DE60302329T2 - Kompensator zum Ausgleich von Wärmedehnungen für eine Dosiervorrichtung - Google Patents

Kompensator zum Ausgleich von Wärmedehnungen für eine Dosiervorrichtung Download PDF

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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Thermokompensatoreinheit zur Verwendung in einer Dosiervorrichtung zum Dosieren von unter Druck stehendem Strömungsmittel, insbesondere in einem Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei die Dosiervorrichtung ein Gehäuse mit einer Dosieröffnung und eine sich durch das Gehäuse erstreckende Ventilnadel mit einem ersten Ende, das von einer Betätigungseinheit außerhalb des Gehäuses betätigt wird, und einem zweiten Ende, das das Öffnen und Schließen der Dosieröffnung steuert, umfaßt, wobei die Thermokompensatoreinheit mit der Betätigungseinheit und dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine unterschiedliche Wärmeausdehnung des Gehäuses und der Betätigungseinheit zu kompensieren und einen elastischen Kontakt zwischen einem Endanschlag des Gehäuses, der Betätigungseinheit und der Ventilnadel sicherzustellen, wobei die Thermokompensatoreinheit Übertragungseinrichtungen zum Übertragen einer axialen Ausdehnung der Betätigungseinheit auf ein Kompensatorgehäuse durch Pressen eines hydraulischen Strömungsmittels von einer ersten Strömungsmittelkammer in eine zweite Strömungsmittelkammer in einer Aktivierungsphase der Betätigungseinheit, wobei die erste Strömungsmittelkammer und die zweite Strömungsmittelkammer miteinander verbunden sind und das hydraulischen Strömungsmittel in einer vorgegebenen Verteilung in einem Anfangszustand, in dem die Betätigungseinheit nicht aktiv ist, umfassen, und eine Wiederherstelleinrichtung zur Rückführung des hydraulischen Strömungsmittels in seinen Ausgangszustand von der zweiten Strömungsmittelkammer zur ersten Strömungsmittelkammer in einer Deaktivierungsphase der Betätigungseinheit aufweist.
  • Desweiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Dosiervorrichtung, insbesondere ein Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem in einer Brennkraftmaschine, die ein Gehäuse mit einer Dosieröffnung und eine sich durch das Gehäuse erstreckende Ventilnadel mit einem ersten Ende, das von einer Betätigungseinheit außerhalb des Gehäuses betätigt wird, und einem zweiten Ende, das das Öffnen und Schließen der Dosieröffnung steuert, umfaßt.
  • Bei der Konstruktion von Einspritzventilen für eine Hochdruck-Benzindirekteinspritzung durch die Betätigung einer Betätigungseinheit, insbesondere einer piezoelektrischen Gruppe, ist es wesentlich, daß die Anforderungen in bezug auf den Kraftstoffdurchsatz und die Geometrie des Strahles unter allen möglichen Betriebsbedingungen der Einspritzvorrichtung erfüllt werden.
  • Von spezieller Bedeutung ist der Einfluß der Temperatur auf die Größe der Änderungen der Hauptfunktionsparameter der Einspritzvorrichtung. Innerhalb des geforderten Vollbereiches der Betriebstemperatur von –40°C bis +150°C müssen der Durchsatz und andere Parameter, die den Betrieb der Ein spritzvorrichtung kennzeichnen, innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen verbleiben.
  • Infolge der Wärmeausdehnung, die das äußere Stahlgehäuse der Einspritzvorrichtung erfährt, hält die piezoelektrische Betätigungseinheit mit einem geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das äußere Gehäuse keinen richtigen Kontakt zwischen der Fläche seines festen Endanschlages und dem oberen Ende der Ventilnadel aufrecht.
  • Um das Problem zu lösen, d.h. die unterschiedliche Wärmeausdehnung des Gehäuses und der piezoelektrischen Betätigungseinheit zu kompensieren, ist das Einspritzventil typischerweise mit einer hydraulischen Thermokompensationseinheit versehen. Wenn die Betriebstemperatur ansteigt, beseitigt die thermische Kompensationseinheit das Spiel, das sonst zwischen der Ventilnadel und der piezoelektrischen Betätigungseinheit erzeugt wird, so daß auf diese Weise unkorrekte und möglicherweise gefährliche Betriebsbedingungen vermieden werden.
  • Die grundlegenden Anforderungen für eine derartige Thermokompensatoreinheit sind die folgenden:
    • – die Fähigkeit, unterschiedliche Wärmeausdehnungen zu kompensieren und den Erhalt der geforderten Einspritzkapazitäten über den gewünschten Hub der Ventilnadel bei den diversen vorhersagbaren Temperaturen für die Aktivität des Fahrzeugs zu garantieren,
    • – die Effektivität während der üblicherweise raschen thermischen Übergänge,
    • – die Gesamtzuverlässigkeit der Vorrichtung und
    • – die niedrigen Herstell- und Montagezeiten und -kosten.
  • Die US 2002/0179062 A1 beschreibt eine hydraulische Kompensatoreinheit für eine piezoelektrische Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Versorgungsspeicher mit einem Balg, der mit einem hydraulischen Strömungsmittel gefüllt ist, einer Kompressionsfeder, die außerhalb des Versorgungsspeichers angeordnet ist und den Versorgungsspeicher komprimiert, und einer Öffnung, die als Drosselkanal wirkt, der den Versorgungsspeicher mit einer Strömungsmittelkammer verbindet, deren Volumen durch die axiale Position eines Kolbens definiert ist. Eine axiale Verlängerung einer piezoelektrischen Betätigungsvorrichtung wird auf den Kolben übertragen, um in einer Aktivierungsphase der piezoelektrischen Betätigungseinheit das hydraulische Strömungsmittel von der Strömungsmittelkammer zum Versorgungsspeicher zu drücken. Die Kompressionsfeder führt das hydraulische Strömungsmittel in einer Deaktivierungsphase der piezoelektrischen Betätigungseinheit vom Versorgungsspeicher zur Srömungsmittelkammer zurück, d.h. es nimmt die Gleichgewichtsposition ein. Dynamische Dichtungselemente aus Kunststoff oder Gummi, d.h. O-Ringe, finden zwischen dem Kolben und dem Gehäuse der hydraulischen Kompensatoreinheit Verwendung, um eine Dichtung für die Strömungsmittelkammer vorzusehen. Diese dynamischen Dichtungselemente aus Kunststoff oder Gummi können jedoch im Vertrauen nicht als Dichtungs merkmale, die ein Verhalten ohne jegliche Leckage sicherstellen, angesehen werden. Darüber hinaus bringen diese dynamischen Dichtungselemente aus Kunststoff oder Gummi Reibkräfte zwischen die Gleitelemente auf, so daß die Gleitteile nicht in der Lage sind, exakt die gleiche Gleichgewichtsposition ohne jegliche restliche Fehlausrichtung infolge von Reibkräften bei jedem Temperaturzustand wieder herzustellen.
  • Angesichts des Vorhergehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Thermokompensatoreinheit zur Verwendung in einer Dosiervorrichtung des vorstehend beschriebenen Typs, bei der die Gleichgewichtsposition in einfacher Weise eingestellt werden kann, sowie eine Dosiervorrichtung, die eine derartige Thermokompensatoreinheit umfaßt, zu schaffen.
  • Dieses ziel wird durch eine Thermokompensatoreinheit mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 5 erreicht.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Thermokompensatoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • Eine Dosiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 11 wiedergegeben.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht die Thermokompensatoreinheit gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 vor, daß eine Kraft zur Rückführung des hydraulischen Strömungsmittels, die von der Wie derherstelleinrichtung erzeugt wird, während eines Montageprozesses, in dem die Thermokompensatoreinheit mit der Dosiervorrichtung zusammengebaut wird, einstellbar ist. Mit anderen Worten, die Wiederherstelleinrichtung bildet eine Einrichtung zum Einstellen ihrer Vorspannkraft, anstatt die Konstruktion der Thermokompensatoreinheit zu verändern. Auf diese Weise ist die Gleichgewichtsposition während der Montage der Thermokompensatoreinheit in der Dosiervorrichtung durch Einstellen der Vorspannkraft oder Vorkompressionskraft in einfacher Weise einstellbar. Die Wiederherstelleinrichtung ist zwischen einem oberen Kompensatorgehäuseteil und einem unteren Kompensatorgehäuseteil, die gegeneinander beweglich sind, um die Vorkompression einzustellen, angeordnet.
  • Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht die Thermokompensatoreinheit gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5 vor, daß eine Kraft zur Rückführung des hydraulischen Strömungsmittels, die von der Wiederherstelleinrichtung erzeugt wird, während eines Montageprozesses, in dem die Thermokompensatoreinheit mit der Dosiervorrichtung zusammengebaut wird, einstellbar ist. Mit anderen Worten, die Wiederherstelleinrichtung bildet eine Einrichtung zur Einstellung ihrer Vorspannkraft, anstatt die Konstruktion der Thermokompensatoreinheit zu verändern. Daher ist die Gleichgewichtsposition während der Montage der Thermokompensatoreinheit in der Dosiervorrichtung durch Einstellung der Vorspannkraft oder Vorkompressionskraft in einfacher Weise einstellbar. Die Wiederherstelleinrichtung ist zwischen einem oberen Kompensatorgehäuseteil und einem unteren Kompensatorgehäuseteil, die gegeneinander fixiert sind, angeordnet, und mindestens ein Teil des oberen Kompensatorgehäuseteiles und des unteren Kompensatorgehäuseteiles umfaßt ein bewegliches Führungselement für die Wiederherstelleinrichtung zur Einstellung der Vorkompression.
  • Desweiteren sieht die Dosiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 11 erfindungsgemäß eine Thermokompensatoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung vor.
  • Vorzugsweise umfaßt die Thermokompensatoreinheit gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung desweiteren eine Schraubenfeder und/oder Tellerfeder, die während des Montageprozesses vorkomprimiert und während des Aktivierungsschrittes der Betätigungseinheit weiter komprimiert wird.
  • Vorzugsweise können das obere Kompensatorgehäuseteil und das untere Kompensatorgehäuseteil gegeneinander gleiten, um die Vorkompression einzustellen, und gegeneinander fixiert werden, um eine vorgegebene Vorkompression einzustellen. Als Alternative können das obere Kompensatorgehäuseteil und das untere Kompensatorgehäuseteil zusammengeschraubt werden, wobei die Vorkompression eingestellt wird, indem beide Teile mehr oder weniger miteinander verschraubt werden.
  • Vorzugsweise kann es sich bei dem beweglichen Führungselement um eine Hohlschraube handeln, in der ein Ende der Wiederherstelleinrichtung angeordnet ist.
  • Vorzugsweise besitzt die Thermokompensatoreinheit mindestens ein entsprechendes elastisches Element für die erste Strömungsmittelkammer und die zweite Strömungsmittelkammer, so daß ein entsprechendes Volumen der ersten Strömungsmittelkammer und der zweiten Strömungsmittelkammer innerhalb vorgegebener Grenzen variabel ist. Daher können die erste und zweite Strömungmittelkammer mit variablen Volumina hermetisch abgedichtet werden, ohne daß dynamische Dichtungselemente aus Kunststoff oder Gummi zwischen den Gleitteilen verwendet werden müssen. Dies führt zu der Möglichkeit, exakt die gleiche Gleichgewichtsposition bei jedem Temperaturzustand wiederherzustellen, da keine restliche Fehlausrichtung infolge von Reibkräften zwischen den Gleitteilen auftritt. Ein Nebeneffekt besteht darin, daß ein Verhalten ohne jegliche Leckage ermöglicht wird. In diesem Fall handelt es sich bei dem elastischen Element vorzugsweise um eine Metallmembran.
  • Alternativ dazu oder zusätzlich ist die Übertragungseinrichtung mit dem elastischen Element der ersten Strömungsmittelkammer verbunden und/oder bildet einen Teil hiervon und ist die Wiederherstelleinrichtung mit dem elastischen Element der zweiten Strömungsmittelkammer verbunden und/oder bildet einen Teil hiervon.
  • In jeder beliebigen Thermokompensatoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung können die erste Strömungsmittelkammer und die zweite Strömungsmittelkammer durch ein Ventil getrennt sein, das gegenüber Strömungsmittel, das von der ersten Strömungsmittelkammer zur zweiten Strömungsmittelkammer strömt, einen hohen Widerstand bildet und gegenüber Strömungsmittel, das von der zweiten Strömungsmittelkammer zur ersten Strömungsmittelkammer strömt, einen geringen Widerstand bildet.
  • Die erfindungsgemäße Konstruktion sowie das Verfahren zu deren Betriebsweise und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sind am besten verständlich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei speziellen beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
  • 1 eine schematische Axialschnittansicht der Thermokompensatoreinheit gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 2 eine schematische Axialschnittansicht der Thermokompensatoreinheit gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt einen Thermokompensator mit einstellbarer Steifigkeit, d.h. einen Einstellmechanismus für die Gleichgewichtsposition, auf der Basis einer Gleithülse. Wie in 1 gezeigt, besitzt ein Kompensatorgehäuse ein oberes Kompensatorgehäuseteil 3 und ein unteres Kompensatorgehäuseteil 2, wobei das untere Kompensatorgehäuseteil 2 einen Gleitkolben 1a enthält, der in Axialrichtung innerhalb des zylindrischen unteren Kompensatorgehäuseteiles 2 gleiten kann. Das obere Kompensatorgehäuseteil 3 ruht mit seiner Oberseite auf dem festen Endanschlag der Einspritzvorrichtung, während die untere Endstange des Kolbens 1a mit der Betätigungseinheit, d.h. der piezoelektrischen Betätigungseinheit, in Kontakt steht. Die untere Endstange des Kolbens 1a ist hermetisch mit einer ersten Metallmembran 7a verbunden, die den Boden der ersten Strömungsmittelkammer 4, in der der Kolben 1a axial gleiten kann, abdichtet. Auf der gegenüberliegenden Seite des unteren Kompensatorgehäuseteiles 2, d.h. der anderen Seite relativ zu der Seite, auf der der Kolben 1a und die erste Metallmembran 7a angeordnet sind, ist eine zweite Strömungsmittelkammer ausgebildet, die über eine zweite Metallmembran 8 und ein erstes Führungselement 10, das ein erstes Ende einer Schraubenfeder 6 hält, d.h. einen Sitz für die Schraubenfeder 6 bildet, abgedichtet ist.
  • Das andere Ende der Schraubenfeder 6 ruht an der Innenseite des oberen Kompensatorgehäuseteiles 3, das als Hülse ausgebildet ist, die das untere Kompensatorgehäuseteil 2 überlappt. Die erste und zweite Strömungsmittelkammer 4, 5 sind über ein Ventil 9a getrennt, das von einer punktgeschweißten Metallplatte gebildet wird, die eine Öffnung 9b zur Erzeugung eines hohen Widerstandes in bezug auf ein von derersten Strömungsmittelkammer 4 zur zweiten Strömungsmittelkammer 5 strömendes Strömungsmittel und eines geringen Widerstandes in bezug auf ein von der zweiten Strömungsmittelkammer 5 zur ersten Strömungsmittelkammer 4 strömendes Strömungsmittel besitzt. Das Strömungsmittel, mit dem beide Strömungsmittelkammern 4, 5 vollständig gefüllt sind und aus dem der Kolben 1a vollständig heraustritt, kann Silikonöl sein.
  • Nachfolgend wird die Betriebsweise des Thermokompensators gemäß der ersten bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie erwähnt, befindet sich die Oberseite des oberen Kompensatorgehäuseteiles 3, d.h. der Hülse, mit dem Einlaßfitting der Einspritzvorrichtung in Kontakt, während die Unterseite des Kolbens 1a mit der Betätigungseinheit, d.h. einer piezoelektrischen Betätigungseinheit, in Kontakt steht. Das Ventil 9a, das als Scheibe ausgebildet sein kann, ist über zwei (oder mehr) Punkte an den Abschnitt des unteren Kompensatorgehäuseteiles 2 geschweißt, der die erste und zweite Strömungsmittelkammer 4, 5 voneinander trennt, und bildet hierzwischen einen Strömungsmittelkanal. Das Ventil 9a sieht einen hohen hydraulischen Widerstand während der Betätigungsphase des Piezostapels vor und ermöglicht einen größeren Öldurchfluß infolge des Klappeneffektes dieser Metallscheibe 9a während der folgenden Deaktivierungsphase des Piezostapels.
  • Dieser Effekt wird erreicht, da während der Betätigungsphase des Piezostapels der Kolben 1a von der piezoelektrischen Gruppe nach oben gedrückt wird, wodurch das in der ersten Strömungsmittelkammer 4 enthaltene Silikonöl so unter Druck gesetzt wird, daß es durch die Öffnung 9b in der Scheibe 9a in die zweite Strömungsmittelkammer 5 fließt. Andererseits kann während der Deaktivierungsphase des Piezostapels das in der zweiten Strömungsmittelkammer 5 enthaltene Öl rasch durch den Spalt zwischen der Fläche, an die das Ventil 9a punktgeschweißt ist, und dem Ventil 9a infolge des Klappeneffektes der Scheibe, die das Ventil 9a bildet, an Stellen, an denen die Scheibe nicht an der Fläche punktgeschweißt ist, in die erste Strömungsmittelkammer 4 zurückfließen.
  • Diese Relativlage des Kolbens 1a und des oberen Kompensatorgehäuseteiles wird durch Wärmeausdehnung verändert. Bei einer derartigen relativ langsamen Bewegung strömt das Hydraulikmittel durch die Öffnung 9a, nimmt der Kolben eine neue Gleichgewichtsposition ein, werden die Volumina der Kammern 4 und 5 entsprechend verändert und tritt eine Verformung der Metallmembranen 7a, 8 auf.
  • Bei jedem Einspritzvorgang wird eine kontinuierliche Positionswiederherstellung des Kolbens 1a durch die Kraft der Feder 6 garantiert, die die zweite Strömungsmittelkammer 5 unter Druck setzt, da sie zwischen dem ersten Führungselement 10 und dem oberen Kompensatorgehäuseteil 3 festgeklemmt ist.
  • Während des Montageprozesses kann diese Federkraft durch die Gleitbewegung zwischen dem oberen Kompensatorgehäuseteil 3 und dem unteren Kompensatorgehäuseteil 2 eingestellt werden. Nach der Einstellung werden diese Gehäuseteile 2, 3 miteinander verschweißt und wird die Federvorspannung oder Vorkompression „eingefroren". Wie vorstehend erwähnt, kann das obere Kompensatorgehäuseteil 2 auch alternativ dazu auf das untere Kompensatorgehäuseteil geschraubt sein und kann die Federkraft dadurch eingestellt werden, daß die Gehäuseteile mehr oder weniger zusammengeschraubt werden. Durch das Fixieren der Relativlage beider Gehäuseteile kann dann das „Einfrieren" der Federvorspannung durchgeführt werden.
  • 2 zeigt einen Thermokompensator gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem die Vorspannung oder Vorkompression der Schraubenfeder mit einer Schraube einstellbar ist, die das zweite Ende der Schraubenfeder 6 führt, wobei die Schraube 11 innerhalb des oberen Kompensatorgehäuseteiles 3 gelagert ist. Abgesehen von dieser Schraube 11 ist der Thermokompensator gemäß dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform dem der ersten beispielhaften Ausführungsform der 1 ziemlich ähnlich, mit der zusätzlichen Ausnahme, daß kein gleitfähiger Kolben 1a in Kontakt mit der Betätigungseinheit vorgesehen ist, sondern statt dessen eine Platte 1b, die mit einer Metallmembran 7b mit Untertassenform verschweißt ist, welche an das untere Kompensatorgehäuseteil 2 geschweißt ist, um die erste Strömungsmittelkamer 4 zu bilden.
  • Die Funktion ist identisch mit der der ersten beispielhaften Ausführungsform, d.h. das Öl kann nur durch die Öffnung 9b des Ventils 9a fließen, da der Öldruck selbst, der plötzlich ansteigt, den Kanal durch die Seite der Scheibe über einen Metall-Metall-Dichtungskontakt abdichtet. Während der Deaktivierungsphase des Piezostapels kann das in der zweiten Strömungsmittelkammer 5 enthaltene Öl rasch durch den Spalt zwischen der Unterseite des unteren Kompensatorgehäuseteiles 2, an der das Ventil punktgeschweißt ist, und der Scheibe des Ventils 9b infolge von dessen Klappeneffekt rasch zurückfließen. Die Relativlage des Kolbens 1b und des oberen Kompensatorgehäuseteils wird durch Wärmeausdehnung verändert. Bei einer derartigen relativ langsamen Bewegung fließt das Hydraulikmittel durch die Öffnung 9a, erreicht der Kolben eine neue Gleichgewichtspo sition, werden die Volumina der Kammern 4 und 5 entsprechend verändert und findet eine Verformung der Metallmembranen 7b, 8 statt. Bei dieser Ausführungsform wird die kontinuierliche Positionswiederherstellung der Platte 1b durch die Kraft der Feder 6 garantiert, welche zwischen der ersten Führung 10 und der Schraube 11, die eine zweite Führung bildet, festgeklemmt ist. Die Feder 6 hält das Öl unter Druck, so daß das Öl nach jedem Einspritzvorgang zurückfließt, um das Druckgleichgewicht zwischen den Strömungsmittelkammern wieder herzustellen, so daß die Gleichgewichtsposition, die durch die Vorkompression der Feder festgelegt ist, mit der Schraube 11 eingestellt werden kann und für sämtliche Temperaturbereiche durch die Verwendung von elastischen Elementen, wie den gezeigten Metallmembranen, konstant ist, so daß sich variable Volumina der ersten und zweiten Strömungsmittelkammern 4, 5 ergeben. Wie vorstehend erwähnt, kann während des Montageprozesses die Federkraft durch das Einschrauben der Schraube mehr oder weniger in das obere Kompensatorgehäuseteil 3 eingestellt werden.
  • Erfindungsgemäß wird eine Dichtung, die einen Bereich mit einer Leckage von 0 erreichen kann, zusammen mit einer Beseitigung von Reibkräften zwischen den Gleitteilen und der Möglichkeit einer Eichung der Vorspannkraft während der Montage- und Kalibirierungsphase erreicht, ohne die Hydraulik und die Speicherkammerhöhe zu verändern, d.h. ohne eine andere Komponente als die Stellschraube und/oder das gleitende obere Kompensatorgehäuseteil 3 zu bewegen.
  • Damit ist eine Thermokompensatoreinheit offenbart, die eine genaue Einstellung und Beibehaltung einer Gleichgewichtsposition durch Schaffung einer einstellbaren Vorkompression an einer von zwei Strömungsmittelkammern ermöglicht. Desweiteren besitzen die Strömungsmittelkammern jeweils mindestens ein elastisches Element, so daß das entsprechende Volumen variabel ist, wobei die elastischen Elemente die Strömungsmittelkammern hermetisch abdichten, was zu dem Effekt führt, daß keine dynamische Kunststoff- oder Gummidichtung zwischen den gleitenden Teilen in einem hydraulischen Kompensator erforderlich ist, insbesondere deswegen, weil die sich bewegenden Teile des hydraulischen Kompensators vorzugsweise hermetisch mit dem entsprechenden elastischen Element verbunden sind und/oder ein Teil hiervon bilden.

Claims (11)

  1. Thermokompensatoreinheit zur Verwendung in einer Dosiervorrichtung zum Dosieren eines unter Druck stehenden Strömungsmittels, insbesondere in einem Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem in einer Brennkraftmaschine, wobei die Dosiervorrichtung umfaßt: – ein Gehäuse mit einer Dosieröffnung, – eine sich durch das Gehäuse erstreckende Ventilnadel mit einem ersten Ende, das von einer Betätigungseinheit außerhalb des Gehäuses betätigt wird, und einem zweiten Ende, daß das Öffnen und Schließen der Dosieröffnung steuert, – wobei die Thermokompensatoreinheit so angeordnet werden kann, daß sie mit der Betätigungseinheit und dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine unterschiedliche Wärmeausdehnung des Gehäuses und der Betätigungseinheit zu kompensieren und einen elastischen Kontakt zwischen einem Endanschlag des Gehäuses, der Betätigungseinheit und der Ventilnadel sicherzustellen, – wobei die Thermokompensatoreinheit umfaßt: – eine Übertragungseinrichtung (1a, 1b) zur Übertragung einer axialen Ausdehnung der Betätigungseinheit auf ein Kompensatorgehäuse (2, 3) durch Pressen eines hydraulischen Strömungsmittels von einer ersten Strömungsmittelkammer (4) in eine zweite Strömungsmittelkammer (5) in einer Aktivierungsphase der Betätigungseinheit, wobei die erste Strömungsmittelkammer (4) und die zweite Strömungsmittelkammer (5) miteinander verbunden sind und das hydraulische Strömungsmittel in einer vorgegebenen Verteilung in einem Anfangszustand enthalten, in dem die Betätigungseinheit nicht aktiv ist, und – eine Wiederherstelleinrichtung (6) zur Zurückführung des hydraulischen Strömungsmittels in seinen Ausgangszustand von der zweiten Strömungsmittelkammer (5) zur ersten Strömungsmittelkammer (4) in einer Deaktivierungsphase der Betätigungseinheit, wobei eine zur Rückführung des hydraulischen Strömungsmittels dienende Kraft, die von der Wiederherstelleinrichtung (6) erzeugt wird, während eines Montageprozesses, in dem die Thermokompensatoreinheit mit der Dosiervorrichtung zusammengebaut wird, einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederherstelleinrichtung (6) zwischen einem oberen Kompensatorgehäuseteil (3) und einem unteren Kompensatorgehäuseteil (2), die gegeneinander beweglich sind, um die Vorkompression einzustellen, angeordnet ist.
  2. Thermokompensatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederherstelleinrichtung eine Schraubenfeder (6) und/oder eine Tellerfeder umfaßt, die während des Montageprozesses vorkomprimiert wird und während der Aktivierungsphase der Betätigungseinheit weiter komprimiert wird.
  3. Thermokompensatoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Kompensatorgehäuseteil (3) und das untere Kompensatorgehäuseteil (2) gegeneinander gleiten können, um die Vorkompression einzustellen, und gegeneinander fixiert sind, um eine vorgegebene Vorkompression einzustellen.
  4. Thermokompensatoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Kompensatorgehäuseteil und das untere Kompensatorgehäuseteil zusammengeschraubt sind, wobei die Vorkompression eingestellt wird, indem beide Teile mehr oder weniger verschraubt werden.
  5. Thermokompensatoreinheit zur Verwendung in einer Dosiervorrichtung zum Dosieren eines unter Druck stehenden Strömungsmittels, insbesondere in einem Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem in einer Brennkraftmaschine, wobei die Dosiervorrichtung umfaßt: – ein Gehäuse mit einer Dosieröffnung, – eine sich durch das Gehäuse erstreckende Ventilnadel mit einem ersten Ende, das von einer Betätigungseinheit außerhalb des Gehäuses betätigt wird, und einem zweiten Ende, daß das Öffnen und Schließen der Dosieröffnung steuert, – wobei die Thermokompensatoreinheit so angeordnet werden kann, daß sie mit der Betätigungseinheit und dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine unterschiedliche Wärmeausdehnung des Gehäuses und der Betätigungseinheit zu kompensieren und einen elastischen Kontakt zwischen einem Endanschlag des Gehäuses, der Betätigungseinheit und der Ventilnadel sicherzustellen, – wobei die Thermokompensatoreinheit umfaßt: – eine Übertragungseinrichtung (1a, 1b) zur Übertragung einer axialen Ausdehnung der Betätigungseinheit auf ein Kompensatorgehäuse (2, 3) durch Pressen eines hydraulischen Strömungsmittels aus einer ersten Strömungsmittelkammer (4) in eine zweite Strömungsmittelkammer (5) in einer Aktivierungsphase der Betätigungseinheit, wobei die erste Strömungsmittelkammer (4) und die zweite Strömungsmittelkammer (5) miteinander verbunden sind und das hydraulische Strömungsmittel in einer vorgegebenen Verteilung in einem Anfangszustand, in dem die Betätigungseinheit nicht aktiv ist, enthalten, und – eine Wiederherstelleinrichtung (6) zur Zurückführung des hydraulischen Strömungsmittels in seinen Ausgangszustand von der zweiten Strömungsmittelkammer (5) zur ersten Strömungsmittelkammer (4) in einer Deaktivierungsphase der Betätigungseinheit, wobei eine Kraft zur Zurückführung des hydraulischen Strömungsmittels, die von der Wiederherstelleinrichtung (6) erzeugt wird, während eines Montageprozesses, in dem die Thermokompensatoreinheit mit der Dosiervorrichtung zusammengebaut wird, einstellbar ist, – dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederherstelleinrichtung (6) zwischen einem oberen Kompensatorgehäuseteil (3) und einem unteren Kompensatorgehäuseteil (2), die gegeneinander fixiert sind, angeordnet ist, wobei mindestens ein Teil des oberen Kompensatorgehäuseteiles (3) und des unteren Kompensatorgehäuseteiles (2) ein bewegliches Führungselement (11) für die Wiederherstelleinrichtung zur Einstellung der Vorkompression umfaßt.
  6. Thermokompensatoreinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Führungselement (11) eine Hohlschraube ist, in der ein Ende der Wiederherstelleinrichtung angeordnet ist.
  7. Thermokompensatoreinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsmittelkammer (4) und die zweite Strömungsmittelkammer (5) jeweils mindestens ein elastisches Element (7a, 7b, 8) umfassen, so daß das entsprechende Volumen der ersten Strömungsmittelkammer (4) und der zweiten Strömungsmittelkammer (5) innerhalb von vorgegebenen Grenzen variabel ist.
  8. Thermokompensatoreinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (7a, 7b, 8) eine Metallmembran ist.
  9. Thermokompensatoreinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (1a, 1b) mit dem elastischen Element (7a, 7b) der ersten Strömungsmittelkammer (4) verbunden ist und/oder einen Teil hiervon bildet und daß die Wiederherstelleinrichtung (6) mit dem elastischen Element (8) der zweiten Strömungsmittelkammer (5) verbunden ist und/oder einen Teil hiervon bildet.
  10. Thermokompensatoreinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsmittelkammer (4) und die zweite Strömungsmittelkammer (5) durch ein Ventil (9a, 9b) getrennt sind, das einen hohen Widerstand für Strömungsmittel vorsieht, das von der ersten Strömungsmittelkammer (4) zur zweiten Strömungsmittelkammer (5) strömt, und einen niedrigen Widerstand für Strömungsmittel, das von der zweiten Strömungsmittelkammer (5) zur ersten Strömungsmittelkammer (4) strömt.
  11. Dosiervorrichtung, insbesondere Einspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzsystem in einer Brennkraftmaschine, die umfaßt: – ein Gehäuse mit einer Dosieröffnung, – eine sich durch das Gehäuse erstreckende Ventilnadel mit einem ersten Ende, das von einer Betätigungseinheit außerhalb des Gehäuses betätigt wird, und einem zweiten Ende, daß das Öffnen und Schließen der Dosieröffnung steuert, gekennzeichnet durch eine Thermokompensatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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