weist, der in der ersten Arbeitsstellung mit einem ersten Ventilsitz zusammenwirkt.

Darüber hinaus wird bevorzugt, dass der Ventilteller in der dritten Arbeitsstellung mit einem zweiten Ventilsitz zusam- menwirkt.

Im Zusammenhang mit dem geöffneten Zustand des Druckbegren- zungs-und-halteventils ist bei bevorzugten Ausführungsfor- men vorgesehen, dass der Ventilteller in der zweiten Arbeits- stellung nicht am ersten Ventilsitz und nicht am zweiten Ven- tilsitz anliegt. Bei einer derartigen zweiten Arbeitsstellung kann es sich insbesondere um die bereits erwähnte unstabile Arbeitsstellung handeln, die insbesondere während eines Druckaufbaus im zweiten Druckraum eingenommen wird.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit sieht vor, dass der Ventilteller zumindest auf einer Seite eine abgerundete, insbesondere sphärische 0- berfläche aufweist. In diesem Fall ist die Geometrie des mit der zumindest einen abgerundeten Seite zusammenwirkenden Ven- tilsitzes vorzugsweise an die des Ventiltellers angepasst.

Weiterhin wird bevorzugt, dass sich an dem Ventilteller eine zweite Feder abstützt. In diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass sich der von dem Ventilteller abgewandte Endabschnitt der zweiten Feder an einer Anlagefläche abstützt, die insbe- sondere durch das Gehäuse oder Gehäusebestandteile der Pumpe- Düse-Einheit gebildet sein kann.

In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit vor, dass die zweite Feder in einem Federraum angeordnet ist, der mit dem zweiten Druckraum in Verbindung steht. Bei der Verbindung zwischen

dem Federraum und dem zweiten Druckraum kann es sich sowohl um eine direkte Verbindung als auch um eine Verbindung über eine oder mehrere Leitungen handeln.

Bei bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe- Düse-Einheit wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgese- hen ist, dass der Federraum mit einer Entlüftungseinrichtung in Verbindung steht. Insbesondere wenn es erwünscht ist, dass der Federraum vollständig mit Kraftstoff gefüllt werden kann, ist die Entlüftungseinrichtung vorzugsweise im oberen Bereich des Federraums vorgesehen.

Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse- Einheit wird bevorzugt, dass eine erste Feder vorgesehen ist, die eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt. Eine derar- tige an sich bekannte erste Feder stellt unter anderem si- cher, dass die Kraftstoffzuführung gegenüber dem Verbren- nungsraum der Brennkraftmaschine abgedichtet ist, wenn sich die Pumpe-Düse-Einheit im Ruhezustand befindet. Die von der ersten Feder auf die Düsennadel ausgeübte Schließkraft er- gänzt sich im Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse- Einheit mit der durch den zweiten Druck in dem zweiten Druck- raum auf die Düsennadel ausgeübten Schließkraft.

Bei bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe- Düse-Einheit kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die erste Feder in dem zweiten Druckraum angeordnet ist.

In diesem Fall kann sich die erste Feder zur Erzeugung einer Schließkraft mit einem ihrer Endabschnitte in vorteilhafter Weise an einem Düsennadelkolben abstützen, auf den dann auch der ebenfalls eine Schließkraft hervorrufende zweite Druck einwirkt.

Wie dies an sich bekannt ist, ist auch bei der erfindungsge- mäßen Pumpe-Düse-Einheit in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Kraftstoffpumpe einen von der Brennkraftmaschine an- getriebenen Kraftstoffpumpenkolben aufweist. Der Kraftstoff-

pumpenkolben kann dabei insbesondere über eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dabei kann der An- trieb direkt über Stößel oder indirekt über Kipphebel erfol- gen.

Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang weiterhin vorgesehen, dass die Kraftstoffpumpe ein Steuerventil aufweist, mit dem der erste Druckraum ganz oder teilweise gegenüber einem Kraftstoff-Niederdruckbereich verschließbar ist. Dabei ermög- licht ein geöffnetes Steuerventil, dass Kraftstoff angesaugt wird, während ein geschlossenes Steuerventil eine Kompression des vorher angesaugten Kraftstoffes und damit einen Druckauf- bau ermöglicht.

Hinsichtlich der Kraftstoffpumpe ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass das Steuerventil piezoelektrisch betrieben wird. Wie eingangs erwähnt, ermöglicht ein piezoelektrisch betriebenes Steuerventil, beispielsweise im Vergleich zu ei- nem Magnetventil, eine sehr viel präzisere und schnellere An- steuerung..

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Steue- rung insbesondere des Düsenöffnungsdrucks im Vergleich zum Stand der Technik verbessert werden kann, indem ein eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübender Druck über ein Druckbegrenzungs-und-halteventil in Form eines 2/2-Ventils eingestellt wird.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen : Figur 1 eine schematische erste Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit, die eine erste

Ausführungsform eines Druckbegrenzungs-und-halte- ventils in Form eines 2/2-Ventils aufweist ; Figur 2 das Druckbegrenzungs-und-halteventil der Pumpe- Düse-Einheit gemäß Figur 1 in einer ersten Arbeits- stellung ; Figur 3 das Druckbegrenzungs-und-halteventil der Pumpe- Düse-Einheit gemäß Figur 1 in einer zweiten Ar- beitsstellung ; Figur 4 das Druckbegrenzungs-und-halteventil der Pumpe- Düse-Einheit gemäß Figur 1 in einer dritten Ar- beitsstellung ; Figur 5 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf für die An- steuerspannung eines Piezo-Steuerventils in Abhän- gigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht ; Figur 6 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des zweiten Drucks innerhalb des zweiten Druckraums in Abhän- gigkeit vom Kurbelwellenwinkel für die Ansteuer- spannung gemäß Figur 5 veranschaulicht ; Figur 7 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des dritten Drucks innerhalb des dritten Druckraums in Abhän- gigkeit vom Kurbelwellenwinkel für die Ansteuer- spannung gemäß Figur 5 veranschaulicht ; Figur 8 eine Kurve, die einen möglichen Einspritzverlauf in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel für die Steuer- spannung gemäß Figur 5 veranschaulicht ; Figur 9 eine schematische zweite Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit, die eine zweite Ausführungsform eines Druckbegrenzungs-und - halteventils aufweist ;

Figur 10 das Druckbegrenzungs-und-halteventil der Pumpe- Düse-Einheit gemäß Figur 9 in einer ersten Arbeits- stellung ; Figur 11 das Druckbegrenzungs-und-halteventil der Pumpe- Düse-Einheit gemäß Figur 9 in einer zweiten Ar- beitsstellung ; und Figur 12 das Druckbegrenzungs-und-halteventil der Pumpe- Düse-Einheit gemäß Figur 9 in einer dritten Ar- beitsstellung.

Figur 1 zeigt eine schematische erste Ausführungsform der er- findungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit, die eine erste Ausfüh- rungsform eines Druckbegrenzungs-und-halteventils in Form eines 2/2-Ventils aufweist. Die dargestellte Pumpe-Düse- Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 10 in einen Verbrennungs- raum 12 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 14-22 auf. Dabei ist ein Kraftstoffpumpenkolben 14 in einem Kraftstoffpumpenzylinder 16 hin und her bewegbar. Der Kraft- stoffpumpenkolben 14 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraftmaschine ange- trieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 16 bildet den ersten Druckraum 28. Der erste Druckraum 28 ist über eine Kraftstoffleitung 20 mit einem an sich bekannten piezoelektrisch betriebenen Steuerventil 22 verbunden. Das Steuerventil 22 dient dazu, die Kraftstoffleitung 20 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 10 angesaugt werden kann.

In seiner geöffneten Ruhestellung wird bei einer bezogen auf Figur 1 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpen- kolbens Kraftstoff 10 aus dem Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 in den ersten Druckraum 28 angesaugt. Sofern das Steuer- ventil 22 sich bei einer bezogen auf Figur 1 nach unten ge- richteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den

ersten Druckraum 28 angesaugter Kraftstoff 10 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 18 gedrückt werden. Bei einer Ansteuerung des Steuerventils 22 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 20. Dadurch wird der in dem ersten Druck- raum 28 angesaugte Kraftstoff 10 bei einer nach unten gerich- teten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 komprimiert, wodurch der erste Druck P28 in dem ersten Druckraum 28 er- zeugt wird. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit umfasst wei- terhin eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kraftstoffeinspritz- düse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öff- nungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel 26 aufweist.

Der bezogen auf Figur 1 obere Endabschnitt der Düsennadel 26 weist einen Düsennadelkolben 50 auf, der bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform in einem zweiten Druckraum 30 geführt ist. In dem zweiten Druckraum 30 unter einem zweiten Druck p3o stehender Kraftstoff 10 übt bezogen auf die Dar- stellung von Figur 1 eine nach unten gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 26 aus. Der Düsennadelkolben 50 ist dabei vorzugsweise gegenüber dem zweiten Druckraum 30 nur so stark abgedichtet, dass der zweite Druck p30 vor Beginn eines neuen Einspritzzyklus bereits wieder abgebaut ist. Eine ebenfalls nach unten gerichtete weitere Schließkraft wird durch eine erste Feder 36 auf die Düsennadel 26 ausgeübt, wobei die ers- te Feder 36 bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform in dem zweiten Druckraum 30 angeordnet ist und sich mit ihrem bezogen auf die Darstellung unteren Ende an dem Düsennadel- kolben 50 abstützt. Das obere Ende der ersten Feder 36 stützt sich an einer gehäuseseitig vorgesehenen ersten Anlagefläche 52 ab. Ein eine Schulter 58 aufweisender Abschnitt der Düsen- nadel 26 ist von einem dritten Druckraum 32 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 28 über eine Verbindungsleitung 48 kom- muniziert. In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbin- dungsleitung 48 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestell- ter Drosseleinrichtungen wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Druckraum 28 herrschenden ersten Druck P28 in dem dritten Druckraum 32 ein dritter Druck P32 aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 32 unter dem dritten Druck P32 stehende

Kraftstoff 10 übt eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach oben gerichtete Öffnungskraft auf die Düsennadel 26 aus. Die Düsennadel 26 nimmt ihre Öffnungsstellung ein, so- lange eine Differenz zwischen der durch den dritten Druck P32 verursachten Öffnungskraft und der Summe aus der durch den zweiten Druck p30 erzeugten Schließkraft und der durch die erste Feder 36 erzeugten Schließkraft einen vorgegebenen Wert überschreitet. Über den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 kann somit der Düsenöffnungsdruck beeinflusst werden. Um den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 auf jeweils geeignete Werte zu begrenzen und zu halten, ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ein Druckbegrenzungs- und-halteventil 34 in Form eines 2/2-Ventils direkt zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 vorgese- hen. Die erste Ausführungsform des gemäß Figur 1 vorgesehenen Druckbegrenzungs-und-halteventils 34 in Form eines 2/2- Ventils wird nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 4 näher er- läutert.

Das in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Druckbegrenzungs-und - halteventil 34 umfasst einen Gehäuseabschnitt beziehungswei- se ein Gehäuse 44, in dem ein Federraum 42 vorgesehen ist.

Der Federraum 42 wird bezogen auf die Darstellung unten durch eine zweite Anlagefläche 54 begrenzt, an der sich eine zweite Feder 56 abstützt. Der obere Endabschnitt der zweiten Feder 56 stützt sich an einem Ventilteller 38 ab, der bei dieser Ausführungsform eine halbkugelförmige Oberseite 60 aufweist.

Die Unterseite 62 des Ventiltellers 38, an der sich die zwei- te Feder 56 abstützt, ist bei dieser Ausführungsform plan.

Die halbkugelförmige Oberseite 60 des Ventiltellers 38 ist dazu ausgelegt, mit einem gehäuseseitigen ersten Ventilsitz 40 zusammenzuwirken, wie dies nachfolgend noch näher erläu- tert wird. Die plane Unterseite 62 des Ventiltellers 38 ist dazu vorgesehen, mit einem gehäuseseitigen zweiten Ventilsitz 46 zusammenzuwirken, was nachfolgend ebenfalls noch näher er- läutert wird. Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 er- wähnt, ist das Druckbegrenzungs-und-halteventil 34 in Form

eines 2/2-Ventils zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem in den Figuren 2 bis 4 nicht dargestellten zweiten Druckraum 30 angeordnet, wobei die Verbindung zwischen dem Federraum 42 und dem zweiten Druckraum 30 durch eine in der zweiten Anla- gefläche 54 vorgesehene Bohrung gebildet ist. Gegebenenfalls können zwischen dem Federraum 42 und dem zweiten Druckraum 30 durch das Gehäuse 44 und/oder separat gebildete Drosselele- mente vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Drossel- plättchens (nicht dargestellt).

Figur 2 zeigt das Druckbegrenzungs-und-halteventil 34 in seiner ersten Arbeitsstellung, in der es geschlossen ist.

Diese erste Arbeitsstellung entspricht (auch) der Ruhestel- lung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 34, in der der erste Druck P28 in dem ersten Druckraum 28 dem zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 entspricht. Die Ruhestellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils wird durch die zweite Feder 56 erzwungen. Obwohl die in Figur 2 dargestellte erste Arbeitsstellung der Ruhestellung des Druckbegrenzungs-und- halteventils 34 entspricht, kann diese erste Arbeitsstellung auch bei anderen Betriebszuständen eingenommen werden, sofern die Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck p28 und dem zweiten Druck p30 beziehungsweise dem Druck in dem Federraum 42 einen durch die zweite Feder 56 festgelegten Wert nicht überschreitet. Beispielsweise kann die erste Arbeitsstellung eingenommen werden, um den zweiten Druck p30 zu halten, wenn der erste Druck P28 in dem ersten Druckraum 28 kleiner als der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 ist.

Figur 3 zeigt das Druckbegrenzungs-und-halteventil 34 in seiner zweiten Arbeitsstellung, in der es geöffnet ist. Bei der zweiten Arbeitsstellung handelt es sich um eine unstabile Arbeitsstellung, die eingenommen wird, wenn die über den Druck P28 in dem ersten Druckraum 28 erzeugte Öffnungskraft größer als die Summe aus der über den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 beziehungsweise dem Federraum 42 er- zeugten Kraft und der durch die zweite Feder 56 erzeugten

Kraft ist. Bei der in Figur 3 dargestellten zweiten Arbeits- stellung hat sich der Ventilteller 38 bezogen auf die Dar- stellung von Figur 2 um beispielsweise 50 um nach unten be- wegt, so dass zwischen der halbkugelförmigen Oberfläche 60 des Ventiltellers 38 und dem ersten Ventilsitz 40 ein Öff- nungsquerschnitt gebildet wird, durch den unter dem ersten Druck P28 stehender Kraftstoff 10 aus dem ersten Druckraum 28 strömen kann. Aus der in Figur 3 dargestellten zweiten Ar- beitsstellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 34 kann entweder in die anhand von Figur 2 bereits erläuterte erste Arbeitsstellung oder in die nachfolgend anhand von Figur 4 erläuterte dritte Arbeitsstellung des Druckbegrenzungs-und- halteventils 34 gewechselt werden.

Figur 4 zeigt das Druckbegrenzungs-und-halteventil 34 in seiner dritten Arbeitsstellung, in der es ebenfalls geschlos- sen ist. In dieser dritten Arbeitsstellung hat sich der Ven- tilteller 38 bezogen auf Figur 3 beispielsweise um weitere 50 um nach unten bewegt, so dass der Ventilteller 38 mit seiner planen Unterseite 62 mit dem zweiten Ventilsitz 46 zusammen- wirkt. Die dritte Arbeitsstellung wird eingenommen, wenn die über den ersten Druck pae in dem ersten Druckraum 28 erzeugte auf die halbkugelförmige Oberseite 60 des Ventiltellers 38 einwirkende Kraft größer als die auf die plane Unterseite 62 des Ventiltellers 38 einwirkende Kraft ist, die über die zweite Feder 56 und den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 beziehungsweise in dem Federraum 42 erzeugt wird. Die dritte Arbeitsstellung wird somit insbesondere ein- genommen, um den zweiten Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 zu begrenzen.

Figur 5 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Verlauf für die Ansteuerspannung U eines Piezo-Steuerventils 22 in Abhängig- keit vom Kurbelwellenwinkel °KW veranschaulicht, Figur 6 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des zweiten Drucks p30 innerhalb des zweiten Druckraums 30 in Abhängig- keit vom Kurbelwellenwinkel °KW für die Ansteuerspannung U

gemäß Figur 5 veranschaulicht, Figur 7 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des dritten Drucks P32 innerhalb des dritten Druckraums 32 in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel °KW für die Ansteuerspannung U gemäß Figur 5 veranschaulicht und Figur 8 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Einspritz- verlauf E in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel °KW für die Steuerspannung U gemäß Figur 5 veranschaulicht. Die in den Figuren 5 bis 6 dargestellten und andere Kurvenverläufe las- sen sich insbesondere durch eine geeignete Wahl der Ansteuer- spannung U für das Steuerventil 22 erzielen. In den Figuren 5 bis 8 ist der Beginn einer Voreinspritzung mit °KWv gekenn- zeichnet, während der Beginn der Haupteinspritzung mit °KWH gekennzeichnet ist. Die Voreinspritzung wird durch den ersten der in Figur 5 dargestellten Spannungsimpulse ausgelöst. Zu Beginn der Voreinspritzung ist der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 noch relativ gering, so dass zum Öffnen der Düsennadel 26 ein relativ geringer Voreinspritz- Öffnungsdruck p32v in dem dritten Druckraum 32 ausreichend ist, was Figur 7 zu entnehmen ist. Die Voreinspritzung be- ginnt, sobald der Voreinspritz-Öffnungsdruck p32v in dem drit- ten Druckraum 32 erreicht ist, was einem Vergleich der Figu- ren 7 und 8 zu entnehmen ist. Nach dem Beginn der Vorein- spritzung befindet sich das Druckbegrenzungs-und-halteven- til 34 in seiner zweiten Arbeitsstellung, so dass der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 weiter ansteigt, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. Auch der dritte Druck p32 in dem dritten Druckraum 32 wird nach der Voreinspritzung erneut aufgebaut. Aufgrund des nun höheren zweiten Drucks p30 in dem zweiten Druckraum 30 ist der zum Auslösen der Haupteinsprit- zung erforderliche dritte Druck P32H in dem dritten Druckraum 32 im Vergleich zu dem für die Voreinspritzung erforderlichen Voreinspritz-Öffnungsdruck P32v deutlich erhöht. Sobald dieser Haupteinspritz-Öffnungsdruck P32H in dem dritten Druckraum 32 erreicht ist, beginnt die Hautpeinspritzung, wie dies durch einen Vergleich der Figuren 7 und 8 zu erkennen ist. Nach dem Beginn der Voreinspritzung wird das Steuerventil kontinuier- lich angesteuert, wie dies Figur 5 zu entnehmen ist. Der

zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 wird auch nach dem Beginn der Haupteinspritzung zunächst noch weiter aufge- baut, wie dies in Figur 6 gezeigt ist. Bei der Kurbelwellen- stellung °KWA3 wechselt das Druckbegrenzungs-und-halte- ventil 34 in seine dritte Arbeitsstellung. Dadurch wird der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 begrenzt und ü- ber den verbleibenden Zeitraum der Haupteinspritzung in etwa konstant gehalten. Nach der Haupteinspritzung nimmt der zwei- te Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 wieder ab, bei- spielsweise aufgrund des Spiels zwischen dem in Figur 1 dar- gestellten Düsennadelkolben 50 und dem zweiten Druckraum 30.

Dies ist vorteilhaft, um für den nächsten Einspritzzyklus de- finierte Anfangsbedingungen zu erzielen. Falls das Spiel zwi- schen dem Düsennadelkolben 50 und dem zweiten Druckraum 30 für einen ausreichend schnellen Abbau des zweiten Drucks p30 nicht ausreichend groß ist, können zusätzlich oder alternativ geeignete Bypässe vorgesehen werden. Selbstverständlich vari- ieren die in Figuren 6 bis 8 dargestellten Kurvenverläufe, insbesondere in Abhängigkeit von der Ansteuerspannung U des Steuerventils 22, aber auch in Abhängigkeit vom jeweiligen Brennkraftmaschinentyp, den Lastzuständen, Drehzahlen und so weiter.

Figur 9 zeigt eine schematische zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit, die eine zweite Ausfüh- rungsform eines Druckbegrenzungs-und-halteventils 340 auf- weist. Diese zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 100 in einen Verbrennungsraum 120 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 140-220 auf. Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Kraftstoffpumpenkolben 140 in einem Kraftstoffpumpen- zylinder 160 hin und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 140 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Der Kompres- sionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 160 bildet auch bei dieser Ausführungsform den ersten Druckraum 280. Der erste Druckraum 280 ist wieder über eine Kraftstoffleitung 200 mit

einem an sich bekannten piezoelektrisch betriebenen Steuer- ventil 220 verbunden. Das Steuerventil 220 dient auch in die- sem Fall dazu, die Kraftstoffleitung 200 entweder zu ver- schließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 100 angesaugt werden kann. In seiner geöffneten Ruhestellung wird bei einer bezogen auf Fi- gur 9 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkol- bens Kraftstoff 100 aus dem Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 in den ersten Druckraum 280 angesaugt. Sofern das Steuerven- til 220 sich bei einer bezogen auf Figur 9 nach unten gerich- teten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 140 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 280 angesaugter Kraftstoff 100 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 gedrückt werden. Bei einer Ansteuerung des Steuerventils 220 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 200. Dadurch wird der in den ersten Druck- raum 280 angesaugte Kraftstoff 100 bei einer nach unten ge- richteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 140 kompri- miert, wodurch der ersten Druck P280 in dem ersten Druckraum 280 erzeugt wird. Auch die zweite Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit umfasst weiterhin eine insge- samt mit 240 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel 260 aufweist. Der bezogen auf Figur 9 obere Endabschnitt der Düsennadel 260 weist einen Dü- sennadelkolben 500 auf, der in einem Schließfederraum 720 ge- führt ist. Eine in dem Schließfederraum 720 angeordnete erste Feder 360 stützt sich mit ihrem bezogen auf die Darstellung von Figur 9 oberen Endabschnitt an einer ersten Anlagefläche 520 ab, die den Schließfederraum 720 begrenzt. Mit dem ande- ren Endabschnitt stützt sich die erste Feder 360 an dem Dü- sennadelkolben 500 ab und übt somit eine Schließkraft auf die Düsennadel 260 aus. Im Gegensatz zu der anhand von Figur 1 erläuterten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pum- pe-Düse-Einheit ist es bei der in Figur 9 dargestellten zwei- ten Ausführungsform nicht zwingend erforderlich, dass Kraft- stoff 100 in den Schließfederraum 720 gelangt. Ein eine

Schulter 580 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 260 ist von einem dritten Druckraum 320 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 280 über eine Verbindungsleitung 480 kommuniziert.

In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 480 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestellter Drossel- einrichtungen wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Druckraum 280 herrschenden ersten Druck P280 in dem dritten Druckraum 320 ein dritter Druck P320 aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 320 unter dem dritten Druck P320 stehende Kraftstoff 100 übt eine bezogen auf die Darstellung von Figur 9 nach oben gerichtete Öffnungskraft auf die Düsennadel 260 aus. Das erfindungsgemäß vorgesehene Druckbegrenzungs-und- halteventil 340 in Form eines 2/2-Ventils ist bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit vor- zugsweise räumlich benachbart zur Düsennadel 260 angeordnet und steht über eine Verbindungsleitung 480 mit dem ersten Druckraum 280 in Verbindung. Ein zweiter Druckraum 300 umgibt bei dieser Ausführungsform einen Abschnitt der Düsennadel 260, der eine Ringfläche 700 aufweist. Dadurch übt ein in dem zweiten Druckraum 300 herrschender zweiter Druck p300 eine nach unten gerichtete Schießkraft auf die Düsennadel 260 aus, so dass der in dem dritten Druckraum 320 herrschende dritte Druck P320 höhere Werte annehmen muss, um einen Einspritzvor- gang auszulösen. Um den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 einzustellen beziehungsweise zu begrenzen und zu halten, ist das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 vorgesehen, das über eine weitere Verbindungsleitung 680 mit dem zweiten Druckraum 300 und über eine Abzweigung 640 in der Verbindungsleitung 480 sowohl mit dem ersten als auch mit dem dritten Druckraum 320 in Verbindung steht. Somit wirkt bei dieser Ausführungsform ungefähr der dritte Druck P320 auf das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 ein. Das durch eine Druckdifferenz betätigte Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es bereits bei dritten Drücken P320 öffnet, die noch nicht ausreichend hoch sind, um die Düsennadel 260 in ihre Öffnungsstellung zu bewe- gen. Wenn das nachfolgend anhand der Figuren 10 bis 12 näher

erläuterte Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 öffnet, ge- langt über die Verbindungsleitung 480 zugeführter Kraftstoff in den zweiten Druckraum 300, so dass dort ein zweiter Druck p300 aufgebaut werden kann, der die erwähnte Schließkraft auf die Ringfläche 700 der Düsennadel 260 ausübt. Mit der in Fi- gur 9 dargestellten Anordnung ist es bei bevorzugten Ausfüh- rungsformen möglich, den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 nach Art eines Aufpumpvorgangs zu erhöhen, in- dem das Steuerventil 220 derart impulsförmig angesteuert wird, dass zwar jeweils das Druckbegrenzungs-und- halteventil 340 öffnet, die Düsennadel 260 jedoch in ihrer Schließstellung verbleibt. Der im Bereich der Abzweigung 640 herrschende Druck entspricht wie erwähnt vorzugsweise zumin- dest in etwa dem dritten Druck P320 in dem Druckraum 320. Das heißt, das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 öffnet, wenn der dritte Druck P320 eine Kraft auf den Ventilteller 380 ausübt, die größer ist, als die Summe aus einer durch eine zweite Feder 560 erzeugten Kraft und einer über den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 beziehungsweise in ei- nem Federraum 420 erzeugten Kraft. Die zweite Ausführungsform des Druckbegrenzungs-und-halteventils 340 wird nachfolgend anhand der Figuren 10 bis 12 näher erläutert.

Das in den Figuren 10 bis 12 dargestellte Druckbegrenzungs- und-halteventil 340 umfasst einen Gehäuseabschnitt bezie- hungsweise ein Gehäuse 440, in dem ein Federraum 420 vorgese- hen ist. Der Federraum 420 wird bezogen auf die Darstellung oben durch eine zweite Anlagefläche 540 begrenzt, an der sich eine zweite Feder 560 abstützt. Der untere Endabschnitt der zweiten Feder 560 stützt sich an einem Ventilteller 380 ab, der bei dieser Ausführungsform eine halbkugelförmige Unter- seite 600 aufweist. Die Oberseite 620 des Ventiltellers 380, an der sich die zweite Feder 560 abstützt, ist bei dieser Ausführungsform plan. Die halbkugelförmige Unterseite 600 des Ventiltellers 380 ist dazu ausgelegt, mit einem gehäuseseiti- gen ersten Ventilsitz 400 zusammenzuwirken, wie dies nachfol- gend noch näher erläutert wird. Die plane Oberseite 620 des

Ventiltellers 380 ist dazu vorgesehen, mit einem gehäusesei- tigen zweiten Ventilsitz 460 zusammenzuwirken, was nachfol- gend ebenfalls noch näher erwähnt wird. Wie bereits im Zusam- menhang mit Figur 9 erläutert, ist das Druckbegrenzungs-und - halteventil 340 in Form eines 2/2-Ventils durch die Abzwei- gung 640 und die weitere Verbindungsleitung 680 zwischen dem ersten 280 und dritten Druckraum 320 sowie dem zweiten Druck- raum 300 angeordnet. Die weitere Verbindungsleitung 680 steht dabei über eine in dem Gehäuse 440 vorgesehene Bohrung mit dem Federraum 420 in Verbindung. Im Bereich der zweiten Anla- gefläche 540 ist eine Entlüftungsbohrung beziehungsweise - leitung 660 vorgesehen, die somit im oberen Bereich des Fe- derraums 420 angeordnet ist. Die Entlüftungsleitung 660 dient dazu, in dem Federraum 420 vorhandene Luft verdrängen zu kön- nen, damit der Federraum 420 vorzugsweise vollständig mit Kraftstoff 100 gefüllt werden kann.

Figur 10 zeigt das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 in seiner ersten Arbeitsstellung, in der es geschlossen ist.

Diese erste Arbeitsstellung entspricht (auch) der Ruhestel- lung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 340, in der der dritte Druck P320 in dem dritten Druckraum 320 dem zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 entspricht. Die Ruhe- stellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 340 wird durch die zweite Feder 560 erzwungen. Obwohl die in Figur 10 dargestellte erste Arbeitsstellung der Ruhestellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 340 entspricht, kann die- se erste Arbeitsstellung auch bei anderen Betriebszuständen eingenommen werden, sofern die Druckdifferenz zwischen dem dritten Druck P320 und dem zweiten Druck p300 einen durch die zweiten Feder 560 festgelegten Wert nicht überschreitet. Bei- spielsweise kann die erste Arbeitsstellung eingenommen wer- den, um den zweiten Druck p300 zu halten, wenn der dritte Druck P320 in dem dritten Druckraum 320 kleiner als der zweite Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 ist.

Figur 11 zeigt das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 in seiner zweiten Arbeitsstellung, in der es geöffnet ist. Auch im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform des Druck- begrenzungs-und-halteventils 340 handelt es sich bei der zweiten Arbeitsstellung um eine unstabile Arbeitsstellung, die eingenommen wird, wenn die über den Druck P320 in dem dritten Druckraum 320 erzeugte Öffnungskraft größer als die Summe aus der über den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 erzeugten Kraft und der durch die zweite Feder 560 erzeugten Kraft ist. Bei der in Figur 11 dargestellten zweiten Arbeitsstellung hat sich der Ventilteller 380 bezogen auf die Darstellung von Figur 10 um beispielsweise 50 um nach oben bewegt, so dass zwischen der halbkugelförmigen Untersei- te 600 des Ventiltellers 380 und dem ersten Ventilsitz 400 ein Öffnungsquerschnitt gebildet wird. Somit kann unter dem dritten Druck pszo stehender Kraftstoff 100 über die Abzwei- gung 640 durch das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 strömen. Aus der in Figur 11 dargestellten zweiten Arbeits- stellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 340 kann entweder in die anhand von Figur 10 bereits erläuterte erste Arbeitsstellung oder in die nachfolgend anhand von Figur 12 erläuterte dritte Arbeitsstellung des Druckbegrenzungs-und- halteventils 340 gewechselt werden.

Figur 12 zeigt das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 in seiner dritten Arbeitsstellung, in der es ebenfalls geschlos- sen ist. In dieser dritten Arbeitsstellung hat sich der Ven- tilteller 380 bezogen auf Figur 11 beispielsweise um weitere 50 um nach oben bewegt, so dass der Ventilteller 380 mit sei- ner planen Oberseite 620 mit dem zweiten Ventilsitz 460 zu- sammenwirkt. Die dritte Arbeitsstellung wird eingenommen, wenn die über den dritten Druck P320 in dem dritten Druckraum 320 erzeugte auf die halbkugelförmige Unterseite 600 des Ven- tiltellers 380 einwirkende Kraft größer als die auf die plane Oberseite 620 des Ventiltellers 380 einwirkende Kraft ist, die über die zweite Feder 560 und den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 erzeugt wird. Die dritte Arbeits-

stellung wird somit eingenommen, um den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 zu begrenzen.

Insbesondere mit der anhand der Figuren 10 bis 12 erläuterten zweiten Ausführungsform des Druckbegrenzungs-und-halte- ventils 340 ist es möglich, durch gepulste Ansteuerung des Steuerventils 220, den zweiten Druck p300 in dem zweiten Druckraum 300 nach Art eines Aufpumpvorgangs zu erhöhen, vor- zugsweise im gesamten Betriebskennfeld des Motors. Dabei kom- men (zweite) Ausführungsformen in Betracht, bei denen der Laufzeitunterschied der aus dem ersten Druckraum 280 kommen- den Druckwelle zwischen dem ersten Ventilsitz 400 und der Schulter 580 im Vergleich zur ersten Ausführungsform minimal ist, wodurch ein eventuelles vorzeitiges Öffnen der Ein- spritzdüse 240 vermieden werden kann. Zum Zweck des Aufpump- vorgangs während Spritzpausen müssen klarerweise die öff- nungsdruckbestimmenden Kräfte des Druckbegrenzungs-und - halteventils 340 so ausgelegt werden, dass sich dieses Ven- til öffnet, bevor sich die Düsennadel 260 in ihre Öffnungs- stellung bewegt.

Dem Fachmann ist klar, dass die Dimensionierung des Druck- begrenzungs-und-halteventils 34,340 bei allen Ausführungs- formen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit einen ent- scheidenden Einfluss auf die jeweils durch das Druckbegren- zungs-und-halteventil 34,340 hindurchströmenden Kraft- stoffmengen hat. Bei praktischen Ausführungsformen, bei denen die plane Seite 62,620 des Ventiltellers 38,380 beispiels- weise einen Durchmesser von 2 mm bis 5 mm aufweisen kann, kann das Spiel zwischen dem Ventilteller 62,620 und dem Ge- häuse 44,440 beispielsweise 20 um bis 100 um betragen, um die jeweils erwünschte Funktion zu erzielen.

Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen : Die Erfin- dung betrifft eine Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraft- stoff 10 ; 100 in einen Verbrennungsraum 12 ; 120 einer Brenn- kraftmaschine. Um bei einer kompakten Bauweise eine definier-

te Steuerung des Einspritzverlaufs sowie des Einspritzdrucks zu ermöglichen, ist zwischen dem ersten Druckraum 28 ; 280 und dem zweiten Druckraum 30 ; 300 ein Druckbegrenzungs-und - halteventil 34 ; 340 in Form eines 2/2-Ventils vorgesehen.

Bei einer Ausführungsform steht das Druckbegrenzungs-und - halteventil 34 direkt mit dem ersten Druckraum 28 in Verbin- dung, während das Druckbegrenzungs-und-halteventil 340 bei einer zweiten Ausführungsform über eine Verbindungsleitung 480 mit dem ersten Druckraum 280 in Verbindung steht.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen so- wie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön- nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.