DE102010031497A1 - Fuel injector with hydraulic coupler unit - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Kraftstoffinjektor mit einer hydraulischen Kopplereinheit (10) vorgeschlagen, die einen Kopplerkörper (12), einen Kopplerkolben (13) und einen Ventilkolben (14) aufweist. Der Ventilkolben (14) weist einen hülsenförmige Führungsabschnitt (23) auf, welcher an einem vom Kopplerkörper (12) ausgebildeten und im Zentrum der Kopplereinheit (10) angeordneten Führungskolben (21) geführt ist. Die Realisierung der Kopplereinheit (10) erfordert, dass entweder der Kopplerkörper (12) oder der Ventilkolben (14) aus mindestens zwei Einzelbauteilen ausgeführt ist.A fuel injector with a hydraulic coupler unit (10) is proposed, which has a coupler body (12), a coupler piston (13) and a valve piston (14). The valve piston (14) has a sleeve-shaped guide section (23) which is guided on a guide piston (21) formed by the coupler body (12) and arranged in the center of the coupler unit (10). The implementation of the coupler unit (10) requires that either the coupler body (12) or the valve piston (14) is made from at least two individual components.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einer hydraulischen Kopplereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector with a hydraulic coupler unit according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus DE 103 22 672 A1 ist ein Kraftstoffinjektor bekannt, bei welchem in einem Injektorgehäuse unter anderem eine hydraulische Kopplereinheit angeordnet ist. Die hydraulische Kopplereinheit umfasst einen Kopplerkörper, in welchem ein Kopplerkolben und ein Ventilkolben jeweils axial verschiebbar geführt sind, wobei beide Bauteile zwischen sich einen mit Kraftstoff gefüllten Druckraum definieren, welcher ein sogenanntes Kopplerspaltvolumen bildet. Der Kopplerkolben steht dabei mit einem Aktorelement in Verbindung, dessen Betätigung eine translatorische Bewegung des Kopplerkolbens in Richtung des Druckraums entgegen einer Vorspannfeder hervorruft, die koaxial außerhalb des Kopplerkörpers angeordnet ist und zum Einen eine Rückstellbewegung des Kopplerkolbens nach erfolgter Betätigung und zum Anderen eine nötige Vorspannung der Aktoreinheit gewährleistet. Die Baulänge der hydraulischen Kopplereinheit wird im Wesentlichen durch die Summe der Längen von Ventilkolben und Kopplerkolben bestimmt, d. h. aus den Längen der im Kopplerkörper geführten Kolben. Weiterhin tritt bei Druckbeaufschlagung des Kopplerspaltes eine Aufweitung des Führungsspiels bzw. des Führungsspaltes sowohl am Kopplerkolben als auch am Ventilkolben auf.Out DE 103 22 672 A1 a fuel injector is known in which an injector housing, inter alia, a hydraulic coupler unit is arranged. The hydraulic coupler unit comprises a coupler body, in which a coupler piston and a valve piston are each guided axially displaceably, wherein both components define between them a fuel space filled with fuel, which forms a so-called coupler gap volume. The coupler piston is in communication with an actuator element whose operation causes a translational movement of the coupler piston in the direction of the pressure chamber against a biasing spring, which is arranged coaxially outside the coupler body and on the one hand a return movement of the coupler piston after the operation and on the other a necessary bias Actuator ensured. The overall length of the hydraulic coupler unit is essentially determined by the sum of the lengths of the valve piston and the coupler piston, ie from the lengths of the pistons guided in the coupler body. Furthermore, upon pressurization of the coupler gap, a widening of the guide clearance or of the guide gap occurs both on the coupler piston and on the valve piston.

In der DE-Patentanmeldung 10 2001 000 340 5.3 wurde bereits eine Kopplereinheit vorgeschlagen, bei der der Kopplerkörper, der Kopplerkolben und der Ventilkolben radial ineinander angeordnet sind, indem der Kopplerkörper hülsenförmig ausgebildet ist und an der Außenumfangsfläche der Kopplerkolben und an der Innenumfangsfläche der Ventilkolben axial beweglich geführt sind. Dadurch befinden sich die funktionalen Bauteile der Kopplereinheit axial im Wesentlichen auf gleicher Höhe, wodurch sich die Baulänge der Kopplereinheit reduzieren lässt. Nachteilig bei dieser technischen Lösung ist, dass der hülsenförmige Teil des Kopplergehäuses zwischen Kopplerkolben und Ventilkolben bei den im Kraftstoffinjektor erforderlichen Übersetzungsverhältnissen eine sehr geringe Wandstärke von unter 1 mm aufweist, wobei gleichzeitig die Anforderung besteht, den Kopplerkolben an dessen Mantelfläche und den Ventilkolben an dessen Innenbohrung mit geringem Spiel zu führen. Dies stellt erhöhte Anforderungen an die Fertigungstechnik bei der Herstellung der Kopplereinheit.In the DE patent application 10 2001 000 340 5.3 has already been proposed a coupler unit in which the coupler body, the coupler piston and the valve piston are arranged radially in each other by the coupler body is sleeve-shaped and axially movably guided on the outer peripheral surface of the coupler piston and on the inner peripheral surface of the valve piston. As a result, the functional components of the coupler unit are axially substantially at the same height, which reduces the overall length of the coupler unit. A disadvantage of this technical solution is that the sleeve-shaped part of the coupler between coupler piston and valve piston at the required in the fuel injector ratios a very small wall thickness of less than 1 mm, which at the same time there is a requirement, the coupler piston on the lateral surface and the valve piston on the inner bore to lead with little play. This places increased demands on the production technology in the production of the coupler unit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kopplereinheit zu schaffen, die einerseits die gleichen funktionalen Vorteile aufweist, aber andererseits die Ausführung der Bauteile mit größeren Wandstärken ermöglicht, um dadurch die Anforderungen an die Fertigungstechnik zur Führungen von Ventilkolben und Kopplerkolben zu reduzieren.Object of the present invention is to provide a coupler unit, on the one hand has the same functional advantages, but on the other hand allows the design of the components with greater wall thicknesses, thereby reducing the demands on the manufacturing technology for guiding the valve piston and coupler piston.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Kopplereinheit besteht darin, dass keine hochgenauen Führungen an dünnwandigen Hülsen erforderlich sind, so dass an die Fertigungstechnik keine erhöhten Anforderrungen gestellt werden müssen.The object of the invention is achieved with the characterizing features of claim 1. The main advantage of the coupler unit according to the invention is that no high-precision guides on thin-walled sleeves are required, so that no increased requirements have to be made of the production technology.

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die radiale Anordnung von Kopplerkörper und Ventilkolben eine Art Kommutierung erfährt, indem der Ventilkolben einen hülsenförmigen Führungsabschnitt aufweist und in der Innenbohrung des hülsenförmigen Führungsabschnitts ein gehäusefest angeordneter Führungskolben des Kopplerkörpers angeordnet ist, an dem der hülsenförmige Führungsabschnitt axial geführt ist. Der hülsenförmige Ventilkolben weist somit eine ringförmigen Stirnfläche mit einem Außendurchmesser d1 und einem Innendurchmesser d3 aus. Dadurch bleibt die Querschnittsfläche des Ventilkolbens, die dem Kopplerspaltvolumen ausgesetzt ist, unverändert.The essence of the invention is that the radial arrangement of coupler body and valve piston undergoes a kind of commutation by the valve piston has a sleeve-shaped guide portion and in the inner bore of the sleeve-shaped guide portion a housing fixedly arranged guide piston of the coupler body is arranged, on which the sleeve-shaped guide section axially is. The sleeve-shaped valve piston thus has an annular end face with an outer diameter d1 and an inner diameter d3. As a result, the cross-sectional area of the valve piston which is exposed to the Kopplerspaltvolumen remains unchanged.

Die reduzierte Baulänge der Kopplereinheit wird insbesondere dadurch erreicht, indem an einer äußeren Umfangsfläche des hülsenförmigen Führungsabschnitts des Ventilkolbens der Kopplerkolben mit dem Durchmesser d1 axial verschiebbar geführt ist. Bei dem in Krafstoffinjektoren üblichen Übersetzungsverhältnissen von mehr als 1, jedoch deutlich unter 2, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung der Bauteile der Kopplereinheit eine deutlich höhere Wandstärke (d1 – d3)/2 des hülsenförmigen Ventilkolbens als dies bei einer gehäusefest angeordneten Hülse der Fall wäre. Der hülsenförmige Ventilkolben der erfindungsgemäßen Kopplereinheit weist damit die weitaus höhere, nämlich bis zur dreifachen Wandstärke auf.The reduced overall length of the coupler unit is achieved, in particular, by the coupler piston with the diameter d1 being guided axially displaceably on an outer peripheral surface of the sleeve-shaped guide section of the valve piston. In the customary in Krafstoffinjektoren gear ratios of more than 1, but well below 2, results from the inventive arrangement of the components of the coupler unit a significantly higher wall thickness (d1 - d3) / 2 of the tubular valve piston than would be the case with a sleeve fixed to the housing , The sleeve-shaped valve piston of the coupler unit according to the invention thus has the much higher, namely up to three times the wall thickness.

Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.Further developments of the invention are possible by the measures of the subclaims.

Die Realisierung der erfindungsgemäßen Kopplereinheit erfordert, dass entweder Kopplerkörper oder Ventilkolben aus mindestens zwei Einzelbauteilen auszubilden sind, weil bei einer jeweils einstückigen Ausführung beider Bauteile der Ventilkolben nicht über den Führungskolben des Kopplerkörpers geschoben werden kann.The realization of the coupler unit according to the invention requires that either coupler body or valve piston are to be formed from at least two individual components, because in a respective one-piece design of both components of the valve piston can not be pushed over the guide piston of the coupler body.

Dazu weist der hülsenförmige Führungsabschnitt eine äußere Umfangsfläche auf, an der der Kopplerkolben mit einer inneren Führungsfläche axial verschiebbar geführt ist. Weiterhin weist der Kopplerkörper einen Stützabschnitt auf, welcher sich an einem gehäusefesten Bauteil abstützt, wobei der Ventilkolben mit dem hülsenförmige Führungsabschnitt auf der einen Seite des Stützabschnitts und mit einem Druckabschnitt auf der anderen Seite des Stützabschnitts ausgebildet ist.For this purpose, the sleeve-shaped guide portion on an outer peripheral surface on which the coupler piston is guided axially displaceably with an inner guide surface. Furthermore, the Coupler body on a support portion which is supported on a housing-fixed component, wherein the valve piston is formed with the sleeve-shaped guide portion on one side of the support portion and a pressure portion on the other side of the support portion.

Gemäß einer ersten Alternative ist der Kopperkörper mehrteilig ausgeführt, wobei ein Teil den Führungskolben und ein mindestens weiteres Teil den Stützabschnitt bildet. Ausgeführt wird diese Alternative beispielsweise indem der Stützabschnitt von einem Quersteg und einem Stützring ausgeführt ist, wobei der Quersteg den Ventilkolben mit einem axialen Spiel durchgreift.According to a first alternative, the head body is made in several parts, with one part forming the guide piston and at least one further part forming the support section. This alternative is carried out, for example, by the support section being designed by a transverse web and a support ring, wherein the crosspiece engages through the valve piston with an axial play.

Gemäß einer zweiten Alternative ist der Ventilkolben mehrteilig mit mindestens einem Oberteil und mindestens einem Unterteil ausgeführt, wobei das Oberteil vom hülsenförmigen Führungsabschnitt und das Unterteil vom Druckabschnitt gebildet ist. Zum Zusammenwirken von Oberteil und Unterteil sind zwischen Oberteil und Unterteil Kopplungszapfen ausgebildet, welche den Stützabschnitt des Kopplerkörpers durchgreifen. Dazu ist der Stützabschnitt mit einer tellerförmigen Scheibe ausgeführt, in der Durchbrüche ausgebildet sind, durch die die Kopplungszapfen greifen. Die Kopplungszapfen können am hülsenförmigen Führungsabschnitt und/oder am Druckabschnitt des Ventilkolbens angeordnet sein.According to a second alternative, the valve piston is designed in several parts with at least one upper part and at least one lower part, the upper part being formed by the sleeve-shaped guide section and the lower part by the pressure section. For cooperation of upper part and lower part coupling pin are formed between upper part and lower part, which pass through the support portion of the coupler body. For this purpose, the support portion is designed with a plate-shaped disc, are formed in the apertures through which engage the coupling pin. The coupling pins can be arranged on the sleeve-shaped guide section and / or on the pressure section of the valve piston.

Das Kopplerspaltvolumen wird von einer inneren Stirnwand des Kopplerkolbens, einer Stirnfläche des Führungskolbens des Kopplerkörpers und einer Ringfläche des hülsenförmigen Führungsabschnitts des Ventilkolbens begrenzt. Weiterhin weisen der Kopplerkolben einen radial nach außen weisenden Bund und der Kopplerkörper einen weiteren radial nach außen weisenden Bund auf, an denen jeweils die Vorspannfeder unter Vorspannung angreift.The coupler gap volume is limited by an inner end wall of the coupler piston, an end face of the guide piston of the coupler body and an annular surface of the sleeve-shaped guide portion of the valve piston. Furthermore, the coupler piston have a collar pointing radially outwards and the coupler body has a further collar pointing radially outwards, against which the pretensioning spring acts in each case under pretensioning.

Ausführungsbeispielembodiment

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Two embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplereinheit, 1 a sectional view through a first embodiment of the coupler unit according to the invention,

2 eine Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopplereinheit, 2 a sectional view through a second embodiment of the coupler unit according to the invention,

3 eine Schnittdarstellung durch einen Kopplerkörper und einen Ventilkolben gemäß einer ersten Ausführungsform, 3 a sectional view through a coupler body and a valve piston according to a first embodiment,

4 eine Schnittdarstellung nach Linie IV-IV in 3, 4 a sectional view along line IV-IV in 3 .

5 eine Schnittdarstellung durch einen Kopplerkörper und einen Ventilkolben gemäß einer zweiten Ausführungsform, 5 a sectional view through a coupler body and a valve piston according to a second embodiment,

6 eine Seitenansicht des Kopplerkörpers in 5, 6 a side view of the coupler body in 5 .

7 eine Ansicht A des Kopplerkörpers in 6, 7 a view A of the coupler body in 6 .

8 eine Schnittdarstellung durch den Ventilkolben nach Linie VIII-VIII in 5 und 8th a sectional view through the valve piston according to line VIII-VIII in 5 and

9 eine Schnittdarstellung durch den Ventilkolben nach Linie VIII-VIII ohne Kopplerkörper in 5. 9 a sectional view through the valve piston according to line VIII-VIII without coupler body in 5 ,

Die in 1 und 2 dargestellte Kopplereinheit 10 eines Kraftstoffinjektors weist einen fest mit einem Gehäuseteil 11 des Kraftstoffinjektors verbundenen Kopplerkörper 12, einen topfförmigen Kopplerkolben 13 und einen Ventilkolben 14 auf. Die Kopplereinheit 10 weist weiterhin radial außerhalb des Kopplerkolbens 13 eine Vorspannfeder 15 auf, welche mit dem in der Zeichnungsebene unteren Ende an einem Bund 17 des Kopplerkörpers 12 und mit dem gegenüberliegenden, in der Zeichnungsebene oberen Ende an einem weiteren, am Kopplerkolben 13 ausgebildeten Bund 18 abstützt, wobei zwischen dem weiteren Bund 18 und der Vorspannfeder 15 eine Einstellscheibe 20 angeordnet ist. Die Vorspannfeder 15 drückt den Kopperkolben 13 über ein nicht dargestelltes Übertragungselement gegen eine ebenfalls nicht dargestellte Aktoreinheit. Die Vorspannfeder 15 sorgt dadurch zum Einen für eine Vorspannung des Kopplerkolbens 13 gegen die Aktoreinheit und sorgt zum Anderen mittelbar für eine für die Funktionsfähigkeit des mittels eines piezoelektrischen Aktoreinheit angesteuerten Einspritzsystems notwendigen Vorspannung der piezoelektrischen Aktoreinheit.In the 1 and 2 shown coupler unit 10 a fuel injector has a fixed with a housing part 11 the fuel injector connected coupler body 12 , a cup-shaped coupler piston 13 and a valve piston 14 on. The coupler unit 10 also points radially outward of the coupler piston 13 a biasing spring 15 on, which with the lower end in the drawing plane on a collar 17 of the coupler body 12 and with the opposite, in the drawing plane upper end to another, on the coupler piston 13 trained bunch 18 supported, being between the other fret 18 and the biasing spring 15 a dial 20 is arranged. The biasing spring 15 pushes the Kopperkolben 13 via an unillustrated transmission element against a likewise not shown actuator unit. The biasing spring 15 This ensures on the one hand for a bias of the coupler piston 13 against the actuator and on the other hand provides indirectly for a necessary for the functioning of the controlled by a piezoelectric actuator unit injection system bias of the piezoelectric actuator unit.

Der mit dem Gehäuseteil 11 verbundene Kopplerkörper 12 weist einen im Zentrum der Kopplereinheit 10 angeordneten Führungszylinder 21 mit dem Durchmesser d3 und ein Abstützteil 22 mit dem Bund 17 auf, mit dem der Kopplerkörper 12 am Gehäuseteil 11 aufliegt. Am Führungszylinder 21 des Kopplerkörpers 12 ist am Durchmesser d3 der Ventilkolben 14 mit einem hülsenförmigen Abschnitt 23 geführt, wobei der hülsenförmige Abschnitt einen Außendurchmesser d1 aufweist.The with the housing part 11 connected coupler bodies 12 has one in the center of the coupler unit 10 arranged guide cylinder 21 with the diameter d3 and a support part 22 with the covenant 17 on, with the coupler body 12 on the housing part 11 rests. At the guide cylinder 21 of the coupler body 12 is at the diameter d3 of the valve piston 14 with a sleeve-shaped section 23 guided, wherein the sleeve-shaped portion has an outer diameter d1.

Der Ventilkolben 14 weist weiterhin einen Druckabschnitt 24 auf, welcher gegen einen Ventilbolzen 25 eines nicht näher dargestellten Ventilelements drückt, das einen Steuerraum einer Düsennadel des Kraftstofffinjektors ansteuert. Der Druckabschnitt 24 ist dabei innerhalb einer Ausnehmung 26 angeordnet, die vom Abstützteil 22 des Kopplerkörpers 12 umgeben ist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist innerhalb der Ausnehmung 26 weiterhin eine Druckfeder 27 angeordnet, die sich am gehäusefesten Kopplerkörper 12 und mit dem gegenüberliegenden Ende an einer Ringschulter 28 abstützt, welche mit dem Druckabschnitt 24 des Ventilkolbens 14 fest verbunden ist. Durch die Druckfeder 27 wird der Ventilkolben 14 auf den Ventilbolzen 25 gedrückt. The valve piston 14 also has a printing section 24 on which against a valve pin 25 a valve element not shown presses, which controls a control chamber of a nozzle needle of the fuel injector. The printing section 24 is inside a recess 26 arranged from the support part 22 of the coupler body 12 is surrounded. According to the embodiment 1 is inside the recess 26 furthermore a compression spring 27 arranged on the housing-fixed coupler body 12 and with the opposite end on an annular shoulder 28 supported, which with the pressure section 24 of the valve piston 14 is firmly connected. By the compression spring 27 becomes the valve piston 14 on the valve pin 25 pressed.

Beim Ausführungsbeispiel in 2 ist die Druckfeder 27 zwischen Kopplerkolben 13 und Ventilkolben 14 angeordnet, wobei die Ringschulter 28 zum Abstützen der Druckfeder 27 am Führungsabschnitt 23 des Ventilkolbens 14 ausgebildet ist.In the embodiment in 2 is the compression spring 27 between coupler pistons 13 and valve piston 14 arranged, with the annular shoulder 28 for supporting the compression spring 27 at the guide section 23 of the valve piston 14 is trained.

Der topfförmige Kopplerkolben 13 ist mit einer zylindrischen Umfangswand 31 und einem massiven, stirnseitigen Abschluss 32 mit einer Stirnwand 33 ausgeführt, wobei die zylindrische Umfangswand 31 eine innere Führungsfläche 34 ausbildet. Der topfförmige Kopplerkolben 13 ist mit der inneren Führungsfläche 34 am Durchmesser d1 des hülsenförmigen Führungsabschnitts 23 des Ventilkolbens 14 geführt.The cup-shaped coupler piston 13 is with a cylindrical peripheral wall 31 and a massive, frontal conclusion 32 with a front wall 33 executed, wherein the cylindrical peripheral wall 31 an inner guide surface 34 formed. The cup-shaped coupler piston 13 is with the inner guide surface 34 at the diameter d1 of the sleeve-shaped guide portion 23 of the valve piston 14 guided.

Zwischen der inneren Stirnwand 33, einer Stirnfläche 35 des Führungszylinders 21 und einer Ringfläche 36 des hülsenförmigen Führungsabschnitts 23 ist ein Druckraum 40 ausgebildet, der ein Kopplerspaltvolumen begrenzt. Die wirksame Übersetzungsfläche für die Kopplereinheit mit der Ringfläche 36 beträgt somit Π/4(d12 – d32).Between the inner end wall 33 , a face 35 of the guide cylinder 21 and a ring surface 36 the sleeve-shaped guide portion 23 is a pressure room 40 designed, which limits a Kopplerspaltvolumen. The effective translation surface for the coupler unit with the annular surface 36 is thus Π / 4 (d1 2 - d3 2 ).

Die Besonderheit des Ventilkolbens 14 der vorliegenden Kopplereinheit 10 besteht darin, dass der Ventilkolben 14 mit einem Teil oberhalb des gehäusefesten Abstützteils 22 und mit einem zweiten Teil unterhalb des gehäusefesten Abstützteils 22 des Kopplerkörpers 12 liegt. Die an den zwei Seiten des Kopplerkörpers 12 wirkenden Teile des Ventikolbens 14 erfordern, dass entweder der Kopplerkörper 12 aus mindestens zwei Bauteilen oder der Ventilkolben 14 aus mindestens zwei Bauteilen zusammengesetzt wird.The peculiarity of the valve piston 14 the present coupler unit 10 is that the valve piston 14 with a part above the housing-fixed support part 22 and a second part below the housing-fixed support part 22 of the coupler body 12 lies. The on the two sides of the coupler body 12 acting parts of the Ventikolbens 14 require that either the coupler body 12 from at least two components or the valve piston 14 is composed of at least two components.

Die 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform mit einem mehrteiligen Kopplerkörper 12, wobei diese Ausführungsform beim Ausführungsbeispiel in 1 eingesetzt wurde. Der Kopplerkörper 12 weist dabei einen Innenstempel 41, eine Querstrebe 42 und einen Stützring 43 auf, wobei der Innenstempel 41 den Führungszylinder 21 sowie die Querstrebe 42 und der Stützring 43 das Abstützteil 22 bilden. Der Innenstempel 41 ist dabei mit einer Querbohrung 44 zur Aufnahme der Querstrebe 42 ausgeführt. Der Ventilkolben 14 weist auf gleicher Höhe eine weitere Querbohrung 45 auf. Zur Montage von Ventilkolben 14 und Kopplerkörper 12 wird zunächst der Innenstempel 41 in die Innenbohrung des Ventilkolbens 14 eingebracht. Anschließend wird die Querstrebe 42 durch die Querbohrungen 44, 45 von Ventilkolben 14 und Innenstempel 41 geschoben und fest mit dem Innenstempel 41 verbunden. Dies kann z. B. durch Ausführung einer Presspassung zwischen Innenstempel 41 und Querstrebe 42 erfolgen, oder durch Reibschweißen, durch Verrasten oder durch Kleben. In der weiteren Querbohrung 45 im Ventilkolben 14 ist die Querstrebe 42 mit einem axialen Spiel 49 aufgenommen, so dass der Ventilkolben 14 später ungehindert eine Axialbewegung ausführen kann. Die Querstrebe 42 wird schließlich mit dem Stützring 43, beispielsweise durch Schweißen verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass im fertig montierten Zustand des mehrteiligen Kopplerkörpers 12 oberhalb des gehäusefesten Abstützteils 22 der hülsenförmige Abschnitt 23 des Ventilkolbens 14 und unterhalb des gehäusefesten Abstützteils 22 der Druckabschnitt 24 des Ventilkolbens 14 liegt.The 3 and 4 show an embodiment with a multi-part coupler body 12 , This embodiment in the embodiment in 1 was used. The coupler body 12 has an inner stamp 41 , a crossbar 42 and a support ring 43 on, with the inner punch 41 the guide cylinder 21 as well as the cross strut 42 and the support ring 43 the support part 22 form. The inner stamp 41 is doing with a transverse bore 44 for receiving the crossbar 42 executed. The valve piston 14 has another cross hole at the same height 45 on. For mounting valve spools 14 and coupler bodies 12 is first the inner stamp 41 in the inner bore of the valve piston 14 brought in. Subsequently, the cross strut 42 through the cross holes 44 . 45 of valve piston 14 and inner stamp 41 pushed and stuck with the inner punch 41 connected. This can be z. B. by performing a press fit between the inner punch 41 and cross strut 42 done by friction welding, by latching or by gluing. In the further transverse bore 45 in the valve piston 14 is the crossbar 42 with an axial play 49 taken, so that the valve piston 14 later unimpeded to perform an axial movement. The cross strut 42 Finally, with the support ring 43 , for example, connected by welding. This ensures that in the assembled state of the multi-part coupler body 12 above the housing-fixed support part 22 the sleeve-shaped section 23 of the valve piston 14 and below the housing-fixed support member 22 the printing section 24 of the valve piston 14 lies.

5 zeigt eine Ausführungsform mit einem einteiligen Kopplerkörper 12 und einem mehrteiligen Ventilkolben 14, wobei diese Ausführungsform beim Ausführungsbeispiel in 2 eingesetzt wurde. Der Kopplerkörper 12 ist dabei im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt, wobei am Führungszylinder 21 eine tellerförmige Scheibe 51 angeformt ist, die im äußeren Bereich in einen zylindrischen Stützring 53 übergeht. Die Scheibe 51 und der Stützring 53 bilden das Abstützteil 22. Eine detaillierte Darstellung des Kopplerkörpers 12 in 5 geht aus den 6 und 7 hervor. Die tellerförmige Scheibe 51 weist mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Durchbrüche 52 auf, durch die, wie später noch beschrieben wird, der Ventilkolben 14 hindurchgeführt wird. Der Ventilkolben 14 besteht aus einem Oberteil 55 und einem Unterteil 56. Das Oberteil 55 wird von dem hülsenförmigen Führungsabschnitt 23 gebildet, der am dem Kopplerspalt abgewandten Ende mit Kopplungszapfen 57 ausgeführt ist. Die Kopplungszapfen 57 durchgreifen die Durchbrüche 52, wie in 8 dargestellt ist. Das Unterteil 56 des Ventilkolbens 14 weist eine geschlossene Stirnfläche 58 auf, die an einer Unterseite 59 der durch die tellerförmige Scheibe 51 ragenden Kopplungszapfen 57 des Oberteils 55 anliegt (5). Wichtig ist, dass die Ventilkraft, welche für die Wiederbefüllung des Kopplerspaltes verantwortlich ist, am Oberteil 55 des Ventilkolbens 14 angreift und das Unterteil 56 des Ventilkolbens 14 im Ruhezustand der Kopplereinheit 10 gegen den Ventilbolzen 25 des nicht dargestellten Steuerventils drückt. 5 shows an embodiment with a one-piece coupler body 12 and a multi-part valve piston 14 , This embodiment in the embodiment in 2 was used. The coupler body 12 is designed essentially rotationally symmetrical, wherein the guide cylinder 21 a plate-shaped disc 51 is formed in the outer region in a cylindrical support ring 53 passes. The disc 51 and the support ring 53 form the support part 22 , A detailed view of the coupler body 12 in 5 goes out of the 6 and 7 out. The plate-shaped disc 51 has several, in the present embodiment, six openings 52 on, by, as will be described later, the valve piston 14 is passed. The valve piston 14 consists of a shell 55 and a lower part 56 , The top 55 is from the sleeve-shaped guide portion 23 formed at the end remote from the coupler gap with coupling pin 57 is executed. The coupling pins 57 go through the breakthroughs 52 , as in 8th is shown. The lower part 56 of the valve piston 14 has a closed end face 58 on that at a bottom 59 the through the plate-shaped disc 51 protruding coupling pin 57 of the top 55 is present ( 5 ). It is important that the valve force, which is responsible for the refilling of the coupler gap, on the upper part 55 of the valve piston 14 attacks and the lower part 56 of the valve piston 14 in the idle state of the coupler unit 10 against the valve pin 25 the control valve, not shown presses.

Die Herstellung der Kopplungszapfen 57 des Oberteils 55 des Ventilkolbens 14 wird mittels 9 erläutert. Dazu werden in die in der Zeichnungsebene untere Ringfläche des Oberteils 55 des Ventilkolbens 14 zur Erzeugung der sechs Kopplungszapfen 57 drei Nuten 61 eingebracht. Die Tiefe der Nuten 61 ist so ausgeführt, dass der Nutengrund bei montierter Kopplereinheit 10 oberhalb der tellerförmigen Scheibe 51 des Kopplerkörpers 12 positioniert ist, um das erforderliche axiale Spiel 49 zu realisieren. The production of the coupling pin 57 of the top 55 of the valve piston 14 is by means of 9 explained. These are in the lower surface of the drawing in the plane of the upper part 55 of the valve piston 14 for generating the six coupling pins 57 three grooves 61 brought in. The depth of the grooves 61 is designed so that the groove bottom with mounted coupler unit 10 above the plate-shaped disk 51 of the coupler body 12 is positioned to the required axial play 49 to realize.

Zur Ausführung eines mehrteiligen Ventilkolbens 14 ist es auch denkbar, statt an der unteren Ringfläche des Oberteils 55 des Ventilkolbens 14 alternativ oder zusätzlich an der oberen Stirnfläche 58 des Unterteils 56 des Ventilkolbens 14 die Kopplungszapfen bzw. zusätzliche Kopplungszapfen auszuführen.For the execution of a multi-part valve piston 14 It is also conceivable, instead of on the lower annular surface of the upper part 55 of the valve piston 14 alternatively or additionally on the upper end face 58 of the lower part 56 of the valve piston 14 to perform the coupling pin or additional coupling pin.

In 5 weist das Oberteil 55 des Ventilkolbens 14 eine Vertiefung 60 auf, in die das Unterteil 56 des Ventilkolbens 14 aufgenommen ist. Dadurch wird eine radiale Führung des Unterteils 56 am Oberteil 55 des Ventilkolbens 14 erreicht. Dabei kann ein radiales Spiel zwischen dem Außendurchmesser des Unterteils 56 und der Vertiefung 60 vorgesehen sein. Die beiden Durchmesser können aber auch so ausgeführt sein, dass sich eine Presspassung zwischen der Vertiefung 60 und dem Unterteil 56 des Ventilkolbens 14 ergibt, so dass das Oberteil 55 und das Unterteil 56 des Ventilkolbens 14 beim Zusammensetzen des zweiteiligen Ventilkolbens 14 durch Verpressen gefügt werden. Im letzteren Fall ist die Kopplereinheit jedoch nicht mehr demontierbar.In 5 has the top 55 of the valve piston 14 a depression 60 on, in which the lower part 56 of the valve piston 14 is included. As a result, a radial guidance of the lower part 56 at the top 55 of the valve piston 14 reached. In this case, a radial clearance between the outer diameter of the lower part 56 and the depression 60 be provided. But the two diameters can also be designed so that an interference fit between the recess 60 and the lower part 56 of the valve piston 14 yields, so that the top part 55 and the lower part 56 of the valve piston 14 when assembling the two-piece valve piston 14 be joined by pressing. In the latter case, however, the coupler unit is no longer removable.

Alternativ kann die radiale Führung vom Oberteil 55 und vom Unterteil 56 des Ventilkolbens 14 zueinander auch auf andere Art erfolgen. Beispielsweise seien hier ein Bund an der oberen Stirnseite des Unterteils 56 des Ventilkolbens 14, welcher das Oberteil 55 umfasst, genannt. Weiterhin ist es denkbar, dass ein Zapfen mit einem Durchmesser an der oberen Stirnfläche des Unterteils 56 des Ventilkolbens 14 angeordnet ist, welcher etwas kleiner ist als der Durchmesse d3, wobei der Zapfen in die Innenbohrung des Oberteils 55 des Ventilkolbens 14 hineinragt.Alternatively, the radial guidance of the upper part 55 and from the bottom part 56 of the valve piston 14 to each other also done in a different way. For example, here is a covenant on the upper front side of the lower part 56 of the valve piston 14 which is the top part 55 includes, called. Furthermore, it is conceivable that a pin having a diameter at the upper end face of the lower part 56 of the valve piston 14 is arranged, which is slightly smaller than the diameter d3, wherein the pin in the inner bore of the upper part 55 of the valve piston 14 protrudes.

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Claims (10)

Kraftstoffinjektor mit einer hydraulischen Kopplereinheit (10), welche einen Kopplerkörper (12), einen Kopplerkolben (13) und einen Ventilkolben (14) umfasst, wobei der Kopplerkolben (13) und der Ventilkolben (14) relativ zum Kopplerkörper (12) axial verschiebbar geführt sind und zwischen sich einen in radialer Richtung durch den Kopplerkörper begrenzten Druckraum (40) als Kopplerspaltvolumen definieren, welcher mit Kraftstoff gefüllt ist, um eine axiale Bewegung des Kopplerkolbens (13) entsprechend eines Durchmesserverhältnisses von Ventilkolben (14) zu Kopplerkolben (13) in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens (14) umzusetzen, wobei der Kopplerkolben (13) mittels einer Vorspannfeder vom Kopplerspaltvolumen nach außen weisend gegen ein Aktorelement vorgespannt ist, und wobei der Kopplerkolben (13) eine topfförmig Ausnehmung aufweist, in welcher zumindest teilweise der Kopplerkörper (12) und der Ventilkolben (16) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (14) einen hülsenförmige Führungsabschnitt (23) aufweist, welcher an einem vom Kopplerkörper (12) ausgebildeten und im Zentrum der Kopplereinheit (10) angeordneten Führungskolben (21) geführt ist.Fuel injector with a hydraulic coupler unit ( 10 ) containing a coupler body ( 12 ), a coupler piston ( 13 ) and a valve piston ( 14 ), wherein the coupler piston ( 13 ) and the valve piston ( 14 ) relative to the coupler body ( 12 ) are axially displaceably guided and between them a limited in the radial direction through the coupler body pressure chamber ( 40 ) define as Kopplerspaltvolumen, which is filled with fuel, to an axial movement of the coupler piston ( 13 ) according to a diameter ratio of valve piston ( 14 ) to coupler pistons ( 13 ) in an axial movement of the valve piston ( 14 ), the coupler piston ( 13 ) is biased by a biasing spring from Kopplerspaltvolumen outwardly facing against an actuator element, and wherein the coupler piston ( 13 ) has a cup-shaped recess in which at least partially the coupler body ( 12 ) and the valve piston ( 16 ), characterized in that the valve piston ( 14 ) a sleeve-shaped guide portion ( 23 ), which at one of the coupler body ( 12 ) and in the center of the coupler unit ( 10 ) arranged guide piston ( 21 ) is guided. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Führungsabschnitt (23) eine äußere Umfangsfläche aufweist, an der der Kopplerkolben (13) mit einer inneren Führungsfläche (34) axial verschiebbar geführt ist.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the sleeve-shaped guide section ( 23 ) has an outer peripheral surface on which the coupler piston ( 13 ) with an inner guide surface ( 34 ) is guided axially displaceable. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplerkörper (12) weiterhin einen Stützabschnitt (22) aufweist, welcher sich an einem gehäusefesten Bauteil (11) abstützt, und dass sich der Ventilkolben (14) mit dem hülsenförmigen Führungsabschnitt (23) auf der einen Seite des Stützabschnitts (22) und mit einem Druckabschnitt (24) auf der anderen Seite des Stützabschnitts (22) erstreckt.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the coupler body ( 12 ) further comprises a support section ( 22 ), which on a housing-fixed component ( 11 ) is supported, and that the valve piston ( 14 ) with the sleeve-shaped guide section ( 23 ) on one side of the support section ( 22 ) and with a printing section ( 24 ) on the other side of the support section ( 22 ). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopperkörper (12) mehrteilig ausgeführt ist, wobei ein Teil den Führungskolben (21) und ein mindestens weiteres Teil den Stützabschnitt (22) bildet.Fuel injector according to claim 3, characterized in that the head body ( 12 ) is made of several parts, wherein a part of the guide piston ( 21 ) and at least one further part of the support section ( 22 ). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (22) von einem Quersteg (42) und einem Stützring (43) ausgebildet ist, wobei der Quersteg (42) den Ventilkolben (14) mit einem axialen Spiel (49) durchgreift.Fuel injector according to claim 4, characterized in that the support section ( 22 ) of a crosspiece ( 42 ) and a support ring ( 43 ) is formed, wherein the transverse web ( 42 ) the valve piston ( 14 ) with an axial play ( 49 ). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (14) mehrteilig mit mindestens einem Oberteil (55) und mindestens einem Unterteil (56) ausgeführt ist, und dass das Oberteil (55) vom hülsenförmigen Führungsabschnitt (23) und das Unterteil vom einem Druckabschnitt (24) gebildet ist.Fuel injector according to claim 3, characterized in that the valve piston ( 14 ) in several parts with at least one upper part ( 55 ) and at least one lower part ( 56 ) and that the upper part ( 55 ) of the sleeve-shaped guide portion ( 23 ) and the lower part of a printing section ( 24 ) is formed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Oberteil (55) und Unterteil (56) Kopplungszapfen (57) ausgebildet sind, welche den Stützabschnitt (22) des Kopplerkörpers (12) durchgreifen.Fuel injector according to claim 6, characterized in that between upper part ( 55 ) and lower part ( 56 ) Coupling pin ( 57 ) are formed, which the support portion ( 22 ) of the coupler body ( 12 ). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (22) mit einer tellerförmigen Scheibe (51) ausgeführt ist, in der Durchbrüche (52) ausgebildet sind, durch die die Kopplungszapfen (57) greifen.Fuel injector according to claim 7, characterized in that the support section ( 22 ) with a plate-shaped disc ( 51 ) is executed in the breakthroughs ( 52 ) are formed, through which the coupling pin ( 57 ) to grab. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungszapfen (57) am hülsenförmigen Führungsabschnitt (23) und/oder am Druckabschnitt (24) des Ventilkolbens (14) ausgebildet sind.Fuel injector according to claim 7 or 8, characterized in that the coupling pins ( 57 ) on the sleeve-shaped guide section ( 23 ) and / or on the printing section ( 24 ) of the valve piston ( 14 ) are formed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplerspaltvolumen von einer inneren Stirnwand des Kopplerkolbens (13), einer Stirnfläche des Führungskolbens (41) des Kopplerkörpers (12) und einer Ringfläche des hülsenförmigen Führungsabschnitts (23) des Ventilkolbens (14) begrenzt ist.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the coupler gap volume of an inner end wall of the coupler piston ( 13 ), an end face of the guide piston ( 41 ) of the coupler body ( 12 ) and an annular surface of the tubular guide portion ( 23 ) of the valve piston ( 14 ) is limited.
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