CN103003559A - 具有液压耦合器单元的燃料喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种燃料喷射器，具有液压耦合器单元（10），所述耦合器单元具有一耦合器体（12）、一耦合器活塞（13）和一阀活塞（14）。所述阀活塞（14）具有套筒形的导向区段（23），所述导向区段在由耦合器体（12）上构成并且布置在耦合器单元（10）中心的导向活塞（21）上被导向。该耦合器单元（10）的实现要求，或者耦合器体（12）、或者阀活塞（14）由至少两个单构件构成。

Description

具有液压耦合器单元的燃料喷射器

技术领域

本发明涉及一种具有液压耦合器单元的燃料喷射器。

技术背景

由DE 103 22 672 A1已知一种燃料喷射器，在该燃料喷射器中，在喷射器壳体中布置有一液压耦合器单元。该液压耦合器单元包括一耦合器体，在该耦合器体中，耦合器活塞和阀活塞分别轴向可移动地被导向，其中，两个构件在它们之间定义一以燃料填充的压力室，该压力室形成所谓耦合器间隙容积。在此，耦合器活塞与一促动元件处于连接，该促动元件的操作引起耦合器活塞在压力室的方向上逆着预紧弹簧平移运动，该预紧弹簧同轴地布置在耦合器体之外并且一方面在进行操作后确保耦合器活塞的复位运动，另一方面确保促动单元的必要的预压力。该液压耦合器单元的结构长度基本上由阀活塞和耦合器活塞的长度之和确定，即，在耦合器体中被导向的活塞的长度。此外在对耦合器间隙加载压力时在耦合器活塞上以及在阀活塞上出现导向间隙或者说导向缝隙的扩大。

在德国专利申请1020010003405.3中已经提出一种耦合器单元，在该耦合器单元中，耦合器体、耦合器活塞和阀活塞在径向上彼此相嵌地布置，其方式是，耦合器体构造为套筒形并且在耦合器活塞的外周面上和阀活塞的内周面上轴向可运动地被导向。由此，耦合器单元的功能构件在轴向上基本处于相同高度，由此可减小耦合器单元的结构长度。这种技术方案的缺点是，耦合器活塞和阀活塞之间的耦合器壳体套筒形部分在燃料喷射器中所要求的变换比例情况下具有1mm以下的极小壁厚，其中，同时要求，以小的间隙对耦合器活塞在其外表面上导向并且对阀活塞在其内孔上导向。这在耦合器单元的制造中对加工技术提出更高的要求。

发明内容

本发明的任务是，提供一种耦合器单元，该耦合器单元一方面具有同样的功能优点，但另一方面构件能够具有更大的壁厚，以便由此降低对由于阀活塞和耦合器活塞的导向的加工技术的要求。

本发明的任务通过权利要求1的特征解决。根据本发明的耦合器单元的主要优点是，不需要在薄壁的套筒上的高精度的导向，从而不必须对加工技术提出更高的要求。

本发明的核心在于，耦合器体和阀活塞的径向布置经受一种变换，其方式是，阀活塞具有套筒形的导向区段并且在该套筒形导向区段的内孔中布置耦合器体的与壳体固定地布置的导向活塞，套筒形导向区段在该导向活塞上被轴向导向。套筒形的阀活塞由此具有环形的端面，该端面具有外直径d1和内直径d3。由此，阀活塞的暴露于耦合器间隙容积中的横截面保持不变。

耦合器单元的结构长度减小尤其如下实现，即，在阀活塞的套筒形的导向区段的外周面上，耦合器活塞以直径d1轴向可移动地被导向。对于燃料喷射器中常见的大于1、但明显小于2的变换比例，通过耦合器单元的构件的根据本发明的布置，套筒形的阀活塞的壁厚（d1-d3）/2明显高于在套筒与壳体固定地布置的情况下的阀活塞壁厚。根据本发明的耦合器单元的套筒形阀活塞由此具有高得多的、即接近3倍的壁厚。

本发明的改进方案通过从属权利要求的措施能够实现。

根据本发明的耦合器单元的实现要求，或者耦合器体、或者阀活塞由至少两个单构件构成，因为在两个构件都分别一体式实施的情况下阀活塞不能在耦合器体的导向活塞上移动。

为此，套筒形的导向区段具有外周面，在该外周面上耦合器活塞以内导向面轴向可移动地被导向。此外，耦合器体具有一支撑区段，该支撑区段支撑在一与壳体固定的构件上，其中，阀活塞在该支撑区段的一侧构造有该套筒形的导向区段、在该支撑区段的另一侧构造有一压力区段。

根据第一替代方案，耦合器体实施为多体式的，其中，一个件形成导向活塞并且至少一个另外的件形成支撑区段。该替代方案例如这样实施：支撑区段由一横梁和一支撑环构成，其中，横梁带有轴向间隙地穿过阀活塞。

根据第二替代方案，阀活塞实施为多体式的，具有至少一个上部件和至少一个下部件，其中，上部件由套筒形的导向区段形成并且下部件由压力区段形成。为了使上部件和下部件共同作用，在上部件和下部件之间构成耦合榫，这些耦合榫穿过耦合器体的支撑区段。为此，支撑区段实施有碟形的盘，在该盘中构成穿孔，耦合榫穿过这些穿孔。耦合榫可以布置在阀活塞的套筒形导向区段上和/或压力区段上。

耦合器间隙容积由耦合器活塞的内端壁、耦合器体的导向活塞的端面和阀活塞的套筒形导向区段的环形面限界。此外耦合器活塞具有径向向外指的凸缘并且耦合器体具有另一径向向外指的凸缘，预紧弹簧在预压力下分别作用在这些凸缘上。

附图说明

在附图中示出本发明的两个实施例并且在以下的说明中详细阐述。

附图示出：

图1根据本发明的耦合器单元的第一实施方式的剖视图，

图2根据本发明的耦合器单元的第二实施方式的剖视图，

图3根据第一实施方式的耦合器体和阀活塞的剖视图，

图4沿图3中的线Ⅳ－Ⅳ的剖视图，

图5根据第二实施方式的耦合器体和阀活塞的剖视图，

图6图5中耦合器体的侧视图，

图7图6中耦合器体的A向视图，

图8阀活塞按图5中的线Ⅷ－Ⅷ的剖视图和

图9阀活塞按图5中的线Ⅷ－Ⅷ的剖视图，不带有耦合器体。

具体实施方式

燃料喷射器的在图1和图2中示出的耦合器单元10具有一与燃料喷射器的壳体件11固定连接的耦合器体12、一罐形状的耦合器活塞13和一阀活塞14。耦合器单元10还在径向上在耦合器活塞13之外具有一预紧弹簧15，该预紧弹簧以在图面中的下端支撑在耦合器体12的凸缘17上并且以对置的、附面中的上端支撑在一另外的、构造在耦合器活塞13上的凸缘18上，其中，在该另外的凸缘18和该预紧弹簧15之间布置有一调整垫片20。预紧弹簧15通过未示出的传递元件将耦合器活塞13压向同样未示出的促动单元。由此，预紧弹簧15一方面负责耦合器活塞13朝向促动单元的预压紧，另一方面间接地负责为了借助压电促动单元控制的喷射系统的功能所必需的压电促动单元预压力。

与壳体件11连接的耦合器体12具有一布置在耦合器单元10中心的、具有直径d3的导向圆柱21和一具有凸缘17的支撑件22，耦合器体12以该凸缘17支承在壳体件11上。在耦合器体12的导向圆柱21上，阀活塞14以套筒形区段23在直径d3上被导向，其中，该套筒形区段具有外直径d1。

阀活塞14还具有一压力区段24，该压力区段压向未详细示出的阀元件的阀销25，该阀元件控制燃料喷射器的喷嘴针的控制室。压力区段24在此布置在空隙26内，该空隙由耦合器体12的支撑件22围绕。在根据图1的实施例中，在空隙26内还布置有压缩弹簧27，该压缩弹簧支撑在与壳体固定的耦合器体12上并且以对置的端部支撑在一环形肩28上，该环形肩与阀活塞14的压力区段24固定连接。阀活塞14通过压缩弹簧27被压到阀销25上。

在图2中的实施例中，压缩弹簧27布置在耦合器活塞13和阀活塞14之间，其中，支撑压缩弹簧27的环形肩28构造在阀活塞14的导向区段23上。

罐形的耦合器活塞13实施有圆柱形的圆周壁31和实心的、端侧的终端32，该终端具有端面壁33，其中，圆柱形的圆周壁31构成一内导向面34。罐形的耦合器活塞13以该内导向面34在阀活塞14的套筒形导向区段23的直径的d1上被导向。

在内端面壁33、导向圆柱21的端面35和套筒形导向区段23的环形面36之间构成一压力室40，该压力室限界耦合器间隙容积。由此，具有环形面36的耦合器单元有效变换面积为π/4（d1²-d3²）。

该耦合器单元10的阀活塞14的特点在于，阀活塞14的一部分处于与壳体固定的支撑件22之上而第二部分处于耦合器体12的与壳体固定的支撑件22之下。阀活塞14的在耦合器体12两侧起作用的这些部分要求，或者耦合器体12由至少两个构件组合成，或者阀活塞14由至少两个构件组合成。

图3和图4示出具有多体式耦合器体12的实施方式，其中，该实施方式使用在图1中的实施例中。耦合器体12在此具有一内支柱41、一横撑42和一支撑环43，其中，内支柱41形成导向圆柱21并且横撑42和支撑环43形成支撑件22。内支柱41在此构造有用于接收横撑42的横孔44。阀活塞14在相同高度上具有另一横孔45。为了组装阀活塞14和耦合器体12，首先将内支柱41装入到阀活塞14的内孔中。随后将横撑42穿过阀活塞14和内支柱41的横孔44，45推入并与内支柱41固定连接。这可以例如通过在内支柱41和横撑42之间实施压配合来实现，或者通过摩擦焊接、或者通过卡锁、或者通过粘接来实现。横撑42带有轴向间隙49地被接收在阀活塞14中该另一横孔45中，从而阀活塞14以后可以无阻碍地实施轴向运动。横撑42最终与支撑环43例如通过焊接连接。由此确保，在多体式耦合器体12完成组装的状态下，阀活塞14的套筒形区段23处于与壳体固定的支撑件22之上而阀活塞14的压力区段24处于与壳体固定的支撑件22之下。

图5示出一种实施方式，具有一体式的耦合器体12和多体式的阀活塞14，其中，该实施方式使用在图2中的实施例中。耦合器体12在此基本上旋转对称地构造，其中，在导向圆柱21上成型一碟形的盘51，该盘在外部区域中过渡到圆筒形的支撑环53中。盘51和支撑环53形成支撑件22。图5中的耦合器体12的详细描述可由图6和图7中看出。碟形的盘51具有多个、在本实施例中为6个穿孔52，如后文还要描述的，阀活塞14穿过这些穿孔。阀活塞14由一上部件55和一下部件56组成。上部件55由套筒形的导向区段23形成，该导向区段在背离耦合器间隙的端部上实施有耦合榫57。这些耦合榫57穿过穿孔52，如图8所示。阀活塞14的下部件56具有封闭的端面58，该端面贴靠在上部件55的穿过碟形盘51伸出的耦合榫57的下侧面59上（图5）。重要的是，负责耦合器间隙的重新充注的阀力作用在阀活塞14的上部件55上而在耦合器单元10处于静止状态时将阀活塞14的下部件56压向未示出的控制阀的阀销25。

阀活塞14的上部件55的耦合榫57的制造借助图9阐述。为此，为了产生六个耦合榫57，将三个槽61加工到阀活塞14的上部件55的在图面中处于下面的环形面中。槽61的深度这样实施，使得在已组装的耦合器单元10中槽底位于耦合器体12的碟形的盘51之上，以实现所要求的轴向间隙49。

为了实施多体式阀活塞14，也可考虑，代替在阀活塞14的上部件55的下环形面上，替代地或附加地在阀活塞14的下部件56的上端面58上实施耦合榫或者附加耦合榫。

在图5中，阀活塞14的上部件55具有一凹处60，阀活塞14的下部件56被接收到该凹处中。由此实现阀活塞14的下部件56在上部件55上的径向导向。在此可以在下部件56的外直径和该凹处60之间设置径向间隙。但是这两个直径也可以这样实施，使得在凹处60和阀活塞14的下部件56之间形成压配合，从而阀活塞14的上部件55和下部件56在组装该两体式阀活塞14时通过挤压而接合。但在后一种情况下耦合器单元不再可拆卸。

替换地，阀活塞14的上部件55和下部件的彼此径向导向也可以通过其它方式实现。例如说这里，在包括上部件55的阀活塞14的下部件56的上端面上设置一凸缘。此外可考虑，在阀活塞14的下部件56的上端面上设置一具有略小于直径d3的直径的榫，其中，该榫伸入到阀活塞14的上部件55的内孔中。

Claims (10)

1.燃料喷射器，具有液压的耦合器单元（10），所述耦合器单元包括一耦合器体（12）、一耦合器活塞（13）和一阀活塞（14），其中，耦合器活塞（13）和阀活塞（14）相对于耦合器体（12）可轴向移动地被导向并且在所述耦合器活塞和阀活塞之间限定一在径向方向上通过该耦合器体限界的压力室（40）作为耦合器间隙容积，所述耦合器间隙容积充注以燃料，以便相应于阀活塞（14）与耦合器活塞（13）的直径比例将耦合器活塞（13）的轴向运动变换为阀活塞（14）的轴向运动，其中，耦合器活塞（13）通过预紧弹簧从耦合器间隙容积指向外被朝向一促动元件预压紧，并且，耦合器活塞（13）具有一罐形的空隙，耦合器体（12）和阀活塞（16）至少部分地被接收在所述空隙中，其特征在于，阀活塞（14）具有一套筒形的导向区段（23），所述导向区段在一由耦合器体（12）构成并且布置在耦合器单元（10）的中心的导向活塞（21）上被导向。

2.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于，套筒形的导向区段（23）具有外周面，耦合器活塞（13）以内导向面（34）在该外周面上可轴向移动地被导向。

3.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于，耦合器体（12）还具有一支撑区段（22），该支撑区段支撑在一与壳体固定的构件（11）上，并且，阀活塞（14）在该支撑区段（22）的一侧以套筒形的导向区段（23）延伸、在该支撑区段（22）的另一侧以一压力区段（24）延伸。

4.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征在于，耦合器体（12）实施为多体式的，其中，一个件形成导向活塞（21），至少一个另外的件形成支撑区段（22）。

5.根据权利要求4的燃料喷射器，其特征在于，支撑区段（22）由一横梁（42）和一支撑环（43）构成，其中，横梁（42）带有轴向间隙（49）地穿过阀活塞（14）。

6.根据权利要求3的燃料喷射器，其特征在于，阀活塞（14）实施为多体式的，具有至少一个上部件（55）和至少一个下部件（56），上部件（55）由套筒形的导向区段（23）形成，下部件（56）由压力区段（24）形成。

7.根据权利要求6的燃料喷射器，其特征在于，在上部件（55）和下部件（56）之间构成一些耦合榫（57），这些耦合榫穿过耦合器体（12）的支撑区段（22）。

8.根据权利要求7的燃料喷射器，其特征在于，支撑区段（22）实施有一个碟形的盘（51），在所述盘中构成一些穿孔（52），耦合榫（57）穿过这些穿孔。

9.根据权利要求7或8的燃料喷射器，其特征在于，耦合榫（57）构造在阀活塞（14）的套筒形导向区段（23）上和/或压力区段（24）上。

10.根据权利要求1的燃料喷射器，其特征在于，该耦合器间隙容积由耦合器活塞（13）的内端壁、耦合器体（12）的导向活塞（41）的端面和阀活塞（14）的套筒形导向区段（23）的环形面限界。

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