Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen aus, wie es beispielsweise aus der Schrift DE 102 22 196 Al bekannt ist. Das be- kannte Kraftstoffeinspritzventil weist ein Gehäuse auf, in dem ein Ventilsitz aus- gebildet ist, von dem eine Vielzahl von Einspritzöffnungen ausgeht. In dem Ge- häuse ist eine Ventilaußennadel und eine in dieser gleitverschiebbar gelagerte Ventilinnennadel angeordnet, die mit ihrem ventilsitzseitigen Ende mit dem Ven- tilsitz zusammenwirken und so die Öffnung von wenigstens zwei Einspritzöff- nungen steuern. Im Gehäuse ist ein äußerer Steuerraum ausgebildet, durch dessen Druck zumindest mittelbar eine Schließkraft auf das ventilsitzabgewandte Ende der Ventilaußennadel ausübbar ist. Darüber hinaus ist im Gehäuse ein innerer Steuerraum ausgebildet, durch dessen Druck zumindest mittelbar eine Schließ- kraft auf das ventilsitzabgewandte Ende der Ventilinnennadel ausübbar ist. Hier- bei wirken beide Schließkräfte in Richtung des Ventilsitzes und drücken die Ven- tilnadeln in Anlage an den Ventilsitz. Der innere Steuerraum ist über eine innere Ablaufdrossel mit einem Steuerventilraum eines Steuerventils verbunden, und e- benso ist der äußere Steuerraum über eine äußere Ablaufdrossel mit diesem Steu- erventilraum verbunden. Der Steuerventilraum ist über eine Ablauföffnung mit einem Leckölraum verbindbar, wobei die verschiedenen Zuläufe durch ein im Steuerventilraum angeordnetes Ventilglied gesteuert werden, welches verschiede- ne Schaltstellungen einnehmen kann.

Beim bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist der innere Steuerraum innerhalb ei- nes Steuerkolbens ausgebildet, an dem die Ventilaußennadel anliegt. Dies hat zur Folge, dass der Druck im inneren Steuerraum vom Hub der Ventilaußennadel ab- hängt. Hierdurch ist eine unabhängige Steuerung von Ventilaußennadel und Ven- tilinnennadel nicht mehr möglich. Der Druckabfall im inneren Steuerraum be-

wirkt, dass ein genau austariertes System von Zulaufdrosseln und Ablaufdrosseln vorhanden sein muss und darüber hinaus die Druckflächen an der Ventilinnenna- del genau an die Druckverhältnisse angepasst sein müssen, um die Steuerung be- werkstelligen zu können. Dies ist in der Umsetzung technisch aufwendig und kostenintensiv.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merk- malen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine un- abhängige Steuerung der Ventilaußennadel und der Ventilinnennadel erreichbar ist, was größere Freiheiten bei der Auslegung der entsprechenden Bauteilabmes- sungen ermöglicht und darüber hinaus eine exaktere Zumessung der eingespritz- ten Kraftstoffmenge ermöglicht. Hierzu weist der innere Steuerraum eine innere Zulaufdrossel und der äußere Steuerraum eine äußere Zulaufdrossel auf, die mit einem kraftstoffgefüllten, im Gehäuse ausgebildeten Hochdruckbereich verbun- den sind. Der Steuerventilraum kann durch das Ventilglied, das eine erste, eine zweite und eine dritte Schaltposition einnehmen kann, mit einem Leckölraum verbunden werden, wobei in der ersten Schaltposition die Ablauföffnung, die den Steuerventilraum mit dem Leckölraum verbindet, durch das Ventilglied ver- schlossen wird, in der zweiten Schaltposition sowohl die innere Ablaufdrossel als auch die äußere Ablaufdrossel über die jetzt geöffnete Ablauföffnung mit dem Leckölraum verbunden werden und in der dritten Schaltposition die äußere Ab- laufdrossel mit dem Leckölraum verbunden und die innere Ablaufdrossel durch das Ventilglied verschlossen wird. Durch diese Ausgestaltung des Steuerventils, das in seiner Funktion einem 3/3-Wege-Ventil entspricht, ist es möglich, entweder nur den äußeren Steuerraum mit dem Leckölraum zu verbinden, was dort zu einer Druckentlastung führt und somit eine Öffnung der Ventilaußennadel bewirkt, o- der, wenn das Ventilglied in seiner zweiten Schaltposition ist, sowohl den inneren als auch den äußeren Steuerraum entlastet, so dass beide Ventilnadeln öffnen.

Durch die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung möglich. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ventil- glied über einen mit dem Ventilglied verbundenem Piezosteller bewegbar. Der Piezosteller ermöglicht es, dass das Ventilglied direkt in jede gewünschte Position

zwischen der ersten und der dritten Schaltstellung gebracht werden kann. Hierbei liegt das Ventilglied vorteilhafterweise in seiner ersten Schaltposition an einem ersten Ventilsitz und in seiner dritten Schaltposition an einem zweiten Ventilsitz an, wobei sich das Ventilglied linear zwischen diesen beiden Schaltpositionen bewegt. Die zweite Schaltposition des Ventilglieds befindet sich dabei zwischen der ersten und der dritten Schaltposition.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der innere Steuerraum und der äußere Steuerraum miteinander verbunden, wenn sich sowohl die Ventilaußenna- del als auch die Ventilinnennadel in ihrer Schließstellung, d. h. in Anlage am Ven- tilsitz befinden. Dadurch entsteht ein gemeinsamer Steuerraum beider Ventilna- deln, der über zwei Zulaufdrosseln mit dem Hochdruckbereich verbunden ist. E- benso wird dieser gemeinsame Steuerraum über zwei Ablaufdrosseln mit dem Steuerventilraum verbunden, was es nun ermöglicht, je nach Schaltstellung des Ventilglieds den gemeinsamen Steuerraum über eine oder beide Ablaufdrosseln zu entlasten. Dadurch kommt es zu einem schnellen oder weniger schnellen Druckabfall im gemeinsamen Steuerraum, so dass die äußere Ventilnadel entwe- der schnell oder etwas langsamer öffnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch die Hubbewegung der Ventilaußennadel der äußere Steuerraum vom inneren Steuerraum getrennt wird. Nach Erreichen dieser Stellung der Ventilnadeln kann eine unabhängige Steuerung der beiden Ventilnadeln erfolgen, so dass die innere Ventilnadel geschlossen gehalten werden kann, während die äußere Ventilnadel geöffnet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung begrenzen die ventilsitzabgewand- ten Stirnseiten der Ventilnadeln nicht direkt den inneren bzw. den äußeren Steuer- raum, sondern die Ventilnadeln liegen an einem inneren und einem äußeren Ven- tilkolben an, welche die jeweiligen Steuerräume begrenzen. Dies bietet den Vor- teil, dass die Steuerkolben separat gefertigt werden können, was es ermöglich, beispielsweise andere Materialien zu verwenden oder diese mit unterschiedlichen Verfahren zu fertigen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der äußere Steuerraum als Ring- raum ausgebildet, der stets vom inneren Steuerraum getrennt ist. Hierdurch lcön- nen beide Steuerräume getrennt angesteuert werden. Der Ringraum kann hierbei

entweder die Ventilinnennadel oder den inneren Ventilkolben umgeben, so dass eine kompakte Bauweise des Kraftstoffeinspritzventils ermöglicht wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfin- dung sind der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar.

Zeichnung In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraft- stoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffein- spritzventil, wobei der Mittelteil der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurde, Figur 2a bis 2c eine Vergrößerung des Steuerventils in verschiedenen Schaltstel- lungen, Figur 3a und 3b eine Vergrößerung des mit III bezeichneten Ausschnitts von Figur 1 im Bereich der Steuerräume und Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraft- stoffeinspritzventils, wobei hier nur der mit A bezeichnete Ab- schnitt des in Figur 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils darge- stellt ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoff- einspritzventils dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil ist in einem Abschnitt A und einem Abschnitt B dargestellt, wobei der Teil zwischen diesen beiden Ab- schnitten der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurde. Der Abschnitt B, der die eigentliche Düse darstellt, ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, so dass hier nur seine wesentlichen Teile beschrieben sind, wogegen der Abschnitt A die für die Erfindung wesentlichen Teile beinhaltet.

Das Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Gehäuse 1, das einen Haltekörper 9, eine Drosselplatte 7, einen Steuerkörper 5 und einen Ventilkörper 3 umfasst, die in dieser Reihenfolge aneinander anliegen. Der Ventilkörper 3 wird durch eine

Spannmutter 2, die an einer Schulter des Ventilkörpers 3 anliegt und in ein Ge- winde am Haltekörper 9 eingeschraubt ist, gegen den Steuerkörper 5 gedrückt, so dass der Steuerkörper 5 über die Drosselplatte 7 auf den Haltekörper 9 drückt.

Dadurch bleiben sämtliche Teile des Gehäuses 1 in ihrer vorgesehenen Position.

Im Ventilkörper 3 ist eine Bohrung 11 ausgebildet, die als Sackbohrung ausge- führt ist und die an ihrem brennraumseitigen Ende einen konischen Ventilsitz 20 bildet. Im konischen Ventilsitz 20 sind zwei Einspritzöffnungsreihen 26,28 aus- gebildet, wobei die äußere Einspritzöffnungsreihe 26 stromaufwärts der inneren Einspritzöffnungsreihe 28 ausgebildet ist. Beide Einspritzöffnungsreihen 26,28 münden in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in den Brennraum desselben.

In der Bohrung 11 ist eine Ventilaußennadel 17 längsverschiebbar angeordnet, die an einem brennraumabgewandten Abschnitt in der Bohrung 11 dichtend geführt ist. Zwischen der Ventilaußennadel 17 und der Wand der Bohrung 11 ist ein Druckraum 12 ausgebildet, der über einen im Haltekörper 9, der Drosselklappe 7, dem Steuerkörper 5 und dem Ventilkörper 3 verlaufenden Zulaufkanal 8 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Der Zulaufkanal 8 mündet hierbei in eine radiale Erweiterung des Druckraums 12, wobei sich diese radiale Erweite- rung direkt an den Abschnitt der Bohrung 11 anschließt, in der die Ventilaußen- nadel 17 geführt ist. Am ventilsitzzugewandten Ende der Ventilaußennadel 17 ist eine äußere Ventildichtfläche 22 ausgebildet, die zumindest näherungsweise ke- gelstumpfförmig ausgebildet ist und die mit dem Ventilsitz 20 zusammenwirkt.

Die Ventilaußennadel 17 weist eine Längsbohrung 16 auf, so dass die Ventilau- ßennadel 17 eine Hohlnadel bildet. In der Längsbohrung 16 der Ventilaußennadel 17 ist eine Ventilinnennadel 15 längsverschiebbar angeordnet, die an ihrem ven- tilsitzseitigen Ende ebenfalls eine konische Ventildichtfläche 24 aufweist, mit der die Ventilinnennadel 15 mit dem Ventilsitz 20 zusammenwirkt.

Die Steuerung der äußeren Einspritzöffnungen 26 und der inneren Einspritzöff- nungen 28 erfolgt in der Weise, dass sich bei genügend hohem Druck im Druck- raum 12 eine Kraft auf die Druckschulter 13 ergibt, die vom Ventilsitz weg ge- richtet ist. Hierdurch bewegt sich die Ventilaußennadel 17 vom Ventilsitz 20 weg, so dass die äußeren Einspritzöffnungen 26 freigegeben werden und Kraftstoff aus dem Druckraum 12 durch die äußeren Einspritzöffnungen 26 in den Brennraum eingespritzt wird. Hebt auch die Ventilinnennadel 15, die durch den hydraulischen Druck auf Teile der Ventildichtfläche 24 eine vom Ventilsitz 20 weggerichtete

Kraft erfährt, vom Ventilsitz 20 ab, so werden die inneren Einspritzöffnungen 28 freigegeben und Kraftstoff wird gleichzeitig durch die äußeren Einspritzöffnungen 26 und die inneren Einspritzöffnungen 28 eingespritzt. Bei Anlage der äußeren Ventilnadel 17 oder der äußeren und der inneren Ventilnadel am Ventilsitz 20 werden sämtliche Einspritzöffnungen 26,28 verschlossen und die Einspritzung ist beendet.

Im Steuerkörper 5 ist ein Kolbenraum 32 ausgebildet, der an beiden Stirnseiten des Steuerkörpers 5 offen ist. Im Kolbenraum 32 ist ein äußerer Ventilkolben 34 und ein im äußeren Ventilkolben 34 angeordneter innerer Ventilkolben 36 ange- ordnet. Hierbei liegt der äußere Ventilkolben 34 an der Ventilaußennadel 17 an, während der innere Ventilkolben 36 an der Ventilinnennadel 15 anliegt. Im Kol- benraum 32 ist darüber hinaus eine Schließfeder 38 angeordnet, die sich einen- ends an einen im Kolbenraum 32 ausgebildeten Absatz und anderenends am äuße- ren Ventilkolben 34 abstützt, wobei die Schließfeder 38 so unter Vorspannung steht, dass sie den äußeren Ventilkolben 34 und damit die Ventilaußennadel 17 in Richtung des Ventilsitzes 20 drückt. Figur 3a und 3b zeigen jeweils eine Vergrö- ßerung des Kolbenraums 32.

Der äußere Ventilkolben 34 begrenzt mit seiner der Ventilaußennadel 17 abge- wandten Stirnseite einen äußeren Steuerraum 56, der außen von der Wand des Kolbenraums 32 und dem äußeren Ventilkolben 34 gegenüber von der Drossel- platte 7 begrenzt wird. Der äußere Steuerraum 56 ist über eine Zulaufdrossel 47, über eine in der Drosselplatte 7 ausgebildete Verbindungsnut 53 mit dem Zulauf- kanal 8 verbunden. Darüber hinaus geht vom äußeren Steuerraum 56 eine Ablauf- drossel 49 ab, die in einen Steuerventilraum 60 eines Steuerventils 30 mündet, das im Haltekörper 9 angeordnet ist. Der innere Ventilkolben 36 begrenzt mit seiner der Ventilinnennadel 15 abgewandten Stirnseite einen inneren Steuerraum 54, der über eine Zulaufdrossel 47, die in der Drosselplatte 7 ausgebildet ist, über die Verbindungsnut 53 mit dem Zulaufkanal 8 verbunden. Auch der innere Steuer- raum 54 ist über eine innere Ablaufdrossel 51 mit dem Steuerventilraum 60 ver- bunden.

Im Haltekörper 9 ist ein Leckölraum 40 ausgebildet, der mit einem Kraftstoff- rücklaufsystem verbunden ist und in dem stets ein niedriger Kraftstoffdruck

herrscht. Über einen Ablaufkanal 42, der im Haltekörper 9 der Drosselplatte 7 und im Steuerkörper 5 verläuft, ist der Kolbenraum 32 mit dem Leckölraum 40 ver- bunden, so dass im Kolbenraum 32 stets ein niedriger Kraftstoffdruck herrscht.

Aus dem Druckraum 12 austretender und zwischen der Ventilaußennadel 17 und der Wand der Bohrung 11 hindurchfließender Kraftstoff wird so abgeführt, so dass es zu keinem Druckanstieg im Kolbenraum 32 kommt. Der Leckölraum 40 ist über eine Ablauföffnung 68 ebenfalls mit dem Steuerventilraum 60 verbunden.

Figur 2a zeigt den näheren Aufbau des Steuerventils 30 und macht die Wirkungs- weise deutlich. Im Steuerventilraum 60 ist ein Ventilglied 62 angeordnet, das mit einem Piezosteller 66 verbunden ist. Mit Hilfe des Piezostellers 66 kann das Ven- tilglied 62 in Längsrichtung im Steuerventilraum 60 bewegt werden. Das Ventil- glied 62 weist eine erste Dichtfläche 74 auf, mit der das Ventilglied 62 in der in Figur 2a dargestellten ersten Schaltposition an einem im Steuerventilraum 60 aus- gebildeten ersten Ventilsitz 70 anliegt. Hierdurch wird die Ablauföffnung 68, die als ein das Ventilglied 62 umgebender Ringspalt ausgebildet ist und über den der Steuerventilraum 60 mit dem Leckölraum 40 verbunden ist, verschlossen. Über eine im Steuerventilraum 60 angeordnete Schließfeder 64 wird das Ventilglied 62 in Anlage an den ersten Ventilsitz 70 gepresst, so dass bei nicht bestromtem Pie- zosteller 66 das Ventilglied 62 in dieser ersten Schaltposition bleibt. In der ersten Schaltposition sind beide Ablaufdrosseln 49, 51, die in den Steuerventilraum 60 münden, geöffnet. Da der Steuerventilraum 60 jetzt keine Verbindung zum Leck- ölraum 40 hat, baut sich in diesem der hohe Kraftstoffdruck der im Hochdruckbe- reich des Kraftstoffeinspritzventils, also im Zulaufkanal 8, vorhanden ist, auf.

Hierdurch herrscht auch im äußeren Steuerraum 56 und im inneren Steuerraum 54 ein hoher Kraftstoffdruck, der sowohl den äußeren Ventilkolben 34 und damit die Ventilaußennadel 17, als auch den inneren Ventilkolben 36 und damit die Venti- linnennadel 15 in Richtung des Ventilsitzes 20 drückt. In dieser Stellung der Ven- tilkolben 34,36 sind die Steuerräume 54,56 miteinander verbunden und bilden einen gemeinsamen Steuerraum. Da der äußere Ventilkolben 36 eine größere, den äußeren Steuerraum 56 begrenzende Fläche aufweist als die Druckschulter 13 der äußeren Ventilnadel 17, bleibt die äußere Ventilnadel 17 geschlossen, obwohl im Druckraum 12 stets ein hoher Kraftstoffdruck herrscht.

In Figur 2b ist die zweite Schaltposition des Ventilglieds 62 dargestellt, die dieses entgegen der Kraft der Schließfeder 64 durch Bewegung mittels des Piezostellers

66 einnehmen kann. In dieser Stellung hat die erste Dichtfläche 74 des Ventil- glieds 62 vom ersten Ventilsitz 70 abgehoben, so dass die Ablauföffnung 68 nun geöffnet ist. Hierdurch fließt Kraftstoff aus dem Steuerventilraum 60 in den Leck- ölraum 40, so dass der Kraftstoffdruck im Steuerventilraum 60 sinkt. Da nach wie vor beide Ablaufdrosseln 49,51 geöffnet sind, fließt Kraftstoff sehr rasch aus dem äußeren Steuerraum 56 und dem inneren Steuerraum 54 über den Steuerventil- raum 60 in den Leckölraum 40 ab, wobei die Zulaufdrosseln 45,47 so bemessen sind, dass weniger Kraftstoff über diese Zulaufdrosseln 45,47 in die Steuerräume 54,56 nachfließt, als über die Ablaufdrossel 49,51 abfließt. Hierdurch sinkt der Druck im äußeren Steuerraum 54 und im inneren Steuerraum 56 ab. Die dritte Schaltposition des Ventilglieds 62 ist in Figur 2c dargestellt und zeigt das Ventil- glied 62, wie es mit seiner der ersten Dichtfläche 74 gegenüberliegenden Stirn- seite, die als zweite Dichtfläche 76 ausgebildet ist, am zweiten Ventilsitz 72 an- liegt, der an der Drosselplatte 7 ausgebildet ist. In dieser dritten Schaltposition wird die innere Ablaufdrossel 51 verschlossen, so dass nunmehr der äußere Steu- erraum 56 mit dem Steuerventilraum 60 verbunden ist. Die Ablauföffnung 68 bleibt nach wie vor geöffnet.

Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt : zu Beginn des Einspritzvorgangs ist das Ventilglied 62 des Steuerventils 30 in seiner ersten Schaltposition, d. h. in Anlage am ersten Ventilsitz 70. Über die Verbindung des äußeren Steuerraums 56 und des inneren Steuerraums 54 über die äußere Zulauf- drossel 45 und die innere Zulaufdrossel 47 mit dem Hochdruckbereich, also dem Zulaufkanal 8, herrscht in beiden Steuerräumen 54,56 derselbe Kraftstoffdruck wie im Zulaufkanal 8. Durch die hydraulische Kraft auf den inneren Ventilkolben 36 und den äußeren Ventilkolben 34 werden die Ventilaußennadel 17 und die Ventilinnennadel 15 gegen den Ventilsitz 20 gedrückt und verschließen sämtliche Einspritzöffnungen 26,28. Soll eine Einspritzung nur durch die äußeren Ein- spritzöffnungen 26 erfolgen, so wird das Ventilglied 62 über eine entsprechende Bestromung des Piezostellers 66 von seiner ersten Schaltposition in die dritte Schaltposition bewegt, wie sie in Figur 2c dargestellt ist. Die äußere Ablaufdros- sel 49 ist hierbei so dimensioniert, dass der Druck in den beiden Steuerräumen 54, 56 auch dann abfällt, wenn die innere Ablaufdrossel 51 durch das Ventilglied 62 verschlossen wird. Es fließt also weniger Kraftstoff über die Zulaufdrosseln 45, 47 in die Steuerräume 54,56 nach, als über die äußere Ablaufdrossel 49 in den

Leckölraum 40 abfließt. Hierdurch sinkt der Druck im äußeren Steuerraum 56 und im inneren Steuerraum 54 so lange, bis die hydraulische Kraft auf die Druck- schulter 13 der Ventilaußennadel 17 größer ist als die hydraulische Kraft und die Federkraft der Schließfeder 38 auf den äußeren Ventilkolben 34. Hierdurch be- wegt sich die Ventilaußennadel 17 vom Ventilsitz 20 weg und öffnet die äußeren Einspritzöffnungen 26, durch die nun Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. Durch die Bewegung der Ventilaußennadel 17 bewegt sich auch der äußere Ventilkolben 34, bis er an der Drosselscheibe 7 zur Anlage kommt. Durch die An- schrägung der Stirnseite des äußeren Ventilkolbens 34 ist an diesem eine Dicht- kante 37 ausgebildet, die durch ihre Anlage an der Drosselscheibe 7 den äußeren Steuerraum 56 vom inneren Steuerraum 54 trennt. Da der innere Steuerraum 54 nunmehr keine hydraulische Verbindung zum Steuerventilraum 60 und damit zum Leckölraum 40 hat, fällt der Druck im inneren Steuerraum 54 nicht weiter ab, sondern steigt über einen entsprechenden Kraftstoffzulauf durch die innere Zu- laufdrossel 47 wieder auf das Niveau des Zulaufkanals 8 an. Dadurch bleibt die hydraulische Kraft auf den inneren Ventilkolben 36 und damit auf die Ventilin- nennadel 15 so groß, dass die Ventilinnennadel 15 in ihrer Schließstellung ver- harrt und die inneren Einspritzöffnungen 28 verschließt. Zur Beendigung des Ein- spritzvorgangs wird das Ventilglied 62 des Steuerventils 30 durch den Piezosteller 66 wieder zurück in die erste Schaltposition gefahren, wie sie in Figur 2a darge- stellt ist. Über zulaufenden Kraftstoff durch die äußere Zulaufdrossel 45 steigt der Druck im äußeren Steuerraum 56 rasch wieder an, da durch die äußere Ablauf- drossel 49 kein Kraftstoff mehr abfließt. Sobald der Kraftstoffdruck im äußeren Steuerraum 56 so weit angestiegen ist, dass die dadurch ausgeübte Kraft größer ist als die hydraulische Kraft auf die Druckschulter 13 der Ventilaußennadel 17, be- wegt sich die Ventilaußennadel 17, angetrieben durch den äußeren Ventilkolben 34, zurück in ihre Schließposition, d. h. in Anlage an den Ventilsitz 20 und ver- schließt hierdurch die äußeren Einspritzöffnungen 26.

Da der Druck in dem vereinigten Steuerraum 54,56 zu Beginn der Einspritzung nur über den Ablauf durch die äußere Ablaufdrossel 49 abfällt, ist dieser Druckab- fall relativ langsam, so dass auch die Ventilaußennadel 17 nur langsam öffnet, was ein genaues Dosieren der Einspritzmenge ermöglicht. Da eine Einspritzung nur durch einen Teil der Einspritzöffnungen meist eine Vor-oder Nacheinsprit-

zung ist, die eine nur sehr geringe Kraftstoffmenge aufweist, ist eine genaue Do- sierung hier besonders wichtig.

Wenn bei Volllast der Brennkraftmaschine sehr viel Kraftstoff im Brennraum be- nötigt wird, soll die Einspritzung durch sämtliche Einspritzöffnungen 26,28 er- folgen. Hierzu wird das Steuerventil 30 so betätigt, dass das Ventilglied 62 in sei- ne zweite Schaltposition fährt, wie es in Figur 2b dargestellt ist. Hierdurch wird der gemeinsame Steuerraum, der durch den äußeren Steuerraum 56 und den inne- ren Steuerraum 54 gebildet wird, über die äußere Ablaufdrossel 49 und die innere Ablaufdrossel 51 mit dem Steuerventilraum 60 verbunden. Da nun ein deutlich höherer Ablaufquerschnitt bereitsteht, fällt der Druck in den Steuerräumen 54,56 sehr rasch ab und es öffnet zuerst die Ventilaußennadel 17 in der oben beschrie- benen Art und Weise und, je nach Auslegung der Druckfläche an der inneren Ventildichtfläche 24 der Ventilinnennadel 15, mit kurzem oder etwas längerem Abstand auch die Ventilinnennadel 15. Hierbei verfährt der innere Ventilkolben 36 so weit, bis er zur Anlage an der Drosselscheibe 7 gelangt. Zur Beendigung der Einspritzung wird das Ventilglied 62 des Steuerventils 30 zurück in seine erste Schaltposition gefahren, wie es in Figur 2a dargestellt ist. Durch die nun ver- schlossene Ablauföffnung 68 fehlt die Verbindung zum Leckölraum 40, was den Druck im inneren Steuerraum 54 und dem äußeren Steuerraum 56 über Kraft- stoffzufluss durch die innere Zulaufdrossel 47 und die äußere Zulaufdrossel 45 wieder rasch ansteigen lässt, so dass über die entsprechenden hydraulischen Kräfte auf den äußeren Ventilkolben 34 bzw. den inneren Ventilkolben 36 beide Ventilnadeln 15,17 zurück in ihre Schließstellung fahren.

Neben diesen beiden Funktionsbeispielen sind auch andere Schaltmöglichkeiten des Steuerventils 30 denkbar. So kann eine Einspritzung auch in der Weise erfol- gen, dass das Ventilglied 62 zuerst in die dritte Schaltposition fährt, so dass sich, wie oben beschrieben, die Ventilaußennadel 17 öffnet. Anschließend kann das Ventilglied 62 in die zweite Schaltposition gefahren werden, in der auch der inne- re Steuerraum 54 über die innere Ablaufdrossel 51 entlastet wird. Dadurch öffnet sich jetzt auch die Ventilinnennadel 15, so dass die Einspritzung zuerst nur durch die äußeren Einspritzöffnungen 26 und anschließend durch sämtliche Einspritz- öffnungen 26,28 erfolgt, so dass sich eine Einspritzverlaufsformung ergibt, deren genauer Verlauf auch noch über die Schaltgeschwindigkeit des Piezostellers 66

beeinflussbar ist. Anschließend wird das Ventilglied 62 in seine erste Schaltposi- tion zurückgefahren, so dass die Ventilnadeln 15,17 in der oben beschriebenen Art und Weise wieder schließen.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoff- einspritzventils dargestellt, wobei hier nur der in Figur 1 mit A bezeichnete Ab- schnitt des des Kraftstoffeinspritzventils erneut gezeichnet ist. Der Abschnitt B der Figur 1 ist identisch mit dem brennraumseitigen Ende des Kraftstoffeinspritz- ventils, wie es in Figur 4 dargestellt ist. Das in Figur 4 dargestellte Kraftstoffein- spritzventil weist ebenfalls ein Gehäuse 1 auf, wobei ein separater Steuerkörper 5 entfällt und der Haltekörper 9 direkt an die Drosselscheibe 7 und diese wiederum an den Ventilkörper 3 grenzt. Der Ventilkörper 3 wird durch eine Spannmutter 2 in gleicher Art und Weise wie bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel über die Drosselscheibe 7 gegen den Haltekörper 9 gepresst. Im Ventilkörper 3 ist eine Bohrung 11 ausgebildet, in der ebenfalls eine Ventilaußennadel 17 und eine Ventilinnennadel 15 angeordnet sind, die in der Bohrung 11 längsverschiebbar sind. Am ventilsitzabgewandten Ende ist die Bohrung 11 zu einem Federraum 14 erweitert, in dem die Schließfeder 38 angeordnet ist. Die Ventilaußennadel 17 wird von einer Hülse 18 umgeben, die im Federraum 14 angeordnet ist und zwi- schen der und einem Stützring 19 die Schließfeder 38 unter Vorspannung ange- ordnet ist. Die Hülse 18 liegt an der Drosselscheibe 7 an, so dass über die Schließ- feder 38 und den Stützring 19 eine Schließkraft auf die Ventilaußennadel 17 aus- geübt wird. In den Federraum 14 mündet der Zulaufkanal 8, so dass der Feder- raum 14 in seiner Funktion dem Druckraum 12 des in Figur 1 dargestellten Aus- führungsbeispiels entspricht. Der Druckraum 12 setzt sich als Ringraum zwischen der Ventilaußennadel 17 und der Wand der Bohrung 11 bis zum Ventilsitz 20 fort.

In der Drosselscheibe 7 ist eine Bohrung 39 ausgebildet, in die die Ventilinnenna- del 15 hineinragt und in der sie geführt ist. Die Ventilinnennadel 15 ist hierbei länger als die Ventilaußennadel 17 ausgebildet, und sie weist eine erste Ringnut 77 auf, die auf Höhe der Hülse 18 ausgebildet ist, und eine zweite Ringnut 78, die innerhalb der Drosselscheibe 7 angeordnet ist. Die erste Ringnut 77 und die zweite Ringnut 78 sind über eine Verbindungsnut 79 an der Außenseite der Ven- tilinnennadel 15 miteinander verbunden und die zweite Ringnut 78 ist über einen in der Drosselklappe 7 und dem Haltekörper 9 verlaufenden Ablaufkanal 58 mit

dem Leckölraum 40 verbunden, so dass sowohl in der ersten Ringnut 77 als auch in der zweiten Ringnut 78 stets ein niedriger Kraftstoffdruck herrscht.

Durch die ventilsitzabgewandte Stirnseite der Ventilaußennadel 17, die Hülse 18, die Drosselscheibe 7 und die Ventilinnennadel 15 wird der äußere Steuerraum 56 begrenzt, der über die äußere Ablaufdrossel 49 mit dem Steuerventilraum 60 des Steuerventils 30 verbunden ist. Das Steuerventil 30 entspricht hier in seiner Funk- tion und Aufbau dem Steuerventil 30, das in Figur 1 bzw. Figur 2a bis 2c darge- stellt ist. Durch die ventilsitzabgewandte Stirnseite der Ventilinnennadel 15 und den Grund der Bohrung 39 wird der innere Steuerraum 54 begrenzt, der über die innere Ablaufdrossel 51 mit dem Steuerventilraum 60 verbunden ist. Der innere Steuerraum 54 ist mit der äußeren Zulaufdrossel 49 verbunden, die wiederum in den Hochdruckbereich, also in den Zulaufkanal 8 mündet. Der Steuerventilraum 60 ist über die Ablauföffnung 68 in gleicher Art und Weise, wie in Figur 2a bis 2c dargestellt, mit dem Leckölraum 40 verbindbar.

Durch die Bauweise des Kraftstoffeinspritzventils ist hier der äußere Steuerraum 56 stets vom inneren Steuerraum 54 getrennt. Die Funktionsweise der Steuerräu- me 54, 56 und ihre Ansteuerung durch das Steuerventil 30 sind jedoch gleich wie bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Wenn eine Einspritzung nur durch die äußeren Einspritzöffnungen 26 erfolgen soll, so wird auch hier das Ventilglied 62 von der ersten in die dritte Schaltposition gefahren, wie sie in Figur 2c dargestellt ist. Dadurch kommt das Ventilglied 62 mit seiner zweiten Dichtflä- che 76 am zweiten Ventilsitz 72, der hier in der Drosselscheibe 7 ausgebildet ist, zur Anlage. Die innere Ablaufdrossel 51 wird somit verschlossen und die Verbin- dung des Steuerventilraums 60 mit dem Leckölraum 40 über die Ablauföffnung 68 geöffnet. Der Druck im äußeren Steuerraum 56 fällt ab und die Ventilaußenna- del 17 öffnet in der bereits oben beschriebenen bekannten Art und Weise. Die Druckschulter 13, die in Figur 4 nicht dargestellt ist, ist näher am Ventilsitz aus- gebildet als bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Solange das Ventilglied 62 in der dritten Schaltstellung verharrt, bleibt der Hochdruck im in- neren Steuerraum 54 erhalten, und ein Kraftstofffluss durch den Ringspalt zwi- schen der Wand der Bohrung 39 und der inneren Ventilnadel 15 wird durch die zweite Ringnut 78, die über den Ablaufkanal 58 stets drucklos ist, verhindert, in- dem gegebenenfalls eindringender Kraftstoff abgeleitet wird. Zur Beendigung der

Einspritzung wird das Ventilglied 62 wiederum rasch in die erste Schaltposition zurückgefahren.

Zur Einspritzung über sämtliche Einspritzöffnungen 26,28 wird das Ventilglied 62 in die zweite Schaltposition gefahren, wie sie in Figur 2b dargestellt ist. Hier- durch werden in gleicher Art und Weise, wie oben bereits dargestellt, sowohl die innere Ablaufdrossel 51, als auch die äußere Ablaufdrossel 49 aufgesteuert, wo- durch der Druck sowohl im inneren Steuerraum 54 als auch im äußeren Steuer- raum 56 abfällt. Hierdurch öffnen rasch hintereinander die Ventilaußennadel 17 und die Ventilinnennadel 15 und geben sämtliche Einspritzöffnungen 26,28 frei.

Durch das Bewegen des Ventilglieds 62 zurück in die erste Schaltposition füllen sich die Steuerräume 54,56 erneut mit Kraftstoff unter Hochdruck, so dass die Ventilaußennadel 17 und die Ventilinnennadel 15 in ihre Schließstellung zurück- gleiten.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Druckabfall im äußeren Steuerraum 56 nicht variiert werden, so dass bei jeder Öffnungsbewe- gung der Druck dort gleich schnell abfällt. Hierdurch öffnet die Ventilaußennadel 17 stets etwa mit der gleichen Öffnungsgeschwindigkeit.

Die Bewegung des Ventilglieds 62 kann außer durch einen Piezosteller 66 auch durch einen anderen Antrieb erfolgen, der es erlaubt, das Ventilglied 62 in linearer Richtung zu bewegen und in die erste, zweite und dritte Schaltposition zu bewe- gen. Piezosteller sind hierzu jedoch sehr geeignet, da sie sehr rasch arbeiten und jede beliebige Längenänderung zwischen ihren Maximalauslenkungen anfahren können.