DE102007028490A1 - Hydraulic coupler for injector, has coupler element which is connected with stationary component, where another coupler element is provided - Google Patents

Hydraulic coupler for injector, has coupler element which is connected with stationary component, where another coupler element is provided Download PDF

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Martin Mueller
Fevzi Yildirim
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Abstract

The hydraulic coupler (1) has a coupler element (4) which is connected with a stationary component. Another coupler element (5) is provided, which is connected with an actuator (2). Reset element (9) is provided for resetting the coupler after actuating the actuator. A gap (6) is formed between the coupler elements for enabling transfer lift of the actuator on the basis of shear force generated in the gap, where the gap is filled partly with a fluid. An independent claim is also included for a method for transmitting a stroke of an actuator by a coupler.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Koppler zur Übertragung eines Hubes eines Aktors mittels Scherkraft sowie einen Injektor mit einem derartigen Koppler. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Übertragung eines Hubes eines Aktors auf ein Betätigungselement wie z. B. ein Ventilglied eines Kraftstoffinjektors.The The present invention relates to a coupler for transmission a stroke of an actuator by means of shear and an injector with such a coupler. Furthermore, the present invention relates a method of transmission a stroke of an actuator on an actuator such. B. a valve member a fuel injector.

Koppler zur Übertragung eines Hubes eines Aktors sind beispielsweise aus dem Bereich der Einspritztechnik für Kraftstoffe bei Brennkraftmaschinen in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Hierbei werden Koppler insbesondere als hydraulisches Ausgleichselement zum Ausgleich von temperaturbedingten Längenänderungen von Bauteilen und zur Kompensation von Verschleiß verwendet. Ferner sind Koppler bekannt, welche einen kleinen Hub eines Aktors, z. B. eines Piezoaktors, in einen größeren Hub übersetzen. Hierbei sind hydraulische und mechanische Übersetzer bekannt. Die bekannten Koppler weisen jedoch einen Nachteil dahingehend auf, dass sie aufgrund ihrer Baulänge beispielsweise ein Einspritzventil in unerwünschtem Umfang verlängern. Hierbei kann es zu Problemen beim Einbau der Einspritzventile in einem Motorraum kommen.coupler for transmission a stroke of an actuator, for example, from the field of Injection technology for Fuels in internal combustion engines in different configurations known. Here are couplers in particular as a hydraulic compensation element to compensate for temperature-induced changes in length of components and used to compensate for wear. Furthermore, couplers are known, which have a small stroke of an actuator, z. B. a piezoelectric actuator, translate into a larger stroke. These are hydraulic and mechanical translators known. However, the known couplers have a disadvantage in that that they are due to their length For example, extend an injector to an undesirable extent. in this connection There may be problems installing the injectors in an engine compartment come.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Koppler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass er sehr kompakt aufgebaut ist und insbesondere in einer Längsrichtung nur einen sehr kleinen Bauraum benötigt. Dadurch ist der erfindungsgemäße Koppler insbesondere zur Verwendung bei Kraftstoffinjektoren oder bei Stoßdämpfern geeignet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Koppler ein erstes Kopplerelement, welches mit einem ortsfesten Bauteil verbunden ist, und ein zweites Kopplerelement, welches mit einem Aktor verbunden ist, umfasst. Ferner ist ein Rückstellelement zur Rückstellung des Kopplers nach einem getätigten Hub des Aktors vorhanden. Das erste Kopplerelement und das zweite Kopplerelement sind ineinander angeordnet und zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement ist ein Spalt ausgebildet, welcher von einem Kopplervolumen zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement umfasst ist. Das Kopplervolumen ist mit einer Flüssigkeit und einem Gas oder mit einer Flüssigkeit und einem im Wesentlichen Vakuum aufweisenden Bereich gefüllt. Der Spalt ist dabei zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, bevorzugt ist der Spalt vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Ein Hub des Aktors erzeugt dabei im Spalt zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement Scherkräfte, so dass der Koppler kurzzeitig eine steife Charakteristik bereitstellt. Somit bietet der Koppler dem Aktor ausreichend Widerstand, so dass der Aktor das Betätigungselement bewegen kann, um z. B. eine Kraftstoffeinspritzung auszuführen. Somit wird erfindungsgemäß eine zwischen den beiden Kopplerelementen im Spalt wirkende Scherkraft indirekt zur Hubübertragung verwendet. Ferner kann der erfindungsgemäße Koppler auch Längenänderungen von Bauteilen, z. B. aufgrund von Temperaturänderungen, Setzeffekten, Verschleiß, Toleranzen der Bauteile, Einstelltoleranzen ausgleichen. Dadurch kann der Koppler insbesondere in Axialrichtung, d. h., in Richtung des Hubes des Aktors, eine Längenausgleichsfunktion übernehmen. Somit weist der Koppler über einen längeren Zeitraum eine weiche Charakteristik für Ausgleichsvorgänge auf.Of the inventive coupler with the features of claim 1, in contrast, the Advantage on that it is very compact and in particular in a longitudinal direction only a very small space needed. As a result, the coupler according to the invention especially suitable for use with fuel injectors or shock absorbers. This is achieved according to the invention by that the coupler is a first coupler element, which with a fixed Component is connected, and a second coupler element, which with an actuator is connected includes. Furthermore, a reset element to the provision of the coupler after a done Hub of the actuator available. The first coupler element and the second Coupler element are arranged inside each other and between the first and the second coupler element is formed a gap, which of a coupler volume between the first and second coupler elements is included. The coupler volume is with a liquid and a gas or with a liquid and a substantially vacuum-containing area filled. The gap is at least partially filled with liquid, preferably the gap is complete filled with liquid. One Stroke of the actuator generates in the gap between the first and second Coupler element shear forces, so that the coupler briefly provides a stiff characteristic. Thus, the coupler provides sufficient resistance to the actuator, so that the actuator the actuator can move to B. to perform a fuel injection. Consequently is inventively a between the shearing force acting on the two coupler elements in the gap indirectly stroke transmission used. Furthermore, the coupler according to the invention can also length changes of Components, eg. B. due to temperature changes, set effects, wear, tolerances of components, adjusting tolerances. This allows the coupler especially in the axial direction, d. h., in the direction of the stroke of the Actuator, take over a length compensation function. Thus, the coupler over a longer one Period a soft characteristic for balancing operations on.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The under claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise ist das Rückstellelement zur Rückstellung des Kopplers ein Magnetelement, insbesondere ein elektormagnetisches Element. Hierdurch kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine Rückstellung des Aktors erfolgen. Während eines Aktorhubes kann dagegen das Rückstellelement durch Nichtanlegen einer elektrischen Spannung kraftfrei sein, so dass der Aktor nicht die Rückstellkraft des Rückstellelements beim Hub überwinden muss.Preferably is the reset element to the provision of the coupler, a magnetic element, in particular an elektormagnetisches Element. As a result, by applying an electrical voltage a provision of the actuator. While a Aktorhubes, however, the reset element by Nichtanlegen an electrical voltage without force, so that the actuator is not the restoring force of the return element overcome at the hub got to.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Rückstellelement eine Feder mit einer sehr kleinen Steifigkeit. Die Feder ist vorzugsweise im Inneren des Kopplervolumens zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement angeordnet. Die Feder hat lediglich die Funktion der Rückstellung des Kopplers nach einer Betätigung. Alternativ kann die Feder auch außerhalb des Kopplervolumens angeordnet sein.According to one Alternative embodiment of the invention is the return element a spring with a very small rigidity. The spring is preferably inside the coupler volume between the first and second coupler elements arranged. The spring has only the function of the provision of the coupler after an actuation. Alternatively, the spring may also be outside of the coupler volume be arranged.

Weiter bevorzugt weist die Flüssigkeit im Kopplervolumen eine hohe Viskosität auf. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise ein zähflüssiges Öl oder ein zähflüssiges Fett. Wenn im Kopplervolumen Gas verwendet wird, wird als Gas vorzugsweise Luft verwendet. Eine dynamische Viskosität der Flüssigkeit bei 0°C ist vorzugsweise größer als 1000 mPa·s.Further preferably, the liquid in the coupler volume, a high viscosity. The liquid is preferably a viscous oil or a viscous grease. If gas is used in the coupler volume, gas is preferred Air used. A dynamic viscosity of the liquid at 0 ° C is preferred greater than 1000 mPa · s.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Koppler ferner eine Membran zur Abdichtung des Kopplervolumens zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement. Die Membran wird vorzugsweise mittels Pressen zwischen zwei Teilen am Koppler befestigt.According to one Another preferred embodiment of the invention comprises the coupler Further, a membrane for sealing the coupler volume between the first and second coupler elements. The membrane is preferably fixed by pressing between two parts on the coupler.

Vorzugsweise weisen das erste und zweite Kopplerelement jeweils eine wellenartige Wandfläche auf, zwischen denen dann ein entsprechend wellenartig gebildeter Spalt vorhanden ist. Dadurch wird eine Oberfläche zwischen den beiden Kopplerelementen vergrößert, so dass eine größere Scherkraft zur Betätigung bereitgestellt werden kann. Alternativ können die Wandflächen der beiden Kopplerelemente auch lamellenartig oder zylindrisch oder als zwei ineinander greifende Spiralen ausgebildet sein.Preferably, the first and second coupler element each have a wave-like wall surface, between which then a corresponding wave-like formed gap is present. This creates a surface between the two couplers magnified so that a larger shearing force can be provided for actuation. Alternatively, the wall surfaces of the two coupler elements may also be lamellar or cylindrical or formed as two intermeshing spirals.

Bevorzugt sind das erste und zweite Kopplerelement jeweils als erstes und zweites topfförmiges Element ausgebildet, wobei das erste topfförmige Element invers im zweiten topfförmigen Element angeordnet ist. Hierdurch kann ein besonders kompakter Aufbau des Kopplers mit kleiner Axiallänge realisiert werden.Prefers the first and second coupler elements are respectively first and second pot-shaped Element formed, wherein the first cup-shaped element inversely in the second cup-shaped Element is arranged. This can be a particularly compact design realized the coupler with small axial length become.

Alternativ ist das erste Kopplerelement als topfförmiges Element und das zweite Kopplerelement als zylinderförmiges Element ausgebildet. Das topfförmige Element ist dabei im zylinderförmigen Element angeordnet und der Spalt zwischen dem topfförmigen Element und dem zylinderförmigen Element ist ein umlaufender Ringspalt. Der Aktor ist dabei im Inneren des topfförmigen Elements angeordnet. Hierdurch kann insbesondere in Axialrichtung ein sehr kurzer Aufbau realisiert werden.alternative is the first coupler element as a cup-shaped element and the second Coupler element as a cylindrical Element formed. The cup-shaped Element is in the cylindrical element arranged and the gap between the cup-shaped element and the cylindrical element is a circumferential annular gap. The actuator is inside the cup-shaped Elements arranged. As a result, in particular in the axial direction very short construction can be realized.

Weiter bevorzugt weist der Spalt zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement eine Breite von ca. 1 μm bis 3 μm, besonders bevorzugt 2 μm, auf. Eine Spaltbreite ist ferner vorzugsweise konstant.Further Preferably, the gap between the first and second coupler element a width of about 1 micron up to 3 μm, particularly preferably 2 μm. A gap width is also preferably constant.

Der Aktor, dessen Hub mittels des Kopplers übertragen wird, ist vorzugsweise ein Piezoaktor.Of the Actuator whose hub is transmitted by means of the coupler is preferably a piezoelectric actuator.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße hydraulische Koppler in einem Injektor zum Einspritzen eines Mediums, insbesondere Kraftstoff oder Harnstoff, bei Fahrzeugen verwendet. Da durch den erfindungsgemäßen Koppler der Injektor sehr kleinbauend ausgelegt werden kann, kann problemlos eine Verwendung auch in beengten Motorräumen realisiert werden. Ferner kann durch den erfindungsgemäßen Koppler der Injektor temperaturbedingte Längenänderungen, Setzeffekte, Verschleiß, Toleranzen, usw., problemlos ausgleichen, da der Koppler kurzzeitig eine steife Charakteristik, langfristig jedoch eine weiche Charakteristik für den Längenausgleich, aufweist.Preferably is the hydraulic according to the invention Coupler in an injector for injecting a medium, in particular Fuel or urea, used on vehicles. Since by the coupler according to the invention the injector can be designed very small, can be a problem Use can also be realized in tight engine compartments. Further can by the coupler according to the invention the injector temperature-induced changes in length, setting effects, wear, tolerances, etc., easily compensate, since the coupler for a short time a stiff Characteristic, but in the long term a soft characteristic for the length compensation, having.

Der Injektor umfasst vorzugsweise ferner einen Aktor, insbesondere einen Piezoaktor, und ein nach außen öffnendes Betätigungselement, insbesondere ein kegelförmiges Ventilglied. Das Betätigungselement ist mit dem Aktor verbunden, und ferner ist das erste oder das zweite Kopplerelement mit dem Aktor verbunden. Hierdurch kann ein einfach aufgebauter, nach außen öffnender Injektor bereitgestellt werden. Der Koppler kann ferner vorzugsweise als separate Baueinheit vorgesehen werden, welche außerhalb des Injektors vormontiert werden kann und lediglich als eine Baueinheit dann in den Injektor eingebaut werden kann.Of the Injector preferably further comprises an actuator, in particular a Piezo actuator, and an outward opening Actuator in particular a conical Valve member. The actuator is connected to the actuator, and further is the first or the second Coupler element connected to the actuator. This can be a simply constructed, outward opening Be provided injector. The coupler may also be preferably as separate assembly are provided, which preassembled outside the injector can be and then just installed as a unit in the injector can be.

Weiter bevorzugt sind der Aktor, das Betätigungselement und der hydraulische Koppler nacheinander in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet. Hierdurch betätigt der Aktor direkt das Betätigungselement und der Koppler mit seiner Längenausgleichsfunktion ist am entgegengesetzten Ende des Aktors angeordnet.Further preferred are the actuator, the actuator and the hydraulic Coupler arranged one after the other in this order in series. hereby actuated the actuator directly the actuator and the coupler with its length compensation function is located at the opposite end of the actuator.

Um insbesondere in Axialrichtung des Injektors möglichst kleinbauend zu sein, ist ein Spalt zwischen dem ersten Kopplerelement und dem zweiten Kopplerelement, in welchem die Scherkräfte erzeugt werden, radial außerhalb des Aktors angeordnet. Mit anderen Worten umgeben das erste und zweite Kopplerelement den Aktor rohrförmig, so dass die axiale Baulänge des Injektors reduziert werden kann.Around especially in the axial direction of the injector to be as small as possible, is a gap between the first coupler element and the second coupler element, in which the shear forces be generated, radially outside arranged the actuator. In other words, surround the first and second coupler element the actuator tubular, so that the axial length of the Injector can be reduced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Injektors ist ein Rückstellelement außerhalb des hydraulischen Kopplers zwischen dem Aktor und einem der Kopplerelemente angeordnet. Hierdurch kann insbesondere der hydraulische Koppler sehr kleinbauend ausgelegt werden.According to one Another preferred embodiment of the injector according to the invention is a reset element outside the hydraulic coupler between the actuator and one of the coupler elements arranged. As a result, in particular, the hydraulic coupler be designed very compact.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung eines Hubes eines Aktors auf ein Betätigungselement mittels eines Kopplers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hubübertragung mittels Scherkraft erfolgt. Der Koppler weist ein erstes und zweites Kopplerelement auf, zwischen denen ein Spalt mit einem Kopplervolumen vorhanden ist und wobei im Kopplervolumen eine drucklose Flüssigkeit und ein Gas oder eine drucklose Flüssigkeit und Vakuum vorhanden ist. Der Spalt ist zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt. Durch eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement wird im Spalt eine Scherkraft erzeugt, welche zur Übertragung des Hubs des Aktors verwendet wird.The inventive method for transmission a stroke of an actuator on an actuating element by means of a Kopplers is characterized in that the stroke transmission done by shearing force. The coupler has a first and second Coupler element, between which a gap with a coupler volume is present and wherein in the coupler volume, a non-pressurized liquid and a gas or a non-pressurized fluid and vacuum is present. The gap is at least partially with liquid filled. By a relative movement between the first and second coupler element generates a shear force in the gap, which is used to transmit the stroke of the actuator is used.

Der erfindungsgemäße Koppler wird besonders bevorzugt in Verbindung mit Einspritzinjektoren für Kraftstoffe oder bei Stoßdämpfern verwendet.Of the inventive coupler is particularly preferred in connection with injection injectors for fuels or used in shock absorbers.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following become preferred embodiments the invention with reference to the accompanying drawings in Detail described. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht eines Injektors mit einem hydraulischen Koppler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 1 is a schematic sectional view of an injector with a hydraulic coupler according to a first embodiment of the invention,

2 eine schematische Schnittansicht eines hydraulischen Kopplers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2 a schematic sectional view ei Hydraulic coupler according to a second embodiment of the invention,

3 eine schematische Schnittansicht eines hydraulischen Kopplers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3 a schematic sectional view of a hydraulic coupler according to a third embodiment of the invention,

4 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 3, 4 a sectional view taken along the line III-III of 3 .

5 eine schematische Schnittansicht eines Injektors mit einem hydraulischen Koppler gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 5 FIG. 2 a schematic sectional view of an injector with a hydraulic coupler according to a fourth exemplary embodiment of the invention, FIG.

6 eine vergrößerte schematische Ansicht des Kopplers von 5, und 6 an enlarged schematic view of the coupler of 5 , and

7 eine schematische Schnittansicht eines Injektors mit einem hydraulischen Koppler gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 a schematic sectional view of an injector with a hydraulic coupler according to a fifth embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein Injektor 50 mit einem hydraulischen Koppler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to 1 an injector 50 with a hydraulic coupler according to a first embodiment of the invention described in detail.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst der Injektor 50 einen hydraulischen Koppler 1, welcher mit einem Piezoaktor 2 verbunden ist. Der Piezoaktor 2 ist mit einem Ventilglied 3 verbunden. Das Ventilglied 3 dichtet an einem Ventilsitz 51, welcher kegelförmig ausgebildet ist, ab. Das Ventilglied 3 ist nach außen öffnend, wie durch den Pfeil A angedeutet. Ferner umfasst ein Injektor 50 in bekannter Weise einen Steckeranschluss 52 sowie eine Kraftstoffzuleitung 53, welche Kraftstoff durch den Injektor 50 bis zum Ventilsitz 51 zuführt. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet dabei ein Gehäuse des Injektors.How out 1 can be seen, includes the injector 50 a hydraulic coupler 1 , which with a piezoelectric actuator 2 connected is. The piezo actuator 2 is with a valve member 3 connected. The valve member 3 seals at a valve seat 51 , which is conical, from. The valve member 3 is outwardly opening, as indicated by the arrow A. Further, an injector includes 50 in a known manner a plug connection 52 and a fuel supply line 53 which fuel through the injector 50 to the valve seat 51 supplies. The reference number 18 designates a housing of the injector.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst der hydraulische Koppler 1 ein erstes Kopplerelement 4 und ein zweites Kopplerelement 5. Das erste Kopplerelement 4 stützt sich an einem ortsfesten Bauteil des Injektors 50 ab und ist teilweise im topfförmigen zweiten Kopplerelement 5 angeordnet. Das zweite Kopplerelement 5 ist über ein Verbindungselement 55 mit dem Piezoaktor 2 verbunden. Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, ist das erste Kopplerelement 4 ebenfalls im Wesentlichen topfförmig und weist eine Befüllungsbohrung 4a auf, die mittels eines Stopfens 54 verschlossen ist. Zwischen dem ersten Kopplerelement 4 und dem zweiten Kopplerelement 5 ist ein Ringspalt 6 ausgebildet. Der Ringspalt 6 ist somit zwischen den Zylinderflächen der beiden Kopplerelemente 4, 5 angeordnet. Der Ringspalt 6 weist dabei eine Breite von ca. 2 μm auf. Eine Membran 10 verbindet das erste Kopplerelement 4 mit dem zweiten Kopplerelement 5, so dass ein Kopplervolumen gebildet wird, welches im Wesentlichen den Innenraum des zweiten Kopplerelements 5 umfasst. Der Ringspalt 6 gehört ebenfalls zum Kopplervolumen. Das Kopplervolumen ist teilweise mit einer drucklosen Flüssigkeit 7, insbesondere einem hochviskosen Öl o. Ä., und einem Gas 8 gefüllt. Als Gas 8 ist Luft vorgesehen. Der Ringspalt 6 ist dabei fast vollständig mit der hochviskosen Flüssigkeit 7 gefüllt.How out 1 can be seen, comprises the hydraulic coupler 1 a first coupler element 4 and a second coupler element 5 , The first coupler element 4 is supported on a stationary component of the injector 50 and is partially in the cup-shaped second coupler element 5 arranged. The second coupler element 5 is about a connecting element 55 with the piezoelectric actuator 2 connected. How farther 2 is apparent, is the first coupler element 4 also substantially pot-shaped and has a filling hole 4a on, by means of a plug 54 is closed. Between the first coupler element 4 and the second coupler element 5 is an annular gap 6 educated. The annular gap 6 is thus between the cylindrical surfaces of the two coupler elements 4 . 5 arranged. The annular gap 6 has a width of about 2 microns. A membrane 10 connects the first coupler element 4 with the second coupler element 5 , so that a coupler volume is formed, which substantially the interior of the second coupler element 5 includes. The annular gap 6 is also part of the coupler volume. The coupler volume is partly with a non-pressurized fluid 7 , in particular a high-viscosity oil or the like, and a gas 8th filled. As gas 8th Air is provided. The annular gap 6 is almost complete with the highly viscous liquid 7 filled.

Der Koppler 1 umfasst ferner ein Rückstellelement 9, welches im Kopplervolumen angeordnet ist. Das Rückstellelement 9 stützt sich dabei jeweils an den inneren Bodenbereichen des ersten Kopplerelements 4 und des zweiten Kopplerelements 5 ab. Das Rückstellelement 9 stellt bei geschlossenem Injektor einen Gleichgewichtszustand zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement 4, 5 bereit.The coupler 1 further comprises a return element 9 , which is arranged in the coupler volume. The reset element 9 it is supported in each case on the inner bottom regions of the first coupler element 4 and the second coupler element 5 from. The reset element 9 When the injector is closed, a state of equilibrium is established between the first and second coupler elements 4 . 5 ready.

Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der hydraulische Koppler 1 in Reihe auf einer Mittelachse X-X des Injektors 50 gemeinsam mit dem Piezoaktor 2 und dem Ventilglied 3 angeordnet. Der hydraulische Koppler 1 hat dabei insbesondere die Aufgabe, Längenänderungen von Bauteilen des Injektors in Axialrichtung auszugleichen. Derartige Längenänderungen können beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen, Setzeffekten oder Verschleiß im Injektor auftreten. Ferner kann der hydraulische Koppler auch Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile des Injektors ausgleichen. Da der Ringspalt 6 zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement 4, 5 sehr klein ausgebildet ist, tritt im Ringspalt bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten Kopplerelement 4 und dem zweiten Kopplerelement 5 eine Scherkraft auf. Dieses Verhalten des Kopplers 1 wird im Injektor 50 derart genutzt, dass der Koppler 1 kurzfristig ein steifes Verhalten durch Auftreten der Scherkraft bereitstellt, langfristig jedoch ein weiches Verhalten zum Ausgleich von Längenänderungen usw. aufweist.How out 1 is apparent, is the hydraulic coupler 1 in series on a central axis XX of the injector 50 together with the piezoelectric actuator 2 and the valve member 3 arranged. The hydraulic coupler 1 in particular has the task to compensate for changes in length of components of the injector in the axial direction. Such changes in length can occur, for example, due to temperature fluctuations, set effects or wear in the injector. Furthermore, the hydraulic coupler can also compensate for manufacturing tolerances of the individual components of the injector. Because the annular gap 6 between the first and second coupler elements 4 . 5 is formed very small, occurs in the annular gap in a relative movement between the first coupler element 4 and the second coupler element 5 a shearing force. This behavior of the coupler 1 will be in the injector 50 used in such a way that the coupler 1 provides a short term stiff behavior by the occurrence of shear, but in the long term has a soft behavior to compensate for changes in length and so on.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Injektors ist dabei wie folgt: Wenn der Injektor 50 geöffnet werden soll, wird der Piezoaktor 2 betätigt, so dass eine Längung des Piezoaktors 2 auftritt. Am Koppler 1, welcher mit dem Piezoaktor 2 an einem axialen Ende verbunden ist, tritt eine Kraft am zweiten Kopplerelement 5 auf, welche versucht, das zweite Kopplerelement 5 in Richtung des ersten Kopplerelements 4 zu bewegen. Hierbei wird jedoch im Ringspalt 6 aufgrund der Scherkräfte eine Gegenkraft erzeugt, so dass der Koppler 1 ein steifes Verhalten aufweist. Damit wird die Längung des Piezoaktors 2 direkt auf das Ventilglied 3 übertragen, welches sich vom Dichtsitz 51 entfernt. Dadurch kann eine Einspritzung von Kraftstoff, welcher unmittelbar vor dem Dichtsitz 51 angestanden hat, erfolgen. Um die Einspritzung wieder zu beenden, wird der Piezoaktor 2 entladen, so dass eine Rückstellfeder 56 das Ventilglied 3 wieder in die Ausgangsposition zurückstellen kann.The function of the injector according to the invention is as follows: When the injector 50 is to be opened, the piezoelectric actuator 2 operated, allowing an elongation of the piezoelectric actuator 2 occurs. At the coupler 1 , which with the piezoelectric actuator 2 connected at one axial end, a force occurs at the second coupler element 5 which attempts the second coupler element 5 in the direction of the first coupler element 4 to move. However, this is in the annular gap 6 due to the shear forces generates a counterforce, so that the coupler 1 has a stiff behavior. This is the elongation of the piezoelectric actuator 2 directly on the valve member 3 transferred, which is from the sealing seat 51 away. This can be an injection of fuel, which immediately before the sealing seat 51 has occurred. To end the injection again, the piezoelectric actuator 2 unload, so that a return spring 56 the valve member 3 can return to the starting position.

Erfindungsgemäß wird somit im hydraulischen Koppler 1 die im Ringspalt 6 auftretende Scherkraft in der Flüssigkeit 7 zwischen den beiden Zylinderhälften des ersten und zweiten Kopplerelements 4, 5 verwendet, um eine Schubspannung aufzubauen. Hierdurch bildet der Koppler 1 einen steifen Widerstand für den Piezoaktor 2, so dass die gesamte Längung des Piezoaktors 2 zur Öffnung des Ventilglieds 3 verwendet werden kann. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass im hydraulischen Koppler kein hoher Inndruck erforderlich ist. Hierdurch können Leckageprobleme des Kopplers 1 vermieden werden. Der Koppler 1 sollte dabei möglichst einen kleinen Spalt 6 zwischen den Oberflächen des ersten und zweiten Kopplerelements 4, 5 aufweisen. Die Oberflächen der Kopplerelemente 4, 5 sollten dabei möglichst groß sein und ferner sollte die Viskosität der Flüssigkeit 7 relativ hoch sein. Hierdurch können sehr große Scherkräfte zwischen den beiden Kopplerelementen 4, 5 bereitgestellt werden. Aufgrund des drucklosen Kopplervolumens kann ferner eine Membran 10 gewählt werden, welche relativ kostengünstig bereitstellbar ist, da lediglich eine drucklose Abdichtung des Kopplervolumens zur Außenseite notwendig ist. Der Koppler 1 weist ferner den Vorteil auf, dass keine Schweißnähte vorhanden sind und eine minimale Teileanzahl möglich ist. Ferner kann der Koppler insbesondere in Axialrichtung X-X sehr kompakt und kleinbauend ausgeführt werden. Da kein direkter Kontakt zwischen den Kopplerelementen 4, 5 vorhanden ist, arbeitet er praktisch verschleißfrei.According to the invention is thus in the hydraulic coupler 1 in the annular gap 6 occurring shearing force in the liquid 7 between the two cylinder halves of the first and second coupler elements 4 . 5 used to build up a shear stress. This forms the coupler 1 a stiff resistor for the piezoelectric actuator 2 , so that the entire elongation of the piezoelectric actuator 2 for opening the valve member 3 can be used. It is particularly advantageous that no high pressure is required in the hydraulic coupler. This may cause leakage problems of the coupler 1 be avoided. The coupler 1 should be possible a small gap 6 between the surfaces of the first and second coupler elements 4 . 5 exhibit. The surfaces of the coupler elements 4 . 5 should be as large as possible and further should the viscosity of the liquid 7 be relatively high. As a result, very large shear forces between the two coupler elements 4 . 5 to be provided. Due to the unpressurized Kopplervolumens can also have a membrane 10 can be selected, which is relatively inexpensive to provide, since only a non-pressurized sealing of the coupler volume to the outside is necessary. The coupler 1 has the further advantage that there are no welds and a minimum number of parts is possible. Furthermore, the coupler can be made very compact and small in particular in the axial direction XX. Because no direct contact between the coupler elements 4 . 5 is present, it works practically wear-free.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Koppler 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Der Koppler 1 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen dem Koppler des ersten Ausführungsbeispiels und wird ebenfalls in einem Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff verwendet. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.The following is with reference to 2 a coupler 1 according to a second embodiment of the invention described in detail. The coupler 1 of the second embodiment substantially corresponds to the coupler of the first embodiment and is also used in an injector for injecting fuel. Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.

Wie in 2 gezeigt, umfasst der Koppler ebenfalls ein erstes Kopplerelement 4 und ein zweites Kopplerelement 5. Die beiden Kopplerelemente 4, 5 sind dabei vollständig ineinander angeordnet. Das erste Kopplerelement 4 ist im zweiten Ausführungsbeispiel ein topfförmiges Element und weist im Boden eine zentrale Stufenbohrung auf, welche mittels eines Stopfens 54 verschlossen ist. Das zweite Kopplerelement 5 ist ebenfalls ein topfförmiges Element. Das erste Kopplerelement 4 ist dabei invers im zweiten Kopplerelement 5 angeordnet, so dass wieder ein Ringspalt 6 zwischen den Zylinderflächen des ersten und zweiten Kopplerelements 4, 5 ausgebildet ist. Zwischen den beiden Kopplerelementen ist wieder ein Kopplervolumen gebildet, welches teilweise mit einer drucklosen Flüssigkeit 7 und einem Gas 8 gefüllt ist. Das Kopplervolumen ist nach oben mittels einer ringförmigen, flexiblen Membran 10 abgedichtet. Die Membran 10 ist einerseits an ihrem äußeren Umfang zwischen einem ersten Klemmring 11 und einem zweiten Klemmring 12 eingeklemmt und an ihrem inneren Umfang zwischen dem Stopfen 54 und der Außenseite des ersten Kopplerelements 4 im Bereich der Stufenbohrung eingeklemmt. Der Stopfen 54 kann beispielsweise mittels einer Presspassung im ersten Kopplerelement 4 fixiert sein.As in 2 As shown, the coupler also includes a first coupler element 4 and a second coupler element 5 , The two coupler elements 4 . 5 are completely arranged inside each other. The first coupler element 4 is in the second embodiment, a cup-shaped element and has in the bottom a central stepped bore, which by means of a plug 54 is closed. The second coupler element 5 is also a pot-shaped element. The first coupler element 4 is inversely in the second coupler element 5 arranged so that again an annular gap 6 between the cylindrical surfaces of the first and second coupler elements 4 . 5 is trained. Between the two coupler elements again a coupler volume is formed, which partially with a pressureless liquid 7 and a gas 8th is filled. The coupler volume is upwards by means of an annular, flexible membrane 10 sealed. The membrane 10 is on the one hand at its outer periphery between a first clamping ring 11 and a second clamping ring 12 clamped and at its inner circumference between the plug 54 and the outside of the first coupler element 4 trapped in the area of the stepped bore. The stopper 54 For example, by means of a press fit in the first coupler element 4 be fixed.

In diesem Ausführungsbeispiel liegt der Stopfen 54 an einem ortsfesten Bauteil des Injektors an (nicht gezeigt). Da der Stopfen 54 in Axialrichtung X-X sehr kompakt ausgebildet ist und nur etwas über einen Rand des zweiten Kopplerelements 5 vorsteht, kann der Koppler 1 des zweiten Ausführungsbeispiels sehr kompakt und kleinbauend ausgebildet sein. Ferner kann mittels des Stopfens 54 die Membran 10 einfach am ersten Kopplerelement 4 befestigt werden. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.In this embodiment, the plug is located 54 on a stationary component of the injector (not shown). Because the plug 54 in the axial direction XX is very compact and only slightly over an edge of the second coupler element 5 protrudes, the coupler can 1 be designed very compact and small construction of the second embodiment. Furthermore, by means of the plug 54 the membrane 10 simply on the first coupler element 4 be attached. Otherwise, this embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference may be made to the description given there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein Koppler 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei nachfolgend gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind.The following is with reference to the 3 and 4 a coupler 1 according to a third embodiment of the invention, hereinafter referred to the same or functionally identical parts with the same reference numerals as in the first embodiment are designated.

Der Koppler 1 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen dem des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel ein Rückstellelement nicht im Kopplervolumen zwischen dem ersten Kopplerelement 4 und zweiten Kopplerelement 5 angeordnet ist. Das Rückstellelement des dritten Ausführungsbeispiels ist ein Elektromagnet 13, welcher an der Außenseite des Kopplers 1 angeordnet ist. Genauer ist der Elektromagnet 13 am Stopfen 54 angeordnet. Eine Rückstellung des Kopplers 1 nach einer Betätigung des Aktors 2 wird dabei einfach durch Bestromen des Elektromagneten 13 realisiert. Dieser stellt den Koppler 1 wieder in seine Ausgangsposition zurück. Während der Betätigung des Aktors 2 bzw. während einer Nichtbetätigung des Aktors, ist der Elektromagnet 13 nicht bestromt, so dass er keine Funktion hat. Dadurch kann insbesondere ein Aufbau mit einer Feder als Rückstellelement 9 vermieden werden. Ein derartiger Koppler ist insbesondere sehr wartungsarm und kann somit vorteilhaft an Stellen eingesetzt werden, welche schwer zugänglich sind bzw. bei denen ein Austausch des Kopplers nicht möglich ist.The coupler 1 of the third embodiment substantially corresponds to that of the second embodiment, wherein, unlike the second embodiment, a return element not in the coupler volume between the first coupler element 4 and second coupler element 5 is arranged. The return element of the third embodiment is an electromagnet 13 which is on the outside of the coupler 1 is arranged. More precise is the electromagnet 13 at the stopper 54 arranged. A reset of the coupler 1 after an actuation of the actuator 2 This is done simply by energizing the electromagnet 13 realized. This represents the coupler 1 back to his starting position. During actuation of the actuator 2 or during a non-actuation of the actuator, the solenoid is 13 not energized, so that he has no function. As a result, in particular a structure with a spring as a restoring element 9 be avoided. Such a coupler is in particular very low maintenance and can thus be used advantageously in places which are difficult to access or in which an exchange of the coupler is not possible.

4 zeigt einen Schnitt des Kopplers 1 entlang der Linie IV-IV von 3. Dies macht einen weiteren Unterschied des Kopplers 1 des dritten Ausführungsbeispiels zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel deutlich. Eine innere Oberfläche 5a des zweiten Kopplerelements 5 und eine äußere Oberfläche 4a des ersten Kopplerelements 4 sind wellenförmig ausgebildet, wobei sich vorstehende und zurückgesetzte Bereiche jeweils einander abwechseln. Die Oberflächen 4a und 5a sind dabei komplementär zueinander ausgebildet, so dass wieder ein minimaler Spalt 6 zwischen den beiden Oberflächen 4a, 5a der Kopplerelemente 4, 5 entsteht. Der Spalt 6 hat wieder eine sehr kleine konstante Breite im Bereich von ca. 2 μm. Durch diese Maßnahme kann insbesondere die Oberfläche der relativ zueinander bewegten Kopplerelemente 4, 5 erhöht werden, so dass eine größere Scherkraft zwischen den beiden Kopplerelementen 4, 5 erzeugt wird. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann. 4 shows a section of the coupler 1 ent long line IV-IV of 3 , This makes another difference to the coupler 1 of the third embodiment of the first and second embodiments clearly. An inner surface 5a of the second coupler element 5 and an outer surface 4a of the first coupler element 4 are wave-shaped, with projecting and recessed areas each alternating. The surfaces 4a and 5a are formed complementary to each other, so again a minimal gap 6 between the two surfaces 4a . 5a the coupler elements 4 . 5 arises. The gap 6 again has a very small constant width in the range of about 2 microns. By this measure, in particular, the surface of the relatively moving coupler elements 4 . 5 be increased, so that a greater shear force between the two coupler elements 4 . 5 is produced. Otherwise, this embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference may be made to the description given there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ein Koppler 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.The following is with reference to the 5 and 6 a coupler 1 according to a fourth embodiment of the invention described in detail. Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist beim vierten Ausführungsbeispiel das erste Kopplerelement 14 ein zweiteiliges, im Wesentlichen topfförmiges Element und das zweite Kopplerelement 15 ist ein Zylinder oder das innere Gehäuserohr. Zwischen den beiden Kopplerelementen 14, 15 ist wieder ein kleiner Spalt 6 mit einer konstanten Breite von ca. 2 μm ausgebildet. Der Spalt 6 ist Teil eines Kopplervolumens, das eine Flüssigkeit 7 und ein Gas 8 umfasst, und ist fast vollständig mit Flüssigkeit gefüllt (vgl. 6). Das Kopplervolumen zwischen dem ersten Kopplerelement 4 und dem zweiten Kopplerelement 5 ist mittels eines ersten radial vorgespannten O-Rings 16 und eines zweiten radial vorgespannten O-Rings 17 abgedichtet. Alternativ kann eine Abdichtung auch mittels zweier Membranen erfolgen.In contrast to the preceding embodiments, in the fourth embodiment, the first coupler element 14 a two-part, substantially cup-shaped element and the second coupler element 15 is a cylinder or the inner housing tube. Between the two coupler elements 14 . 15 is again a small gap 6 formed with a constant width of about 2 microns. The gap 6 is part of a coupler volume that is a liquid 7 and a gas 8th includes, and is almost completely filled with liquid (see. 6 ). The coupler volume between the first coupler element 4 and the second coupler element 5 is by means of a first radially biased O-ring 16 and a second radially biased O-ring 17 sealed. Alternatively, a seal can also be effected by means of two membranes.

Der Aktor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Inneren des ersten Kopplerelements 14 angeordnet. Hierdurch kann ein in Axialrichtung X-X besonders kompakter Aufbau bereitgestellt werden. Die Schaltlast des Aktors 2 stützt sich über die Scherkraft zwischen den beiden Kopplerelementen 14, 15 ab und kann somit das Ventilglied 3 betätigen. Genauer ist das zweite Kopplerelement 15 zwischen einem Vorsprung 18a im Gehäuse 18 und einem am Gehäuse 18 fixierten Ring 20 fest angeordnet. Ein Rückstellelement 19 ist außerhalb des Kopplers 1 angeordnet und stützt sich einerseits am Gehäuse 18 und andererseits an einer Außenseite des ersten Kopplerelements 4 ab. Das Rückstellelement 19 dient wiederum lediglich der Rückstellung des Kopplers 1 in seine Ausgangsposition, nachdem ein Hub durchgeführt wird.The actor 2 is in this embodiment in the interior of the first coupler element 14 arranged. As a result, a particularly compact construction in the axial direction XX can be provided. The switching load of the actuator 2 relies on the shear force between the two coupler elements 14 . 15 and thus can the valve member 3 actuate. More specifically, the second coupler element 15 between a projection 18a in the case 18 and one on the case 18 fixed ring 20 firmly arranged. A reset element 19 is outside the coupler 1 arranged and supported on the one hand on the housing 18 and on the other hand on an outer side of the first coupler element 4 from. The reset element 19 again serves only to reset the coupler 1 in its starting position after a stroke is performed.

Im Inneren des zweiten Kopplers 14 ist ferner ein weiteres Rückstellelement 21 angeordnet, welches nach erfolgtem Hub ebenfalls eine Rückstellung des Ventilglieds 3 unterstützt. Ferner kann durch das zweite Rückstellelement 21 auch eine Vorspannung auf den Aktor 2 ausgeübt werden.Inside the second coupler 14 is also another return element 21 arranged, which after completed stroke also a provision of the valve member 3 supported. Furthermore, by the second return element 21 also a bias on the actuator 2 be exercised.

Die Flüssigkeit 7 im Kopplervolumen ist wieder drucklos, so dass an die Membranen 16, 17 nur geringe Anforderungen zu stellen sind. Auch kann das Kopplervolumen einfach befüllt werden. Der Koppler 1 ist besonders kompakt aufgebaut, da der Aktor 2 selbst in den Koppler integriert ist. Hierdurch kann eine Einsparung von axialem Bauraum erreicht werden. Um bei Temperaturänderungen eine große Änderung einer Viskosität der Flüssigkeit 7 zumindest teilweise zu kompensieren, ist das als Zylinder ausgebildete zweite Kopplerelement 15 vorzugsweise aus einem Material mit kleinerem Wärmeausdehnungskoeffizient als das erste Kopplerelement 14 hergestellt. Dadurch verkleinert sich der Spalt 6 zwischen den beiden Kopplerelementen 14, 15 mit steigender Temperatur, so dass eine Viskositätsreduzierung der Flüssigkeit 6 durch Reduzierung des Spalts zumindest teilweise aufgehoben werden kann. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.The liquid 7 in the coupler volume is again depressurized, so that the membranes 16 . 17 only low requirements are to be made. Also, the coupler volume can be easily filled. The coupler 1 is very compact, because the actuator 2 itself integrated into the coupler. As a result, a saving of axial space can be achieved. To change the temperature of a large change in the viscosity of the liquid 7 At least partially compensate, designed as a cylinder second coupler element 15 preferably of a material having a smaller thermal expansion coefficient than the first coupler element 14 produced. This reduces the gap 6 between the two coupler elements 14 . 15 with increasing temperature, allowing a viscosity reduction of the liquid 6 can be at least partially canceled by reducing the gap. Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7 ein Injektor 50 mit einem hydraulischen Koppler gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.The following is with reference to 7 an injector 50 with a hydraulic coupler according to a fifth embodiment of the invention. Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Der Injektor 50 des fünften Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen dem Injektor des ersten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied dazu ein erstes Kopplerelement 24 integral mit einem Anschlussbauteil gebildet ist, in welchem eine Kraftstoffzuleitung 53 vorgesehen ist. Das zweite Kopplerelement 25 ist wiederum topfförmig ausgebildet und ist im fünften Ausführungsbeispiel im Inneren des ersten Kopplerelements 24 angeordnet. Zwischen den beiden Kopplerelementen 24, 25 ist wieder in bekannter Weise ein Ringspalt 6 ausgebildet, welcher bei einer Betätigung des Aktors 2 eine Scherkraft als Gegenkraft bereitstellt. Ein Verbindungselement 57 verbindet das zweite Kopplerelement 25 mit dem Aktor 2. Gleichzeitig dient das Verbindungselement 57 noch als Stopfen zum Verschließen einer Stufenbohrung im zweiten Kopplerelement 25 und zur Befestigung einer Membran 10, welche das Kopplervolumen zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement abdichtet. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.The injector 50 of the fifth embodiment substantially corresponds to the injector of the first embodiment, in contrast to a first coupler element 24 is integrally formed with a connection component, in which a fuel supply line 53 is provided. The second coupler element 25 is again cup-shaped and is in the fifth embodiment in the interior of the first coupler element 24 arranged. Between the two coupler elements 24 . 25 is again in a known manner an annular gap 6 formed, which upon actuation of the actuator 2 provides a shear force as a counterforce. A connecting element 57 connects the second coupler element 25 with the actor 2 , At the same time the connecting element serves 57 still as a plug for closing a Stufenboh tion in the second coupler element 25 and for attaching a membrane 10 which seals the coupler volume between the first and second coupler elements. Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.

Claims (13)

Hydraulischer Koppler für einen Injektor mit einem Aktor und einem Ventilglied zum Einspritzen eines Mediums, umfassend ein erstes Kopplerelement (4, 14), welches mit einem ortsfesten Bauteil verbunden ist, ein zweites Kopplerelement (5, 15), welches mit dem Aktor (2) verbunden ist, und ein Rückstellelement (9, 13, 19) zur Rückstellung des Kopplers nach einer Betätigung des Aktors (2), wobei das erste Kopplerelement (4, 14) und das zweite Kopplerelement (5, 15) ineinander angeordnet sind und wobei zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement ein Kopplervolumen angeordnet ist, welches mit einer Flüssigkeit (7) und einem Gas (8) oder mit einer Flüssigkeit und einem Vakuum gefüllt ist, wobei zwischen den ersten Kopplerelement (4, 14) und dem zweiten Kopplerelement (5, 15) ein Spalt (6) gebildet ist, um eine Übertragung des Hubes des Aktors (2) basierend auf im Spalt (6) erzeugter Scherkraft zu ermöglichen, wobei der Spalt (6) zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist.Hydraulic coupler for an injector with an actuator and a valve member for injecting a medium, comprising a first coupler element ( 4 . 14 ), which is connected to a stationary component, a second coupler element ( 5 . 15 ), which with the actuator ( 2 ), and a reset element ( 9 . 13 . 19 ) for resetting the coupler after actuation of the actuator ( 2 ), wherein the first coupler element ( 4 . 14 ) and the second coupler element ( 5 . 15 ) are arranged one inside the other and wherein between the first and second coupler element, a coupler volume is arranged, which with a liquid ( 7 ) and a gas ( 8th ) or filled with a liquid and a vacuum, wherein between the first coupler element ( 4 . 14 ) and the second coupler element ( 5 . 15 ) A gap ( 6 ) is formed to a transmission of the stroke of the actuator ( 2 ) based on in the gap ( 6 ), whereby the gap ( 6 ) is at least partially filled with liquid. Koppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (13) ein Magnetelement, insbesondere ein Elektromagnet, ist.Coupler according to claim 1, characterized in that the return element ( 13 ) is a magnetic element, in particular an electromagnet, is. Koppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (9) eine Feder mit einer kleinen Steifigkeit ist, wobei die Feder im Kopplervolumen zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement (4, 5) angeordnet ist.Coupler according to claim 1, characterized in that the return element ( 9 ) is a spring with a small rigidity, wherein the spring in the coupler volume between the first and second coupler element ( 4 . 5 ) is arranged. Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Kopplerelement (4, 5) jeweils eine wellenartige Wandfläche aufweisen, zwischen denen ein wellenartiger Spalt (6) ausgebildet ist.Coupler according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second coupling elements ( 4 . 5 ) each have a wave-like wall surface, between which a wave-like gap ( 6 ) is trained. Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Kopplerelement (4, 5) jeweils ein topfförmiges Element ist, wobei das erste topfförmige Element invers im zweiten topfförmigen Element angeordnet ist.Coupler according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second coupling elements ( 4 . 5 ) is in each case a pot-shaped element, wherein the first cup-shaped element is arranged inversely in the second pot-shaped element. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplerelement (14) ein topfförmiges Element ist und das zweite Kopplerelement (15) ein zylinderförmiges Element ist und das topfförmige Element im zylinderförmigen Element angeordnet ist und ferner der Aktor (2) im Inneren des topfförmigen Elements angeordnet ist.Coupler according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first coupler element ( 14 ) is a pot-shaped element and the second coupler element ( 15 ) is a cylindrical element and the cup-shaped element is arranged in the cylindrical element and further the actuator ( 2 ) is arranged inside the cup-shaped element. Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Spaltes (6) entlang der gesamten Wandfläche zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement im Wesentlichen konstant ist und vorzugsweise eine Breite von 1 μm bis 3 μm, insbesondere 2 μm, aufweist.Coupler according to one of the preceding claims, characterized in that a width of the gap ( 6 ) is substantially constant along the entire wall surface between the first and second coupler elements and preferably has a width of 1 μm to 3 μm, in particular 2 μm. Injektor zum Einspritzen eines Mediums, umfassend einen hydraulischen Koppler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Injector for injecting a medium, comprising a hydraulic coupler ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Injektor nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Aktor (2), insbesondere einen Piezoaktor, und ein nach außen öffnendes Ventilglied (3), welches mit dem Aktor (2) verbunden ist, wobei das erste Kopplerelement oder das zweite Kopplerelement mit dem Aktor (2) verbunden ist.Injector according to claim 8, further comprising an actuator ( 2 ), in particular a piezoelectric actuator, and an outwardly opening valve member ( 3 ), which with the actuator ( 2 ), wherein the first coupler element or the second coupler element with the actuator ( 2 ) connected is. Injektor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) das Ventilglied (3) und der hydraulische Koppler (1) in Reihe nacheinander angeordnet sind.Injector according to claim 8 or 9, characterized in that the actuator ( 2 ) the valve member ( 3 ) and the hydraulic coupler ( 1 ) are arranged in series one after the other. Injektor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spalt (6) zwischen dem ersten Kopplerelement (14) und dem zweiten Kopplerelement (15) radial außerhalb des Aktors (2) angeordnet ist.Injector according to one of claims 8 to 10, characterized in that a gap ( 6 ) between the first coupler element ( 14 ) and the second coupler element ( 15 ) radially outside the actuator ( 2 ) is arranged. Injektor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstellelement (21) zwischen dem Aktor (2) und dem ersten Kopplerelement (14) angeordnet ist.Injector according to one of claims 8 to 11, characterized in that a return element ( 21 ) between the actuator ( 2 ) and the first coupler element ( 14 ) is arranged. Verfahren zur Übertragung eines Hubes eines Aktors (2) auf ein Betätigungselement (3) mittels eines Kopplers (1), wobei der Koppler (1) ein erstes Kopplerelement (4, 14) und ein zweites Kopplerelement (5, 15) aufweist, wobei zwischen dem ersten und zweiten Kopplerelement ein Spalt (6) mit einem Kopplervolumen ausgebildet ist, welches mit einer drucklosen Flüssigkeit (7) und einem Gas (8) oder mit einer drucklosen Flüssigkeit und Vakuum gefüllt ist, wobei der Spalt (6) zumindest teilweise mit der Flüssigkeit (7) gefüllt ist und der Hub des Aktors (2) mittels einer im Spalt (6) erzeugten Scherkraft auf das Betätigungselement (3) übertragen wird.Method for transmitting a stroke of an actuator ( 2 ) to an actuator ( 3 ) by means of a coupler ( 1 ), the coupler ( 1 ) a first coupler element ( 4 . 14 ) and a second coupler element ( 5 . 15 ), wherein between the first and second coupler element a gap ( 6 ) is formed with a coupler volume, which with an unpressurised liquid ( 7 ) and a gas ( 8th ) or filled with a pressureless liquid and vacuum, wherein the gap ( 6 ) at least partially with the liquid ( 7 ) and the stroke of the actuator ( 2 ) by means of a gap ( 6 ) generated shear force on the actuator ( 3 ) is transmitted.
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