WO2008155260A1

WO2008155260A1 - Steuerventil für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor

Info

Publication number: WO2008155260A1
Application number: PCT/EP2008/057209
Authority: WO
Inventors: Stefan Haug; Nadja Eisenmenger; Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: EP2171258B1; DE102007044357A1; CN101680413B; WO2008155275A1; JP2010530492A; JP5345612B2; EP2171257B1; CN101688508B; RU2480616C2; EP2171258A1; CN101680413A; EP2171257A1; CN101688508A; RU2010101640A; DE102007044355A1; RU2010101642A; RU2468244C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil (25) für einen Kraftstoffinjektor mit einer Steuerhülse (24), die einen Druckraum (23) begrenzt und die in Längsrichtung beweglich gelagert ist, wobei die Steuerhülse (24) an ihrer Stirnseite eine Dichtfläche (36) aufweist, mit der sie mit einem an einem Ventilkörper (28) ausgebildeten, außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitz (27) zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Konuswinkel des Steuerventilsitzes (27) aus einem Wertebereich zwischen 120° und 170° gewählt ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor.

Description

Beschreibung

Titel

Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor sowie Kraftstof- finjektor

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für einen Kraftstoffinj ektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 10.

Aus der EP 1 612 403 Al ist ein Kraftstoffinjektor mit einem in axialer Richtung druckausgeglichenen Steuerventil bekannt. Das Steuerventil weist eine mittels eines elektromagnetischen Aktuators in axialer Richtung zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellbare Steuerhülse auf, die an einem, die Steuerhülse durchsetzenden Führungsstift geführt ist. Dabei ist der Führungsstift einstückig mit einem Ventilkörper ausgebildet, an dem auch der Steuerventilsitz für die Steuerhülse angeordnet ist. Nachteilig bei dem bekannten Steuerventil ist es, dass der Steuerventilsitz aufgrund seiner schlechten Zugänglichkeit aufwendig zu fertigen ist und dass ein vergleichsweise gro- ßer minimaler Durchmesser des Führungsstiftes aus Festigkeitsgründen nicht unterschritten werden darf, da die Zuführung von Kraftstoff aus einer Steuerkammer über einen im Ventilkörper vorgesehenen Ablaufkanal erfolgt, der senkrecht innerhalb des Führungsstiftes von Querbohrungen ge- schnitten wird.

Als hausinterner Stand der Technik der Anmelderin ist ein optimiertes Steuerventil bekannt. Dieses, in axialer Rieh- tung ebenfalls druckausgeglichene Ventil weist eine Steuerhülse auf, die einen Druckstift umschließt, der den innerhalb der Steuerhülse angeordneten, mit der Steuerkammer verbundenen Druckraum in axialer Richtung abdichtet. Der Druckstift ist nicht einstückig mit dem Ventilkörper ausgebildet, an dem auch der Steuerventilsitz angeordnet ist, sondern als von dem Ventilkörper separates Bauteil, das sich in axialer Richtung an einem von dem Steuerventilsitz beabstandeten Injektorbauteil, insbesondere federkraftun- terstützt, abgestützt ist. Dies ermöglicht eine verbesserte Zugänglichkeit des Steuerventilsitzes und damit eine vereinfachte Fertigbarkeit . Zudem werden Festigkeitsprobleme vermieden. Bei Versuchen mit dem hausinternen Steuerventil wurde festgestellt, dass es sowohl bei einem als Kegelsitz ausgebildeten Steuerventilsitz mit einem Konuswinkel von 90° als auch bei einem als Flachsitz (Konuswinkel = 180°) ausgebildeten Steuerventilsitz beim Anschlagen der Steuerhülse am Steuerventilsitz zu einer Relativbewegung der Ventilhülse quer zu ihrer Längserstreckung relativ zu dem Steuerventilsitz kommt. Dabei wurde beobachtet, dass sich bei einem als Kegelsitz ausgebildeten Steuerventilsitz mit einem Konuswinkel von 90° der die Dichtfläche der Steuerhülse aufweisende Bereich der Steuerhülse elastisch radial nach außen verstellt, d.h. aufgeweitet wird, wohingegen es bei einem Flachsitz zu einer radialen Verstellung nach innen kommt. Dieser Schlupf zwischen Steuerhülse und Steuerventilsitz führt zu einem erhöhten Verschleiß an der Steuerhülse sowie am Steuerventilsitz und damit zur Bildung einer Druckstufe an der Steuerhülse, die eine unerwünschte in Öffnungsrichtung der Steuerhülse wirkende Kraft auf die Steuerhülse bewirkt. Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil (Servoventil) vorzuschlagen, bei dem Verschleißerscheinungen minimiert sind. Ferner besteht die Aufgabe darin einen entsprechend optimierten Kraftstoffinjektor vorzuschlagen.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Steuerventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kraftstoffinjektors mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Konuswinkel des außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitzes so zu wählen, dass der Anschlagschlupf des Dichtflächenbereichs der Steuerhülse relativ zu dem Steuerventilsitz minimiert oder im Optimalfall vollständig vermieden wird. Es hat sich ü- berraschenderweise herausgestellt, dass, wenn der Konuswinkel des Steuerventilsitzes aus einem Wertebereich zwischen etwa 120° und etwa 170° gewählt wird ein positiver Effekt im Hinblick auf die Minimierung des Anschlagschlupfes quer zur Längserstreckung der Steuerhülse resultiert. Dieser Effekt kann darauf zurückgeführt werden, das durch einen Konuswinkel aus einem Wertebereich zwischen etwa 120° und etwa 170°, der je nach Dimensionierung und geometrischer Ausgestaltung des die Dichtfläche aufweisenden Dicht- bereichs der Steuerhülse gewählt werden muss, eine nach radial außen wirkende Kraftkomponente in den Dichtbereich der Steuerhülse induziert wird, die dem Nachinnengleiten des Dichtbereichs, wie dieser bei einem Flachsitz zu beobachten ist, entgegen wirkt. Dadurch, dass ein Konuswinkel von 120° nicht unterschritten wird, wird erreicht, dass die induzierte, nach radial außen wirkenden Kraftkomponente geringer ist als bei einem kegelförmigen Steuerventilsitz mit einem Konuswinkel von 90°, wodurch, eine (zu große) radial nach außen wirkende, elastische Verformung bzw. Bewegung der Steuerhülse in ihren Dichtbereich relativ zu dem Steuerventilsitz überraschenderweise vermieden wird. Unter Konuswinkel im Sinne der Erfindung ist dabei der Winkel zu verstehen, den zwei in einer die Längsmittelachse des Steu- erventilsitzes aufnehmenden Ebene liegenden Mantelflächenabschnitte (Schrägstrecken) des Steuerventilsitzes einschließen. Anders ausgedrückt, handelt es sich bei dem Konuswinkel um den verdoppelten Winkel zwischen der Mantelfläche des außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitzes und der Längsmittelachse des Steuerventilsitzes.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Steuerhülse an ihrem Innenumfang und/oder an ihrem Außenumfang geführt ist. Dabei kann zur Führung der Steuerhülse an ihrem Innen- umfang ein mit dem den Steuerventilsitz aufweisenden Bauteil einstückiger Führungsstift vorgesehen werden, der die Steuerhülse durchsetzt. Alternativ ist es denkbar, dass in der Steuerhülse ein Druckstift angeordnet ist, der als von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Ventilkörper separa- tes Bauteil ausgebildet ist und der derart lagefest positioniert ist, dass er die Führung der Steuerhülse übernehmen kann. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der in der Steuerhülse lediglich ein sich an einem, von dem den Steu- erventilsitz aufweisenden Ventilkörper, beabstandeten Bauteil abstützender Druckstift vorgesehen ist und die Steuerhülse an ihrem Außenumfang geführt ist. Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung die Steuerhülse alternativ mittels ei- nes Piezoaktuators oder eines elektromagnetischen Aktuators zwischen ihrer Schließstellung, in der sie am Steuerventilsitz anliegt und einer von dem Steuerventilsitz beabstandeten Öffnungsstellung, in der die Steuerkammer mit einem Niederdruckbereich des Injektors hydraulisch verbunden ist, verstellbar ist.

Je nach geometrischer Ausgestaltung der Steuerhülse, insbesondere in ihrem die Dichtfläche aufweisenden Dichtbereich, muss ein für den konkreten Anwendungsfall optimaler Konus- winkel des Steuerventilsitzes aus dem Wertebereich zwischen etwa 120° und etwa 170° gewählt werden. Es hat sich herausgestellt, dass Konuswinkel aus einem Wertebereich zwischen 130° und 170° zu bevorzugen sind. Besonders zu bevorzugen sind Konuswinkel aus einem Wertebereich zwischen 140° und 170°. Dabei wurden in Versuchen besonders gute Ergebnisse bei der Kombination eines Sitzdurchmessers (Dichtdurchmessers) von 2,5 mm und einem Konuswinkel von 140° erzielt. Besonders vorteilhaft hat sich die Wahl eines Konuswinkels aus einem Wertebereich zwischen 150° und 170°, bevorzugt aus einem Wertebereich zwischen 155° und 160° herausgestellt. Insbesondere für einen Sitzdurchmesser (Dichtdurchmesser) von 1,8 mm ist ein Konuswinkel des Steuerventilsitzes von 160° optimal.

Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Dichtfläche, die mit dem außenkonusförmigen Steuerventilsitz zusammenwirkt, an einem innenkonusförmigen Stirnseitenabschnitt der Steuerhülse ausgebildet ist, die Dichtfläche also selbst innenkonusförmig ist. Hierdurch können Verschleißerscheinungen weiter minimiert werden.

Zur Realisierung einer Dichtkante mit einer minimalen Radi- alerstreckung ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der der Innenkonuswinkel des die Dichtfläche aufweisenden Innenkonus (etwas) größer gewählt ist als der Konuswinkel des außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitzes .

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Winkeldifferenz zwischen dem Innenkonuswinkel und dem die Dichtfläche aufweisenden Abschnitt der Steuerhülse aus einem Wertebereich zwischen etwa 1° und etwa 10° gewählt ist. Besonders bevorzugt ist ein um etwa 2° bis 9° größerer Innenkonuswinkel als der Konuswinkel des Steuerventilsitzes. Besonders optimierte Ergebnisse im Hinblick auf den Verschleiß und die Dichtigkeit des Steuerventils im geschlossenen Zustand wurden mit einer Winkeldifferenz zwischen Innenkonuswinkel und Konuswinkel des Steuerventilsit- zes aus einem Wertebereich wischen 3° und 6° erzielt.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Steuerventils als in axialer Richtung druckausgeglichenes Ventil, also eines Ventils, auf dessen Steuerhülse im geschlossenen Zustand keine in axialer Richtung gerichteten, resultierenden Verstellkräfte wirken. Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass die Dichtfläche stirnseitig unmittelbar an die innere Umfangswand der Steuerhülse angrenzt und sich von dieser in radialer Richtung nach außen sowie in axialer Richtung, also in Richtung des Steuerventilsitzes erstreckt. Anders ausgedrückt grenzt die Sitzlinie (Dichtlinie) , mit der die Steuerhülse mit dem außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitz zusammenwirkt an dem Innen- umfang der Steuerhülse. Der Innendurchmesser der Dichtlinie entspricht dabei dem Innendurchmesser der Steuerhülse.

Um die maximale Erstreckung der sich durch Verschleiß im Laufe der Zeit vergrößernden Dichtfläche zu begrenzen, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der an den die Dichtfläche aufweisenden Dichtbereich in radialer Richtung eine Ringfläche anschließt, die bevorzugt in einer gedachten, quer zur Längserstreckung der Steuerhülse angeordneten Ebe- ne liegt. Dabei liegt es im Rahmen der Weiterbildung, dass diese, die maximale Erstreckung der Dichtfläche begrenzende Ringfläche mit der quer zur Längserstreckung der Steuerhülse verlaufenden, gedachten Ebene einen Winkel aus einem Wertebereich zwischen etwa -20° und etwa +20° einschließt.

Die Erfindung führt auch auf einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Dieser weist ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes, vorzugsweise in axialer Richtung druck- ausgeglichenes Steuerventil mit einer Steuerhülse auf, die mit einem außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitz zusammenwirkt, der einen Konuswinkel aus einem Wertebereich zwischen 120° und 170° aufweist. Durch Öffnen des Steuerventils, also durch Abheben der Steuerhülse von dem Steuerven- tilsitz wird eine mit einem einstückig oder mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilelement wirkverbundene Steuerkammer mit einem Injektorrücklauf verbunden, so dass der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer rapide abfällt und das Einspritzventilelement von seinem Ventilsitz abhebt und Kraftstoff durch mindestens eine Düsenlochöffnung in den Brennraum der Brennkraftmaschine strömen kann. Dabei ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Steuerhülse mit einer Ankerplatte wirkverbunden ist, d.h. einstückig mit dieser ausgebildet oder, insbesondere formschlüssig, mit dieser verbunden ist, wobei die Ankerplatte zum Verstellen der Steuerhülse mit einem elektromagnetischen Aktuator zusammenwirkt .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1: eine unvollständige Darstellung eines Kraftstoffinjektors mit einem eine Steuerhülse aufweisen- den Steuerventil und

Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung einer möglichen Ausbildung des Steuerventilsitzes.

Ausführungsformen der Erfindung

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .

In Fig. 1 ist ein Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoffinjektor mit den kraftstoffzuführenden Komponenten schematisch im Längsschnitt gezeigt. Der Kraftstoffinjektor umfasst einen Haltekörper 1 und einen Düsenkörper 2, die durch eine Spannmutter 3 miteinander verspannt sind. Innerhalb des Haltekörpers 1 und des Düsenkörpers 2 ist ein zweiteiliges Einspritzventilelement 3 längsverschieblich gelagert. Das Einspritzventilelement 3 besteht aus einer Düsennadel 4, die im Düsenkörper 2 längsverschieblich angeordnet ist und einer Steuerstange 5, die längsverschieblich innerhalb des Haltekörpers 1 angeordnet ist.

Die Düsennadel 4 steuert durch ihre Längsbewegung die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung 6. Der Kraftstoff wird den Einspritzöffnungen 6 aus dem Düsenraum 7 zugeführt, der die Düsennadel 4 umgibt und der über einen Zulaufkanal 8 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Bewegt sich die Düsennadel 10 von den Einspritzöffnungen 6 weg und fährt so in ihre Öffnungsposition, wird Kraftstoff, im Wesentlichen unter Rail-Druck stehend, aus dem Düsenraum 7 über die Einspritzöffnungen 6 in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine ein- gespritzt. Befindet sich hingegen die Düsennadel 10 in ihrer Schließposition, d.h. in der Anlage an einem Ventilsitz, so werden die Öffnungen 6 durch die Düsennadel 4 verschlossen .

Die Steuerstange 5 ist in einer Längsbohrung 9 innerhalb des Haltekörpers 1 aufgenommen. Die Steuerstange 5 liegt über ein Druckstück 10 an der Düsennadel 4 innerhalb eines Niederdruckraums 11, der über einen nicht gezeigten Kanal mit dem Injektorrücklauf verbunden ist an, so dass sich die Steuerstange 5 synchron mit der Düsennadel 4 in Längsrichtung bewegt. An dem dem Düsenkörper 2 zugewandten Ende ist die Steuerstange 5 von einer Schließfeder 12 umgeben, die sich einerseits in einem Absatz am Haltekörper 1 abstützt und andererseits am Druckstück 10, so dass durch die Kraft der Schließfeder 12 das Druckstück 10 in Richtung der Düsennadel 4 und damit die Düsennadel 4 in ihre Schließposition kraftbeaufschlagt wird. Zur Zuführung des Kraftstoffs unter hohem Druck ist eine Hochdruckpumpe 13 vorgesehen, die den Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 14 verdichtet und einem Hochdruckspeicher 15 (Rail) zuführt, in welchem der Kraftstoff unter hohem Druck vorgehalten wird. Über eine Hochdruckleitung 16 und einen Hochdruckanschluss 17, der am Kraftstoffinjektor ausgebildet ist, wird der unter hohem Druck stehende Kraftstoff dem Kraftstoffinj ektor zugeführt und in der beschriebenen Weise über die Einspritzöffnungen 6 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.

Mit seiner der Düsennadel 4 abgewandten Stirnseite begrenzt die Steuerstange 5 eine Steuerkammer 18, die über eine Zulaufbohrung 19 mit Zulaufdrossel 20 mit dem Zulaufkanal 8 verbunden ist. Die Steuerkammer 18 ist über einen Ablaufka- nal 21 mit Ablaufdrossel 22 mit einem Druckraum 23 verbunden. Der Druckraum 23 ist radial innerhalb einer in axialer Richtung verstellbaren Steuerhülse 24 eines Steuerventils 25 (Servoventil) angeordnet. Die Steuerhülse 24 wirkt mit einem außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitz 27, der an einem Ventilkörper 28 ausgebildet ist. Innerhalb der Steuerhülse 24 ist ein Druckstift 29 angeordnet, der als von dem Ventilkörper 28 separates Bauteil ausgebildet ist und der sich in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben an einem nicht gezeigten Bauteil abstützt. Der Druckstift 29 dient in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zur Führung der Steuerhülse 24 in axialer Richtung. Zusätzlich oder alternativ kann eine Führung für die Steuerhülse 24 an ihrem Außenumfang vorgesehen werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuerhülse 24 einstückig mit einer Ankerplatte 30 ausgebildet, die mit einem elektromagnetischen Aktuator 31 zusammenwirkt, der- art, dass die Ankerplatte 30 und damit die Steuerhülse 24 bei bestromtem elektromagnetischen Aktuator 31 in der Zeichnungsebene nach oben bewegt werden, so dass Kraftstoff aus dem Druckraum 23 in einen Niederdruckbereich 32 des Kraftstoffinjektors und von dort aus zu einem Rücklauf 33 strömen kann, über den eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff wieder dem Vorratsbehälter 14 zugeführt ist. Zum Schließen des Steuerventils 25 wird die Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 31 unterbro- chen und eine Steuerschließfeder 34 drückt die Steuerhülse 24 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach unten auf den Steuerventilsitz 27.

Um einen Einspritzvorgang zu initiieren wird der elektro- magnetische Aktuator 31 des Steuerventils 35 bestromt. Hierdurch hebt die Steuerhülse 24 von ihrem außenkegel- stumpfförmigen Steuerventilsitz 27 ab, wodurch Kraftstoff aus der Steuerkammer 18 durch den Ablaufkanal 21 mit Ablaufdrossel 22 und den Druckraum 23 radial zwischen der un- teren Stirnseite der Steuerhülse 24 und dem Steuerventilsitz vorbei in den Niederdruckbereich 32 und damit zum Rücklauf 33 strömen kann. Dabei sind die Durchflussquerschnitte der Ablaufdrossel 22 und der Zulaufdrossel 20, ü- ber die weiterhin Kraftstoff in die Steuerkammer 18 nach- strömt, so aufeinander abgestimmt, dass ein Nettoabfluss (Steuermenge) von Kraftstoff in den Niederdruckbereich 32 und von dort aus in den Rücklauf 33 resultiert. In der Folge sinkt der Druck innerhalb der Steuerkammer 18 rapide ab, wodurch sich das Einspritzventilelement 3, unterstützt durch den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff im Düsenraum 7 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben bewegt und den Kraftstofffluss durch die Einspritzöffnungen 6 in den Brennraum der Brennkraftmaschine freigibt. Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 31 unterbrochen, so dass die Steuerhülse 24 von der Steuerschließfeder 34 auf ihren Steuerventilsitz 27 bewegt wird. Durch den durch die Zulaufdrossel 20 in die Steuerkammer 18 nachströmenden Kraftstoff steigt der Druck in der Steuerkammer 18 rapide an, so dass sich das Einspritzventilelement 3 auf seinen Ventilsitz in der Zeichnungsebene nach unten bewegt und den Kraftstofffluss durch die Einspritzöffnungen 6 somit unterbricht .

In Fig. 6 ist eine mögliche Ausführung des Sitzbereichs des Steuerventils 25 vergrößert gezeigt. Zu erkennen ist die Steuerhülse 24, in der der Druckstift 29 aufgenommen ist und somit den von der Steuerhülse 24 radial außen begrenzten Druckraum 23 in axialer Richtung in der Zeichnungsebene nach oben abdichtet und die Druckkräfte aufnimmt. Zu erkennen ist ferner der stirnseitige Dichtbereich 35 der Steuer- hülse 24 mit seiner ringförmigen Dichtfläche 36, die mit dem außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitz 27 zusammenwirkt .

Zu erkennen ist ferner der Ablaufkanal 21, aus dem Kraft- Stoff aus der Steuerkammer in den Druckraum 23 strömen kann. Der Konuswinkel OC des Steuerventilsitzes 27 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 120°. Bevorzugt ist eine noch größere Ausbildung des Konuswinkels, insbesondere von etwa 160°. Der Konuswinkel wird gebildet von der Mantelfläche 37 des Steuerventilsitzes 27, genauer von zwei in einer die Längsmittelachse L des Steuerventilsitzes aufnehmenden Ebene liegenden Abschnitte der Mantelfläche 37. Durch die Wahl des Konuswinkels CC wird ein Schlupf beim Anschlagen der Steuerhülse 24 in radialer Richtung relativ zu dem Steuerventilsitz 27 zumindest weitgehend vermieden .

Wie sich ebenfalls aus Fig. 2 ergibt, liegt die Dichtfläche 36, die mit der Mantelfläche 37 zusammenwirkt auf einem in- nenkonusförmigen Abschnitt 26 mit einem Innenkonuswinkel ß von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 125°. Wesentlich ist, dass der Innenkonuswinkel ß des die ringförmige Dicht- fläche 36 aufweisenden Abschnitts 26, der an dem Axialfortsatz 38 angeordnet ist, (etwas) größer ist als der Konuswinkel OC des außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitzes 27.

Zu erkennen ist ferner, dass die Dichtfläche 36 an einem ringförmigen Axialfortsatz 38 an der Stirnseite der Steuerhülse 24 angeordnet ist, wobei sich die Dichtfläche 36 unmittelbar ausgehend vom Innenumfang der Steuerhülse 24 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung erstreckt. Der Axialfortsatz 38 mit dem die Dichtfläche 36 aufweisenden innenkonusförmigen Abschnitt 26 geht radial nach außen leicht konkav gekrümmt in eine stirnseitige Ringfläche 39 der Steuerhülse über, wobei die Ringfläche 39 in einer senkrecht zur Längsmittelachse L verlaufenden Ebene liegt. Hierdurch wird die maximale Erstreckung, der sich durch Verschleiß vergrößernden Dichtfläche 36 begrenzt.

Claims

Ansprüche

1. Steuerventil für einen Kraftstoffinjektor mit einer Steuerhülse (24), die einen Druckraum (23) begrenzt und die in Längsrichtung beweglich gelagert ist, wobei die Steuerhülse (24) an ihrer Stirnseite eine Dichtfläche (36) aufweist, mit der sie mit einem an einem Ventilkörper (28) ausgebildeten, außenkegelstumpfförmigen Steuerventilsitz (27) zusammenwirkt,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Konuswinkel des Steuerventilsitzes (27) aus einem Wertebereich zwischen 120° und 170° gewählt ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel des Steuerventilsitzes (27) aus einem Wertebereich zwischen 130° und 170°, insbesondere aus einem Wertebereich zwischen 140° und 170°, vorzugsweise aus einem Wertebereich zwischen 150° und 170°, insbesondere bevorzugt zwischen 155° und 165° gewählt ist .

3. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel etwa 160° beträgt.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (36) an einem innenkonusförmigen Abschnitt (26) der Steuerhülse (24) ausgebildet ist.

5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkonuswinkel des die Dichtfläche (36) aufweisenden Abschnittes (26) größer ist als der Konuswin- kel des Steuerventilsitzes (27).

6. Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkonuswinkel um einen Winkel aus einem Wertebereich zwischen 1° und 10°, insbesondere zwischen 2° und 9°, vorzugsweise zwischen 3° und 6°, größer ist als der Konuswinkel des Steuerventilsitzes (27) .

7. Steuerventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (36) an die innere Umfangswand der Steuerhülse (24) angrenzt und sich von dieser nach radial außen und in axialer Richtung erstreckt.

8. Steuerventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (36) an einem stirnseitigen, ringförmigen Axialfortsatz (38) der Steuerhülse (24) angeordnet ist an den radial nach außen eine Ringfläche (39) anschließt, die quer zur Längserstreckung der Steuerhülse (24) verläuft oder mit einer gedachten quer zur Längserstreckung der Steuerhülse (24) angeordneten Ebene einen Winkel aus einem Bereich zwischen -20° und + 20° einschließt.

9. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse (24), wenn diese am Steuerventilsitz (27) anliegt, in axialer Richtung druckausgeglichen ist.

10. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Steuerventil (25) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit dem der Kraftstoffdruck in einer mit einer mit einem Einspritzventilele- ment (3) wirkverbundenen Steuerkammer (18) beeinflussbar ist, wobei das Einspritzventilelement (3) in Abhängigkeit des Kraftstoffdruckes in der Steuerkammer (18) zwischen einer Schließstellung und einer den Kraftstofffluss in den Brennraum freigebenden Öffnungsstel- lung verstellbar ist.