Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 002 134 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil, insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, bekannt, welches einen hydraulischen Koppler aufweist, der einen Zylinder mit einem Topfboden und einen axial beweglichen Kolben aufweist, wobei zwischen dem Topfboden und dem Kolben ein Kopplerspalt vorgesehen ist. Der Koppler ist mittels Dichtungen abgedichtet, wobei eine erste Dichtung einen ersten Ausgleichsraum und eine zweite Dichtung einen zweiten Ausgleichsraum für das Hydraulikmedium abschließt.From the publication DE 10 2004 002 134 A1 is a fuel injector, in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, known which comprises a hydraulic coupler having a cylinder with a pot bottom and an axially movable piston, wherein between the pot bottom and the piston, a coupler gap is provided. The coupler is sealed by means of seals, wherein a first seal closes off a first compensation chamber and a second seal closes off a second compensation chamber for the hydraulic medium.
Weiterhin ist aus der DE 10 2004 021 921 A1 ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, welches einen hydraulischen Koppler aufweist, bei welchem die Einstellung des Kopplerspalts durch ein in dem Ventilgehäuse des Brennstoffeinspritzventils angeordnetes Einstellmittel auf ein festgelegtes Spaltmaß erfolgt.Furthermore, from the DE 10 2004 021 921 A1 a fuel injection valve is known which comprises a hydraulic coupler, wherein the adjustment of the coupler gap is effected by a valve arranged in the valve body of the fuel injection valve adjusting means to a predetermined gap.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Brennstoffeinspritzventilen, die mit hydraulischen Kopplern versehenen sind, ist, daß die bekannten Kopplerkonstruktionen aufwendig und somit kostenintensiv sind. Weiterhin ergeben sich bedingt durch Temperaturänderungen während des Betriebs der Brennkraftmaschine Änderungen in der Viskosität des den Koppler ausfüllenden Hydraulikmediums, welche zu Funktionsänderungen bzw. Funktionsstörungen des Brennstoffeinspritzventils führen können. Auch die durch die Kompressibilität des Hydraulikmediums verursachten beträchtlichen Hubverluste wirken sich nachteilig auf einen effektiven Betrieb des Brennstoffeinspritzventils aus.A disadvantage of the known from the prior art fuel injection valves, which are provided with hydraulic couplers, is that the known coupler constructions are complicated and therefore expensive. Furthermore, due to temperature changes during operation of the internal combustion engine changes in the viscosity of the hydraulic medium filling the coupler, which can lead to functional changes or malfunction of the fuel injector. Also, caused by the compressibility of the hydraulic medium considerable Hubverluste affect adversely on an effective operation of the fuel injection valve.
Aus der US 6,676,035 B2 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, das mit einem piezoelektrischen Aktor und mit einer mit dem Aktor in Wirkverbindung stehenden Ventilnadel, welche mit einem daran ausgebildeten Ventilschließkörper und einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet, ausgestattet ist. Für den Ausgleich von Längenänderungen des Aktors durch Temperaturschwankungen sorgt ein hydraulischer Koppler, der auf der der Ventilnadel abgewandten Seite des piezoelektrischen Aktors angeordnet ist. An der Ventilnadel ist ein Federteller als Halteelement vorgesehen, der zusammen mit einer Rückstellfeder einen Rückstellmechanismus bildet, der dafür sorgt, dass bei diesem nach außen öffnenden Brennstoffeinspritzventil bei nicht erregtem Piezoaktor durch Hochziehen der Ventilnadel der Dichtsitz wieder geschlossen wird, indem der an der Ventilnadel mit angeformte Schließkörper zur Anlage am Ventilsitz des Düsenkörpers im Bereich des ringförmigen Kraftstoffauslasses gebracht wird. Die Federscheibe und das Halteelement stehen insofern in direkter Wirkverbindung mit der Ventilnadel, um diese jederzeit wieder in den Ventilsitz ziehen zu können.From the US 6,676,035 B2 A fuel injection valve for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine is already known, which is equipped with a piezoelectric actuator and with a valve needle operatively connected to the actuator, which forms a sealing seat with a valve closing body formed thereon and a valve seat surface. To compensate for changes in length of the actuator by temperature fluctuations ensures a hydraulic coupler, which is arranged on the side facing away from the valve needle of the piezoelectric actuator. On the valve needle, a spring plate is provided as a retaining element which forms a return mechanism together with a return spring, which ensures that is closed in this outward opening fuel injector with non-energized piezoelectric actuator by pulling up the valve needle, the sealing seat by the at the valve needle with molded closure body is brought to rest against the valve seat of the nozzle body in the region of the annular fuel outlet. The spring washer and the retaining element are thus in direct operative connection with the valve needle in order to be able to pull it back into the valve seat at any time.
Aus der DE 197 42 943 C1 ist bereits ein Einspritzventil bekannt, bei dem ein automatischer Spielausgleich ermöglicht ist, bei dem zwischen einem Aktorkolben und einem Stellglied ein scheibenförmiges Verbindungselement vorgesehen ist, das senkrecht zur Ausrichtung des Aktorkolbens und des Stellgliedes drehbar um eine Achse angeordnet ist. Das Verbindungselement ist über ein Federelement gegen den Aktorkolben verspannt. Das Verbindungselement weist in Abhängigkeit von der Winkelstellung einen unterschiedlichen Durchmesser auf. Das Federelement beaufschlagt das Verbindungselement mit einem Drehmoment in der Drehrichtung, in der der Durchmesser des Verbindungselementes zunimmt.From the DE 197 42 943 C1 An injection valve is already known, in which an automatic clearance compensation is made possible, in which between a Aktorkolben and an actuator, a disc-shaped connecting element is provided which is arranged perpendicular to the alignment of the actuator piston and the actuator rotatable about an axis. The connecting element is clamped by a spring element against the actuator piston. The connecting element has a different diameter depending on the angular position. The spring element acts on the connecting element with a torque in the direction of rotation in which the diameter of the connecting element increases.
Aus der DE 101 04 017 C1 ist bereits ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten mit einem Piezoaktor, einem mechanischen Übersetzer und einem Steuerventil mit einem Ventilglied bekannt. Das Ventilglied ist dabei in einem Winkel zum Piezoaktor angeordnet. Weiterhin weist der mechanische Übersetzer mindestens einen Rollkörper auf, welcher mit dem Piezoaktor und dem Ventilglied in Verbindung steht und auf einer schiefen Ebene abrollt.From the DE 101 04 017 C1 already a valve for controlling fluids with a piezoelectric actuator, a mechanical translator and a control valve with a valve member is known. The valve member is arranged at an angle to the piezoelectric actuator. Furthermore, the mechanical translator on at least one rolling body, which communicates with the piezoelectric actuator and the valve member and unrolls on an inclined plane.
Aus der DE 101 42 798 C2 ist bereits eine Lagerung für ein Piezoaktormodul in einem Common-Rail-Injektor bekannt. Dabei ist ein Aktorkopf an einem Injektorkörper gelagert, wobei zwischen dem Aktorkopf und dem Injektorkörper Rollelemente zur Erzeugung von Rollreibungskräften angeordnet sind.From the DE 101 42 798 C2 already a storage for a piezoelectric actuator in a common rail injector is known. In this case, an actuator head is mounted on an injector body, wherein rolling elements for generating rolling friction forces are arranged between the actuator head and the injector body.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass zwischen der Ventilnadel und dem Aktor ein mechanisches Übertragungselement angeordnet ist, welches sowohl für den Hubübertrag zwischen Aktor und Ventilnadel als auch für den Ausgleich von Längenänderungen des Aktors durch Temperaturschwankungen sorgt, so dass auf einen hydraulischen Koppler vollständig verzichtet werden kann.The fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that between the valve needle and the actuator, a mechanical transmission element is arranged, which ensures both the Hubübertrag between actuator and valve needle as well as for the compensation of changes in length of the actuator by temperature fluctuations, so that can be completely dispensed with a hydraulic coupler.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the main claim fuel injector are possible.
Weiterhin ist von Vorteil, dass das Übertragungselement mehrere Kugeln umfasst, welche radial verschieblich zwischen einem Aktorkopf und einem Gegenlager angeordnet sind. Furthermore, it is advantageous that the transmission element comprises a plurality of balls, which are arranged radially displaceable between an actuator head and an abutment.
Vorteilhafterweise ist das Gegenlager verschieblich auf der Ventilnadel angeordnet und von einer Feder so beaufschlagt, dass die Kugeln stets in Anlage an dem Aktorkopf gehalten werden.Advantageously, the anvil is slidably mounted on the valve needle and acted upon by a spring so that the balls are always held in contact with the actuator head.
Durch eine geeignete Gestaltung der Flächen, an welchen die Kugeln anliegen, bzw. deren Neigungswinkel, ist es möglich, eine optimale mechanische Koppelung zu erzielen.By a suitable design of the surfaces on which the balls lie, or their inclination angle, it is possible to achieve an optimal mechanical coupling.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Übertragungselement als Ring mit einer Schlitzung ausgebildet, welcher auf der Ventilnadel aufliegt.In an advantageous development, the transmission element is designed as a ring with a slot which rests on the valve needle.
Besonders vorteilhaft ist, daß der Ring sowohl in axialer Richtung verschieblich als auch in radialer Richtung durch die Schlitzung dehnbar und/oder in einer Kombination daraus auch verkippbar gelagert ist.It is particularly advantageous that the ring is displaceable both in the axial direction displaceable and in the radial direction by the slits stretchable and / or in a combination thereof also tiltable.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention is shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
1 eine schematische Darstellung eines Brennstoffeinspritzventils gemäß dem Stand der Technik, 1 a schematic representation of a fuel injection valve according to the prior art,
2 einen Ausschnitt aus einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils, 2 a detail of a first embodiment of a fuel injection valve according to the invention,
3A einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils in gleicher Darstellung wie 2, und 3A a section of a second embodiment of a fuel injection valve according to the invention in the same representation as 2 , and
3B eine stark schematisierte Aufsicht auf das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Brennstoffeinspritzventils in 3A. 3B a highly schematic plan view of the second embodiment of an inventively embodied fuel injection valve in 3A ,
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In 1 ist zur besseren Verständlichkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen zunächst stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 gemäß dem Stand der Technik schematisch dargestellt und in seinen wesentlichen Teilen kurz erläutert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist dabei insbesondere als Brennstoffeinspritzventil 1 für Brennstoffeinspritzanlagen für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine geeignet.In 1 is for better understanding of the measures according to the invention, first highly schematic an embodiment of a fuel injector 1 represented schematically according to the prior art and briefly explained in its essential parts. The fuel injector 1 is in particular as a fuel injector 1 for fuel injection systems for mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines for direct injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine suitable.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 gemäß 1 umfaßt einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor 2, welcher in Form eines Aktormoduls 3 in einem Gehäuse 4 des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordnet ist.The fuel injector 1 according to 1 comprises a piezoelectric or magnetostrictive actuator 2 , which in the form of an actuator module 3 in a housing 4 of the fuel injection valve 1 is arranged.
Abströmseitig des Aktormoduls 3 ist als Teil eines Betätigungsstrangs des Brennstoffeinspritzventils 1 eine Ventilnadel 6 angeordnet, welche an ihrem abströmseitigen Ende einen Ventilschließkörper 8 aufweist, welcher mit der Ventilnadel 6 insbesondere einstückig ausgebildet sein kann. Die Ventilnadel 6 durchgreift einen Düsenkörper 10, welcher in das Gehäuse 4 des Brennstoffeinspritzventils 1 eingeschoben und mit diesem stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschweißt ist. An dem Düsenkörper 10 ist eine Ventilsitzfläche 9 ausgebildet, welche mit dem Ventilschließkörper 8 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Eine Rückstellfeder 5 sorgt im nicht aktiven Zustand des Aktors 2 für die zuverlässige Abdichtung der Abspritzöffnung 7 durch das Anziehen der Ventilnadel 6 und des Ventilschließkörpers 8, welcher dadurch in dichtender Anlage an der Ventilsitzfläche 9 gehalten wird. Das in 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist als nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1 ausgebildet, wobei die Ventilnadel 6 bzw. der Ventilschließkörper 8 eine Abspritzöffnung 7 im Düsenkörper 10 durchgreift.Downstream of the actuator module 3 is as part of an actuating strand of the fuel injection valve 1 a valve needle 6 arranged, which at its downstream end a valve closing body 8th having, which with the valve needle 6 in particular may be formed in one piece. The valve needle 6 passes through a nozzle body 10 which is in the housing 4 of the fuel injection valve 1 pushed and connected to this cohesively, for example, is welded. On the nozzle body 10 is a valve seat surface 9 formed, which with the valve closing body 8th cooperates to a sealing seat. A return spring 5 ensures in the non-active state of the actuator 2 for reliable sealing of the injection opening 7 by tightening the valve needle 6 and the valve closing body 8th , which thereby in sealing engagement with the valve seat surface 9 is held. This in 1 illustrated fuel injector 1 is as an outward opening fuel injector 1 formed, with the valve needle 6 or the valve closing body 8th an injection opening 7 in the nozzle body 10 be upheld.
Die Ventilnadel 6 liegt zuströmseitig an einem hydraulischen Koppler 12 an, welcher einen Kopplerzylinder 13, einen darin verschieblich gelagerten Kopplerkolben 14 und eine den Koppler 12 abdichtende Wellrohrdichtung 15 aufweist. Zwischen dem Kopplerkolben 14 und dem Kopplerzylinder 13 ist ein Kopplerspalt 16 ausgebildet, welcher über Drosselbohrungen 17 im Kopplerkolben 14 aus einem durch die Wellrohrdichtung 15 begrenztes Ausgleichsvolumen 18 befüllbar ist.The valve needle 6 located on the inflow side of a hydraulic coupler 12 on which a coupler cylinder 13 , a coupler piston slidably mounted therein 14 and one the coupler 12 sealing corrugated pipe gasket 15 having. Between the coupler piston 14 and the coupler cylinder 13 is a coupler gap 16 formed, which via throttle bores 17 in the coupler piston 14 from one through the corrugated pipe gasket 15 limited compensation volume 18 is fillable.
Über eine Feder 19 ist der in dem Ausgleichsvolumen 18 herrschende Druck des Hydraulikmediums einstellbar, da während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils 1 der Kopplerspalt 16 schnell wieder befüllbar sein muß. Die Feder 19 ist zwischen einem das Ausgleichsvolumen 18 abschleißenden Deckel 20 und einer mit dem Kopplerkolben 14 in Verbindung stehenden Scheibe 21 eingespannt.About a spring 19 is the one in the equalization volume 18 prevailing pressure of the hydraulic medium adjustable, since during operation of the fuel injection valve 1 the coupler gap 16 must be refillable quickly. The feather 19 is the compensation volume between one 18 Abrasive lid 20 and one with the coupler piston 14 related disc 21 clamped.
An der Scheibe 21 liegt zuströmseitig das Aktormodul 3 mit einem Aktorkopf 22 an. An einem am gegenüberliegenden Ende des Aktors 2 angeordneten Aktorfuß 23 sind in einer Brennstoffzufuhr 24 Einstellscheiben 25 zur Voreinstellung der axialen Weite des Kopplerspalts 16 angeordnet.At the disc 21 the actuator module is located on the inflow side 3 with an actuator head 22 at. At one end of the actuator 2 arranged actuator foot 23 are in a fuel supply 24 shims 25 for presetting the axial width of the coupler gap 16 arranged.
Bei der Aktivierung des Aktors 2 durch eine elektrische oder magnetische Kraft dehnt sich der Aktor 2 aus und bewegt über den Koppler 12 die Ventilnadel 6 in einer Abströmrichtung des Brennstoffs, so daß der Ventilschließkörper 8 von der Ventilsitzfläche 9 abhebt und Brennstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Wird die den Aktor 2 aktivierende Kraft abgeschaltet, zieht der Aktor sich zusammen, und der Ventilschließkörper 8 wird durch die Kraft der Rückstellfeder 5 wieder an die Ventilsitzfläche 9 gezogen. When activating the actuator 2 by an electric or magnetic force, the actuator expands 2 off and moved over the coupler 12 the valve needle 6 in an outflow direction of the fuel so that the valve closing body 8th from the valve seat surface 9 lifts off and fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine. Will that be the actor 2 activating force off, the actuator contracts, and the valve closing body 8th is due to the force of the return spring 5 back to the valve seat 9 drawn.
Wie bereits weiter oben erläutert, weisen die bekannten mit einem hydraulischen Koppler 12 versehenen Brennstoffeinspritzventile 1 diverse baulich und funktional bedingte Nachteile auf. So sind die bekannten Koppler 12 aufwendig und somit kostenintensiv sowohl in der Herstellung der Bauteile als auch in der Montage. Weiterhin ergeben sich bedingt durch Temperaturänderungen während des Betriebs der Brennkraftmaschine Änderungen in der Viskosität des den Koppler 12 ausfüllenden Hydraulikmediums, welche zu Funktionsänderungen bzw. Funktionsstörungen des Brennstoffeinspritzventils 1 führen können, da hierbei zuviel oder zu wenig Hydraulikmedium in den Kopplerspalt 16 gelangt. Auch die durch die Kompressibilität des Hydraulikmediums verursachten Hubverluste der Ventilnadel 6 wirken sich nachteilig auf einen effektiven Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 aus, da der hydraulische Koppler 12 neben seiner dämpfenden Funktion bauartbedingt oft auch zur Hubum- oder -übersetzung benötigt wird.As already explained above, the known have a hydraulic coupler 12 provided fuel injection valves 1 Various structural and functional disadvantages. Such are the known couplers 12 consuming and thus costly both in the manufacture of components and in the assembly. Furthermore, due to changes in temperature during operation of the internal combustion engine changes in the viscosity of the coupler arise 12 filling hydraulic medium, resulting in functional changes or malfunction of the fuel injection valve 1 can lead, as this too much or too little hydraulic medium in the coupler gap 16 arrives. Also caused by the compressibility of the hydraulic medium Hubverluste the valve needle 6 adversely affect effective operation of the fuel injector 1 because of the hydraulic coupler 12 In addition to its damping function design-related often also Hubum- or translation is needed.
In den 2 und 3A bis 3B sind zwei schematische Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß weitergebildete Brennstoffeinspritzventile 1 ausschnittsweise dargestellt.In the 2 and 3A to 3B are two schematic embodiments of the invention further developed fuel injectors 1 shown in detail.
Kern der Erfindung ist dabei, daß durch Temperaturänderungen hervorgerufene Längenänderungen des Aktors 2 nicht durch einen hydraulischen Koppler 12, sondern auf mechanische Weise durch ein entsprechend gestaltetes Übertragungselement 26 erfolgt, welches eine mechanische Koppelung mit Hubübertragung und Längenausgleich ermöglicht.Core of the invention is that caused by temperature changes length changes of the actuator 2 not by a hydraulic coupler 12 but in a mechanical manner by a correspondingly shaped transmission element 26 takes place, which allows a mechanical coupling with stroke transmission and length compensation.
In 2 ist dabei das Übertragungselement 26 in Form von Kugeln 27 ausgeführt, welche zwischen einer Stirnfläche 28 des Aktorkopfes 22 und einem Gegenlager 29 angeordnet sind, welches verschieblich auf der Ventilnadel 6 und von dieser durchgriffen ausgebildet ist. Das Gegenlager 29 ist durch eine Feder 30 mit einer Kraft beaufschlagt, welche das Gegenlager 29 an die Kugeln 27 und diese an die Stirnfläche 28 des Aktorkopfes 22 drückt.In 2 is the transmission element 26 in the form of balls 27 executed, which between an end face 28 of the actuator head 22 and a counter bearing 29 are arranged, which is displaceable on the valve needle 6 and is formed by this attack. The counter bearing 29 is by a spring 30 subjected to a force which the counter bearing 29 to the balls 27 and these on the front surface 28 of the actuator head 22 suppressed.
Die Stirnflächen 28, 32 des Aktorkopfes 22 und des Gegenlagers 29 sind dabei so geformt, daß durch jeweils eine Anschrägung des jeweiligen Bauteils gegenüber einer axialen Richtung die Kugeln 27 in radialer Richtung nach innen verschieblich sind. Bei einer Temperaturerhöhung, wo die Beschleunigung der Ventilnadel 6 ungefähr Null ist, da die Bewegung sehr langsam erfolgt, vergrößert sich der axiale Abstand zwischen dem Aktorkopf 22 und der Ventilnadel 6, wodurch sich die Kugeln 27 nach radial innen verschieben. Das Gegenlager 29 verschiebt sich axial in Richtung auf den Aktorkopf 22. Bei dieser langsamen Bewegung findet keine Hubübertragung statt.The faces 28 . 32 of the actuator head 22 and the counter bearing 29 are shaped so that by each bevel of the respective component with respect to an axial direction of the balls 27 are displaceable in the radial direction inwards. At a temperature increase, where the acceleration of the valve needle 6 is about zero, since the movement is very slow, increases the axial distance between the actuator head 22 and the valve needle 6 , which causes the bullets 27 move radially inward. The counter bearing 29 shifts axially in the direction of the actuator head 22 , In this slow movement no stroke transmission takes place.
Bei Ansteuerung des Aktors 2 mit einer Beschleunigung von ca. 15000 m/s2 zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 drückt die Beschleunigungskraft das Gegenlager 29 auf die Kugeln 27 und blockiert dadurch eine radiale Verschiebung der Kugeln 27 nach außen. Dadurch findet eine Hubübertragung statt. Dies ist in Analogie zu dem hydraulischen Koppler zu sehen, bei welchem das Hydraulikmedium inkompressibel bei der schnellen Ansteuerung des Aktors 2 wirkt.When controlling the actuator 2 with an acceleration of about 15000 m / s 2 for actuating the fuel injection valve 1 the acceleration force pushes the counter bearing 29 on the balls 27 and thereby blocks a radial displacement of the balls 27 outward. As a result, a stroke transmission takes place. This can be seen in analogy to the hydraulic coupler, in which the hydraulic medium incompressible in the rapid control of the actuator 2 acts.
Die Wirkung des Übertragungselements 26 als mechanischer Koppler ist durch die Gestaltung der Stirnflächen 28 und 32 des Aktorkopfes 22 sowie des Gegenlagers 29 beeinflußbar. Optimale Funktion ist bei folgenden Werten gegeben: ein Winkel α zwischen der Stirnfläche 28 des Aktorkopfes 22 und einer achsparallelen Außenfläche des Aktorkopfes 22 sollte in einem Bereich zwischen 30° bis 70° liegen, ein Winkel β zwischen einer Stirnfläche 31 der Ventilnadel 6 und einer achsparallelen Außenfläche der Ventilnadel 6 sollte in einem Bereich zwischen 10° bis 50° liegen, und ein Winkel γ zwischen der Stirnfläche 32 des Gegenlagers 29 und einer achsparallelen Außenfläche des Gegenlagers 29 sollte ebenfalls in einem Bereich zwischen 10° bis 50° liegen. Die Anzahl der Kugeln 27 ist variabel, sollte jedoch mindestens zwei, besser mehr betragen, um Fehlfunktionen durch Verkanten und nachfolgendes Verklemmen der Bauteile zu vermeiden.The effect of the transmission element 26 as a mechanical coupler is due to the design of the end faces 28 and 32 of the actuator head 22 as well as the counter bearing 29 influenced. Optimal function is given at the following values: an angle α between the face 28 of the actuator head 22 and an axially parallel outer surface of the actuator head 22 should be in a range between 30 ° to 70 °, an angle β between an end face 31 the valve needle 6 and an axially parallel outer surface of the valve needle 6 should be in a range between 10 ° to 50 °, and an angle γ between the end face 32 of the counter bearing 29 and an axially parallel outer surface of the anvil 29 should also be in a range between 10 ° to 50 °. The number of balls 27 is variable, but should be at least two, better more to avoid malfunctioning by jamming and subsequent jamming of the components.
3A bis 3B zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß weitergebildeten Brennstoffeinspritzventils 1 in gleicher Ansicht wie 2. 3A to 3B shows a second embodiment of a further developed according to the invention fuel injector 1 in the same view as 2 ,
In dem in 3A dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt die Koppelung nicht über Kugeln 27. Das Übertragungselement 26 ist vielmehr in Form eines geschlitzten Rings 33 ausgeführt, welcher auf der entsprechend gestalteten Stirnfläche 31 der Ventilnadel 6 aufliegt.In the in 3A illustrated second embodiment, the coupling is not done via balls 27 , The transmission element 26 is rather in the form of a slotted ring 33 executed, which on the correspondingly shaped end face 31 the valve needle 6 rests.
Der Ring 33 liegt dabei mit einer ringförmigen Berührungsfläche gleitend an der Stirnfläche 31 der Ventilnadel 6 an und wird, wie in 3A im oberen Teil dargestellt, bei langsamer Längenänderung des Aktors 2, i. e. bei einer Verkleinerung des Abstandes zwischen der Stirnfläche 31 der Ventilnadel 6 und der Stirnfläche 28 des Aktorkopfes 22, aus seiner in 3A unten dargestellten Ruhelage relativ zum Aktorkopf 22 bzw. zur Ventilnadel 6 axial verschoben, radial gedehnt bzw. in einer axial-radialen Kombination verkippt, so daß durch die beaufschlagende Kraft der auch im zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Feder 30 auch hier die Koppelung zu jedem Zeitpunkt gewährleistet ist.The ring 33 lies with an annular contact surface sliding on the end face 31 the valve needle 6 and will, as in 3A shown in the upper part, with slow change in length of the actuator 2 , ie a reduction in the distance between the end face 31 the valve needle 6 and the face 28 of the actuator head 22 , from his in 3A Rest position shown below relative to the actuator head 22 or to the valve needle 6 axially displaced, radially stretched or tilted in an axial-radial combination, so that by the acting force of the provided in the second embodiment spring 30 Here, too, the coupling is guaranteed at any time.
Die Elastizität zum Verkippen bzw. Verschieben des Rings ist durch eine Schlitzung 34 in radialer Richtung in dem Ring 33 gewährleistet, welche eine Umfangsänderung des Rings 33 je nach der axialen Position der Ventilnadel 6 erlaubt. Die Schlitzung 34 ist in der in 3B dargestellten Aufsicht in Abströmrichtung auf das Übertragungselement 26 sichtbar.The elasticity for tilting or shifting the ring is through a slit 34 in the radial direction in the ring 33 ensures which a circumferential change of the ring 33 depending on the axial position of the valve needle 6 allowed. The slit 34 is in the in 3B shown plan view in the outflow direction on the transmission element 26 visible, noticeable.
Bei der schnellen Ansteuerung des Aktors 2 bei der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1 reagiert das Übertragungselement 26 unabhängig von seiner momentanen Lage wieder starr, so daß der Hubübertrag vom Aktor 2 auf die Ventilnadel 6 verlustfrei erfolgen kann.For fast control of the actuator 2 upon actuation of the fuel injector 1 the transmission element reacts 26 regardless of its current position again rigid, so that the Hubübertrag from the actuator 2 on the valve needle 6 can be lossless.
Die Vorteile einer mechanischen Koppelung durch ein Übertragungselement 26 sind vielfältig: einerseits fallen aufwendige konstruktive und herstellungstechnische Maßnahmen wie die Abdichtung des Kopplers gegen den Brennstoff bzw. gegen Leckagen des Hydraulikmediums weg, wodurch die Herstellung wesentlich kostengünstiger ist, ebenso sind die Bauteile des Übertragungselements 26 leicht herstellbar und montierbar sowie im Fall einer Fehlfunktion durch Beschädigung leicht austauschbar. Weiterhin entfallen temperaturbedingte Funktionsänderungen des Kopplers, welche sich bei hydraulischen Kopplern bedingt durch die Viskositätsänderung des Hydraulikmediums stark auswirken.The advantages of a mechanical coupling through a transmission element 26 are manifold: on the one hand fall consuming design and manufacturing measures such as the sealing of the coupler against the fuel or against leaks of the hydraulic fluid away, making the production is much cheaper, as are the components of the transmission element 26 easy to manufacture and assemble and easy to replace in case of malfunction due to damage. Furthermore account for temperature-related functional changes of the coupler, which have a strong impact in hydraulic couplers due to the change in viscosity of the hydraulic medium.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und auch für beliebige andere Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1, insbesondere für andere Aktoren 2 und für nach innen öffnende Brennstoffeinspritzventile 1, geeignet. Alle Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.The invention is not limited to the illustrated embodiments and also for any other construction of fuel injection valves 1 , especially for other actuators 2 and for inward opening fuel injectors 1 , suitable. All features of the invention can be combined with one another as desired.
