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 B1 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 vorgesehen ist. Durch das erfindungs- gemäß vorgesehene Druckbegrenzungs-und-halteventil ist es insbesondere möglich, den in dem zweiten Druckraum herrschen- den zweiten Druck derart einzustellen, dass sich eine für die jeweiligen Betriebs-und Lastverhältnisse der Brennkraftma- schine geeignete auf die Düsennadel wirkende Schließkraft er- gibt. Die Schließkraft wirkt dabei einer ebenfalls auf die Düsennadel ausgeübten Öffnungskraft entgegen, die von dem in dem dritten Druckraum herrschenden dritten Druck abhängt. So- mit ist es beispielsweise möglich, für eine Voreinspritzung in dem zweiten Druckraum einen relativ kleinen zweiten Druck einzustellen, so dass die Düsennadel bereits dann in eine Öffnungsstellung bewegt wird, wenn in dem dritten Druckraum

ein die Öffnungskraft bedingender relativ geringer dritter Druck herrscht. Während der dritte Druck in dem dritten Druckraum während beziehungsweise nach der Voreinspritzung zunächst wieder abfällt, kann der Druck in dem zweiten Druck- raum weiter aufgebaut werden, wodurch sich die Düsennadel 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. Wäh- rend der Haupteinspritzung bleibt der zweite Druck in dem zweiten Druckraum aufgrund des Druckbegrenzungs-und - halteventils annährend konstant. Die Höhe des während der Haupteinspritzung im Wesentlichen konstantgehaltenen 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.

In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Druckdifferenz die Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck ist. Dabei ist die Betriebsweise vorzugsweise derart, dass der in dem ersten Druckraum herr- schende Druck das Druckbegrenzungs-und-halteventil zunächst öffnet, wodurch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum er- höht wird. Dabei vergrößert sich der jeweilige Öffnungsquer- schnitt vorzugsweise zunächst mit einem steigenden ersten Druck.. Sobald eine unter anderem durch die Wahl der jeweili- gen Öffnungsquerschnitte beeinflussbare Druckdifferenz zwi- schen dem ersten Druck und dem zweiten Druck erreicht ist, wird das Druckbegrenzungs-und-halteventil geschlossen, wo- durch der zweite Druck in dem zweiten Druckraum beispielswei- se während einer Haupteinspritzung im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn das Druckbegren- zungs-und-halteventil als 2/3-Ventil ausgelegt wird. Ein 2/3-Ventil weist zwei Anschlüsse auf, von denen im vorliegen- den Zusammenhang einer dem ersten Druckraum und einer dem zweiten Druckraum zugeordnet sein kann. Weiterhin weist ein 2/3-Ventil drei unterschiedliche Schaltzustände auf. Übertra- gen auf den vorliegenden Zusammenhang können diese drei Schaltzustände insbesondere dem geschlossenen Ventil, einer Ventilöffnung mit einem Öffnungsquerschnitt und einer unsta- bilen Ventilöffnung mit einem Öffnungsquerschnitt zugeordnet werden.

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 wird es als besonders vorteilhaft er- achtet, wenn vorgesehen ist, dass die erste Arbeitsstellung eine durch Federkräfte erzwungene Ruhestellung ist.

Weiterhin wird bevorzugt, dass das Druckbegrenzungs-und - halteventil eine zweite Arbeitsstellung mit einem Öffnungs- querschnitt aufweist.

In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft erachtet, wenn zusätzlich vorgesehen ist, dass das Druckbegrenzungs-und - halteventil eine unstabile dritte Arbeitsstellung mit einem Öffnungsquerschnitt aufweist. Unter unstabiler Arbeitsstel- lung ist hierbei insbesondere eine Stellung zu verstehen, die keine definierte Zwischen-und Endstellung ist.

Eine ebenfalls bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Er- findung sieht vor, dass das Druckbegrenzungs-und-hal- teventil eine von der ersten Arbeitsstellung verschiedene vierte Arbeitsstellung aufweist, in der es geschlossen ist.

Dabei ist es vorteilhaft, dass das Druckbegrenzungs-und - halteventil die vierte Arbeitsstellung einnimmt, wenn der erste Druck den zweiten Druck um einen vorgegebenen Wert übersteigt. Sobald der erste Druck wieder abnimmt, verlässt das Druckbegrenzungs-und-halteventil die vierte Arbeits- stellung vorzugsweise wieder und kehrt bei bevorzugten Aus- führungsformen, je nach Höhe der aktuellen Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck, in die dritte, die zweite oder die erste Arbeitsstellung zurück.

Es wird als besonders vorteilhaft für die erfindungsgemäße Pumpe-Düse-Einheit angesehen, wenn vorgesehen ist, dass in dem zweiten Druckraum eine erste Feder vorgesehen ist, die eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübt. Eine derartige an sich bekannte erste Feder stellt unter anderem sicher, dass die Kraftstoffzuführung gegenüber dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine abgedichtet ist, wenn sich die Pumpe- Düse-Einheit im Ruhezustand befindet. Die von der ersten Fe- der auf die Düsennadel ausgeübte Schließkraft ergänzt sich im Betrieb der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit mit der durch den zweiten Druck in dem zweiten Druckraum auf die Dü- sennadel ausgeübten Schließkraft.

Es kann vorteilhaft sein,. wenn die erste Feder in Abhängig- keit von unterschiedlichen Arbeitsstellungen des Druckbegren- zungs-und-halteventils unterschiedlich vorgespannt ist. Da- bei kann es vorteilhaft sein, wenn die Federvorspannung vor einer Voreinspritzung geringer als vor einer Hautpeinsprit- zung ist. Die Einstellung der jeweiligen Vorspannung der ers- ten Feder erfolgt in vorteilhafter Weise über das Druck- begrenzungs-und-halteventil beziehungsweise eine oder meh- rere diesem zugeordnete Komponenten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgese- hen, dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil einen Ven- tilteller aufweist, der mit einem ersten Ventilsitz zusammen-

wirkt, der benachbart zum ersten Druckraum vorgesehen ist.

Dabei wird es als besonders vorteilhaft erachtet, wenn zumin- dest der mit dem ersten Ventilsitz zusammenwirkende Abschnitt des Ventiltellers abgerundet ausgebildet ist, insbesondere sphärisch. In diesem Fall ist die Geometrie des ersten Ven- tilsitzes vorzugsweise an die des Ventiltellers angepasst.

Insbesondere in diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiter- hin vorgesehen, dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil einen Teller aufweist, der mit einem Anschlag zusammenwirkt, der benachbart zum zweiten Druckraum vorgesehen ist. Der Tel- ler kann beispielsweise scheibenförmig ausgebildet sein. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit sind. der Ventilteller und der Teller durch separate Teile gebildet.

Im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist bei bevorzugten Ausführungsformen weiterhin vorgesehen, dass der Ventilteller weiterhin mit einem zweiten Ventilsitz zusammenwirkt, der zwischen dem ersten Ventilsitz und dem Anschlag angeordnet ist. Das Druckbegrenzungs-und-halteventil ist dann vorzugs- weise sowohl dann geschlossen, wenn der Ventilteller an dem ersten Ventilsitz anliegt, als auch, wenn der Ventilteller an dem zweiten Ventilsitz anliegt.

Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist vor- zugsweise weiterhin vorgesehen, dass beim Anliegen des Tel- lers am zweiten Ventilsitz keine vollständige Abdichtung er- zielt wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise zumindest ei- ne Bohrung in dem Teller vorgesehen werden. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, auf der dem Anschlag zugewandten Seite des Tellers Nuten oder dergleichen vorzusehen. Eine ä- quivalente Wirkung lässt sich erzielen, wenn der Anschlag mit entsprechenden Nuten ausgestattet ist. Die Abmessungen der Bohrung beziehungsweise der Bohrungen und/oder der Nut bezie- hungsweise der Nuten sind dabei vorzugsweise derart gewählt,

dass sie den Druckaufbau in dem zweiten Druckraum zumindest nicht übermäßig verzögern.

Hinsichtlich der bereits erwähnten ersten Arbeitsstellung, in der das Druckbegrenzungs-und-halteventil geschlossen ist, wird bevorzugt, dass der Ventilteller in der ersten Arbeit- stellung am ersten Ventilsitz anliegt.

Hinsichtlich der ebenfalls bereits erwähnten zweiten Arbeits- stellung, in der das Druckbegrenzungs-und-halteventil einen Öffnungsquerschnitt aufweist, wird bevorzugt, dass der Ven- tilteller in der zweiten Arbeitstellung nicht am ersten Ven- tilsitz und nicht am zweiten Ventilsitz anliegt, und dass der Teller in der zweiten Arbeitsstellung am-Anschlag anliegt.

Hinsichtlich der ebenfalls bereist erwähnten unstabilen drit- ten Arbeitsstellung, in der das Druckbegrenzungs-und-hal- teventil einen Öffnungsquerschnitt aufweist, wird bevorzugt, dass der Ventilteller in der dritten Arbeitstellung nicht am ersten Ventilsitz und nicht am zweiten Ventilsitz anliegt, und dass der Teller in der dritten Arbeitsstellung nicht am Anschlag anliegt.

Schließlich wird hinsichtlich der sich von der ersten Ar- beitsstellung unterscheidenden, ebenfalls bereits erwähnten vierten Arbeitsstellung, in der das Druckbegrenzungs-und - halteventil ebenfalls geschlossen ist, bevorzugt, dass der Ventilteller in der vierten Arbeitstellung am zweiten Ventil- sitz anliegt, und dass der Teller in der vierten Arbeitsstel- lung nicht am Anschlag anliegt.

Bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse- Einheit ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich die erste Fe- der an dem Teller abstützt. Da sich der Teller in der dritten und vierten Arbeitsstellung vorzugsweise in Richtung auf die Düsennadel zu bewegt, wird die erste Feder in Abhängigkeit von der Bewegung des Tellers (weiter) vorgespannt. Eine er-

höhte Vorspannung der ersten Feder kann beispielsweise er- wünscht sein, um den für eine Haupteinspritzung erforderli- chen Öffnungsdruck zu erhöhen.

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 Kraft- stoffpumpenkolben kann dabei insbesondere über eine Nocken- welle der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dabei kann der Antrieb. direkt über Stößel oder indirekt über Kipphebel erfolgen.

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 Düsenöffnungsdruckes im Vergleich zum Stand der Technik verbessert werden kann, indem ein eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübender Druck über ein Druckbegrenzungs-und-halteventil eingestellt wird.

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

Es zeigen : Figur 1 eine schematische Ausführungsform der erfindungsge- mäßen Pumpe-Düse-Einheit ; Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Pum- pe-Düse-Einheit von Figur 1, in dem das Druck- begrenzungs-und-halteventil vorgesehen ist ; Figur 3 eine Draufsicht einer Ausführungsform des Tellers ; Figur 4 eine schematische Detailansicht des Druckbegren- zungs-und-halteventils gemäß Figur 2 in seiner ersten Arbeitsstellung, in der es geschlossen ist ; Figur 5 eine schematische Detailansicht des Druckbegren- zungs-und-halteventils gemäß Figur 2 in seiner zweiten Arbeitsstellung, in der es einen Öffnungs- querschnitt aufweist ; Figur 6 eine schematische Detailansicht des Druckbegren- zungs-und-halteventils gemäß Figur 2 in seiner unstabilen dritten Arbeitsstellung in der es eben- falls einen Öffnungsquerschnitt aufweist ; Figur 7 eine schematische Detailansicht des Druckbegren- zungs-und-halteventils gemäß Figur 2 in seiner vierten Arbeitsstellung, in der es ebenfalls ge- schlossen ist ; Figur 8 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des zweiten Drucks innerhalb des zweiten Druckraums in Abhän- gigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht ;

Figur 9 eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des dritten Drucks innerhalb des dritten Druckraums in Abhän- gigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht ; und Figur 10 eine Kurve, die einen möglichen Einspritzverlauf in Abhängigkeit vom Kurbelwellenwinkel veranschau- licht.

Figur 1 zeigt eine schematische Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit. 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 den ersten Druck- raum 28 angesaugte Kraftstoff 10 bei einer nach unten gerich- teten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 14 komprimiert,

wodurch der erste Druck in dem ersten Druckraum 28 erzeugt wird. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit umfasst weiterhin eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungs- stellung hin und her bewegliche Düsennadel 26 aufweist. Der bezogen auf Figur 1 obere Endabschnitt der Düsennadel 26 weist einen Düsennadelkolben 50 auf, der in einem zweiten Druckraum 30 geführt ist, wobei in dem zweiten Druckraum 30 unter einem zweiten Druck p30 stehender Kraftstoff 10 eine bezogen auf die Darstellung von Figur 1 nach unten gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 26 ausübt. Der Düsennadelkol- ben 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 Schließ- kraft wird durch eine erste Feder 36 auf die Düsennadel 26 ausgeübt, wobei die erste Feder 36 in dem zweiten Druckraum 30 angeordnet ist und sich mit ihrem hinteren Ende an dem Dü- sennadelkolben 50 abstützt. Ein eine Schulter 58 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 26 ist von einem dritten Druckraum 32 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 28 über eine Verbin- dungsleitung 48 kommuniziert. In Abhängigkeit von der Dros- selwirkung der Verbindungsleitung 48 und gegebenenfalls wei- terer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhän- gigkeit von dem in dem ersten Druckraum 28 herrschenden ers- ten 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 Öffnungs- kraft auf die Düsennadel 26 aus. Die Düsennadel 26 nimmt ihre Öffnungsstellung ein, solange eine Differenz zwischen der durch den dritten Druck P32 verursachten Öffnungskraft und der Summe aus der durch den zweiten Druck p3o 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

p3o in dem zweiten Druckraum 30 auf jeweils geeignete Werte zu begrenzen und zu halten ist ein Druckbegrenzungs-und -halteventil 34 zwischen dem ersten Druckraum 28 und dem zweiten Druckraum 30 vorgesehen.

Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Pumpe-Düse-Einheit von Figur 1, in dem das Druckbegrenzungs- und-halteventil 34 vorgesehen ist. Dabei weist das Druckbe- grenzung-und-halteventil 34 einen Ventilteller 38 auf, des- sen Oberseite 60 halbkugelförmig ausgebildet ist. Die Ober- seite 60 des Ventiltellers 38 ist dazu ausgelegt, mit einem benachbart zum ersten Druckraum 28 vorgesehenen ersten Ven- tilsitz 40 zusammenzuwirken, was später anhand von Figur 4 noch näher erläutert wird. Die flache Unterseite 62 des Ven- tiltellers 38 ist dazu ausgelegt, mit einem zweiten Ventil- sitz 46 zusammenzuwirken, was später anhand von Figur 7 noch näher erläutert wird. Der Ventilteller 38 ist mit einem Spiel geführt, das bezogen auf die Darstellung eine Bewegung nach oben und unten ermöglicht. Gleichzeitig legt dieses Spiel in einigen Stellung des Ventiltellers 38 den Öffnungsquerschnitt des Druckbegrenzungs-und-halteventils 34 fest. Wenn der Durchmesser der Unterseite 62 des Ventiltellers 38 fünf Mil- limeter beträgt, kann das Spiel zu diesem Zweck beispielswei- se im Bereich von 20 bis 100 Mikrometern liegen. Das Druck- begrenzungs-und-halteventil 34 weist weiterhin einen Teller 42 auf, der separat vom Ventilteller 38 gebildet ist. An der Unterseite des Tellers 42 stützt sich die in dem zweiten Druckraum 30 vorgesehene erste Feder 36 ab. Von der Oberseite des Tellers 42 aus erstreckt sich ein Schafft 68, der von ei- ner zweiten Feder 56 umgeben ist, die sich sowohl an dem Ven- tilteller 38 als auch an dem Teller 42 abstützt und bezogen auf die Darstellung von Figur 2 somit eine nach oben gerich- tete Kraft auf den Ventilteller 38 und eine nach unten ge- richtete Kraft auf den Teller 42 ausübt. Der Teller 42 ist dazu ausgelegt, mit einem Anschlag 44 zusammenzuwirken, was später anhand der Figuren 4 und 5 näher erläutert wird. Der Teller 42 weist eine Bohrung 52 sowie eine Mehrzahl von Nuten

54 auf, deren Wirkungsweise später anhand von Figur 5 näher erläutert wird.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform des Ven- tiltellers. Dabei ist zu erkennen, dass der Teller 42 bei der dargestellten Ausführungsform eine Bohrung 52 und drei Nuten 54 aufweist, deren Wirkungsweise wie erwähnt anhand von Figur 5 erläutert wird.

Figur 4 zeigt eine schematische Detailansicht des Druck- begrenzungs-und-halteventils 34 gemäß Figur 2 in seiner ersten Arbeitsstellung, in der es geschlossen ist. Diese ers- te Arbeitsstellung entspricht. (auch) der Ruhestellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 34, in der der erste Druck p28 in dem ersten Druckraum 28 dem zweiten Druck pro in dem zweiten Druckraum 30 entspricht. Damit die in Figur 4 dargestellte Arbeitsstellung der Ruhestellung entspricht, ist es erforderlich, dass die erste Feder 36, die sich an der Un- terseite des Tellers 42. abstützt, eine größere Federkraft er- zeugt als die zweite Feder 56, die sich an der Oberseite 64 des Tellers 42 und der Unterseite 62 des Ventiltellers 38 ab- stützt. Durch eine derartige Auslegung der ersten Feder 36 und der zweiten Feder 56 liegt der Ventilteller 38 mit seiner halbkugelförmigen Oberfläche 60 an dem ersten Ventilsitz 40 an, so dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil 34 ge- schlossen ist. Weiterhin liegt die Oberseite 64 des Tellers 42 an dem Anschlag 44 an. Obwohl die in Figur 4 dargestellte erste Arbeitsstellung der Ruhestellung des Druckbegrenzungs- und-halteventils entspricht, kann diese Arbeitsstellung auch bei anderen Betriebszuständen eingenommen werden, sofern die Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck p28 und dem zweiten Druck p3o einen durch die Federkonstanten der ersten Feder 36 und der zweiten Feder 56 festgelegten Wert nicht überschrei- tet. Beispielsweise kann die erste Arbeitsstellung eingenom- men werden, um den zweiten Druck p30 zu halten, wenn der ers- te Druck P28 in dem ersten Druckraum 28 kleiner als der zwei- te Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 ist.

Figur 5 zeigt eine schematische Detailansicht des Druck- begrenzungs-und-halteventils 34 gemäß Figur 2 in seiner zweiten Arbeitsstellung, in der es einen Öffnungsquerschnitt aufweist. In dieser zweiten Arbeitsstellung hat sich der Ven- tilteller 38 um beispielsweise 50 um'nach unten bewegt, so dass zwischen der halbkugelförmigen Oberfläche 60 des Ventil- tellers 38 und dem ersten Ventilsitz 40 ein Öffnungsquer- schnitt gebildet wird, durch den unter dem ersten Druck P28 stehender Kraftstoff 10 aus dem ersten Druckraum 28 strömen kann. Der Teller 42 liegt in der dargestellten zweiten Ar- beitsstellung mit seiner Oberseite 64 an dem Anschlag 44 an.

Da der Teller 42 jedoch eine Bohrung 52 und drei Nuten 54 aufweist, wird durch das Anliegen der Oberfläche 64 des Tel- lers 42 an dem Anschlag 44 keine vollständige Abdichtung er- zielt. Dies ist erwünscht, damit der zwischen dem Ventiltel- ler 38 und dem ersten Ventilsitz 40 hindurchströmende Kraft- stoff 10 in den zweiten Druckraum 30 strömen kann. Aus der in Figur 5 dargestellten zweiten Arbeitsstellung des Druck- begrenzungs-und-halteventils 34 kann entweder in die anhand von Figur 4 erläuterte erste Arbeitsstellung oder in die nachfolgend anhand von Figur 6 erläuterte dritte Arbeitsstel- lung des Druckbegrenzungs-und-halteventils gewechselt wer- den.

Figur 6 zeigt eine schematische Detailansicht des Druck- begrenzungs-und-halteventils gemäß Figur 2 in seiner unsta- bilen dritten Arbeitsstellung. In dieser dritten Arbeitsstel- lung hat sich der Ventilteller 38 bezogen auf die erste Ar- beitsstellung um beispielsweise 100 um nach unten bewegt, so dass zwischen der halbkugelförmigen Oberfläche 60 des Ventil- tellers 38 und dem ersten Ventilsitz 40 weiterhin ein Öff- nungsquerschnitt vorliegt. Dieser Öffnungsquerschnitt wird vorzugsweise durch den Radius der halbkugelförmigen Oberflä- che 60 des Ventiltellers 38 definiert. Die Unterseite 62 des Ventiltellers 38 hat dabei eine Kraft auf. den Schafft 68 aus- geübt, durch die der Teller 42, entgegen der durch die erste

Feder 36 und der durch den zweiten Druck p30 verursachten Kraft, um beispielsweise 50 um nach unten bewegt wurde, so dass die Oberseite 64 des Tellers 42 nicht länger an dem An- schlag 44 anliegt. Durch die bezogen auf Figur 6 nach unten gerichtete Bewegung des Tellers 42 wird die erste Feder 36 weiter vorgespannt, so dass der zum Öffnen der Düsennadel 24 in dem dritten Druckraum 32 erforderliche dritte Druck p32 vergrößert wird.

Figur 7 zeigt eine schematische Detailansicht des Druck- begrenzungs-und-halteventils 34 gemäß Figur 2 in seiner vierten Arbeitsstellung, in der es ebenfalls geschlossen ist.

Diese vierte Arbeitsstellung entspricht einer Druckbegren- zungsstellung des Druckbegrenzungs-und-halteventils 34. In dieser Arbeitsstellung liegt die flache Unterseite 62 des Ventiltellers 38 an dem zweiten Ventilsitz 46 an, so dass das Druckbegrenzungs-und-halteventil geschlossen ist. Um die dargestellte vierte Arbeitsstellung zu erreichen, hat sich der Ventilteller 38 bezogen auf seine Ruhestellung um bei- spielsweise 150 um nach unten bewegt. Dabei wurde auf den Schafft 68 eine Kraft ausgeübt, die den Teller 42 bezogen auf seine in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ruhestellung um beispielsweise 100 um nach unten bewegt. Dadurch wurde die erste Feder 36 im Vergleich zur anhand von Figur 6 erläuter- ten dritten Arbeitsstellung des Druckbegrenzungs-und-hal- teventils 34 weiter vorgespannt. Durch die weitere Vorspan- nung der ersten Feder 36 wird der zum Öffnen der Düsennadel 26 in dem dritten Druckraum 32 erforderliche dritte Druck P32 weiter erhöht. Die Einstellung des zum Öffnen der Düsennadel 26 in dem dritten Druckraum 32 erforderlichen dritten Drucks P32 kann beispielsweise herangezogen werden, um für eine Vor- einspritzung und eine Hautpeinspritzung unterschiedliche Öff- nungsdrücke vorzusehen.

Figur 8 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des zweiten Drucks innerhalb des zweiten Druckraums in Abhängig- keit vom Kurbelwellenwinkel veranschaulicht, Figur 9 zeigt

eine Kurve, die einen möglichen Verlauf des dritten Drucks innerhalb des dritten Druckraums in Abhängigkeit vom Kurbel- wellenwinkel veranschaulicht, und Figur 10 zeigt eine Kurve, die einen möglichen Einspritzverlauf in Abhängigkeit vom Kur- belwellenwinkel veranschaulicht. Die dargestellten und andere Kurvenverläufe lassen sich insbesondere durch eine geeignete Ansteuerung des Steuerventils 22 erzielen. In den Figuren 8 bis 10 ist der Beginn einer Voreinspritzung mit °KWv gekenn- zeichnet, während der Beginn der Haupteinspritzung mit °KWH gekennzeichnet ist. Zu Beginn der Voreinspritzung ist der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 noch relativ ge- ring, so dass zum Öffnen der Düsennadel 26 ein relativ gerin- ger Voreinspritz-Öffnungsdruck p32v in dem dritten Druckraum 32 ausreichend ist, was Figur 9 zu entnehmen ist. Die Vorein- spritzung beginnt, sobald der Voreinspritz-Öffnungsdruck p32v in dem dritten Druckraum 32 erreicht ist, was einem Vergleich der Figuren 9 und 10 zu entnehmen ist. Nach dem Beginn der Voreinspritzung befindet sich das Druckbegrenzungs-und-hal- teventil 34 in seiner zweiten oder dritten Arbeitsstellung, so dass der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 wei- ter ansteigt, wie dies in Figur 8 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 und einer auf- grund der Stellung des Tellers 42 weiter vorgespannten ersten Feder 36 ist der zum Auslösen der Haupteinspritzung erforder- liche dritte Druck P32H. in dem dritten Druckraum 32 im Ver- gleich zu dem für die Voreinspritzung erforderlichen Vo- reinspritz-Öffnungsdruck P32v deutlich erhöht. Sobald dieser Haupteinspritz-Öffnungsdruck P32H in dem dritten Druckraum 32 erreicht ist, beginnt die Haupteinspritzung, wie dies durch einen Vergleich der Figuren 9 und 10 zu erkennen ist. Auch nach dem Beginn der Haupteinspritzung wird der zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 zunächst noch weiter aufge- baut, wie dies in Figur 8 gezeigt ist... Bei der Kurbelwellen- stellung °KWA4 wechselt das Druckbegrenzungs-und-halte- ventil 34 in seine vierte Arbeitsstellung. Dadurch wird der

zweite Druck p30 in dem zweiten Druckraum 30 begrenzt und über 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 Düsennadelkolben 50 und dem zweiten Druckraum 30. Dies ist vorteilhaft, um für den nächsten Einspritzzyklus definierte Anfangsbedingungen zu erzielen. Falls das Spiel zwischen dem Düsennadelkolben 50 und dem zweiten Druckraum 30 für einen ausreichend schnellen Abbau des zweiten Drucks p3o nicht ausreichend groß ist, kön- nen zusätzlich oder alternativ geeignete Beipässe vorgesehen werden. Selbstverständlich variieren die in den Figuren 8 bis 10 dargestellten Kurvenverläufe beispielsweise in Abhängig- keit von der Ansteuerung des Steuerventils 22, vom jeweiligen Brennkraftmaschinentyp, den Lastzuständen, Drehzahlen und so weiter.

Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen : Die Erfin- dung betrifft eine Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraft- stoff in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine. Um bei einer kompakten Bauweise eine definierte Steuerung des Einspritzverlaufs sowie des Einspritzdrucks zu ermöglichen, ist zwischen einem ersten Druckraum, der von einer Kraft- stoffpumpe mit unter einem ersten Druck stehendem Kraftstoff befüllbar ist, und einem zweiten Druckraum ein Druckbegren- zungs-und-halteventil vorgesehen, wobei in dem zweiten Druckraum unter einem zweiten Druck stehender Kraftstoff eine Schließkraft auf die. Düsennadel ausübt.

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.