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Dokumentenidentifikation DE102004035350A1 16.03.2006
Titel Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine
Anmelder Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE
Erfinder Bohne, Dirk, 12347 Berlin, DE;
Usbeck, Valentin, 21335 Lüneburg, DE
DE-Anmeldedatum 21.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004035350
Offenlegungstag 16.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.03.2006
IPC-Hauptklasse F02M 57/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F02M 47/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F02M 51/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse, insbesondere Pumpe-Düse-Element, für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Magnetventil (10) mit Magnetventilnadel (12), welche im geöffneten Zustand einen Hochdruckraum der Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Kraftstoffvorlauf der Kraftstoffeinspritzdüse fluidleitend verbindet und im geschlossenen Zustand den Hochdruckraum von Kraftstoffvorlauf trennt, wobei die Magnetventilnadel (12) eine Anschlagfläche (16) aufweist, welche im geöffneten Zustand der Magnetventilnadel (12) an einem Anschlag (18) der Kraftstoffeinspritzdüse anschlägt, wobei zwischen der Anschlagfläche (16) der Magnetventilnadel (12) und dem Anschlag (18) der Kraftstoffeinspritzdüse ein mit Kraftstoff gefüllter Raum (20) ausgebildet ist, welcher über einen Kraftstoffabströmkanal (22) mit einer Kraftstoffabströmleitung (24) derart verbunden ist, dass aus diesem Raum (20) Kraftstoff über einen vorbestimmten Abströmquershnitt abfließen kann, wenn sich die Magnetventilnadel (12) öffnet. Hierbei ist ein Dämpfungskolben (26) vorgesehen, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass dieser den Kraftstoffabströmkanal (22) wenigstens teilweise oder vollständig verschließt, so dass ein Abströmen von Kraftstoff aus dem Raum (20) zwischen der Anschlagfläche (16) der Magnetventilnadel (12) und dem Anschlag (18) der Kraftstoffeinspritzdüse über einen bzgl. des Abströmquerschnittes verminderten ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse, insbesondere Pumpe-Düse-Element, für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Magnetventil mit Magnetventilnadel, welche im geöffneten Zustand einen Hochdruckraum der Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Kraftstoffvorlauf der Kraftstoffeinspritzdüse fluidleitend verbindet und im geschlossenen Zustand den Hochdruckraum vom Kraftstoffvorlauf trennt, wobei die Magnetventilnadel eine Anschlagfläche aufweist, welche in geöffneten Zustand der Magnetventilnadel an einem Anschlag der Kraftstoffeinspritzdüse anschlägt, wobei zwischen der Anschlagfläche der Magnetventilnadel und dem Anschlag der Kraftstoffeinspritzdüse ein mit Kraftstoff gefüllter Raum ausgebildet ist, welcher über einen Kraftstoffabströmkanal mit einer Kraftstoffabströmleitung derart verbunden ist, dass aus diesem Raum Kraftstoff über einen vorbestimmten Abströmquerschnitt abfließen kann, wenn sich die Magnetventilnadel öffnet, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzdüse der o.g. Art bzgl. Funktion und Betrieb zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoffeinspritzdüse der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Dazu ist es bei einer Kraftstoffeinspritzdüse der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Dämpfungskolben vorgesehen ist, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass dieser den Kraftstoffabströmkanal wenigstens teilweise oder vollständig verschließt, so dass ein Abströmen von Kraftstoff aus dem Raum zwischen der Anschlagfläche der Magnetventilnadel und dem Anschlag der Kraftstoffeinspritzdüse über einen bzgl. des Abströmquerschnittes verminderten Querschnitt erfolgt oder unterbrochen ist, wenn die Magnetventilnadel bzw. der Dämpfungskolben in Richtung Öffnungshub eine vorbestimmte erste Wegstrecke zurück gelegt hat.

Dies hat den Vorteil, dass während des Öffnungshubes der Magnetventilnadel, diese sich zunächst nur gering gedämpft in Richtung Öffnungshub bewegen kann, um ein schnelles Absteuern des Einspritzdruckes zu gewährleisten, jedoch kurz vor einem Anschlagen der Anschlagfläche der Magnetventilnadel an dem Anschlag der Kraftstoffeinspritzdüse durch das wenigstens teilweise Schließen des Dämpfungskolbens ein hydraulisches Polster in dem Raum zwischen der Anschlagfläche der Magnetventilnadel und dem Anschlag der Kraftstoffeinspritzdüse aufbaut, welches den Hub der Magnetventilnadel dämpft und dadurch trotz des in der Kraftstoffeinspritzdüse herrschenden hohen Druckes ein hartes Anschlagen der Anschlagfläche der Magnetventilnadel und dem Anschlag der Kraftstoffeinspritzdüse verhindert. Dies reduziert in vorteilhafter Weise eine Geräuschentwicklung, so dass der Betrieb einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffeinspritzdüsen insgesamt leiser wird.

Beispielsweise beträgt die vorbestimmte Wegstrecke 0,1 mm bis 0,2 mm, insbesondere 0,15 mm.

Um das Zusammenwirken von Magnetventilnadel und Dämpfungskolben bei vorhandenen engen Passungen sowie deren Positionierung zu gewährleisten, sind die Magnetventilnadel und der Dämpfungskolben als zwei separate Teile ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dämpfungskolben derart ausgebildet und angeordnet, dass er nach der vorbestimmten ersten Wegstrecke in eine den Abströmquerschnitt ausbildende Öffnung des Kraftstoffabströmkanals eintaucht.

Zweckmäßigerweise weist der Dämpfungskolben eine Steuerkante auf, welche mit einem Rand einer den Abströmquerschnitt ausbildenden Öffnung des Kraftstoffabströmkanals zusammenwirkend den Abströmquerschnitt verändert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

1 einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse in Schnittansicht,

2 das Detail A von 1 in vergrößerter Schnittdarstellung, wobei eine Magnetventilnadel geschlossen ist, und

3 das Detail A von 1 in vergrößerter Schnittdarstellung, wobei die Magnetventilnadel geöffnet ist.

Das aus den 1 bis 3 ersichtliche Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Magnetventil 10 mit einer Magnetventilnadel 12, welche in einem geschlossenen Zustand (2) an einer Schließkante 14 anschlägt und dadurch einen Kraftstoffvorlauf des Kraftstoffeinspritzventils (nicht dargestellt) von einem Hochdruckraum des Kraftstoffeinspritzventils (nicht dargestellt) trennt. In diesem Zustand kann ein Pumpenkolben des Kraftstoffeinspritzventils (nicht dargestellt) in dem Hochdruckraum einen entsprechenden Einspritzdruck zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht dargestellten Arbeitszylinder einer Brennkraftmaschine aufbauen. Zum Absteuern des Druckes und Beenden eines Kraftstoff-Einspritzvorgangs öffnet die Magnetventilnadel 12, d.h. sie bewegt sich von der Schließkante 14 weg. An einer der Schließkante 14 gegenüber liegenden Seite weist die Magnetventilnadel 12 eine Anschlagfläche 16 auf. Diese schlägt, wenn sich die Magnetventilnadel 12 in geöffnetem Zustand befindet (3) an einem in dem Kraftstoffeinspritzventil ausgebildeten Anschlag 18 an. Zwischen der Anschlagfläche 16 und dem Anschlag 18 ist ein Raum 20 ausgebildet, welcher mit Kraftstoff gefüllt ist. Dieser Raum 20 steht über einen Kraftstoffabströmkanal 22 mit einer Kraftstoffleitung 24 in fluidleitender Verbindung, so dass bei einer Bewegung der Magnetventilnadel 12 in Richtung eines Öffnungshubes 28, d.h. von der Schließkante 14 weg in Richtung Anschlag 18, Kraftstoff aus dem Raum 20 über den Kraftstoffabströmkanal 22 abströmen kann. Der Kraftstoffabströmkanal 22 bildet zum Raum 20 hin eine Öffnung aus, die einen entsprechenden Abströmquerschnitt für Kraftstoff aus dem Raum 20 heraus bestimmt.

Erfindungsgemäß ist ein Dämpfungskolben 26 vorgesehen, welcher an der der Schließkante 14 gegenüberliegenden Seite bzw. an der dem Kraftstoffabströmkanal 22 zugewandten Seite der Magnetventilnadel 12 angeordnet ist. Dieser Dämpfungskolben 26 bewegt sich zusammen mit der Magnetventilnadel 12, ist jedoch als bzgl. der Magnetventilnadel 12 separates Bauteil ausgebildet. Der Dämpfungskolben 26 ist derart ausgebildet, dass er bei einem Öffnungshub der Magnetventilnadel 12 nach einer vorbestimmten ersten Wegstrecke 30 teilweise in die von dem Kraftstoffabströmkanal 22 ausgebildete Öffnung eintaucht und den Abströmquerschnitt für Kraftstoff aus dem Raum 20 heraus verkleinert. Auf diese Weise bewegt sich beim Öffnungshub der Dämpfungskolben 26 zusammen mit der Magnetventilnadel 12 über die vorbestimmte erste Wegstrecke 30 nur gering gedämpft, so dass ein rasches Absteuern des Einspritzdruckes zum Beenden eines Einspritzvorgangs erfolgt. Sobald jedoch am Ende der ersten Wegstrecke 30 der Dämpfungskolben 26 in die Öffnung des Kraftstoffabströmkanal 22 eintaucht, ergibt sich ein bzgl. des Abströmquerschnitts verringerter Querschnitt, so dass der Kraftstoff während einer nachfolgenden zweiten Wegstrecke nur mit erhöhtem Widerstand aus dem Raum 20 abströmen kann. Dies führt zum Aufbau eines hydraulischen Polsters im Raum 20, welches eine Bewegung der Magnetventilnadel 12 in Richtung des Öffnungshubes 28 dämpft und dadurch ein hartes Aufschlagen der Anschlagfläche 16 an dem Anschlag 18 verhindert. Hierbei wirkt das hydraulische Polster gegen den hohen Einspritzdruck, welcher während des Öffnungshubes 28 der Magnetventilnadel 12 im Einspritzventil herrscht.

In der beispielhaft dargestellten Ausführungsform beträgt eine Wegstrecke 32 (2) des Öffnungshubes 0,18 mm und die erste Wegstrecke 30 (2) 0,105 mm, so dass die zweite Wegstrecke 0,075 mm lang ist. Eine entsprechende Steuerkante 34 (2) am Dämpfungskolben 26 steuert den Aufbau des hydraulischen Polsters.

10Magnetventil 12Magnetventilnadel 14Schließkante 16Anschlagfläche 18Anschlag 20Raum 22Kraftstoffabströmkanal 24Kraftstoffleitung 26Dämpfungskolben 28Öffnungshub 30erste Wegstrecke 32Wegstrecke des Öffnungshubs 34Steuerkante

Anspruch[de]
  1. Kraftstoffeinspritzdüse, insbesondere Pumpe-Düse-Element, für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Magnetventil (10) mit Magnetventilnadel (12), welche im geöffneten Zustand einen Hochdruckraum der Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Kraftstoffvorlauf der Kraftstoffeinspritzdüse fluidleitend verbindet und im geschlossenen Zustand den Hochdruckraum vom Kraftstoffvorlauf trennt, wobei die Magnetventilnadel (12) eine Anschlagfläche (16) aufweist, welche in geöffneten Zustand der Magnetventilnadel (12) an einem Anschlag (18) der Kraftstoffeinspritzdüse anschlägt, wobei zwischen der Anschlagfläche (16) der Magnetventilnadel (12) und dem Anschlag (18) der Kraftstoffeinspritzdüse ein mit Kraftstoff gefüllter Raum (20) ausgebildet ist, welcher über einen Kraftstoffabströmkanal (22) mit einer Kraftstoffabströmleitung (24) derart verbunden ist, dass aus diesem Raum (20) Kraftstoff über einen vorbestimmten Abströmquerschnitt abfließen kann, wenn sich die Magnetventilnadel (12) öffnet dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungskolben (26) vorgesehen ist, welcher derart angeordnet und ausgebildet ist, dass dieser den Kraftstoffabströmkanal (22) wenigstens teilweise oder vollständig verschließt, so dass ein Abströmen von Kraftstoff aus dem Raum (20) zwischen der Anschlagfläche (16) der Magnetventilnadel (12) und dem Anschlag (18) der Kraftstoffeinspritzdüse über einen bzgl. des Abströmquerschnittes verminderten Querschnitt erfolgt oder unterbrochen ist, wenn die Magnetventilnadel (12) bzw. der Dämpfungskolben (26) in Richtung Öffnungshub (28) eine vorbestimmte erste Wegstrecke (30) zurück gelegt hat.
  2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Wegstrecke 0,1 mm bis 0,2 mm, insbesondere 0,15 mm, beträgt.
  3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventilnadel (12) und der Dämpfungskolben (26) als zwei separate feile ausgebildet sind.
  4. Kraftstoffeinspritzdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (26) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er nach der vorbestimmten ersten Wegstrecke in eine den Abströmquerschnitt ausbildende Öffnung des Kraftstoffabströmkanals (22) eintaucht.
  5. Kraftstoffeinspritzdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskolben (26) eine Steuerkante (34) aufweist, welche mit einem Rand einer den Abströmquerschnitt ausbildenden Öffnung des Kraftstoffabströmkanals (22) zusammenwirkend den Abströmquerschnitt verändert.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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