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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung mit einer
Kraftstoffpumpe, einem Druckregler, einem Injektor und einem Luftsteller
in einer kompakten Bauweise.
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Einspritzvorrichtungen
sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt.
Insbesondere aus Kosten- und Bauraumgründen erfordern Kleinbrennkraftmaschinen,
welche nur einen oder nur zwei Zylinder und einen kleinen Hubraum
aufweisen, eigenständige Lösungen. Einsatzgebiete
derartiger Kleinbrennkraftmaschinen sind beispielsweise Zweiräder
oder Dreiräder oder Rasenmäher usw. Bekannte Einspritzvorrichtungen umfassen üblicherweise
in einem Tank eine Kraftstoffpumpe mit einem Druckregler, wobei
die Kraftstoffpumpe Kraftstoff mit einem vorbestimmten Druck in
eine Leitung, z. B. ein Rail o. Ä., fördert. Am
Ende der Leitung ist ein Injektor angeordnet, welcher, gesteuert
durch eine Steuereinrichtung, Kraftstoff in ein Saugrohr oder direkt
in einen Brennraum einspritzt. Derartige Einspritzeinrichtungen
sind jedoch sehr aufwendig und insbesondere teuer, so dass sie Kleinbrennkraftmaschinen
ebenfalls sehr teuer machen.
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Aus
der
EP 1 340 906 B1 ist
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit elektronischer Steuerung
bekannt, bei der ein Injektor nahe einem Pumpenkolben angeordnet
ist. Ferner ist hierbei ein Vordruckventil zum Ausüben
eines Vordrucks auf den Kraftstoff in einer Anfangsphase eines Druckhubes
des Kolbens in der Rückleitung des Kraftstoffs zum Tank
vorgesehen. Das Vordruckventil evakuiert dabei einen Teil des in
einer Druckkammer befindlichen Kraftstoffs in die Rückleitung.
Hierdurch kann insbesondere die Bildung von Dampfblasen im Injektor
reduziert werden. Allerdings ist der Aufbau relativ kompliziert
und die Vorrichtung nimmt einen großen Bauraum ein.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass sie einen sehr kompakten Aufbau aufweist. Ferner
kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung
besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Einspritzvorrichtung
eine Kraftstoffpumpe, einen Druckregler zur Regelung eines Einspritzdrucks,
einen Injektor und einen Luftsteller, welche integrale Bestandteile
eines Einspritzmoduls sind. Das Einspritzmodul ist ein kompaktes, kleinbauendes
Bauteil. Der Druckregler ist dabei integraler Bestandteil des Injektors.
Neben dem Einspritzmodul umfasst die erfindungsgemäße
Einspritzvorrichtung ferner eine Kraftstoffzuleitung, eine Kraftstoffrückleitung
sowie eine Luftbypassleitung. Die Kraftstoffpumpe umfasst einen
Kolben, einen Pumpenanker und einen Pumpraum, in welchem Kraftstoff
unter Druck setzbar ist. Der Luftsteller umfasst einen Ventilsitz
und einen Flachanker. Der Pumpenanker und der Flachanker sind dabei
mittels einer gemeinsamen Spule betätigbar, so dass für
den Luftsteller und die Kraftstoffpumpe ein gemeinsamer Aktuator
mit nur einem elektrischen Anschluss vorgesehen werden kann. Das
Einspritzmodul kann dabei komplett vormontiert werden, so dass es
lediglich an die notwendigen Anschlüsse angeschlossen werden muss
und in ein Fahrzeug direkt eingebaut werden kann. Die Bauteile des
Einspritzmoduls sind dabei vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse
des Einspritzmoduls angeordnet. Neben der Kompaktheit des Einspritzmoduls
ist ein weiterer großer Vorteil, dass auch andere Bauteile
für das Einspritzmodul minimiert werden können.
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Die
Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Besonders
bevorzugt ist der Pumpenanker der Kraftstoffpumpe ringförmig
gebildet und ein Rücklaufpfad für Kraftstoff vom
Einspritzmodul zurück zum Tank verläuft durch
den ringförmigen Pumpenanker. Hierdurch wird ein besonders
kompakter Aufbau des Einspritzmoduls erreicht und ferner kann durch
die Rückführung des Kraftstoffs durch den Pumpenanker
Wärme aus dem Einspritzmodul in den Tank abgeführt
werden. Ferner ist eine Durchströmung des Pumpenankers
mit nur geringem Druckverlust möglich. Weiter bevorzugt
ist der ringförmige Pumpanker im Wesentlichen senkrecht
angeordnet, so dass gegebenenfalls vorhandene Gasblasen im Kraftstoff
durch den Pumpenanker aufsteigen können und in den Tank
entlüftet werden können. Da der Kraftstoff beim
Durchströmen des Pumpenanker aufgrund der aufgenommenen
Abwärme der Magnetspule erwärmt wird, wird ein
Ausgasen aus dem erwärmten Kraftstoff noch verstärkt.
Diese Zirkulation des Kraftstoffs stellt ferner sicher, dass immer
kühler Kraftstoff mm Einspritzmodul zugeführt
wird.
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Weiter
bevorzugt ist der Flachanker des Luftstellers ringförmig
ausgebildet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Magnetfeldlinien
axial in den Flachanker eintreten und austreten. Weiterhin ermöglicht
der ringförmige Flachanker es ebenfalls, den Kraftstoff
im Inneren des Flachankers zentral durch das Einspritzmodul zu führen.
Vorzugsweise weist der Luftsteller drei Durchlassöffnungen
auf, welche teilringförmig bzw. nierenförmig gebildet
sind. Am Rand der Durchlassöffnungen sind Dichtflächen in
Form von entweder zwei konzentrischen Ringdichtflächen
oder durch Vorsehen eines entlang des Umfangs jeder der Durchlassöffnungen
vorgesehenen Wulstbereichs ausgebildet. Durch diese Dichtflächen
wird bei einem kleinen Hub eine relativ große Fläche
freigegeben, so dass eine große Luftmenge bei relativ kleinem Öffnungshub
bereitgestellt werden kann.
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Besonders
bevorzug verläuft ein Rücklaufpfad für
Kraftstoff ebenfalls durch den ringförmigen Flachanker.
Hierdurch kann gegebenenfalls dort entstehende Wärme abgeführt
werden und das Einspritzmodul kann einen besonders kompakten Aufbau
aufweisen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
der Flachanker mittels einer Rückstellfeder an einem Gehäuse des
Einspritzmoduls fixiert. Die Rückstellfeder ist vorzugsweise
eine ringförmige Tellerfeder, welche den Flachanker am
Gehäuse fixiert.
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Vorzugsweise
ist ein Verbindungsdurchlass zwischen dem Pumpraum und einem Ansaugraum
in Axialrichtung des Pumpenkolbens unterhalb eines oberen Totpunkts
des Pumpkolbens angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass zu Beginn
einer Druckaufbauphase der Kraftstoffpumpe im Pumpraum nicht sofort
Druck aufgebaut werden kann und eventuell vorhandene Gase durch
den Verbindungsdurchlass aus dem Pumpraum in den Ansaugraum ausgeschoben
werden können. Ferner kann der Pumpenkolben schnell auf
seine Zielgeschwindigkeit beschleunigt werden, da zu Beginn der
Druckaufbauphase nur eine geringe hydraulische Gegenkraft durch
den Kraftstoff vorhanden ist. Wenn der Verbindungsdurchlass durch
den Kolben dann verschlossen wird, beginnt die eigentliche Druckaufbauphase im
Pumpraum.
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Um
einen möglichst einfachen und kostengünstigen
Aufbau bereitzustellen, ist der Verbindungsdurchlass zwischen dem
Pumpraum und dem Ansaugraum vorzugsweise in einem unteren Ringkanalbereich
des Ansaugraums angeordnet. Weiter bevorzugt ist zwischen dem unteren
Ringkanalbereich und einem Hauptbereich des Ansaugraums ein Filterelement
angeordnet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass lediglich
die in den Pumpraum angesaugte Menge von Kraftstoff gefiltert wird
und nicht die gesamte in den Ansaugraum zugeführte Kraftstoffmenge
gefiltert werden muss. Somit wird der zirkulierende Teil des Kraftstoffs
nicht gefiltert und es wird eine längere Haltbarkeit des
Filters erreicht.
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Gemäß einer
alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der
Pumpenkolben eine Ausnehmung auf, welche am Außenumfang
des Pumpenkolbens bis zu einer zum Pumpraum gerichteten Druckfläche
des Pumpkolbens verläuft. Die Ausnehmung stellt zu Beginn
einer Druckaufbauphase der Kraftstoffpumpe eine Verbindung zwischen dem
Pumpraum und dem Ansaugraum her und nach einem vorbestimmten Hubweg
des Pumpenkolbens wird die Verbindung über die Ausnehmung
unterbrochen. Die Ausnehmung ist vorzugsweise eine Längsnut
im Kolben und stellt somit eine Schlitzsteuerung beim Druckaufbau
im Pumpraum bereit.
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Weiter
bevorzugt ist ein Zylinder für den Pumpkolben integral
am Gehäuse des Einspritzmoduls gebildet. Hierdurch wird
eine weitere Vereinfachung und Kostenreduzierung der Einspritzvorrichtung
erreicht. Der Zylinder kann z. B. eine Laufbuchse sein.
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Weiter
betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, welche
genau einen Zylinder oder genau zwei Zylinder sowie eine erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzvorrichtung umfasst. Besonders bevorzugt umfasst
die Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank, welcher oberhalb des
Einspritzmoduls angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere die Kraftstoffpumpe
sehr klein ausgelegt werden.
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Zeichnung
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben.
In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Ansicht eines Kleinmotors mit einer Einspritzvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 eine
schematische Ansicht eines Einspritzmoduls der Einspritzvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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3 eine
schematische Draufsicht auf einen Dichtsitz des Luftstellers,
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4 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von 3,
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5 eine
schematische Draufsicht eines alternativen Dichtsitzes,
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6 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 5,
und
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7 eine
schematische Ansicht eines Einspritzmoduls der Einspritzvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein
Kleinmotor 1 mit einer erfindungsgemäßen
Einspritzvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
im Detail beschrieben.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau des Kleinmotors 1, welcher als Einzylindermotor
ausgebildet ist. Der Kleinmotor 1 umfasst einen Zylinder 3, einen
darin hin- und herbewegbaren Kolben 4, eine Steuereinheit 5 und
einen Tank 6. Der Tank 6 ist über eine
Kraftstoffzuleitung 6a mit einem Einspritzmodul 2 verbunden.
Eine Kraftstoffrückleitung 6b geht von dem Einspritzmodul 2 zurück
zum Tank 6. Wie aus 1 schematisch
ersichtlich ist, ist der Tank 6 über dem Einspritzmodul 2 angeordnet.
Dadurch läuft der Kraftstoff durch die Kraftstoffzuleitung 6a aufgrund der
Schwerkraft zum Einspritzmodul 2. Das Einspritzmodul 2 ist
sehr schematisch dargestellt und umfasst eine Kraftstoffpumpe, einen
Injektor mit integriertem Druckregler, und einen Luftsteller, so
dass das Einspritzmodul 2 sehr kompakt aufgebaut ist.
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Der
Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Drosselklappe 7,
welche in einem Saugrohr 8 angeordnet ist. Am Zylinder 3 sind
ferner eine Zündkerze 9, ein Einlassventil 10 und
ein Auslassventil 11 angeordnet. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet
eine Bypassleitung für Luft, welche Luft vom Saugrohr 8 von
einem Bereich in Strömungsrichtung der Luft vor der Drosselklappe 7 abzweigt
und direkt zum in das Einspritzmodul 2 integrierten Luftsteller
führt. Ein Auslass 12z der Bypassleitung 12 mündet
im Saugrohr 8 hinter der Drosselklappe 7.
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Der
Kleinmotor 1 umfasst ferner eine Abgasleitung 13,
welche durch das Auslassventil 11 freigegeben bzw. verschlossen
wird. Ferner ist ein Sauerstoffsensor 14 an der Abgasleitung 13 vorgesehen, welcher
mit der Steuereinheit 5 verbunden ist, und die Steuereinheit 5 ist
ferner mit einem Kühlwassersensor 15, einem Öltemperatursensor 16 und
einer Sensoreinheit 17 für die Erfassung einer
Drosselposition, einer Temperatur im Saugrohr 8 und eines Drucks
im Saugrohr 8 verbunden. Die Steuereinheit 5 steuert
dabei anhand der erhaltenen Signale das Einspritzmodul 2.
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Die
erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung umfasst
somit das Einspritzmodul 2 mit einer Kraftstoffpumpe, einem
Druckregler, einem Injektor und einem Luftsteller sowie eine Kraftstoffzuleitung
einer Kraftstoffrückleitung und einen Luftbypassanschluss, und
kann besonders kompakt und kleinbauend ausgelegt werden. Ferner
kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung
sehr kostengünstig hergestellt werden und insbesondere
schon im voraus als komplettes Einspritzmodul vormontiert werden,
so dass es lediglich in den Kleinmotor 1 als Kompaktbaugruppe
eingebaut werden muss. Durch die Integration der vier Einzelteile
Kraftstoffpumpe, Druckregler, Injektor und Luftsteller in das Einspritzmodul
ist somit eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit
gewährleistet. Die Kraftstoffpumpe und der Luftsteller
werden dabei von einem gemeinsamen Aktuator betätigt. Dadurch
kann die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 2 beispielsweise
in Kleinmotoren von Zweirädern oder Rasenmähern
verwendet werden.
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2 zeigt
das Einspritzmodul 2 im Detail. Im Einspritzmodul 2 sind
die Kraftstoffpumpe 20a, der Druckregler 20b,
der Injektor 20c und der Luftsteller 20d integriert.
Hierzu ist ein Gehäuse 25 vorgesehen, welches
aus Kunststoff gespritzt wird. Der Druckregler 20b ist
dabei Bestandteil des Injektors 20c. Ein gemeinsamer Aktuator
betätigt dabei gleichzeitig die Kraftstoffpumpe 20a und
den Luftsteller 20d. Der gemeinsame Aktuator umfasst dabei
eine Spule 21, einen Pumpenanker 22 und einen
Flachanker 23 für den Luftsteller. Das Gehäuse 25 ist
mittels eines Deckels 24 verschlossen.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, ist der Pumpenanker 22 ringförmig
ausgebildet und weist eine zylindrische Form auf. Im Pumpenanker 22 ist
somit ein Durchlass 22a gebildet, durch welchen Kraftstoff von
der Kraftstoffzuleitung 6a zur Kraftstoffrückleitung 6b strömen
kann. Die Spule 21 ist mit einer Kunststoffumspritzung 21a versehen
und ist von einem Magnetkreis 40 umgeben. Die Bezugszeichen 41 bzw. 42 bezeichnen
dabei eine erste magnetische Trennstelle bzw. eine zweite magnetische
Trennstelle. Ein elektrischer Anschluss 44 für
die Spule 21 ist seitlich am Gehäuse 25 gebildet.
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Die
Kraftstoffpumpe 20b umfasst neben dem Pumpenanker 22 noch
einen zylindrischen Kolben 26 sowie eine zylindrische Laufbuchse 35.
Der Kolben 26 ist in der Laufbuchse 35 geführt.
Eine erste Rückstellfeder 27 bringt den Kolben
in die in 2 gezeigte Ausgangsstellung,
welche ein Ende eines Saughubes darstellt. Zur Abstützung
der ersten Rückstellfeder 27 ist am Kolben 26 ein
Ringflansch 26a gebildet. Der Kolben 26 ist über
einen Bügel 31 mit dem ringförmigen Pumpenanker 22 verbunden.
Der Bügel 31 kann dabei lose zwischen dem Pumpenanker 22 und dem
Kolben 26 angeordnet sein oder mit einem oder beiden Teilen
verbunden sein. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die
erste Rückstellfeder 27 dabei an einem inneren
Ringflanschbereich 25c des Gehäuses 25 ab
(vgl. 2).
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Das
Einspritzmodul 2 umfasst ferner einen Ansaugraum 30,
in welchen die Kraftstoffzuleitung 6a mündet.
Im Ansaugraum 30 ist auch die Kraftstoffpumpe 20a angeordnet.
Der Ansaugraum 30 umfasst einen Ringkanalbereich 30a,
welcher an einem unteren Bereich des Ansaugraums benachbart zum
Ringflanschbereich 25c des Gehäuses 25 angeordnet
ist. Der Ringkanalbereich 30a ist mittels eines Filters 37 vom
restlichen Ansaugraum 30 getrennt.
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Die
Kraftstoffpumpe 20a umfasst ferner einen Pumpraum 29,
in welchem Kraftstoff unter Druck gesetzt werden kann, um über
den Injektor 20c in das Saugrohr 8 eingespritzt
zu werden. Der Injektor 20c ist an einem Ende des Einspritzmittels
angeordnet und umfasst integral auch den Druckregler 20b des Einspritzmoduls.
Der Druckregler 20b umfasst eine Zumessdrossel 32 und
ein Rückschlagventil 33, welches mittels einer
dritten Rückstellfeder 34 vorgespannt ist. Die
dritte Rückstellfeder 34 stützt sich
dabei an einem Abstützring 38 ab, welcher am Gehäuse 25 fixiert
ist.
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Der
Luftsteller 20d umfasst, wie aus 2 ersichtlich
ist, einen Flachanker 23, einen Dichtsitz 43 und
einen luftgefüllten Raum 45. Der Flachanker 23 ist
mittels einer zweiten Rückstellfeder 28, welche in
diesem Ausführungsbeispiel eine ringförmige Flachfeder
ist, am Gehäuse 25 fixiert. Die zweite Rückstellfeder 28 kann
dabei beispielsweise zwischen dem Gehäuse 25 und
dem Deckel 24 mittels Klemmen fixiert werden. Der Dichtsitz 43 ist
genauer aus den 3 und 4 ersichtlich.
Im Dichtsitz 43 sind dabei drei teilringförmige Öffnungen 51, 52, 53 gebildet.
Die Öffnungen 51, 52, 53 sind
dabei an der Innenseite durch einen vorstehenden Innenring 54 und
an der Außenseite durch einen vorstehenden Außenring 55 begrenzt.
Der Innenring 54 und der Außenring 55 bilden
dabei die eigentliche Dichtfläche, an welchen der Flachanker 23 abdichtet.
Die Bereiche zwischen den Öffnungen 51, 52, 53 sind
etwas tiefer als die Dichtfläche am Innenring 54 bzw.
am Außenring 55, so dass der gesamte Ringquerschnitt zwischen
Innenring 54 und Außenring 55 beim Öffnen
des Flachankers 23 freigegeben wird. Wie aus 2 ersichtlich
ist, ist unterhalb des Flachankers 23 der luftgefüllte
Raum 45 angeordnet, welcher eine Öffnungsbewegung
des Flachankers 23 bei einer Bestromung der Spule 21 sicherstellt.
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Zwischen
dem Ansaugraum 30 und dem Pumpraum 29 ist ferner
ein Verbindungsdurchlass 36 vorgesehen. Der Verbindungsdurchlass 36 mündet dabei
insbesondere im Ringkanalbereich 30a des Ansaugraums 30.
Der Verbindungsdurchlass 36 umfasst dabei eine Öffnung 35a in
der Laufbuchse 35 und eine Öffnung 25b im
Ringflanschbereich 25c des Gehäuses 25.
In Axialrichtung X-X des Einspritzmoduls liegt der Verbindungsdurchlass 36 dabei
etwas unterhalb eines oberen Totpunktes des Kolbens 26. Hierdurch
wird eine Schlitzsteuerung für den Druckaufbau im Pumpraum 29 erhalten,
da ein Druckaufbau im Pumpraum 29 erst erfolgt, wenn der
Kolben 26 den Verbindungsdurchlass 36 vollständig überfahren
hat und der Verbindungsdurchlass durch eine Seitenwand des Kolbens 26 verschlossen
ist. Eine zum Pumpraum 29 gerichtete Druckfläche 26b des Kolbens 26 bildet
dabei die Steuerkante.
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Die
Funktion des erfindungsgemäßen Einspritzmoduls
ist dabei wie folgt. 2 zeigt eine Position des Kolbens
am Ende eines Ansaughubes. In diesem Zustand wird die Spule 21 bestromt,
so dass einerseits der Flachanker 23 in Richtung des Pfeils
A bewegt wird und der ringförmige Pumpenanker 22 in Richtung
des Pfeils B bewegt wird. Hierbei sei angemerkt, dass abhängig
von einer Stromstärke es auch möglich ist, dass
auch lediglich der Flachanker 23 bewegt wird, so dass der
Luftsteller 20d öffnet, die Kraftstoffpumpe 20a jedoch
nicht betätigt wird. Bei einer ausreichenden Stromstärke
werden jedoch der Luftsteller 20d und die Kraftstoffpumpe 20a gleichzeitig
betätigt, so dass einerseits der Flachanker 23 bewegt
wird und andererseits der ringförmige Pumpenanker 22 in
Richtung des Pfeils B bewegt wird. Dadurch wird auch der Kolben 26 über
den Bügel 31 in Richtung des Pfeils B bewegt.
Zu Beginn des Druckhubes erfolgt jedoch noch kein Druckaufbau im Pumpraum 29,
da der Kolben 26 noch nicht den Verbindungsdurchlass 36 überfahren
hat. Erst wenn der Kolben 26 den Verbindungsdurchlass 36 vollständig überfahren
hat, beginnt der Druckaufbau im Pumpraum 29. Sobald ein
ausreichender Druck im Pumpraum 29 erreicht wird, öffnet
das Rückschlagventil 33 gegen die Kraft der Rückstellfeder 34.
Dadurch kann Kraftstoff aus dem Pumpraum 29 über
die Zumessdrossel 32 in das Saugrohr 8 eingespritzt werden.
Eine Regelung der Druckhöhe der Einspritzung erfolgt dabei über
die Wahl des Durchmessers der Zumessdrossel 32 sowie die
Federkraft der dritten Rückstellfeder 34. Sobald
der Druck im Pumpraum 29 wieder unter den Öffnungsdruck sinkt, stellt
die dritte Rückstellfeder 34 das Rückschlagventil 33 wieder
in die Ausgangsposition zurück, in welcher das Rückschlagventil 33 an
einem integral am Gehäuse 25 gebildeten Ventilsitz 25a anliegt
und den Pumpraum 29 verschließt. Damit ist die
Einspritzung von Kraftstoff beendet und eine Bestromung der Spule 21 kann
ebenfalls beendet werden. Dann stellt die erste Rückstellfeder 27 den
Kolben 26 wieder in die Ausgangsposition zurück,
wobei über den Bügel 31 auch der ringförmige
Pumpenanker 22 zurückgestellt wird. Sobald der
Kolben 26 den Verbindungsdurchlass 36 überfahren
hat, beginnt eine Ansaugung von Kraftstoff aus dem Ringkanalbereich 30a in
den Pumpraum 29. Da die Ansaugung nur aus dem Ringkanalbereich 30a erfolgt,
muss lediglich der tatsächlich angesaugte Kraftstoff durch
den Filter 37 gefiltert werden. Hierdurch weist der Filter 37 eine
sehr lange Lebensdauer auf.
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Da
der Pumpenanker 22 somit axial durchbohrt ist, kann Kraftstoff
den Pumpenanker 22 von der Kraftstoffzuleitung 6a zur
Kraftstoffrückleitung 6b über den Ansaugraum 30 frei
in Axialrichtung durchströmen. Hierdurch ist eine Durchströmung
des Einspritzmoduls mit nur geringem Druckverlust möglich. Da
der Kraftstoff insbesondere an dem hohlrohrartigen Pumpenanker 22 vorbeiströmt,
kann auch Abwärme der Spule 21 sehr gut aufgenommen
werden. Hierdurch erwärmt sich der Kraftstoff und steigt
auf und strömt über die Kraftstoffrückleitung 6b zurück zum
Tank. Während des Betriebs der Einspritzvorrichtung führt
dies somit zu einer Kraftstoffzirkulation, welche ständig
Wärme über die Kraftstoffrückleitung 6b abführt.
Dies hat zusätzlich noch den Effekt, dass, falls bei der
Erwärmung des Kraftstoffs Gasblasen entstehen, diese einfach
durch die im Wesentlichen senkrecht ausgerichtete Bohrung 22a im
Pumpenanker 22 nach oben abgeführt werden kann.
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Da
der Flachanker 23 ebenfalls ringförmig ausgebildet
ist, kann ein Rückströmpfad durch die Mitte des
Einspritzmoduls gelegt werden. Hierdurch ergibt sich ein besonders
kompakter Aufbau. Es sei ferner angemerkt, dass der Magnetkreis 40 als
Einlegeteil vorgesehen sein kann und beim Spritzen des Gehäuses 25 in
das Gehäuse eingespritzt werden kann. Die Laufbuchse 35 wird
vorzugsweise durch eine Presspassung in das Gehäuse 25 eingepresst. Hierdurch
kann das Einspritzmodul besonders kostengünstig und mit
einer geringen Teileanzahl hergestellt werden.
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5 und 6 zeigen
eine alternative Ausgestaltung eines Flachankers 23. Hierbei
weist der Flachanker 23 ebenfalls drei Öffnungen 51, 52, 53 auf.
Ein Dichtsitz ist hierbei jedoch entlang eines äußeren
Umfangs jeder Öffnung 51, 52, 53 separat
vorgesehen. Dieser alternative Flachanker hat dabei insbesondere
den Vorteil, dass zum Öffnen geringere Kräfte
notwendig sind, da im Vergleich zu dem in den 3 und 4 gezeigten
Flachanker ein um die Zwischenbereiche zwischen den Öffnungen 51, 52, 53 reduzierter
Bereich mit der Bypassleitung 12 in Kontakt steht.
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Ferner
sei angemerkt, dass je nach Dichtheitsanforderungen am Flachanker 23 für
eine bessere Abdichtung beispielsweise auch ein Kunststoffelement
oder ein Gummielement oder eine abdichtende Beschichtung an einem
oder beiden Dichtpartnern vorgesehen sein kann.
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7 zeigt
eine Einspritzvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional
gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel
bezeichnet sind.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel entspricht dabei im Wesentlichen
dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied zum
ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel
eine andere Schlitzsteuerung für den Pumpraum 29 vorgesehen
ist. Wie aus 7 ersichtlich ist, ist im Kolben 26 eine
in Axialrichtung X-X ausgebildete Nut 50 vorgesehen. Über
die Nut 50 wird eine Verbindung zwischen dem Pumpraum 29 und
dem Ansaugraum 30 hergestellt, wenn sich der Kolben 26 in
einem oberen Teilbereich eines Kolbenweges befindet. Ein Druckaufbau
im Pumpraum 29 beginnt somit erst dann, wenn der Kolben 26 so
weit bewegt wurde, bis die Nut 50 durch die Laufbuchse 35 überdeckt
ist und die Verbindung zwischen dem Pumpraum 29 und dem Ansaugraum 30 unterbrochen
ist. Dieser Aufbau ist besonders einfach bereitzustellen, ohne dass
beispielsweise Öffnungen im in den Flanschbereich 25c bzw.
der Laufbuchse 35 vorgesehen werden müssen. Nachteilig
hierbei ist lediglich, dass der gesamte Kraftstoffvolumenstrom gefiltert
werden muss, das es nicht mehr möglich ist, nur den in
den Pumpraum 20 angesaugten Kraftstoff zu filtern. Ein
Kraftstofffilter muss somit in der Kraftstoffzuleitung 6a vorgesehen werden.
Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung
verwiesen werden kann.
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Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen somit ein Einspritzmodul 2,
welches besonders kompakt aufgebaut ist und durch die ringförmige Ausbildung
des Flachankers 23 und des Pumpenankers 22 eine
axiale Durchströmung des Einspritzmoduls mit Kraftstoff
ermöglicht. Dadurch können insbesondere wärmebedingte
Probleme vermieden werden, da durch den zirkulierenden Kraftstoff
die im Betrieb anfallende Wärme durch den Kraftstoff aufgenommen
werden kann und zum Tank zurückgeführt werden
kann. Hierdurch kann eine besonders hohe Betriebssicherheit erreicht
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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