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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor, der einen Kraftstoff
in eine Maschine einspritzt und dieser zuführt.
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In
einem Injektor, der eine Nadel antreibt, um zum Öffnen
eines Düsenlochs abzuheben, ist bekannterweise eine ansteigende
Antriebskraft berücksichtigt, die zum Öffnen des
Düsenlochs erforderlich ist, um eine Einspritzerwiderung
zu verbessern. Zum Beispiel hat ein Stellglied des Injektors ein
Element, das eine Ausdehnungskraft erzeugt, wie zum Beispiel ein
piezoelektrisches Element oder einen Magnetostriktor (ein Bauteil,
dessen Abmessungen sich beim Anlegen eines Magnetfeldes ändern)
als Einrichtung zum Erhöhen der Antriebskraft.
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Wie
aus
3 ersichtlich ist, hat ein bekannter Injektor
100,
der die Ausdehnungskraft einsetzt, eine Nadel
102, ein piezoelektrisches
Stellglied
103, einen Kolben
104 und eine äußere
Buchse
106, wie zum Beispiel in der Druckschrift
WO 2005/075811 A1 beschrieben
ist. Die Nadel
102 öffnet oder schließt ein
Düsenloch
101. Das piezoelektrische Stellglied
103 hat
das piezoelektrische Element und dehnt sich in einer axialen Richtung
des Injektors
100 aus oder zieht sich in dieser zusammen.
Der Kolben
104 wird gemäß der Ausdehnung
oder des Zusammenziehens des piezoelektrischen Stellglieds
103 in
der axialen Richtung verschoben. Die äußere Buchse
106 hält
den Kolben gleitbar an seiner äußeren Umfangsseite
und definiert eine Druckkammer
105 des Kraftstoffs, die
gemäß der Verschiebung des Kolbens
104 ausgedehnt
oder zusammengezogen wird.
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Die
Nadel 102 ist derart in den Injektor 100 eingebaut,
dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 105 in einer
Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 102 aufgebracht
wird. Noch genauer ist die Nadel 102 eingebaut, um die
Druckkammer 105 derart zu definieren, dass der Kraftstoffdruck
an einer vorderen Endfläche 108 eines rückseitigen
Endabschnitts 107 in einer Richtung zu der rückseitigen
Endseite hin aufgebracht wird.
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Der
Injektor 100 führt mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoff, der von einer Kraftstoffzufuhrquelle wie zum Beispiel
einer Common Rail empfangen wird, in eine Düsenkammer 109.
Der Injektor 100 erhöht den Kraftstoffdruck in
der Druckkammer 105 durch das Ausdehnen des piezoelektrischen
Stellglieds 103. Als Ergebnis wird die Nadel 102 angetrieben,
in die Ventilöffnungsrichtung abzuheben und das Düsenloch 101 zu öffnen,
so dass der Kraftstoff in der Düsenkammer 109 eingespritzt
wird.
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Gemäß dem
Injektor 100 fließt der Kraftstoff in der Druckkammer 105 wegen
seines Druckanstiegs aus Gleitabschnitten aus. Eine wegen des Ausfließens
verringerte Kraftstoffmenge wird wieder ergänzt, wenn die äußere
Buchse 106 außer Eingriff von einem vorderen endseitigen
Körper 110 gerät.
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Die äußere
Buchse 106 stützt in der axialen Richtung zwischen
der äußeren Buchse 106 und dem Kolben 104 eine
Feder 111. Die Druckkammer 105 wird ausgebildet,
wenn die äußere Buchse 106 durch die
Feder 111 zu der vorderen Endseite gedrängt wird,
um mit dem vorderen endseitigen Körper 110 in
Eingriff zu geraten. Eine äußere Umfangsseite der äußeren
Buchse 106 ist mit einem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff
gefüllt, der von der Kraftstoffzufuhrquelle empfangen wird.
Eine drängende Kraft der Feder 111, die auf die äußere
Buchse 106 aufgebracht wird, wird gemäß der
Verschiebung des Kolbens 104 in der axialen Richtung erhöht
oder verringert. Wenn die drängende Kraft der Feder 111 entsprechend
verringert wird, gerät die äußere Buchse 106 außer
Eingriff von dem vorderen endseitigen Körper 110,
und dabei wird der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff von der äußeren
Umfangsseite der äußeren Buchse 106 in
der Druckkammer 105 wieder ergänzt.
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Gemäß dem
bekannten Injektor 100 ist ein Spalt zwischen der Druckkammer 105 und
der äußeren Umfangsseite der äußeren
Buchse 106 geschlossen oder geöffnet, wenn die äußere
Buchse 106 mit dem vorderen endseitigen Körper 110 in
Eingriff oder außer Eingriff von diesem gerät.
Entsprechend gerät die äußere Buchse 106 mit
dem vorderen endseitigen Körper 110 ringförmig
an einer Position in Eingriff, die weit von der Mitte des Schafts
in Richtung der äußeren Umfangsseite des Injektors 100 entfernt
liegt, so dass ein Eingriffsdurchmesser der äußeren
Buchse 106 groß ist. Somit ist es schwierig, eine
Flüssigkeitsdichtheit der Druckkammer 105 in einer
Eingriffsposition der äußeren Buchse 106 mit
dem vorderen endseitigen Körper 110 sicherzustellen,
so dass die Feder 111, deren drängende Kraft stark
ist, gezielt zu verwenden ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist an die oben geschilderten Nachteile gerichtet.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu vereinfachen,
eine Flüssigkeitsdichtheit einer Druckkammer in einem Injektor
sicherzustellen, der eine Nadel antreibt, sich aufgrund einer Ausdehnung
eines Stellglieds zum Einspritzen von Kraftstoff zu heben.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Injektor nach
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
werden gemäß den abhängigen Ansprüchen
ausgeführt.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Injektor zum Einspritzen von mit
Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff bereitgestellt, der durch eine Kraftstoffzufuhrquelle
zugeführt wird. Der Injektor hat ein Düsenloch,
eine Nadel, ein Stellglied, einen Kolben, eine äußere
Buchse, eine innere Buchse, eine Drängeinrichtung, eine
Eingriffsfläche und eine Kraftstoffkammer. Ein mit Hochdruck
beaufschlagter Kraftstoff wird durch das Düsenloch eingespritzt.
Die Nadel öffnet oder schließt das Düsenloch.
Das Stellglied dehnt sich in einer axialen Richtung der Nadel aus
oder zieht sich in dieser zusammen. Der Kolben wird gemäß der
Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stellglieds in der axialen
Richtung verschoben. Die äußere Buchse hält
den Kolben gleitbar an einer äußeren Umfangsseite
des Kolbens und definiert eine Druckkammer des mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoffs. Die Druckkammer wird gemäß der Verschiebung
des Kolbens ausgedehnt oder zusammengezogen. Ein Kraftstoffdruck
in der Druckkammer wird in einer Ventilöffnungsrichtung,
in der die Nadel das Düsenloch öffnet, auf die
Nadel aufgebracht. Der Kraftstoffdruck in der Druckkammer wird aufgrund
der Ausdehnung des Stellglieds erhöht, so dass die Nadel
das Düsenloch öffnet und dabei wird ein mit Hochdruck
beaufschlagter Kraftstoff durch das Düsenloch eingespritzt.
Die innere Buchse ist gleitbar mittels Passung um eine äußere
Umfangsseite der Nadel eingepasst und in der Druckkammer aufgenommen.
Die Drängeinrichtung dient zum Drängen der inneren
Buchse in die radiale Richtung und dient zum Erhöhen oder
Verringern der drängenden Kraft der Drängeinrichtung,
die gemäß der Verschiebung des Kolbens auf die
innere Buchse aufgebracht wird. Die innere Buchse, die durch die
Drängeinrichtung gedrängt wird, gerät
ringförmig mit der Eingriffsfläche in Eingriff
oder außer Eingriff von dieser. Der mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoff wird durch die Kraftstoffzufuhrquelle in die Kraftstoffkammer
zugeführt. Ein Spalt zwischen der Kraftstoffkammer und
der Druckkammer wird geschlossen oder geöffnet, wenn die
innere Buchse mit der Eingriffsfläche in Eingriff bzw.
außer Eingriff von dieser gerät.
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Die
Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen
und Vorteilen am besten durch die folgende Beschreibung, die anhängenden Ansprüche
und die anhängenden Zeichnungen verstanden, in denen:
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1A eine
schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines Injektors gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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1B eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie IB-IB in 1A ist;
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2 eine
schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines Injektors gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
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3 eine
schematische Ansicht ist, die eine Anordnung eines vor kurzem vorgeschlagenen
Injektors darstellt.
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Ein
Injektor gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung hat eine Nadel, ein Stellglied, einen Kolben und eine äußere
Buchse. Die Nadel öffnet oder schließt ein Düsenloch.
Das Stellglied dehnt sich in einer axialen Richtung des Injektors
aus oder zieht sich in dieser zusammen. Der Kolben wird in der axialen
Richtung gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen
des Stellglieds verschoben. Die äußere Buchse
hält den Kolben gleitbar an seiner äußeren
Umfangsfläche und definiert eine Druckkammer des Kraftstoffs,
die gemäß der Verschiebung des Kolbens ausgedehnt
oder zusammengezogen wird. Die Nadel ist derart in den Injektor
eingebaut, dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer in der Ventilöffnungsrichtung
auf die Nadel aufgebracht wird. Der Injektor spritzt den mit Hochdruck
beaufschlagten Kraftstoff durch das Erhöhen des Kraftstoffdrucks
in der Druckkammer aufgrund der Ausdehnung des Stellglieds ein,
um dafür zu sorgen, dass die Düse das Düsenloch öffnet.
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Der
Injektor hat eine innere Buchse, eine Drängeinrichtung
und eine Kraftstoffkammer. Die innere Buchse ist an einer äußeren
Umfangsseite der Nadel mittels Passung gleitbar eingepasst und ist
in der Druckkammer aufgenommen. Die Drängeinrichtung drängt
die innere Buchse in die axiale Richtung und erhöht bzw.
verringert ihre auf die innere Buchse angebrachte drängende
Kraft gemäß der Verschiebung des Kolbens. Der
mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird in die Kraftstoffkammer
zugeführt, und ein Spalt zwischen der Kraftstoffkammer
und der Druckkammer wird geschlossen oder geöffnet, wenn die
innere Buchse, die durch die Drängeinrichtung gedrängt
ist, ringförmig mit einer vorbestimmten Eingriffsfläche
in Eingriff oder außer Eingriff von dieser gerät.
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Der
Injektor hat außerdem einen Körper, der die Nadel
gleitbar in der axialen Richtung hält und an einer vorderen
Endseite der Nadel eine Düsenkammer definiert. Der mit
Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird in die Düsenkammer
geführt und dann durch das Düsenloch eingespritzt.
Der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird von der Düsenkammer durch
einen Kraftstoff-Strömdurchtritt in die Kraftstoffkammer
zugeführt, die zwischen einer äußeren Umfangsfläche
der Nadel und der inneren Umfangsfläche des Körpers
ausgebildet ist.
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Ein
Injektor gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung hat einen Körper, der eine Eingriffsfläche
aufweist. Eine äußere Umfangsseite einer äußeren
Buchse ist mit dem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt.
Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von der äußeren
Umfangsseite der äußeren Buchse durch in der äußeren Buchse
und dem Körper ausgebildete Kraftstoff-Strömdurchtritte
in eine Kraftstoffkammer zugeführt.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
Anordnung eines Injektors gemäß der ersten Ausführungsform
wird mit Bezug auf 1A, 1B beschrieben.
Der Injektor 1 ist in einer Maschine (nicht dargestellt)
mit Direktkraftstoffeinspritzung wie zum Beispiel einer Dieselmaschine
eingebaut, und spritzt den von einer Common Rail empfangenen Kraftstoff
direkt in einen Zylinder ein bzw. führt diesen zu.
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Der
Injektor 1 spritzt den Kraftstoff durch das Antreiben einer
Nadel 2 ein, die zu heben ist, um ein Düsenloch 3 zu öffnen.
Ein piezoelektrisches Element, das durch das Anlegen einer Spannung
ausgedehnt wird, bestimmt ein Stellglied 4 des Injektors 1, und
eine Ausdehnungskraft des piezoelektrischen Elements wird als Antriebskraft
für die Nadel 2 verwendet.
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Der
Injektor 1 hat die Nadel 2, das Stellglied 4,
einen Kolben 6 und eine äußere Buchse 8.
Die Nadel 2 öffnet oder schließt das
Düsenloch 3. Das Stellglied 4 wird in
einer axialen Richtung ausgedehnt oder zusammengezogen. Der Kolben 6 wird
gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des Stellglieds 4 in
der axialen Richtung verschoben. Die äußere Buchse 8 lagert
den Kolben 6 gleitbar an seiner äußeren
Umfangsseite und definiert eine Druckkammer 7 des Kraftstoffs.
Die Druckkammer 7 wird gemäß der Verschiebung
des Kolbens 6 ausgedehnt oder zusammengezogen.
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Die
Nadel 2 hat einen vorderen Endabschnitt 11, einen
axialen Abschnitt 12 und einen rückseitigen Endabschnitt 13.
Der vordere Endabschnitt 11 gerät mit einem vorderen
endseitigen Körper 10 in Eingriff oder von diesem
außer Eingriff, um das Düsenloch 3 zu öffnen
bzw. zu schließen. Der axiale Abschnitt 12 ist
gleitbar durch den vorderen endseitigen Körper 10 gehalten.
Der rückseitige Endabschnitt 13 ist gleitbar durch
den Kolben 6 gehalten.
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Der
vordere Endabschnitt 11 weist einen Sitzabschnitt 16 auf,
der mit einer Sitzfläche 15 in Eingriff ist, die
in einer konischen Form an einer inneren Umfangsseite des vorderen
endseitigen Körpers 10 ausgebildet ist. Das Düsenloch 3 ist
an einem vorderen Ende der Sitzfläche 15 ausgebildet
und wird geschlossen oder geöffnet, wenn der Sitzabschnitt 16 mit
der Sitzfläche 15 in Eingriff oder außer
Eingriff von dieser gerät. Eine Düsenkammer 17 ist
zwischen einer äußeren Umfangsfläche
des vorderen Endabschnitts 11 und einer inneren Umfangsfläche
des vorderen endseitigen Körpers 10 ausgebildet.
Kraftstoff, der in die Düsenkammer 17 geströmt
ist, wird durch das Düsenloch 3 eingespritzt.
Der Kraftstoffdruck in der Düsenkammer 17 wird
in einer Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht.
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Der
axiale Abschnitt 12 weist einen größeren Durchmesser
auf als der vordere Endabschnitt 11. Eine ringförmige
Stufenfläche 19 ist an einer vorderen Endseite
des axialen Abschnitts 12 ausgebildet, um eine Teilung
zwischen dem vorderen Endabschnitt 11 und dem axialen Abschnitt 12 zu
definieren. Der axiale Abschnitt 12 ist in Form einer zylindrischen
Form ausgebildet, und weist in seinem Inneren einen Hohlraum auf.
Der Hohlraum dient als Kraftstoff-Strömdurchtritt 20,
der den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, der von der Common
Rail empfangen wurde, in die Düsenkammer 17 führt.
Ein Kraftstoff-Strömdurchtritt 21, der sich an
der Stufenfläche 19 öffnet, verbindet
die Düsenkammer 17 und den Kraftstoffströmdurchtritt 20.
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Der
rückseitige Endabschnitt 13 weist einen größeren
Durchmesser als der axiale Abschnitt 12 auf. Eine ringförmige
Stufenfläche 23 ist an einer vorderen Endseite
des rückseitigen Endabschnitts 13 ausgebildet,
um eine Teilung zwischen dem axialen Abschnitt 12 und dem
rückseitigen Endabschnitt 13 zu definieren. Der
rückseitige Endabschnitt 13 weist einen Hohlraum
auf, der koaxial zu dem Kraftstoff-Strömdurchtritt 20 liegt.
Der Hohlraum öffnet sich an einer rückseitigen
Endfläche des rückseitigen Endabschnitts 13 und
bestimmt den Kraftstoff-Strömdurchtritt 20.
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Ein
rückseitiger Endabschnitt des Stellglieds 14 ist
an einem rückseitigen endseitigen Körper 25 angebracht
und an diesem befestigt, und ein vorderer Endabschnitt des Stellglieds 4 ist
mit einer rückseitigen Endfläche 26 des
Kolbens 6 in Kontakt. Entsprechend erzeugt das Stellglied 4 aufgrund
der Anbringung der Spannung eine Ausdehnungskraft in Richtung der
vorderen Endseite, und der Kolben 6 wird durch die Ausdehnungskraft
zu der vorderen Endseite hin gedrängt.
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Der
Kolben 6 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die
sich breit an der vorderen Endseite öffnet. Der Kolben 6 hält
den rückseitigen Endabschnitt 13 der Nadel 2 gleitbar
an seiner inneren Umfangsseite. Der Kolben 6 ist mit dem
vorderen Endabschnitt des Stellglieds 4 in Kontakt und
wird gemäß der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des
Stellglieds 4 verschoben. Eine Feder 28 ist zwischen
dem Kolben 6 und dem rückseitigen Endabschnitt 13 angeordnet,
um die Nadel 2 in eine Ventilschließrichtung zu
drängen.
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Die äußere
Buchse 8 weist einen vorderen Endabschnitt 30 auf,
der flanschförmig ausgebildet ist. Der vordere Endabschnitt 30 ist
zwischen dem vorderen endseitigen Körper 10 und
dem rückseitigen endseitigen Körper 25 gehalten.
Noch genauer ist ein Außengewinde an der äußeren
Umfangsseite eines vorderen Endabschnitts des rückseitigen
endseitigen Körpers 25 ausgebildet. Die äußere
Buchse 8, der vordere endseitigen Körper 10 und
der rückseitige endseitigen Körper 25 sind
fest durch das Aufschrauben eines Innengewindes einer Buchsenmutter 31 auf
das Außengewinde des rückseitigen endseitigen
Körpers einstückig ausgebildet, wobei der vordere
Endabschnitt 30 zwischen dem vorderen endseitigen Körper 10 und
dem rückseitigen endseitigen Körper 25 gehalten
ist.
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Eine äußere
Umfangsfläche der äußeren Buchse 8,
eine innere Umfangsfläche des rückseitigen endseitigen
Körpers 25, die rückseitige Endfläche 26 des
Kolbens 6 definieren eine Hochdruckkammer 33,
die mit dem mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt
ist, der von der Common Rail empfangen wird. Die Hochdruckkammer 33 und
eine Kraftstoffkammer 35 sind durch einen Kraftstoff-Strömdurchtritt 34 in
Verbindung, der in dem Kolben 6 ausgebildet ist. Die Kraftstoffkammer 35 ist durch
den Kolben 6 und den rückseitigen Endabschnitt 13 der
Nadel 2 definiert und mit einer rückseitigen Endseite
des Kraftstoff-Strömdurchtritts 20 in Verbindung.
Entsprechend wird der Kraftstoff in der Hochdruckkammer 33 durch
den Kraftstoff-Strömdurchtritt 34, die Kraftstoffkammer 35,
den Kraftstoff-Strömdurchtritt 20 und den Kraftstoff-Strömdurchtritt 21 in
dieser Reihenfolge zu der Düsenkammer 17 zugeführt.
Das Stellglied 4 ist in der Hochdruckkammer 33 aufgenommen,
um in Kontakt mit der rückseitigen Endfläche 26 des
Kolbens 6 zu sein.
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Eine
innere Umfangsfläche einer vorderen Endseite der äußeren
Buchse 8, eine vordere Endfläche des Kolbens 6,
die Stufenfläche 23 und eine rückseitige
Endfläche 37 des vorderen endseitigen Körpers 10 definieren
die Druckkammer 7. Der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 wird
in einer Richtung zu der rückseitigen Endseite auf die
Stufenfläche 23 aufgebracht und wird entsprechend
in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht. Mit
anderen Worten, die Nadel 2 ist derart in den Injektor 1 eingebaut,
dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 in der Ventilöffnungsrichtung
auf die Nadel 2 aufgebracht wird. Folglich wird der Kraftstoffdruck
in der Druckkammer 7 erhöht, wenn der Kolben 6 aufgrund
der Ausdehnung des Stellglieds 4 in Richtung der vorderen
Endseite verschoben wird. Somit wird die drängende Kraft,
die in der Ventilöffnungsrichtung auf die Nadel 2 aufgebracht
wird, erhöht, so dass die Nadel 2 angetrieben
wird, um abzuheben. Als Ergebnis wird das Düsenloch 3 zum
Einspritzen von Kraftstoff geöffnet.
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Die
Drückkammer 7 nimmt eine Feder 39 auf,
die durch den vorderen endseitigen Körper 10 und
den Kolben 6 in der axialen Richtung gehalten ist, und
den Kolben 6 in Richtung der rückseitigen Endseite
drängt. Wenn die Länge des Stellglieds 4 zu seiner
Anfangslänge zurückkehrt, wird der Kolben 6 durch
die Feder 39 gedrängt, um in Richtung der rückseitigen
Endseite verschoben zu werden, und dabei der Kraftstoffdruck in
der Druckkammer 7 verringert. Entsprechend wird die drängende
Kraft verringert, die in der Ventilöffnungsrichtung auf
die Nadel 2 aufgebracht wird, und die Nadel 2 wird
durch die Feder 28 gedrängt, in Richtung der vorderen
Endseite verschoben zu werden, um das Düsenloch 3 zu schließen.
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Der
Injektor 1 hat außerdem eine innere Buchse 41 und
eine Feder 42. Die innere Buchse 41 ist gleitbar
mittels Passung an einer äußeren Umfangsseite
des axialen Abschnitts 12 eingepasst und ist in der Druckkammer 7 aufgenommen.
Die Feder 42 ist in der Druckkammer 7 aufgenommen
und drängt die innere Buchse 41 in der axialen
Richtung in Richtung der vorderen Endseite.
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Die
innere Buchse 41 weist einen vorderen Endabschnitt 44 auf,
der eine flanschförmige Form hat. Die Feder 42 ist
zwischen dem vorderen Endabschnitt 44 der inneren Buchse 41 und
dem Kolben 6 gehalten. Somit wird die drängende
Kraft der Feder 42, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht wird,
gemäß der Verschiebung des Kolbens 6 erhöht oder
verringert. Eine äußere Umfangskante 45 des vorderen Endabschnitts 44 ist
in einer Form eines spitzen Winkels derart ausgebildet, dass sie
entlang ihres gesamten Umfangs zu der vorderen Endseite ragt. Die äußere
Umfangskante 45 gerät ringförmig mit
der rückseitigen Endfläche 37 des vorderen
endseitigen Körpers 10 wegen der drängenden
Kraft der Feder 42 in Eingriff. Ein Bereich innerhalb einer
Eingriffsposition der äußeren Umfangskante 45 mit
der rückseitigen Endfläche 37 dient als
Kraftstoffkammer 46, die flüssigkeitsdicht von
der Druckkammer 7 getrennt ist, die außerhalb
der Eingriffsposition angeordnet ist.
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Die
Kraftstoffkammer 46 ist ausgebildet, von der rückseitigen
Endfläche 37 zu der vorderen Endseite ein vorherbestimmtes
Volumen aufzuweisen. Noch genauer weist ein Führungsloch 48 zum
Halten des axialen Abschnitts 12 einen größeren
Durchmesser in einem vorbestimmten Bereich von der rückseitigen
Endfläche 37 zu der vorderen Endseite auf als der
axiale Abschnitt 12. Entsprechend ist das Volumen zwischen
einer inneren Umfangsfläche des Führungslochs 48 und
einer äußeren Umfangsfläche des axialen
Abschnitts 12 sichergestellt, das die Kraftstoffkammer 46 definiert.
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Der
mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird von der Düsenkammer 17 durch
einen Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 der Kraftstoffkammer 46 zugeführt,
die zwischen einer äußeren Umfangsfläche der
Nadel 2 und der inneren Umfangsfläche des vorderen
endseitigen Körpers 10 ausgebildet ist. Noch genauer
ist die Kraftstoffkammer 46 mit der Düsenkammer 17 durch
den Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 in Verbindung,
und der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff, der aus der Hochdruckkammer 33 in
die Düsenkammer 17 geströmt ist, wird
durch den Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 der Kraftstoffkammer 46 zugeführt.
Der Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 ist zwischen einer
ebenen Fläche 51, der an der äußeren
Umfangsseite des axialen Abschnitts 12 ausgebildet ist, und
der inneren Umfangsfläche ausgebildet, die das Führungsloch 48 definiert.
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Der
Betrieb des Injektors 1 der ersten Ausführungsform
wird im Folgenden beschrieben. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 aufgrund der
Anlegung von Spannung an das Stellglied 4 erhöht
wird, wird die Nadel 2 angetrieben, um zum Einspritzen
von Kraftstoff abzuheben. In der Zwischenzeit fließt der
Kraftstoff in der Druckkammer 7 von Gleitabschnitten aufgrund
des seines Drucksanstiegs aus. Die äußere Umfangskante 45 der
inneren Buchse 41 ist fest mit der rückseitigen
Endfläche 37 in Eingriff, um die Druckkammer 7 flüssigkeitsdicht von
der Kraftstoffkammer 46 zu trennen.
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Wenn
die Anlegung der Spannung an das Stellglied beendet wird, so dass
der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 verringert wird,
wird die Nadel 2 in Richtung der vorderen Endseite verschoben,
um das Düsenloch 3 zu schließen. In der
Zwischenzeit wird eine Kraftstoffmenge, die wegen des Ausfließens
verringert ist, aus der Kraftstoffkammer 46 in die Druckkammer 7 zugeführt.
Noch genauer wird die drängende Kraft der Feder 42 klein
gemacht, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht wird,
wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 verringert
ist und der Kolben 6 zu der rückseitigen Endseite
hin verschoben ist. Als Ergebnis wird die innere Buchse 41 durch
den Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 46 zu der rückseitigen
Endseite gedrängt, um außer Eingriff von der rückseitigen
Endfläche 37 zu geraten, und dabei zwischen der
Kraftstoffkammer 46 und der Druckkammer 7 einen
Spalt zu öffnen. Entsprechend strömt der mit Hochdruck
beaufschlagte Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 46 in
die Druckkammer 7, so dass die Kraftstoffmenge, die wegen
des Ausfließens verringert wurde, wieder ergänzt
wird.
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Der
Injektor 1 der ersten Ausführungsform spritzt
den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff durch das Erhöhen
des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 7 aufgrund der
Ausdehnung des Stellglieds 4 ein, die dafür zu
sorgt, dass die Nadel 2 das Düsenloch 3 öffnet.
Der Injektor 1 hat die innere Buchse 41 und die
Feder 42. Die innere Buchse 41 ist gleitbar mittels
Passung an der äußeren Umfangsseite der Nadel 2 eingepasst
und ist in der Druckkammer 7 aufgenommen. Die Feder 42 drängt
die innere Buchse 41 in die axiale Richtung und erhöht
oder verringert ihre drängende Kraft, die auf die innere
Buchse 41 aufgebracht wird, gemäß der
Verschiebung des Kolbens 6. Wenn die innere Buchse 41,
die durch die Feder 42 gedrängt wird, ringförmig
mit der rückseitigen Endfläche 37 in
Eingriff gerät, wird die Kraftstoffkammer 46 ausgebildet,
die flüssigkeitsdicht von der Druckkammer 7 getrennt
ist. Der mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff wird durch den
Kraftstoff-Strömdurchtritt 50 aus der Düsenkammer 17 in die
Kraftstoffkammer 46 zugeführt.
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Wenn
die Ausdehnung des Stellglieds 4 beendet wird, kehrt die
Menge des Stellglieds 4 zu seiner Anfangslänge
zurück und der Kolben 6 wird zu der rückseitigen
Endseite hin verschoben. In der Zwischenzeit wird eine drängende
Kraft der Feder 42, die auf die innere Buchse 41 aufgebracht
wird, klein gemacht, so dass die innere Buchse 41 außer
Eingriff von der rückseitigen Endfläche 37 gerät,
und dabei wird der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff aus der
Kraftstoffkammer 46 wieder in der Druckkammer 7 ergänzt.
Da die innere Buchse 41 ausgebildet ist, einen kleinen
Durchmesser zu einem solchen Ausmaß aufzuweisen, dass die
innere Buchse 41 in der Druckkammer 7 aufgenommen
ist, gerät die innere Buchse 41 ringförmig
in der Position mit der rückseitigen Endfläche 37 in
Eingriff oder außer Eingriff von dieser, die nicht weit
weg von der Schaftmitte des Injektors 1 liegt. Folglich
ist ein Eingriffsdurchmesser der inneren Buchse 41 klein,
so dass die Flüssigkeitsdichtheit der Druckkammer 7 einfach
sichergestellt ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, wird in einem Injektor 1 gemäß der
zweiten Ausführungsform ein mit Hochdruck beaufschlagten
Kraftstoff direkt aus einer Hochdruckkammer 33 durch einen
Kraftstoff-Strömdurchtritt 53, der in einem vorderen
Endabschnitt 30 einer äußeren Buchse 8 ausgebildet ist,
und einem Kraftstoff-Strömdurchtritt 54, der in
einem vorderen endseitigen Körper 10 ausgebildet
ist, zugeführt.
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(Abänderung)
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Gemäß dem
Injektor 1 der ersten und zweiten Ausführungsformen
hat das Stellglied 4 das piezoelektrische Element. Alternativ
kann ein Magnetostriktor, der sich aufgrund der Erzeugung eines
Magnetfelds ausdehnt, in dem Stellglied 4 eingesetzt sein.
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Zusätzliche
Vorteile und Abänderungsmöglichkeiten werden von
Fachleuten deutlich erkannt werden. Die Erfindung ist in ihren breiteren
Begriffen daher nicht auf die bestimmten Details, das dargelegte
Gerät oder anschauliche Beispiele begrenzt, die gezeigt
und beschrieben sind, sondern lediglich durch den Bereich der anhängenden
Ansprüche definiert.
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Ein
Injektor hat ein Düsenloch 3, eine Nadel 2,
ein Stellglied 4, einen Kolben 6, der gemäß einer Ausdehnung
oder einem Zusammenziehen des Stellglieds 4 in einer axialen
Richtung verschoben wird, eine äußere Buchse 8,
die den Kolben 6 gleitbar an seiner äußeren
Umfangsseite hält und eine Druckkammer 7 definiert,
die gemäß der Verschiebung des Kolbens 6 ausgedehnt
oder zusammengezogen wird. Wenn ein Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 aufgrund
der Ausdehnung des Stellglieds 4 erhöht wird, öffnet
die Nadel 2 das Düsenloch 3. Der Injektor hat
außerdem eine innere Buchse 41, die mittels Passung
gleitbar um die Nadel 2 eingepasst ist, und in der Druckkammer 7 aufgenommen
ist, und eine Drängvorrichtung 42 zum Drängen
der inneren Buchse 41 in die axiale Richtung und zum Erhöhen
oder Verringern ihrer drängenden Kraft gemäß einer
Verschiebung des Kolbens 6, eine Eingriffsfläche 37 und eine
Kraftstoffkammer 46. Ein Spalt zwischen der Kraftstoffkammer 46 und
der Druckkammer 7 wird geöffnet oder geschlossen,
wenn die innere Buchse 41 ringförmig mit der Fläche 37 in
Eingriff bzw. außer Eingriff von dieser gerät.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/075811
A1 [0003]