Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

1a eine schematische Draufsicht einer Drosselscheibe gemäß dem Stand der Technik;

1b eine schematische Seiten-Schnittansicht der bekannten Drosselscheibe gemäß 1a;

2a eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselscheibe;

2b eine Seitenansicht der Drosselscheibe gemäß 2a;

3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung; und

4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit.

2a zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosselscheibe, während 2b eine Seitenansicht der Drosselscheibe gemäß 2a zeigt. Die erfindungsgemäße Drosselscheibe 10 ist bei dieser Ausführungsform kreisförmig ausgebildet. Zur Definition des durchflussbegrenzenden Öffnungsquerschnitts sind drei Vertiefungen 12, 14, 16 vorgesehen, die die Drosselscheibe 10 nicht durchdringen. Die Vertiefungen 12, 14, 16 sind als sternförmig angeordnete Gräben 12, 14, 16 ausgebildet, wobei sich die Gräben 12, 14, 16 bis zum Rand der Drosselscheibe 10, jedoch nicht bis zu deren Mittelpunkt erstrecken. Die Gräben 12, 14, 16 werden vorzugsweise durch Laserstrahlspanen oder durch Verdampfen von Drosselscheibenmaterial mittels Laser gebildet. Im zuletzt genannten Fall ist es vorteilhaft, die Oberfläche der Drosselscheibe 10 vor der Ausbildung der Gräben 12, 14, 16 mittels eines Laserstrahls auf Oxidationstemperatur zu bringen und das Drosselscheibenmaterial anschließend zu verdampfen. Diese Vorgehensweise ist wie erwähnt besonders vorteilhaft, da die Verdampfungstemperatur des Oxids unter der Schmelztemperatur des Metalls liegt, aus dem die Drosselscheibe 10 vorzugsweise gebildet ist. Die in den 2a und 2b dargestellte Drosselscheibe 10 kann beispielsweise eine Dicke beziehungsweise Stärke von 300 &mgr;m aufweise und der durch die Gräben 12, 14, 16 definierte durchflussbegrenzende Öffnungsquerschnitt kann derart gewählt werden, dass er einer herkömmlichen Drosselbohrung mit einem Durchmesser von 30 &mgr;m bis 40 &mgr;m entspricht, wobei eine derartige Geometrie insbesondere bei Anwendungen im Zusammenhang mit Pumpe-Düse-Einheiten vorgesehen werden kann.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung. Die in 3 dargestellte erfindungsgemäße Drosseleinrichtung 26 weist eine im Wesentlichen plane Anlagefläche 18 auf, in der eine Bohrung 20 vorgesehen ist. Der Durchmesser der Bohrung 20 ist derart gewählt, dass die Drosselwirkung nicht durch diese Bohrung 20 sondern zumindest überwiegend durch eine erfindungsgemäße Drosselscheibe 10 erzielt wird, die im Bereich der Bohrung 20 an die Anlagefläche 18 angelegt ist. Bei der Drosselscheibe 10 kann es sich beispielsweise um die in den 2a und 2b dargestellte Drosselscheibe 10 handeln. Die Drosselscheibe 10 ist derart an die Anlagefläche 18 angelegt, dass die Gräben 12, 14, 16 (nur der Graben 12 ist in 3 dargestellt) der Anlagefläche 18 gegenüberliegen. Die Dichtwirkung der Drosselscheibe 10 wird am Rand der vorzugsweise geschliffenen Drosselscheibe 10 durch Anlage an die Anlagefläche 18 erzielt. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung sind zwei Flächen 22 senkrecht zur Anlagefläche 18 und zur Drosselscheibe 10 vorgesehen. Damit der durchflussbegrenzende Öffnungsquerschnitt tatsächlich über die Anzahl, Form und Tiefe der Gräben 12, 14, 16 definiert wird, ist es erforderlich, dass das Spiel zwischen den Flächen 22, 24 und dem Randbereich der Drosselscheibe 10 groß im Verhältnis zum Querschnitt der Gräben 12, 14, 16 ist.

4 zeigt eine schematische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse-Einheit. Die dargestellte Pumpe-Düse-Einheit zum Zuführen von Kraftstoff 100 in einen Verbrennungsraum 120 einer Brennkraftmaschine weist eine Kraftstoffpumpe 140–220 auf. Ein Kraftstoffpumpenkolben 140 ist in einem Kraftstoffpumpenzylinder 160 hin und her bewegbar. Der Kraftstoffpumpenkolben 140 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Der Kompressionsraum des Kraftstoffpumpenzylinders 160 bildet bei dieser Ausführungsform den ersten Druckraum 280, der von der Kraftstoffpumpe 140–220 mit unter dem ersten Druck p₂₈₀ stehendem Kraftstoff 100 befüllbar ist. Der erste Druckraum 280 ist über eine Kraftstoffleitung 200 mit einem an sich bekannten piezoelektrisch betriebenen Steuerventil 220 verbunden. Das Steuerventil 220 dient dazu, die Kraftstoffleitung 200 entweder zu verschließen oder mit einem Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 zu verbinden, aus dem Kraftstoff 100 angesaugt werden kann. In seiner geöffneten Ruhestellung wird bei einer bezogen auf 4 nach oben gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 140 Kraftstoff 100 aus dem Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 in den ersten Druckraum 280 angesaugt. Sofern das Steuerventil 220 sich bei einer bezogen auf 4 nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 140 noch in seiner geöffneten Ruhestellung befindet, kann vorher in den ersten Druckraum 280 angesaugter Kraftstoff 100 wieder zurück in den Kraftstoff-Niederdruckbereich 180 gedrückt werden. Bei einer Ansteuerung des Steuerventils 220 verschließt dieses die Kraftstoffleitung 200. Dadurch wird der in den ersten Druckraum 280 angesaugte Kraftstoff 100 bei einer nach unten gerichteten Bewegung des Kraftstoffpumpenkolbens 140 komprimiert, wodurch der erste Druck p₂₈₀ in dem ersten Druckraum 280 erzeugt wird. Die dargestellte Ausführungsform der Pumpe-Düse-Einheit umfasst weiterhin eine insgesamt mit 240 bezeichnete Kraftstoffeinspritzdüse, die eine zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung hin und her bewegliche Düsennadel 260 aufweist. Der bezogen auf 4 obere Endabschnitt der Düsennadel 260 weist einen Düsennadelkolben 500 auf, der in einem Schließfederraum 720 geführt ist. Eine in dem Schließfederraum 720 angeordnete erste Feder 360 stützt sich mit ihrem bezogen auf die Darstellung von 4 oberen Endabschnitt an einer ersten Anlagefläche 520 ab, die den Schließfederraum 720 begrenzt. Mit dem anderen Endabschnitt stützt sich die erste Feder 360 an dem Düsennadelkolben 500 ab und übt somit eine Schließkraft auf die Düsennadel 260 aus. Ein eine Schulter 580 aufweisender Abschnitt der Düsennadel 260 ist von einem dritten Druckraum 320 umgeben, der mit dem ersten Druckraum 280 über eine Verbindungsleitung 480 kommuniziert. In Abhängigkeit von der Drosselwirkung der Verbindungsleitung 480 und gegebenenfalls weiterer nicht dargestellter Drosseleinrichtungen wird in Abhängigkeit von dem in dem ersten Druckraum 280 herrschenden ersten Druck p₂₈₀ in dem dritten Druckraum 320 ein dritter Druck p₃₂₀ aufgebaut. Der in dem dritten Druckraum 320 unter dem dritten Druck p₃₂₀ stehende Kraftstoff 100 übt eine bezogen auf die Darstellung von 4 nach oben gerichtete Öffnungskraft auf die Düsennadel 260 aus. Ein Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 in Form eines 2/2-Ventils ist räumlich benachbart zur Düsennadel 260 angeordnet und steht über die Verbindungsleitung 480 mit dem ersten Druckraum 280 in Verbindung. Ein zweiter Druckraum 300, 420, 680 umfasst einen Bereich 300, der einen Abschnitt der Düsennadel 260 umgibt, der eine Ringfläche 700 aufweist. Dadurch übt ein in dem Bereich 300 herrschender zweiter Druck P₃₀₀ eine nach unten gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 260 aus, so dass der in dem dritten Druckraum 320 herrschende dritte Druck p₃₂₀ höhere Werte annehmen muss, um einen Einspritzvorgang auszulösen. Der zweiten Druckraum 300, 420, 680 umfasst neben dem die Düsennadel 360 umgebenden Bereich 300 eine Verbindungsleitung 680 und einen Federraum 420. Um den zweiten Druck p₃₀₀ in dem zweiten Druckraum 300, 420, 680 einzustellen beziehungsweise zu begrenzen und zu halten, ist ein Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 in dessen Öffnungsrichtung vorgesehen, das über die Verbindungsleitung 680 mit dem Bereich 300 und über eine Abzweigung 640 in der Verbindungsleitung 480 sowohl mit dem ersten Druckraum 280 als auch mit dem dritten Druckraum 320 in Verbindung steht. Somit wirkt ungefähr der dritte Druck p₃₂₀ auf das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 ein. Das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 öffnet, wenn die Summe der bezogen auf die Darstellung von 4 nach oben auf einen Ventilteller 380 wirkenden Kräfte größer ist, als die Summe der nach unten auf den Ventilteller 380 wirkenden Kräfte. Das Druckbegrenzungs- und -halteventil ist durch eine in dem Federraum 420 angeordnete zweite Feder 560 in seine geschlossene Stellung vorgespannt. Das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es bereits bei dritten Drücken p₃₂₀ öffnet, die noch nicht ausreichend hoch sind, um die Düsennadel 260 in ihre Öffnungsstellung zu bewegen. Wenn das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 öffnet, gelangt über die Verbindungsleitung 480 zugeführter Kraftstoff 100 in den zweiten Druckraum 300, 420, 680, so dass dort ein zweiter Druck p₃₀₀ aufgebaut werden kann, der die erwähnte Schließkraft auf die Ringfläche 700 der Düsennadel 260 ausübt. Mit der dargestellten Anordnung ist es bei bevorzugten Ausführungsformen möglich, den zweiten Druck p₃₀₀ in dem zweiten Druckraum 300, 420, 680 nach Art eines Aufpumpvorgangs zu erhöhen, indem das Steuerventil 220 derart impulsförmig angesteuert wird, dass zwar jeweils das Druckbegrenzungs- und -halteventil 340 öffnet, die Düsennadel 260 jedoch in ihrer Schließstellung verbleibt. Beispielsweise kann es erwünscht sein, den zum Öffnen der Düsennadel 260 erforderlichen dritten Druck p₃₂₀ in dem dritten Druckraum 320 für eine Haupteinspritzung zu erhöhen. Andererseits ist es in vielen Fällen erwünscht, dass die Düsennadel 260 für Vor- und Nacheinspritzungen bereits bei geringeren dritten Drücken p₃₂₀ öffnet. Daher muss der in dem zweiten Druckraum 300, 420, 680 herrschende zweite Druck p₃₀₀ beispielsweise nach einer Haupteinspritzung wieder abgebaut werden, um die gewünschte Nacheinspritzung zu ermöglichen. Der Abbau des zweiten Drucks p₃₀₀ erfolgt über eine erfindungsgemäße Drosseleinrichtung 26, die zwischen dem Federraum 420 und einer Leitung 660 angeordnet ist. Bei der Drosseleinrichtung 26 kann es sich beispielsweise um die in 3 dargestellte Drosseleinrichtung handeln. Die Drosseleinrichtung 26 gemäß 4 umfasst eine erfindungsgemäße Drosselscheibe 10, die an einer Anlagefläche 540 anliegt, wobei in 4 nicht dargestellte, jedoch in der Drosselscheibe 10 vorgesehene Vertiefungen der Anlagefläche 540 gegenüberliegen. Die Anlagefläche 540 weist eine die Drosseleigenschaften vorzugsweise zumindest nicht maßgeblich beeinflussende Bohrung zum Anschluss der Leitung 660 auf. Bei dieser Ausführungsform wird die Drosselscheibe 10 durch die zweite Feder 560 an die Anlagefläche 540 angelegt. Die Drosselscheibe 10 kann beispielsweise eine Stärke von ungefähr 300 &mgr;m aufweisen, wobei der durchlassbegrenzende Öffnungsquerschnitt einer herkömmlichen Drosselbohrung von 30 &mgr;m bis 40 &mgr;m entsprechen kann. Da vorzugsweise mehrere in 4 nicht dargestellte Vertiefungen 12, 14, 16 in der Drosselscheibe 10 vorgesehen sind, ist zumindest ein vollständiges Verstopfen der Drosseleinrichtung 26 praktisch auszuschließen, was gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteile mit sich bringt. Weiterhin ergeben sich durch die einfach herzustellende Drosseleinrichtung 26 Kostenvorteile im Vergleich zu herkömmlichen Drosseleinrichtungen, die eine eine Drosselbohrung aufweisende Drosselscheibe verwenden.

Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Erfindung betrifft eine Drosselscheibe, bei der anstelle einer Drosselbohrung vorzugsweise mehrere die Drosselscheibe nicht durchdringenden Vertiefungen in Form von Gräben 12, 14, 16 vorgesehen sind, die den durchflussbegrenzenden Öffnungsquerschnitt definieren, wenn die Drosselscheibe 10 an eine Anlagefläche 18 angelegt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Drosselscheibe 10 unter Einsatz eines Laserstrahls sowie eine Drosseleinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Pumpe-Düse-Einheit, bei der zum Abbau eines eine Schließkraft auf die Düsennadel ausübenden Druckes eine erfindungsgemäße Drosseleinrichtung verwendet wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.