Ein solches Steuerventil ist beispielsweise aus der DE 197 27 896 A1 bekannt und dient dazu, das Öffnen einer Düsennadel des Einspritzventils hervorzurufen, um Kraftstoff in einen Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine einzuspritzen.

Die Düsennadel wird permanent mit einem Öffnungsdruck beaufschlagt, der die Düsennadel vom zugeordneten Ventilsitz abzuheben sucht. Dieser Öffnungskraft wirkt eine Schließkraft entgegen, die in dem Steuerdruckraum auf das Betäti- gungsteil ausgeübt wird. Solange der Druck im Steuerdruckraum auf einem hohen Niveau gehalten wird, ist die dort erzeugte Schließkraft höher als die auf die Dü- sennadel einwirkende Öffnungskraft, so daß das Betätigungsteil in der Schließ- stellung und folglich die Düsennadel geschlossen bleibt Wenn dagegen der Druck im Steuerdruckraum und folglich auch die dort erzeugte Schließkraft ab- sinkt, gelingt es der Öffnungskraft, das Betätigungsteil in die Öffnungsstellung zu

verschieben, wodurch die Düsennadel vom Ventilsitz abheben kann. Es kann nun Kraftstoff eingespritzt werden.

Der Druck im Steuerdruckraum wird von dem Steuerventil gesteuert, indem der Ablauf geschlossen oder geöffnet wird. Wenn durch Schließen des Ablaufs das dem Steuerdruckraum zugeführte Medium, üblicherweise Kraftstoff, aufgestaut wird, wird im Steuerdruckraum ein hoher Druck erzeugt, der die Düsennadel in einem geschlossenen Zustand hält. Wenn dagegen das Steuerventil den Ablauf öffnet, sinkt der Druck im Steuerdruckraum ab, so daß die Düsennadel öffnen kann.

Um in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen unterschiedliche Kraftstoffmengen einspritzen zu können, ist es wünschenswert, daß die Düsenna- del einen kontrollierten Teilöffnungshub ausführen kann, also einen Hub, der klei- ner ist als ein vollständiger Offnungshub aus der Schließstellung in die Öff- nungsstellung. Der Verlauf und die Größe eines solchen Teilöffnungshubes hängt insbesondere ab von der Drosselwirkung des Zulaufs zum Steuerdruckraum so- wie des Ablaufs aus dem Steuerdruckraum, vom Druckaufbau an den verschiede- nen Stellen der Düse, der Temperatur, den bewegten Massen und vor allem der Reibung an den bewegten Teilen. Aufgrund der Vielzahl der Parameter ergibt sich bei einem Teilöffnungshub üblicherweise eine vergleichsweise große Streuung der Einspritzmenge.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kraftstoffeinspritzventil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Einspritzmenge bei ei- nem Teilöffnungshub der Düsennadel präziser kontrolliert werden kann.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Steuerventil mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß sich am Ende des Teilöffnungs- hubes der Düsennadel ein erheblicher Anstieg des Widerstandes ergibt, der ei-

nem weiteren Öffnen der Düsennadel entgegenwirkt. Daher ergibt sich eine mar- kanten Schwelle zwischen einer geringeren Öffnungskraft, die nur zu einem Teil- öffnungshub der Düsennade ! führt, und einer höheren Öffnungskraft, die zu einem vollständigen Öffnungshub der Düsennadel führt, was einen präzisen teilgeöffne- ten Zustand der Düsennadel ermöglicht.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Drosselkolben im Ablauf vom Steuerdruckraum angeordnet ist und mit einer Drosselbohrung versehen ist, wobei der Übergang des Drosselkolbens von der ersten in die zweite Stellung dadurch definiert ist, daß der Drosselkolben an ei- nem Anschlag in Anlage gelangt. Bei dieser Ausführungsform wird der Drossel- kolben während des Teilöffnungshubes von dem aus dem Steuerdruckraum ab- fließenden Fluid verstellt. Solange der Drosselkolben nicht an dem Anschlag an- liegt, wird dem Abfließen des Fluids aus dem Steuerdruckraum nur ein ver- gleichsweise geringer Widerstand entgegengesetzt ; erst nachdem der Drossel- kolben an dem Anschlag anliegt ist das Fluid. das den Steuerdruckraum verläßt, gezwungen, durch die Drosselbohrung zu strömen. Dadurch wird einem weiteren Öffnungshub der Düsennadel ein höherer Widerstand entgegengesetzt. Die Grö- ße des Teilöffnungshubes der Düsennadel kann bei dieser Ausführungsform mit geringem Aufwand durch geeignete Auswahl des Querschnittes des Drosselkol- bens sowie des möglichen Hubes bis zum Anschlag eingestellt werden.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Drosselkolben zwischen dem Betätigungsteil und der Düsennadel angeordnet ist und mit einer Nut versehen ist, die mit einer Steuerkante zusammenwirkt, wobei der Übergang des Drosselkolbens von der ersten in die zweite Stellung dadurch definiert ist, daß die Steuerkante mit der Nut in Überlappung gelangt. Bei dieser Ausführungsform bildet der Drosselkolben einen Schieber, der durch Verschlie- ßen der Nut einen Abfluß aus einem Raum verschließt. in den die Düsennadel hineinragt und aus dem sie bei einem weiteren Öffnen Fluid verdrängen muß. Die Größe des Teilöffnungshubes kann somit unmittelbar bestimmt werden durch den

bei geschlossener Düsennadel vorliegenden Abstand zwischen dem Ende der Nut und der Steuerkante.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen : -Figur 1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik ; -Figur 2 in einer vergrößerten Ansicht einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils von Figur 1 ; -Figur 3 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 2 einen Ausschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfin- dung ; und -Figur 4 in einer vergrößerten Ansicht entsprechend dem Ausschnitt IV von Figur 1 einen Ausschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzventil mit Steuerventil (siehe Figur 2) gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper 10 auf, in welchem eine Düsennadel 12 verschiebbar angebracht ist. Die Düsennadel 12 steuert das Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder einer (nicht dargestellten) Verbrennungskraftmaschine. Der zugeführte Kraftstoff übt auf die Düsennadel 12 eine Offnungskraft aus, welche die Düsennadel sowie ein Betätigungsteil 14, an dem sich die Düsennadel 12 abstützt, zu einem Steuerdruckraum 16 hin zu ver- stellen sucht.

Dem Steuerdruckraum 16 wird ebenfalls Kraftstoff zugeführt, der aufgrund des im Steuerdruckraum 16 herrschenden Drucks eine Schließkraft auf das Betätigungs- teil 14 ausübt. Der Kraftstoff wird über einen Zulauf 18 bereitgestellt und vom Steuerdruckraum 16 geht ein Ablauf 20 ab, der zu einer Steuerkammer 22 eines Steuerventils 24 führt. Für das Steuerventil 24 stellt der Ablauf 20 wiederum den Zulauf dar, und es ist ein Ablauf 26 vorgesehen, durch den der Kraftstoff aus dem Steuerdruckraum 16 und der Steuerkammer 22 abfließen kann.

Das Steuerventil 24 weist in der Steuerkammer 22 eine Ventilnadel 28 auf, die mit einem Ventilsitz 30 zusammenwirkt. Wenn die Ventilnadel 28 am Ventilsitz 30 anliegt, ist das Steuerventil 24 geschlossen, so daß der über den Zulauf 18 der Steuerdruckraum 16 zugeführte Kraftstoff in dieser aufgestaut wird. Der auf diese Weise erzeugte hohe Druck übt auf das Betätigungsteil 14 eine Schließkraft auf, die größer ist als die auf die Düsennadel 12 wirkende Öffnungskraft. Das Betäti- gungsteil 14 befindet sich somit in der Schließstellung. und das Kraftstoffein- spritzventil ist geschlossen. Wenn dagegen die Ventilnadel 28 vom Ventilsitz 30 abgehoben wird, kann der Kraftstoff aus dem Steuerdruckraum 16 über die Steu- erkammer 22 und den Ablauf 26 abfließen, so daß der Druck im Steuerdruckraum absinkt. Die dann verringerte Schließkraft ermöglicht es dem Betätigungsteil, sich aus der Schließstellung in die Offnungsstellung zu verstellen, so daß die Düsen- nadel öffnet. Es wird nun Kraftstoff eingespritzt.

Nachfolgend wird anhand von Figur 3 ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dem Kraftstoffeinspritz- ventil gemäß der ersten Ausführungsform ist im Ablauf vom Steuerdruckraum 16 ein Drosselkolben 32 angeordnet, der mit einer Drosselbohrung 34 versehen ist.

Der Drosselkolben wird von einer Feder 36 in die in der Figur gezeigte Aus- gangsstellung in Richtung zum Betätigungsteil 14 beaufschlagt. Der Drosselkol- ben 32 ist in dem Ablauf 20 entgegen der Wirkung der Feder 36 um eine Strecke s verschiebbar ; nach einer Verschiebung um den Hub s gelangt der Drosselkol- ben 32 an einen Anschlag 38 in Anlage.

Das beschriebene Einspritzventil arbeitet in der folgenden Weise : Wenn die (in Figur 3 nicht dargestellte) Ventilnadel vom Ventilsitz 30 abgehoben wird, kann das über den Zulauf 18 bereitgestellte Fluid aus dem Steuerdruckraum 16 aus- strömen. Dabei wird der Drosselkolben 32 aus seiner in Figur 3 gezeigten ersten Stellung entgegen der Wirkung der Feder 36 mitgenommen. da der Durchfluß durch die Drosselbohrung 34 zunächst vernachlässigt werden kann. Das aus dem Steuerdruckraum 16 abfließende Fluid ermöglicht dem Betätigungsteil 14, sich bezüglich Figur 3 nach oben zu verstellen, so daß die Düsennadel öffnet.

Dem Abfließen des Fluids aus dem Steuerdruckraum 16 wirkt so lange ein ver- gleichsweise geringer Widerstand entgegen, bis der Drosselkolben 32 den Hub s zurückgelegt hat, so daß er an dem Anschlag 38 anliegt und sich in seiner zwei- ten Stellung befindet. Wenn nun weiterhin Fluid aus dem Steuerdruckraum 16 abfließen soll. so daß das Betätigungsteil 14 weiter geöffnet werden kann, ist dies nur möglich, wenn das aus dem Steuerdruckraum abfließende Fluid unter Über- windung des entsprechenden Strömungswiderstandes die Drosselbohrung 34 durchströmt. Dies ist innerhalb der gewünschten kurzen Öffnungszeit nur dann möglich, wenn eine entsprechend große Öffnungskraft auf die Düsennadel ein- wirkt.

Der sich ergebende ausgeprägte Übergang von einem Zustand, in welchem einer Verschiebung von Fluid aus dem Steuerdruckraum 16 heraus nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird, zu einem Zustand, in welchem einer solchen Verschiebung ein hoher Widerstand entgegenwirkt, ermöglicht einen präzise de- finierten Teiihub. Dieser Teilhub endet, sobald der Drosselkolben 32 am Anschlag 38 anliegt. Die Größe des Teilhubes kann dabei in einfacher Weise dadurch ab- gestimmt werden, daß der Hub s und die Querschnittsfläche des Drosselkolbens 32 so gewählt werden, daß das dadurch definierte Volumen dem Volumen ent- spricht, das bei dem gewünschten Teilöffnungshub von dem Betätigungsteil 14 aus dem Steuerdruckraum 16 verdrängt wird.

Ein vorteilhafter Nebeneffekt der beschriebenen Gestaltung besteht darin, daß das Schwingungsverhalten des Betätigungsteiles beeinflußt und damit das Ver- schleißverhalten von Betätiglngsteil und Düsennadel verbessert werden kann.

Abweichend von der gezeigten Ausführungsform ist es auch möglich, anstelle der Drosselbohrung einen Spalt zwischen der Außenwand des Drosselkolbens 32 und der Innenwand des Ablaufs 20 zu verwenden, der den entsprechenden Strö- mungswiderstand für das aus dem Steuerdruckraum 16 abfließende Fluid bereit- stellt.

Nachfolgend wird anhand von Figur 4 ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Für die Bauteile, die aus der vorangegangenen Beschreibung bekannt sind, werden dieselben Bezugszei- chen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Bei dieser Ausführungsform ist der Drosselkolben 32 verschiebbar in einer Füh- rungshülse 44 angeordnet, die in den Ventilkörper 10 zwischen dem Betätigungs- teil 14 und der Düsennadel 12 eingepreßt ist. Der Drosselkolben 32 liegt mit sei- nem bezüglich Figur 4 unteren Ende direkt an der Düsennadel 12 an, während sich an seinem bezüglich Figur 4 oberen Ende das Betätigungsteil 14 abstützt.

Am Drosselkolben 32 stützt sich ferner eine Düsenfeder 42 ab, welche die Dü- sennadel 12 in ihrer Schließstellung beaufschlagt. Da sich das Betätigungsteil nicht direkt an der Düsennadel abstützt, können keine Seitenkräfte vom Betäti- gungsteil auf die Düsennadel übertragen werden.

Der Drosselkolben 32 ist mit einer Nut 44 versehen, die als eingeschliffene, ebe- ne Fläche auf der Außenwandung des Drosselkolbens 32 ausgebildet ist. Die Nut 44 wirkt mit einer Steuerkante 46 zusammen, die durch den der Düsennadel 12 zugewandten Rand der Führungshülse 40 gebildet ist. Zwischen der Düsennadel und dem Rand der Führungshülse 40 ist ein Leckage-Sammelraum 48 angeord- net, in den der Drosselkolben hineinragt.

Das beschriebene Einspritzventil arbeitet in der folgenden Weise : Wenn die im Steuerdruckraum auf das Betätigungsteil 14 ausgeübte Schließkraft nachläßt, hebt die auf die Düsennadel 12 einwirkende Offnungskraft diese von ihrem Du- sensitz ab, so daß sie sich bezüglich Figur 4 nach oben entgegen der Wirkung der Düsenfeder 42 verstellt. Dabei kann das in dem Leckage-Sammelraum 48 vorhandene Fluid, solange das untere Ende der Nut 44 unterhalb der Steuerkante liegt, durch die Nut 44 entweichen. Sobald der Drosselkolben 32 um den Hub s verschoben ist, verschließt die Steuerkante 46 die Nut 44, so daß das im Lecka- ge-Sammelraum 48 vorhandene Fluid nur noch durch das Spiel zwischen dem Drosselkolben 32 und der Führungshülse 40 entweichen kann.

Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein starker Anstieg der notwendigen Öffnungskraft, nachdem die Düsennadel 12 einen Teilöffnungshub zurückgelegt hat und dementsprechend der Drosselkolben 32 von seiner ersten Stellung, in der die Nut 44 frei zugänglich ist, in seine zweite Stellung verschoben wurde, in der die Nut 44 von der Steuerkante 46 abgedeckt ist. Im Unterschied zur ersten Aus- führungsform entspricht hier der Hub s, den der Drosselkolben 32 zurücklegt, bis die Steuerkante die Nut verschließt, exakt dem Teilöffnungshub der Düsennadel ; bei der ersten Ausführungsform kann sich, wenn unterschiedliche Querschnitte für das Betätigungsteil 14 und den Drosselkolben 32 gewählt werden, eine hydrauli- sche Übersetzung der Wegverhältnisse ergeben.