DE19911048A1

DE19911048A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE19911048A1
Application number: DE19911048A
Authority: DE
Inventors: Hubert Stier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-14
Also published as: EP1078157B1; DE59914675D1; JP2002539370A; KR20010043148A; US6494382B1; EP1078157A1; WO2000055492A1

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen weist eine piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (13), einen von dem Aktor (13) mittels einer Ventilnadel (2) betätigbaren Ventilschließkörper (3), der mit einer Ventilsitzfläche (5) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und eine zwischen dem Aktor (13) und der Ventilnadel (2) angeordnete Übersetzungseinrichtung zur Übersetzung eines Aktorhubs des Aktors (13) in einen größeren Ventilnadelhub der Ventilnadel (2) auf. Dabei umfaßt die Übersetzungseinrichtung zumindest eine Hebelplatte (21), die zumindest ein radial verlaufendes, starres Hebelsegment (26, 27) aufweist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

Aus der DE 195 19 192 C1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 bekannt. Bei der aus dieser Druckschrift hervorgehenden Übersetzungseinrichtung wird zum Öffnen der Ventilnadel ein Piezoaktor geladen. Dabei dehnt sich der Piezoaktor aus und bewegt einen Primärkolben gegen die Kraft einer Feder. Im Inneren des Primärkolbens ist ein Sekundärkolben vorgesehen, der mit einer Ventilnadel fest verbunden ist. Im Sekundärkolben ist eine kleine Feder vorgesehen, die zwischen einer Innenfläche des Primärkolbens und dem Sekundärkolben angeordnet ist. Durch den Primärkolben und den Sekundärkolben wird ein mit Brennstoff gefüllter Arbeitsraum begrenzt. Dabei ist der Arbeitsraum so gestaltet, daß nur durch eine Bewegung des Primärkolbens und/oder des Sekundärkolbens eine Änderung des Volumens des Arbeitsraums erreicht werden kann. Durch die Bewegung des Primärkolbens kommt es daher zu einer Bewegung des Sekundärkolbens. Die bei einer Bewegung der Kolben zur Verdrängung des Volumens effektiv zur Verfügung stehenden Flächen können durch die Durchmesser von Primärkolben und Sekundärkolben vorgegeben werden. Die Übersetzung ergibt sich aus dem Verhältnis dieser Flächen.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Übersetzungseinrichtung die relativ aufwendige und hinsichtlich der Kompaktheit nicht optimierte Bauform. Des weiteren reicht die im Sekundärkolben vorgesehene kleine Feder nicht aus, um direkt das Brennstoffeinspritzventil zu betätigen. Die Betätigung des Brennstoffeinspritzventils erfolgt daher in der genannten Druckschrift über eine zusätzliche Verstärkungseinrichtung. Diese Verstärkungseinrichtung ist relativ aufwendig und benötigt einen zusätzlichen Raumbedarf.

Ein weiterer Nachteil ist, daß zum Betätigen des Ventils durch den Aktor eine große Masse bewegt werden muß und die Einwirkung des Aktors über elastische und/oder federnde Bauelemente und Druckflüssigkeiten erfolgt, wodurch sich relativ lange Schaltzeiten ergeben, so daß sich das Brennstoffeinspritzventil nicht als schnellschaltendes Brennstoffeinspritzventil für hohe Schaltfrequenzen eignet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sich durch die einfache Lösung der Übersetzungseinrichtung eine kostengünstige und erheblich kompaktere Bauweise ergibt. Des weiteren wird kein Hydraulikmedium benötigt. Damit ist die neue Lösung auch für den zur Blasenbildung neigenden Brennstoff Benzin geeignet. Außerdem ist die Hubübersetzung durch die radial verlaufenden starren Hebelsegmente von hoher Steifigkeit und ermöglicht daher hohe Schaltfrequenzen, wodurch sich das Brennstoffeinspritzventil auch als schnellschaltendes Brennstoffeinspritzventil verwenden läßt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

In vorteilhafter Weise sind mehrere Hebelsegmente vorgesehen, die durch Aussparungen voneinander getrennt sind. Dadurch kommt es zum einen zu einer Aufteilung der Belastung auf die Hebelsegmente, zum anderen sind die Hebelsegmente in vorteilhafter Weise miteinander verbunden, so daß die Anordnung der einzelnen Hebelsegmente zueinander fest vorgegeben ist und nicht durch eine zusätzliche Befestigung definiert wird. Durch die Aussparungen werden außerdem Spannungen in den Hebelsegmenten vermieden, was sich auf die Funktionsweise der Hubübersetzung günstig auswirkt.

Vorteilhaft weisen die Hebelsegmente vorzugsweise vom Mittelpunkt der Hebelplatte zum Rand der Hebelplatte verlaufende Prägungen auf. Dadurch werden die Hebelsegmente zusätzlich versteift, was noch kürzere Schaltzeiten ermöglicht.

In vorteilhafter Weise besteht die Hebelplatte aus zwei verschiedenen Arten von Segmenten, von denen die eine Art von Segmenten als starre Hebelsegmente ausgebildet ist und die andere Art von Segmenten als elastische, biegsame Federsegmente ausgebildet ist. Zusätzlich zu den durch die starren Hebelsegmente gegebenen und oben schon besprochenen Vorteilen ergeben sich weitere besondere Vorteile durch die elastischen, biegsamen Federelemente. Denn durch letztere übernimmt die Hebelplatte auch die Funktion der Rückstellfeder oder der Druckfeder, wodurch sich Bauteile einsparen lassen.

Vorteilhaft sind die Hebelsegmente auf einer dünnen, elastischen und biegsamen Haltescheibe befestigt. Dadurch lassen sich die starren Hebelsegmente zueinander in eine feste, kontaktfreie Anordnung bringen. Außerdem ergeben sich dadurch besondere Gestaltungsmöglichkeiten für die Hebelsegmente der Hebelplatte, die bei der Fertigung der Hebelplatte aus einem Stück nicht oder nur schwer möglich sind. In vorteilhafter Weise besteht die Haltescheibe aus einem Metallblech oder aus Kunststoff, insbesondere Polyamid. Damit ergibt sich eine benzinbeständige, kostengünstige und kompakte Bauweise der Hebelplatte.

Vorteilhaft ist es, wenn das Brennstoffeinspritzventil ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil ist, daß der Aktor über eine rohrförmige Druckhülse an einer mittleren Auflagestelle an den Hebelsegmenten einwirkt, daß die Hebelsegmente an einer äußeren Auflagestelle an dem Ventilgehäuse anliegen und daß die Hebelsegmente an einer inneren Auflagestelle an der Ventilnadel angreifen. Durch die Hebelplatte ist dadurch eine besonders kostengünstige, platzsparende und wartungsarme Ausführung der Übersetzungseinrichtung gegeben. Vorteilhaft ist es, wenn die Druckhülse abschnittsweise vom Aktor umschlossen ist, wobei der Aktor hierfür eine Aussparung aufweist. Dadurch kann die Druckhülse im Inneren des Aktors verlaufen, wodurch sich eine besonders platzsparende Ausführungsform ergibt. Außerdem kann das Innere der Druckhülse als Brennstoffleitung ausgebildet sein und/oder Platz für zusätzliche Bauteile, wie z. B. Druckfedern, Rückstellfedern, Auflage- und Befestigungselemente bieten. Des weiteren ist es vorteilhaft, daß die Druckhülse auf der Seite der Hebelsegmente verbreitert ist. Damit läßt sich bei vorgegebenem Abstand der inneren Auflagestelle zur Ventilachse der Abstand der mittleren Auflagestelle zur Ventilachse einstellen und sich somit ein geeignetes Übersetzungsverhältnis der Übersetzungseinrichtung wählen, wodurch sich das Verhältnis von Ventilnadelhub zu Aktorhub einstellen läßt. Insbesondere kann dadurch auch für eine Druckhülse mit sehr geringem Durchmesser ein geeignetes Übersetzungsverhältnis erreicht werden.

Vorteilhaft ist es, daß eine Rückstellfeder auf die Hebelsegmente einwirkt und daß eine Druckfeder über die Ventilnadel auf die Hebelsegmente in Gegenrichtung zur Druckfeder einwirkt, wobei die Druckfeder ein größeres Drehmoment auf die Hebelsegmente ausübt als die Rückstellfeder. Bei einer Betätigung des Ventils kann dadurch die Öffnungskraft auf die Ventilnadel, die durch die Kraft der Druckfeder auf die Hebelsegmente gegeben ist, vorgegeben werden, wodurch sich unter Berücksichtigung der Aktorbewegung und der Ventilnadelmasse über die Öffnungsbewegung die Öffnungsgeschwindigkeit einstellen läßt. Außerdem läßt sich die auf die Ventilnadel einwirkende Rückstellkraft durch die Kraft der Rückstellfeder vorgeben. Unter Berücksichtigung der Aktorbewegung des Aktors und der Ventilnadelmasse läßt sich dadurch die durch die Schließbewegung der Ventilnadel gegebene Schließgeschwindigkeit einstellen. Bei geschlossenem Brennstoffeinspritzventil ist die Druckfeder über die Hebelsegmente durch die Druckhülse blockiert, wodurch das Drehmoment der Rückstellfeder ausreicht, die Ventilnadel gegen den Druck in der Brennstoffkammer auf den Ventilsitz zu drücken, so daß sich ein Dichtsitz ergibt. Bei dieser Anordnung wird das Öffnen und Schließen des Brennstoffeinspritzventils nur indirekt über die Betätigung des Aktors gesteuert. Die zum Öffnen und Schließen des Ventils auf die Ventilnadel einwirkenden Kräfte sind dabei durch die Druckfeder und die Rückstellfeder gegeben. Durch die Kombination mit vernachlässigbar schweren Hebelsegmenten und einer geringen zu betätigenden Masse der Ventilnadel lassen sich besonders hohe Schaltfrequenzen realisieren.

Es ist vorteilhaft, wenn das Brennstoffeinspritzventil ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil ist, daß der Aktor bei der Druckhülse in einem mittleren Auflagestelle auf die Hebelsegmente einwirkt, daß die Hebelsegmente in einer äußeren Auflagestelle an dem Ventilgehäuse anliegen, daß die Hebelsegmente über eine innere Auflagestelle auf die Ventilnadel einwirken und daß eine Druckfeder auf die Hebelsegmente einwirkt, wobei das Drehmoment, mit dem die Druckfeder auf die Hebelsegmente einwirkt, entgegengesetzt zu dem Drehmoment gerichtet ist und der Aktor auf die Hebelsegmente einwirkt. Die Hubübersetzung eines Aktorhubs des Aktors in einen Ventilnadelhub der Ventilnadel läßt sich dadurch günstig wählen. Beim Schließen des Ventils nach erfolgter Betätigung des Aktors ergibt sich der Vorteil, daß die Ventilnadel, die durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder gegen die Hebelsegmente gedrückt wird, an der inneren Auflagestelle keine radiale Kraft erfährt und somit in radialer Richtung verspannungsfrei gegen den Ventilsitz unter eventueller Zuhilfenahme von geeigneten Nadelführungen gepreßt wird.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen auszugsweisen axialen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils mit einer Übersetzungs einrichtung, wobei das Brennstoffeinspritzventil als ein innenöffnendes Brennstoffeinspritzventil ausgeführt ist;

Fig. 2 einen auszugsweisen axialen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen Brennstoffeinspritzventils, wobei das Brennstoffeinspritzventil als ein außenöffnendes Brennstoffeinspritzventil ausgeführt ist;

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Hebelplatte, die bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet wird, in einer vergrößerten Darstellung;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Prägungen aufweisendes Hebelsegment, das ein Segment der Hebelplatte ist, entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Hebelplatte, wobei die Hebelsegmente durch Aussparungen voneinander getrennt sind;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Hebelplatte, wobei neben den starren Hebelsegmenten auch elastische, biegsame Federsegmente vorgesehen sind und

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Hebelplatte, wobei die Hebelsegmente auf einer Haltescheibe befestigt sind.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in einer auszugsweise axialen Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Brennstoff einspritzventil 1. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist als ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1 ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 dient insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff, insbesondere von Benzin, in einen Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine als sog. Benzindirekteinspritzventil. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist einen mittels einer Ventilnadel 2 betätigbaren Ventilschließkörper 3 auf. Der Ventilschließkörper 3 ist im Ausführungsbeispiel mit der Ventilnadel 2 einteilig ausgebildet. Der Ventilschließkörper 3 ist kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei der Kegelstumpf in Abspritzrichtung zuläuft. Der Ventilschließkörper 3 wirkt mit einer an einem Ventilsitzkörper 4 ausgebildeten Ventilsitzfläche 5 zu einem Dichtsitz zusammen. Die Ventilnadel 2 wird bei ihrer Bewegung entlang der Ventilachse 6 durch Ventilnadelführungen 7, 8 geführt. Der Ventilsitzkörper 4 und die Ventilnadelführungen 7, 8 befinden sich in einem vorderen abspritzseitigen Teil eines Ventilgehäuses 9. Die Zuführung des Brennstoffs erfolgt über einen Brennstoffanschluß 10, der sich im hinteren Teil des Ventilgehäuses 11 befindet.

Zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 dient ein im mittleren Teil des Ventilgehäuses 12 vorgesehener Aktor 13, der piezoelektrisch oder magnetostriktiv ausgeführt sein kann. Die Betätigung des Aktors 13 erfolgt über ein elektrisches Steuersignal. Die hierfür erforderliche elektrische Zuleitung ist über eine Anschlußbuchse 14 im hinteren Teil des Ventilgehäuses 11 an das Brennstoffeinspritzventil 1 anzuschließen. Bei Betätigung des Aktors 13 dehnt sich dieser aus und wirkt entgegen der Kraft einer Vorspannfeder 15 im hinteren Teil des Ventilgehäuses 11 auf eine rohrförmige Druckhülse 16 im mittleren Teil des Ventilgehäuses 12 ein. Bei Betätigung des Aktors 13 verschiebt sich daher die rohrförmige Druckhülse 16 in Richtung des Brennstoffanschlußes 10 in den hinteren Teil des Ventilgehäuses 11.

Die Brennstoffzuführung in eine Brennstoffkammer 17 besteht darin, daß eine innere Brennstoffdurchführung 18 in der rohrförmigen Druckhülse 16, eine innere Brennstoffdurchführung 19 in einem rohrförmigen Auflageelement 20, geeignete Durchführungen in einer Hebelplatte 21 und/oder in dem der Hebelplatte 21 zugewandten Teil der rohrförmigen Druckhülse 16 und der Ventilnadelführung 7, 8 vorgesehen sind, durch die der Brennstoff in die Brennstoffkammer 17 eingeleitet wird.

Im geschlossenen Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wirkt eine Rückstellfeder 22, die sich im Inneren der rohrförmigen Druckhülse 16 befindet, auf die Ventilnadel 2 ein, so daß der kegelstumpfförmige Ventilschließkörper 3 der Ventilnadel 2 gegen die Ventilsitzfläche 5 des Ventilsitzes 4 gepreßt wird, wodurch kein Brennstoff aus der Brennstoffkammer 17 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine entweichen kann. Dabei wirkt die Vorspannfeder 15 im hinteren Teil des Ventilgehäuses 11 über die rohrförmige Druckhülse 16 im mittleren Teil des Ventilgehäuses 12 an einer mittleren Auflagestelle 23 so auf die Hebelplatte 21 ein, daß eine auf die Hebelplatte 21 einwirkende Druckfeder 24, ohne Betätigung des Aktors 13, durch die rohrförmige Druckhülse 16 gehemmt ist. Dabei greift die Druckfeder 24 über die Hebelplatte 21 an der Ventilnadel 2 an einer inneren Auflagestelle 25 an. Die Rückstellfeder 22 liegt an der der Ventilnadel 2 gegenüberliegenden Seite an dem fest in der Druckhülse 16 angeordneten rohrförmigen Auflageelement 20 an.

Um den Brennstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen, wird das Brennstoffventil 1 über den Aktor 13 betätigt. Wie oben beschrieben, bewegt sich die rohrförmige Druckhülse 16 bei Betätigung des Aktors 13 in Richtung des hinteren Teiles des Ventilgehäuses 11, wodurch die rohrförmige Druckhülse 16 nicht mehr über die Hebelplatte 21 entgegen der Druckfeder 24 wirkt. Da die Druckfeder 24 mit einem größeren Drehmoment auf die Hebelplatte 21 einwirkt als die Rückstellfeder 22, werden Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 verkippt, wobei sich die Hebelsegmente 26, 27 an der äußeren Auflagestelle 28 am vorderen abspritzseitigen Teil des Ventilgehäuses 9 abstützen. Bei der Verkippung der Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 verschiebt sich die Ventilnadel 2, die durch die Ventilnadelführungen 7, 8 geführt wird, entlang der Ventilachse 6 in Richtung des Brennstoffanschlußes 10, wodurch der kegelstumpfförmige Ventilschließkörper 3 von der Ventilsitzfläche 5 des Ventilsitzes 4 abhebt und den Dichtsitz freigibt. Durch den entstehenden Spalt zwischen dem Ventilschließkörper 3 und Ventilsitz 4 kommt es zum Austritt von Brennstoff aus der Brennstoffkammer 17 des Brennstoffeinspritzventils 1 in die Brennkammer der Brennkraftmaschine.

Nach Abschalten des Aktors 13 wirkt die Vorspannfeder 15 über die rohrförmige Druckhülse 16 an der mittleren Auflagestelle 23 auf die Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 ein, wobei das durch die Vorspannfeder 15 hervorgerufene, auf die Hebelplatte 21 einwirkende Drehmoment größer als das durch die Druckfeder 24 hervorgerufene Drehmoment ist, so daß die Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt werden, wobei sich die Hebelsegmente 26, 27 an der äußeren Auflagestelle 28 am vorderen abspritzseitigen Teil des Ventilgehäuses 9 abstützen. Dadurch wirkt die Druckfeder 24 nicht mehr über die Hebelplatte 21 an der inneren Auflagestelle 25 auf die Ventilnadel 2 ein. Durch die Rückstellfeder 22, die sich an ihrem dem hinteren Teil des Ventilgehäuses 11 zugewandten Ende an dem rohrförmigen Auflageelement 20 im Inneren der rohrförmigen Druckhülse 16 abstützt, wird die Ventilnadel 2 in ihre Schließstellung, in der der Ventilschließkörper 3 mit dem Ventilsitzkörper 4 an der Ventilsitzfläche 5 einen Dichtsitz bildet, zurückgeschoben und somit der Austritt von Brennstoff aus der Brennstoffkammer 17 in die Brennkammer der Brennkraftmaschine unterbrochen. Durch Variation der axialen Lage des rohrförmigen Auflageelements 20 kann die Rückstellfeder 22 mit einer einstellbaren Vorspannung beaufschlagt werden, so daß sich die durch die Rückstellfeder 22 vorgegebene Anpreßkraft zum Anpressen des Ventilschließkörpers 3 der Ventilnadel 2 gegen die Ventilsitzfläche 5 des Ventilsitzes 4 einstellen läßt.

Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholende Beschreibung wird insoweit verzichtet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Aktorhub des Aktors 13 bei Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 in Richtung des vorderen Teils des Ventilgehäuses 9, wodurch der Aktor 13 über die rohrförmige Druckhülse 16 an der mittleren Auflagestelle 23 direkt auf die Hebelplatte 21 einwirkt. Die Vorspannfeder 15 aus Fig. 1 kann daher entfallen. Da zum Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 der kegelstumpfförmige, sich in Abspritzrichtung erweiternde Ventilschließkörper 3 in Richtung des hinteren Teils des Ventilgehäuses 11 an der Ventilsitzfläche 5 gegen den Ventilsitzkörper 4 gepreßt werden muß, wirkt die Rückstellfeder 22 mit einer Kraft entlang der Ventilachse 6 in Richtung des hinteren Teils des Ventilgehäuses 11 auf die Ventilnadel 2 ein. Dabei kann sich die Rückstellfeder 22 direkt an der Ventilnadelführung 8 abstützen oder auch ein zusätzliches Auflageelement vorgesehen werden. Die Druckfeder 24 wirkt in der gleichen Weise wie in Fig. 1 an der mittleren Auflagestelle 23 auf die Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 ein.

Zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der Aktor 13 betätigt, wobei sich dieser ausdehnt und über die rohrförmige Druckhülse 16 an der mittleren Auflagestelle 23 auf die Hebelplatte 21 einwirkt und, da das durch die Aktorkraft des Aktors 13 erzeugte und auf die Hebelsegmente 26, 27 einwirkende Drehmoment größer als das durch die Kraft der Rückstellfeder 22 auf die Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 einwirkende Drehmoment ist, entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 22 bewegt, wodurch die Hebelsegmente 26, 27 an der inneren Auflagestelle 25 auf die Ventilnadel 2 einwirken und diese entlang der Ventilachse 6 in Richtung auf den Ventilsitzkörper 4 bewegen, wodurch sich der kegelstumpfförmige Ventilschließkörper 3 an der Ventilsitzfläche 5 vom Ventilsitzkörper 4 abhebt und den Dichtsitz freigibt. Durch den entstandenen Spalt zwischen Ventilschließkörper 3 und Ventilsitz 4 kommt es zum Austritt von Brennstoff aus der Brennstoffkammer 17 des Brennstoffeinspritzventils 1 in die Brennkammer der Brennkraftmaschine.

Nach Abschalten des Aktors 13 wirkt die Druckfeder 24 auf die Hebelsegmente 26, 27 der Hebelplatte 21 ein und stellt diese in ihre Ausgangsstellung zurück. Dadurch wirkt der Aktor 13 über die rohrförmige Druckhülse 16 und über die Hebelplatte 21 nicht mehr an der inneren Auflagestelle 25 auf die Ventilnadel 2 ein, wodurch die Rückstellfeder 22 die Ventilnadel 2 entlang der Ventilachse 6 in Richtung des hinteren Teils des Ventilgehäuses 11 zurückstellt und somit der kegelstumpfförmige Ventilschließkörper 3 an der Ventilsitzfläche 5 gegen den Ventilsitzkörper 4 gepreßt wird. Entsprechend der Ausführung zu Fig. 1 kann die Anpreßkraft zum Anpressen des Ventilschließkörpers 3 gegen die Ventilsitzfläche 5 des Ventilsitzkörpers 4 durch die axiale Lage der Ventilnadelführung 8 eingestellt werden.

Fig. 3 zeigt die Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hebelplatte 21. Die Hebelplatte 21 weist eine innere Aussparung 29, Hebelsegmente 30, 31, 32, die durch äußere Aussparungen 33, 34, 35 voneinander getrennt sind und Verbindungsstege 36, 37, 38, von denen jeder je zwei der Hebelsegmente 30, 31, 32 zusammenhält, auf. Beim Verkippen der beispielsweise jeweils um 120° versetzt voneinander angeordneten Hebelsegmente 30, 31, 32 werden Spannungen in den Verbindungsstegen 36, 37, 38 erzeugt. Die Hebelsegmente 30, 31, 32 besitzen z. B. die Gestalt von Kreisausschnitten bzw. -sektoren. Durch die innere Aussparung 29 werden die Spannungen in den Verbindungsstegen 36, 37, 38 reduziert. Die innere Aussparung 29 und die äußeren Aussparungen 33, 34, 35 können auch als Brennstoffdurchführung dienen. Die Hebelsegmente 30, 31, 32 sind starr ausgeführt, was sich durch die Materialstärke der Hebelsegmente 30, 31, 32 und/oder radial verlaufende Prägungen 39, 40, 41, die in Fig. 3 nur an einem Hebelsegment 32 beispielhaft angedeutet sind, erreichen läßt. Die Form der inneren Aussparung 29, der äußeren Aussparungen 33, 34, 35 ist nicht auf die dargestellte Form und Anzahl, die Hebelsegmente 30, 31, 32 sind nicht auf die dargestellte Anzahl und die Prägungen 39, 40, 41 sind ebenfalls nicht auf die dargestellte Form und Anzahl beschränkt. Außerdem müssen nicht notwendigerweise alle Hebelsegmente 30, 31, 32 einer Hebelplatte 21 die gleiche Art der Versteifung aufweisen.

Zur deutlicheren Darstellung sind in den folgenden Figuren die Hebelsegmente 30, 31, 32 durch Prägungen 39, 40, 41 kenntlich gemacht. Zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung sind, wie auch in der Fig. 3, nur jeweils drei Hebelsegmente 30, 31, 32 dargestellt.

In Fig. 4 ist der Schnitt, der durch das Hebelsegment 32 der Hebelplatte 21, in Fig. 3 gelegt ist und durch die mit IV-IV bezeichnete Schnittlinie gekennzeichnet ist, dargestellt. Die Prägungen 39, 40, 41 können sowohl gleichseitig wie die Prägung 39 und die Prägung 41, als auch gegenseitig wie die Prägung 39 und 40 angebracht sein.

Außerdem können die Prägungen gleich stark, wie Prägung 39 und Prägung 40, als auch unterschiedlich stark, so wie Prägung 40 und 41 ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt die Vorderansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hebelplatte 21. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Auf eine wiederholende Beschreibung wird insoweit verzichtet. Die innere Aussparung 29 und die äußeren Aussparungen 33, 34, 35 sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht voneinander getrennt. Die Hebelsegmente 30, 31, 32 der Hebelplatte 21 sind durch Verbindungsstege 36, 37, 38, die am äußeren Rand 41a der Hebelplatte 21 umfangsmäßig verlaufen, miteinander verbunden. Im Gegensatz zu den Hebelsegmenten 30, 31, 32 aus Fig. 3 werden die Hebelsegmente 30, 31, 32 daher nach innen verkippt.

Fig. 6 zeigt die Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hebelplatte 21. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Die Hebelplatte 21 weist eine innere Aussparung 29 und äußere schlitzartige, sich radial sternförmig erstreckende Aussparungen 33, 34, 35, 42, 43, 44, die miteinander verbunden sind, auf. Die dadurch entstehenden Segmente 30, 31, 32, 45, 46, 47 der Hebelplatte 21 untergliedern sich in zwei verschiedene Arten von Segmenten 30, 31, 32, 45, 46, 47, von denen die eine Art von Segmenten als starre Hebelsegmente 30, 31, 32 und die andere Art von Segmenten als elastische, biegsame Federsegmente 45, 46, 47 ausgebildet ist. Die Segmente werden dabei von den Verbindungsstegen 36, 37, 38, 48, 49, 50, die sich am äußeren Rand 41a der Hebelplatte 21 befinden, zusammengehalten.

Fig. 7 zeigt die Vorderansicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hebelplatte 21. Bereits beschriebene Elemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Die Hebelsegmente 30, 31, 32 der Hebelplatte 21 werden in diesem Ausführungsbeispiel nicht durch Verbindungsstege zusammengehalten, sondern sind auf einer dünnen, elastischen und biegsamen Haltescheibe 51 befestigt. In der dünnen, elastischen und biegsamen Haltescheibe 51 kann eine innere Aussparung 29 vorgesehen werden, die ein besseres Durchbiegen der dünnen, elastischen und biegsamen Haltescheibe 51 oder einen Brennstoffdurchfluß durch diese ermöglicht. Dabei ist die dünne, elastische und biegsame Haltescheibe 51 aus einem brennstoffbeständigen Material, wie z. B. Metallblech oder einem Kunststoffmaterial wie Polyamid gefertigt.

Claims

1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere
Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit
einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (13),
einem von dem Aktor (13) mittels einer Ventilnadel (2) betätigbaren Ventilschließkörper (3), der mit einer Ventilsitzfläche (5) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und
einer zwischen dem Aktor (13) und der Ventilnadel (2) angeordneten Übersetzungseinrichtung zur Übersetzung eines Aktorhubs des Aktors (13) in einen größeren Ventilnadelhub der Ventilnadel (2),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übersetungseinrichtung zumindest eine Hebelplatte (21) umfaßt, die zumindest ein radial verlaufendes, starres Hebelsegment (26, 27, 30-32) aufweist.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hebelsegmente (26, 27, 30-32) vorgesehen sind, die durch Aussparungen (29, 33-35, 42-44) voneinander getrennt sind.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelsegmente (26, 27, 30-32) vorzugsweise vom Mittelpunkt der Hebelplatte (21) zum Rand (41a) der Hebelplatte (21) verlaufende Prägungen (39-41) aufweisen.

4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelplatte (21) aus zwei verschiedenen Arten von Segmenten besteht, von denen die eine Art von Segmenten als starre Hebelsegmente (30-32) ausgebildet ist und die andere Art von Segmenten als elastische, biegsame Federsegmente (45-47) ausgebildet ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelsegmente (30-32) auf einer dünnen, elastischen und biegsamen Haltescheibe (51) befestigt sind.

6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltescheibe (51) aus einem Metallblech besteht.

7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltescheibe (51) aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere Polyamid, besteht.

8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffeinspritzventil (1) ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) ist,
daß der Aktor (13) über eine rohrförmige Druckhülse (16) an einer mittleren Auflagestelle (23) auf die Hebelsegmente (26, 27) einwirkt,
daß die Hebelsegmente (26, 27) an einer äußeren Auflagestelle (28) an einem Ventilgehäuse (9) anliegen, und
daß die Hebelsegmente (26, 27) an einer inneren Auflagestelle (25) an der Ventilnadel (2) angreifen.

9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhülse (16) zumindest abschnittsweise vom Aktor (13) umschlossen ist, wobei der Aktor (13) hierfür eine Aussparung aufweist.

10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhülse (16) auf der Seite der Hebelsegmente (26, 27) verbreitert ist.

11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der mittlere Abstand der äußeren Auflagestelle (28) zur Ventilachse (6) größer als der mittlere Abstand der mittleren Auflagestelle (23) zur Ventilachse (6) ist, und
daß der mittlere Abstand der mittleren Auflagestelle (23) zur Ventilachse (6) größer als der mittlere Abstand der inneren Auflagestelle (25) zur Ventilachse (6) ist.

12. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (24) auf die Hebelsegmente (26, 27) einwirkt,
daß eine Rückstellfeder (22) über die Ventilnadel (2) auf die Hebelsegmente (26, 27) in Gegenrichtung zur Druckfeder (24) einwirkt, wobei die Druckfeder (24) ein größeres Drehmoment auf die Hebelsegmente (26, 27) ausübt als die Rückstellfeder (22).

13. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffeinspritzventil (1) ein nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) ist,
daß der Aktor (13) über eine Druckhülse (16) an einer mittleren Auflagestelle (23) auf die Hebelsegmente (26, 27) einwirkt,
daß die Hebelsegmente (26, 27) an einer äußeren Auflagestelle (28) an dem Ventilgehäuse (12) anliegen,
daß die Hebelsegmente (26, 27) über eine innere Auflagestelle (25) auf die Ventilnadel (2) einwirken,
daß eine Druckfeder (24) auf die Hebelsegmente (26, 27) einwirkt, wobei das Drehmoment, mit dem die Druckfeder (24) auf die Hebelsegmente (26, 27) einwirkt, entgegengesetzt dem Drehmoment gerichtet ist, mit dem der Aktor (13) auf die Hebelsegmente (26, 27) einwirkt.

14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mittlere Abstand der äußeren Auflagestelle (28) zur Ventilachse (6) größer als der mittlere Abstand der mittleren Auflagestelle (23) zur Ventilachse (6) ist, und
daß der mittlere Abstand der mittleren Auflagestelle (23) zur Ventilachse (6) größer als der mittlere Abstand der inneren Auflagestelle (25) zur Ventilachse (6) ist.

15. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (22) auf die Ventilnadel (2) einwirkt, wobei die Kraft, mit der die Rückstellfeder (22) auf die Ventilnadel (2) einwirkt, entgegengesetzt der Kraft gerichtet ist, mit der die Hebelsegmente (26, 27) auf die Ventilnadel (2) einwirken.