EP1854991A1 - Fuel injector with directly actuated injection needle - Google Patents

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EP1854991A1
EP1854991A1 EP07103904A EP07103904A EP1854991A1 EP 1854991 A1 EP1854991 A1 EP 1854991A1 EP 07103904 A EP07103904 A EP 07103904A EP 07103904 A EP07103904 A EP 07103904A EP 1854991 A1 EP1854991 A1 EP 1854991A1
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EP
European Patent Office
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coupler
spherical
fuel injector
nozzle needle
sealing edge
Prior art date
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EP07103904A
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German (de)
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EP1854991B1 (en
Inventor
Nadja Eisenmenger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a coupler piston actuated by means of a piezo actuator act on a coupler space and a nozzle needle piston connected to a nozzle needle acts on a control space.
  • the injection takes place by means of a so-called pulling actuator, by reducing the voltage at the piezoelectric actuator or switching to zero for injection.
  • the coupler piston connected to the piezo actuator also performs a pulling stroke, which reduces the pressure in the coupler space.
  • Object of the present invention is to compensate for a possible imbalance of the coupler piston and thus to prevent rail pressure can penetrate into the interfaces of Aktor saides.
  • the object of the invention is achieved with a fuel injector with the characterizing measures of claim 1.
  • an angle compensation for the coupler piston of the fuel injector is provided, which is necessary in particular for fuel injectors with a directly operable nozzle needle.
  • a clearly defined guide leakage is formed on the coupler piston, on the one hand to allow a filling of the coupler space on the guide leakage and on the other hand to allow a sufficient pressure reduction in the coupler space in the control of the actuator with pulling coupler piston.
  • the use of the angle compensation element allows some of the manufacturing tolerances to be increased, thus resulting in a more robust and less expensive fuel injector design.
  • a first embodiment is possible in that the spherical support is formed by an intermediate piece which presses with a spherical surface against a circumferential sealing edge formed on the intermediate plate, so that the sealing seat for the peripheral sealing edge is formed on the spherical surface.
  • a recess is formed in the intermediate plate, which generates the peripheral sealing edge on an end face of the intermediate plate.
  • the intermediate piece on a side opposite to the spherical surface side has a bearing surface on which the coupler sleeve acts with a further sealing edge.
  • a further embodiment consists in that the spherical support is formed by a raised spherical projection formed on the intermediate plate, to which the coupler sleeve guided on the coupler piston acts with a sealing edge, the annular sealing seat forming on the spherical surface for the sealing edge of the coupler sleeve.
  • a third embodiment provides that the coupler sleeve is a pot-shaped coupler sleeve with a bottom and the spherical support is formed by a raised spherical projection formed on the bottom with a spherical surface, the spherical projection acting on an annular sealing edge arranged on the intermediate plate that forms on the spherical approach, the annular sealing seat for the peripheral sealing edge.
  • a trough-shaped, spherical recess is formed in the intermediate plate, on which the peripheral sealing edge is formed and engages in the raised spherical approach.
  • the angle compensation element In order to produce the necessary hydraulic connection between the coupler space and the control room, the angle compensation element has a hydraulic connection channel.
  • the fuel injector shown in FIG. 1 has a housing with an injector body 10 and a nozzle body 11 and with an intermediate plate 12 arranged between the injector body 10 and the nozzle body 11.
  • the housing parts are hydraulically sealed with a clamping nut 13.
  • a high pressure chamber 14 is formed, which is connected to a high pressure system, not shown, for example, to a common rail system of a diesel injection system.
  • a nozzle needle 15 is guided axially displaceable.
  • a pressure shoulder 16 is formed, which has a nozzle needle pressure chamber 17.
  • nozzle body 11 are located at a crest injection openings 18 which point into a combustion chamber of an internal combustion engine, not shown.
  • nozzle needle seat 19 is formed on the tip of the nozzle needle sealing surface, so that thereby the injection ports 18 are separated from the nozzle needle pressure chamber 17.
  • a guide bore 21 is formed in the nozzle body 11, in which the nozzle needle 15 is guided with a guide portion 22.
  • the guide section 22 has at least one flattening 23, via which a hydraulic connection of the nozzle needle pressure chamber 17 with an upstream nozzle needle-side high-pressure chamber 24 takes place.
  • the nozzle needle 15 has at the opposite end to the tip end a nozzle needle piston 20, on which a control chamber sleeve 25 is guided axially displaceable.
  • the control chamber sleeve 25 is biased by a first compression spring 26 on the nozzle needle piston 20 and presses with a first sealing surface 27 against a nozzle needle side end face 28 of the intermediate plate 12.
  • the control chamber sleeve 25 thereby seals a control chamber 30 with respect to the nozzle needle side high pressure chamber 24 hydraulically.
  • the control chamber 30 of the nozzle needle piston 20 is exposed to a pressure surface 31.
  • two connecting channels 32 are formed, which connect the high pressure chamber 14 with the nozzle needle side high-pressure chamber 24 hydraulically.
  • the rail pressure applied via the high-pressure inlet in the high-pressure chamber 14 thus passes via the connecting channels 32 into the high-pressure pressure chamber 24 on the nozzle needle side and over the flat 23 into the nozzle needle pressure chamber 17.
  • a piezo-actuator 33 is arranged, which is connected to an actuator-side coupler piston 34 with a guide diameter d1.
  • a coupler sleeve 35 is guided axially displaceable.
  • the coupler sleeve 35 is biased by a further compression spring 36 on the coupler piston 34.
  • an angle compensation element 40 is further arranged, acts on the coupler piston 34 with the coupler sleeve 35.
  • the angle compensation element 40 is formed by a compensation piece 41, which has a plane surface 42 on the coupler piston side and a raised spherical surface 43 opposite thereto.
  • planar surface 42 likewise spherically.
  • the coupler sleeve 35 presses with a sealing edge 37 so that a coupler space 38 is formed within the coupler sleeve 35.
  • the coupler piston 34 is exposed to the coupler space 38 with a further pressure surface 39.
  • the intermediate plate 12 has an annular recess 44 on an actuator-side end face 49, which forms a peripheral sealing edge 45 with a diameter d2 towards the compensating piece 41.
  • the angle compensation element 40 by integrally formed on the intermediate plate 12 dome-shaped, spherical projection 51 with a raised spherical surface 52.
  • the coupler sleeve 35 engages with its sealing edge 37 on the spherical surface 52 of the dome-shaped projection 51.
  • the annular sealing seat 50 with the diameter d2 for the sealing edge 37 of the coupler sleeve 35 forms on the spherical surface 52, wherein the diameter d2 here also essentially corresponds to the guide diameter d1 of the coupler piston 34 for the coupler sleeve 35.
  • the hydraulic connection between the coupler space 38 and the control chamber 30 is effected by means of the formed in the intermediate plate 12 further connection channel 48, which in this embodiment in the dome-shaped projection 51 a throttle section 54 has. Over the connecting channel 48 with the throttle portion 54 thus a hydraulic connection between the coupler chamber 38 and the control chamber 30 is made.
  • a hydraulic connection between the coupler chamber 38 and the control chamber 30 is made.
  • FIG. 10 A third embodiment of an angle compensation element 40 is shown in FIG.
  • a trough-shaped, spherical recess 61 is incorporated with a circumferential sealing edge 62 in the intermediate plate 12.
  • the coupler sleeve 35 is in this case designed as a cup-shaped coupler sleeve 64, which has a bottom 65 with a raised spherical projection 66. Between the pressure surface 39 of the coupler piston 34 and the bottom 65 of the coupler sleeve 64 thus the coupler space 38 is formed.
  • the raised spherical projection 66 rests with a spherical surface 67 on the peripheral sealing edge 62, so that at the spherical surface 67 of the annular sealing seat 50th formed with a diameter d2 for the peripheral sealing edge 62.
  • a connecting channel 68 is arranged, which connects the coupler space 38 with the gap 70. The hydraulic connection between the coupler chamber 38 and the control chamber 30 is thus produced via the connecting channel 68 and the further connecting channel 48 of the intermediate plate 12.
  • the coupler piston 34 has a first guide surface 71 and a second guide surface 72 for better axial guidance of the pot-shaped coupler sleeve 64.
  • a bypass bore 69 is further introduced, the pressure equalization between the high pressure chamber 14 and the annular space between the two guide surfaces 71, 72 produces.
  • the coupling between the spherical projection 66 and the peripheral sealing edge 62 of the spherical recess 61 is designed so that the diameter d2 of the sealing seat substantially corresponds to the guide diameter d1 of the guide surfaces 71,72 of the coupler piston 34 for the coupler sleeve 64.
  • the angle compensation element 40 is also pressure-balanced here so that no tearing of the joint structure takes place.
  • the compression spring 36 is expediently designed as a spring sleeve.
  • the compression spring 36 To form a hydraulically tight joint bandage press the compression spring 36, the coupler sleeves 35, 64, the respective peripheral sealing edges 37, 45, 62 on the annular sealing seat 50. Due to the spheroidal surfaces formed by ball-socket joint dressing may be a possible obliquity of the coupler piston Balance 34 at this point.
  • a possible coaxial error of the coupler piston 34 with respect to the injector body 10 and the intermediate plate 12 can also be a shift between the coupler sleeve 35, 64 and the compensating piece 41 in the embodiment of Figure 1 or by a displacement of the intermediate plate 12 in the embodiments of Figure 2 and 3 be balanced.
  • the fuel injectors according to Figures 1, 2 and 3 operates as follows: About the high-pressure inlet, not shown, which is connected to a common rail system, for example a diesel injection system, the entire fuel injector is subjected to rail pressure. The control of the fuel injector via the piezoelectric actuator 33, wherein the voltage applied to the piezoelectric actuator 33 voltage is reduced or switched to zero and thereby the piezoelectric actuator 33 is discharged, whereby the piezoelectric actuator 33 is shortened in its length. As a result, a pulling stroke is generated on the coupler piston 34, which leads to an enlargement of the coupler space 38, as a result of which the pressure in the coupler space 38 drops below the rail pressure or system pressure.
  • the falling pressure in the coupler chamber 38 is transmitted via the connecting channels 47, 48, 54, 68 to the control chamber 30.
  • the rail pressure acting on the pressure shoulder 16 in the nozzle needle pressure chamber 17 is higher than the control chamber pressure acting on the pressure surface 31 in the control chamber 30.
  • the nozzle needle 15 is lifted with a larger stroke than the stroke of the piezo actuator 33 from the nozzle needle seat 19.
  • the injection nozzles 18 are released, so that via the injection nozzles 18 the fuel is injected with the voltage applied in the nozzle needle pressure chamber 17 rail pressure or system pressure.
  • the piezo actuator 33 is subjected to a voltage which causes a longitudinal expansion of the piezo actuator 33, whereby the coupler piston 34 presses into the coupler chamber 38 and increases the pressure there.
  • the pressure increase is transmitted via the connecting channels 47, 48, 54, 68 into the control chamber 30, which acts there on the pressure surface 31 of the nozzle needle piston 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The injector has a piezoactuator (33) connected with a coupling piston (34), A coupling sleeve (35) hydraulically separates a coupling chamber from a high pressure chamber (14). A nozzle needle (15) is detached from a nozzle needle seat (19) depending on pressure in a control chamber (30). The nozzle needle seat is fitted in a nozzle needle pressure chamber (17), and injected with fuel subjected to system pressure. The coupling chamber and the control chamber are hydraulically connected. The coupling piston with the coupling sleeve influences an angle compensation unit (40).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Ein Kraftstoffinjektor mit einer direkt betätigbaren Düsennadel und mit einer einstufigen Übersetzung des Aktorhubs wird in DE 10 2004 005 452 A1 beschrieben. Dabei wirken ein mittels eines Piezo-Aktors betätigter Kopplerkolben auf einen Kopplerraum und ein mit einer Düsennadel verbundener Düsennadelkolben auf einen Steuerraum ein. Bei diesem Injektorkonzept erfolgt die Einspritzung mittels eines so genannten ziehenden Aktors, indem zum Einspritzen die Spannung am Piezo-Aktor reduziert bzw. auf Null geschaltet wird. Dabei vollzieht der mit dem Piezo-Aktor verbundene Kopplerkolben ebenfalls einen ziehenden Hub, wodurch sich der Druck im Kopplerraum reduziert. Aufgrund der unterschiedlichen Druckflächen, mit denen der Düsennadelkolben in den Steuerraum und der Kopplerkolben in den Aktorraum weist, wird der Hub des Kopplerkolbens auf den Düsennadelkolben übersetzt, so dass die Düsennadel mit einem größeren Hub vom Düsennadelsitz abhebt. Dieses Wirkprinzip kann nur funktionieren, wenn sichergestellt wird, dass der axiale Druck im gesamten Aktorverband abgesenkt wird. Leckagen, die an den einzelnen Schnittstellen, die am Aktorkopf und Aktorfuß vorliegen können, hätten zur Folge, dass der den Piezo-Aktor umgebende Raildruck eindringen könnte, wodurch ein Aufreißen bzw. ein Trennen der Schnittstellen auftreten kann. Eine wichtige Aufgabe ist es daher, den Aktorverband mit all seinen Schnittstellen gegen Raildruck abzudichten und sicherzustellen, dass der axiale Druck beim Entlasten des Aktors entsprechend absinken kann. Dazu ist vorgesehen, den Aktor komplett mit Aktorkopf und Aktorfuß druckdicht zu verkleben. Die dabei auftretenden Parallelitätsfehler der einzelnen Bauteile können zu Achs- und Winkelfehlem zwischen Aktorkopf und Aktorfuß führen. Diese Fehler können unter Umständen vom engen Paarungsspiel des hydraulischen Kopplers nicht mehr ausgeglichen werden und führen zu ungünstigen Bedingungen bezüglich Reibung und Verschleiß sowie im Extremfall zu der beschriebenen zu großen Leckage an den Schnittstellen des Aktorverbandes, wodurch die Funktion des Kraftstoffinjektors gefährdet ist.A fuel injector with a directly operable nozzle needle and with a one-stage translation of Aktorhubs in DE 10 2004 005 452 A1 described. In this case, a coupler piston actuated by means of a piezo actuator act on a coupler space and a nozzle needle piston connected to a nozzle needle acts on a control space. In this injector concept, the injection takes place by means of a so-called pulling actuator, by reducing the voltage at the piezoelectric actuator or switching to zero for injection. In this case, the coupler piston connected to the piezo actuator also performs a pulling stroke, which reduces the pressure in the coupler space. Due to the different pressure surfaces with which the nozzle needle piston into the control chamber and the coupler piston in the actuator chamber, the stroke of the coupler piston is translated to the nozzle needle piston, so that the nozzle needle lifts with a larger stroke of the nozzle needle seat. This operating principle can only work if it is ensured that the axial pressure in the entire actuator assembly is lowered. Leakages that may be present at the individual interfaces that may be present on the actuator head and actuator foot would result in the rail pressure surrounding the piezo actuator being able to penetrate, as a result of which tearing or separation of the interfaces may occur. An important task is therefore to seal the Aktorverband with all its interfaces against rail pressure and ensure that the axial pressure during unloading of the actuator can decrease accordingly. For this purpose, it is intended to glue the actuator completely pressure-tight with actuator head and actuator foot. The occurring parallelism error of the individual components can lead to Achs- and Winkelelfehlem between actuator head and actuator foot. These mistakes can under certain circumstances no longer be compensated for by the tight mating clearance of the hydraulic coupler and lead to unfavorable conditions with respect to friction and wear and, in the extreme case, to the described excessive leakage at the interfaces of the actuator assembly, whereby the function of the fuel injector is jeopardized.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mögliche Schieflage des Kopplerkolbens auszugleichen und damit zu verhindern, dass Raildruck in die Schnittstellen des Aktorverbandes eindringen kann.Object of the present invention is to compensate for a possible imbalance of the coupler piston and thus to prevent rail pressure can penetrate into the interfaces of Aktorverbandes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Kraftstoffinjektor mit den kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Mit den kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 wird ein Winkelausgleich für den Kopplerkolben des Kraftstoffinjektors geschaffen, der insbesondere für Kraftstoffinjektoren mit einer direkt betätigbaren Düsennadel notwendig ist. Dadurch wird gleichzeitig eine klar definierte Führungsleckage am Kopplerkolben ausgebildet, um einerseits eine Füllung des Kopplerraums über die Führungsleckage zu ermöglichen und andererseits aber eine ausreichende Druckreduzierung im Kopplerraum bei der Ansteuerung des Aktors mit ziehendem Kopplerkolben zu ermöglichen. Außerdem erlaubt die Verwendung des Winkelausgleichselements, dass ein Teil der Fertigungstoleranzen vergrößert werden kann, so dass in Summe eine robustere und kostengünstigere Konstruktion des Kraftstoffinjektors entsteht.The object of the invention is achieved with a fuel injector with the characterizing measures of claim 1. With the characterizing measures of claim 1, an angle compensation for the coupler piston of the fuel injector is provided, which is necessary in particular for fuel injectors with a directly operable nozzle needle. As a result, at the same time a clearly defined guide leakage is formed on the coupler piston, on the one hand to allow a filling of the coupler space on the guide leakage and on the other hand to allow a sufficient pressure reduction in the coupler space in the control of the actuator with pulling coupler piston. In addition, the use of the angle compensation element allows some of the manufacturing tolerances to be increased, thus resulting in a more robust and less expensive fuel injector design.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Kraftstoffinjektors sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich. Besonders vorteilhaft ist es, das Winkelausgleichselement mit einer sphärischen Auflage zur Ausbildung eines ringförmigen Dichtsitzes auszuführen, auf den eine Dichtkante einwirkt, wobei die einwirkende Dichtkante an einer zwischen Injektorkörper und Düsenköper angeordneten Zwischenplatte oder an der Kopplerhülse ausgebildet sein kann. Dadurch wird ein Gelenkverband nach einem Kugel-Pfannen-Prinzip ausgebildet. Indem der ringförmige Dichtsitz einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Führungsdurchmesser des Kopplerkolbens für die Kopplerhülse entspricht, wirkt auf das Gelenk in jedem Betriebszustand ein hydraulisches Gleichgewicht. Dieses hydraulische Gleichgewicht ist notwendig, damit die ziehenden Kräfte des Aktors direkt an die Düsennadel weitergegeben werden und nicht zu einer Trennung am Gelenk führen.Advantageous developments of the fuel injector are possible by the measures of the dependent claims. It is particularly advantageous to carry out the angle compensation element with a spherical support for forming an annular sealing seat on which a sealing edge acts, wherein the acting sealing edge may be formed on an intermediate plate arranged between injector body and nozzle body or on the coupler sleeve. As a result, a joint dressing is formed according to a ball and socket principle. As the annular sealing seat has a diameter that substantially corresponds to the guide diameter of the coupling piston for the coupling sleeve, a hydraulic balance acts on the joint in each operating state. This hydraulic balance is necessary to allow the pulling forces of the actuator be passed directly to the nozzle needle and do not lead to a separation at the joint.

Eine erste Ausführungsform ist dadurch möglich, dass die sphärische Auflage von einem Zwischenstück gebildet ist, das mit einer sphärischen Oberfläche gegen eine an der Zwischenplatte ausgebildeten umlaufende Dichtkante drückt, so dass sich an der sphärischen Oberfläche der Dichtsitz für die umlaufende Dichtkante ausbildet. Dabei ist in der Zwischenplatte eine Vertiefung ausgeführt, die an einer Stirnfläche der Zwischenplatte die umlaufende Dichtkante erzeugt. Außerdem weist das Zwischenstück an einer zur sphärischen Oberfläche gegenüberliegenden Seite ein Auflagefläche auf, auf die die Kopplerhülse mit einer weiteren Dichtkante einwirkt.A first embodiment is possible in that the spherical support is formed by an intermediate piece which presses with a spherical surface against a circumferential sealing edge formed on the intermediate plate, so that the sealing seat for the peripheral sealing edge is formed on the spherical surface. In this case, a recess is formed in the intermediate plate, which generates the peripheral sealing edge on an end face of the intermediate plate. In addition, the intermediate piece on a side opposite to the spherical surface side has a bearing surface on which the coupler sleeve acts with a further sealing edge.

Ein weitere Ausführungsform besteht darin, dass die sphärische Auflage von einem an der Zwischenplatte ausgebildeten erhabenen sphärischen Ansatz gebildet ist, auf den die am Kopplerkolben geführte Kopplerhülse mit einer Dichtkante einwirkt, wobei sich an der sphärischen Oberfläche der ringförmige Dichtsitz für die Dichtkante der Kopplerhülse ausbildet.A further embodiment consists in that the spherical support is formed by a raised spherical projection formed on the intermediate plate, to which the coupler sleeve guided on the coupler piston acts with a sealing edge, the annular sealing seat forming on the spherical surface for the sealing edge of the coupler sleeve.

Eine dritte Ausführungsform liegt vor, indem die Kopplerhülse eine topfförmige Kopplerhülse mit einem Boden ist und die sphärische Auflage von einem am Boden ausgebildeten erhabenen sphärischen Ansatz mit einer sphärischen Oberfläche gebildet ist, wobei der sphärische Ansatz auf eine an der Zwischenplatte angeordnete ringförmige Dichtkante einwirkt, so dass sich am sphärischen Ansatz der ringförmige Dichtsitz für die umlaufende Dichtkante ausbildet. Dabei ist in der Zwischenplatte eine muldenförmige, sphärische Vertiefung ausgebildet, an der die umlaufende Dichtkante ausgebildet ist und in die der erhabene sphärische Ansatz eingreift.A third embodiment provides that the coupler sleeve is a pot-shaped coupler sleeve with a bottom and the spherical support is formed by a raised spherical projection formed on the bottom with a spherical surface, the spherical projection acting on an annular sealing edge arranged on the intermediate plate that forms on the spherical approach, the annular sealing seat for the peripheral sealing edge. In this case, a trough-shaped, spherical recess is formed in the intermediate plate, on which the peripheral sealing edge is formed and engages in the raised spherical approach.

Um die notwendige hydraulische Verbindung zwischen Kopplerraum und Steuerraum herzustellen, weist das Winkelausgleichselement einen hydraulischen Verbindungskanal auf.In order to produce the necessary hydraulic connection between the coupler space and the control room, the angle compensation element has a hydraulic connection channel.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

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

Es zeigen

Figur 1
einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2
einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Figur 3
einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Show it
FIG. 1
a partial section of a fuel injector according to the invention according to a first embodiment,
FIG. 2
a partial section of a fuel injector according to the invention according to a second embodiment and
FIG. 3
a partial section of a fuel injector according to the invention according to a third embodiment.

Der in Figur 1 dargestellte Kraftstoffinjektor weist ein Gehäuse mit einem Injektorkörper 10 und einem Düsenkörper 11 sowie mit einer zwischen dem Injektorkörper 10 und dem Düsenkörper 11 angeordnete Zwischenplatte 12 auf. Die Gehäuseteile werden mit einer Spannmutter 13 hydraulisch dicht verbunden. Im Injektorkörper 10 ist ein Hochdruckraum 14 ausgebildet, der an ein nicht dargestelltes Hochdrucksystem, beispielsweise an ein Common-Rail-System einer Dieseleinspritzanlage angeschlossen ist.The fuel injector shown in FIG. 1 has a housing with an injector body 10 and a nozzle body 11 and with an intermediate plate 12 arranged between the injector body 10 and the nozzle body 11. The housing parts are hydraulically sealed with a clamping nut 13. In the injector body 10, a high pressure chamber 14 is formed, which is connected to a high pressure system, not shown, for example, to a common rail system of a diesel injection system.

Im Düsenkörper 11 ist eine Düsennadel 15 axial verschiebbar geführt. An der Düsennadel 15 ist eine Druckschulter 16 ausgebildet, die in einen Düsennadeldruckraum 17 weist. In Düsenkörper 11 befinden sich an einer Kuppe Einspritzöffnungen 18, die in einen Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine weisen. Auf einem am Düsenkörper 11 ausgebildeten Düsennadelsitz 19 liegt eine an der Spitze der Düsennadel ausgebildete Dichtfläche auf, so dass dadurch die Einspritzöffnungen 18 vom Düsennadeldruckraum 17 getrennt sind. Zum axialen Führen der Düsennadel 15 im Düsenkörper 11 ist im Düsenkörper 11 eine Führungsbohrung 21 ausgebildet, in der die Düsennadel 15 mit einem Führungsabschnitt 22 geführt ist. Der Führungsabschnitt 22 weist mindestens eine Abflachung 23 auf, über die eine hydraulische Verbindung des Düsennadeldruckraumes 17 mit einem vorgelagerten düsennadelseitigen Hochdruckraum 24 erfolgt. Die Düsennadel 15 weist an dem zur Spitze entgegengesetztem Endabschnitt einen Düsennadelkolben 20 auf, an dem eine Steuerraumhülse 25 axial verschiebbar geführt. Die Steuerraumhülse 25 ist mit einer ersten Druckfeder 26 am Düsennadelkolben 20 vorgespannt und drückt mit einer ersten Dichtfläche 27 gegen eine düsennadelseitige Stirnfläche 28 der Zwischenplatte 12. Die Steuerraumhülse 25 dichtet dadurch einen Steuerraum 30 gegenüber dem düsenadelseitigen Hochdruckraum 24 hydraulisch ab. Dem Steuerraum 30 ist der Düsennadelkolben 20 mit einer Druckfläche 31 ausgesetzt.In the nozzle body 11, a nozzle needle 15 is guided axially displaceable. On the nozzle needle 15, a pressure shoulder 16 is formed, which has a nozzle needle pressure chamber 17. In nozzle body 11 are located at a crest injection openings 18 which point into a combustion chamber of an internal combustion engine, not shown. On a formed on the nozzle body 11 nozzle needle seat 19 is formed on the tip of the nozzle needle sealing surface, so that thereby the injection ports 18 are separated from the nozzle needle pressure chamber 17. For axially guiding the nozzle needle 15 in the nozzle body 11, a guide bore 21 is formed in the nozzle body 11, in which the nozzle needle 15 is guided with a guide portion 22. The guide section 22 has at least one flattening 23, via which a hydraulic connection of the nozzle needle pressure chamber 17 with an upstream nozzle needle-side high-pressure chamber 24 takes place. The nozzle needle 15 has at the opposite end to the tip end a nozzle needle piston 20, on which a control chamber sleeve 25 is guided axially displaceable. The control chamber sleeve 25 is biased by a first compression spring 26 on the nozzle needle piston 20 and presses with a first sealing surface 27 against a nozzle needle side end face 28 of the intermediate plate 12. The control chamber sleeve 25 thereby seals a control chamber 30 with respect to the nozzle needle side high pressure chamber 24 hydraulically. The control chamber 30 of the nozzle needle piston 20 is exposed to a pressure surface 31.

In der Zwischenplatte 12 sind beispielsweise zwei Verbindungskanäle 32 ausgebildet, die den Hochdruckraum 14 mit dem düsennadelseitigen Hochdruckraum 24 hydraulisch verbinden. Der über den Hochdruckzulauf im Hochdruckraum 14 anliegende Raildruck gelangt somit über die Verbindungskanäle 32 in den düsennadelseitigen Hochdruckruckraum 24 und über die Abflachung 23 in den Düsennadeldruckraum 17.In the intermediate plate 12, for example, two connecting channels 32 are formed, which connect the high pressure chamber 14 with the nozzle needle side high-pressure chamber 24 hydraulically. The rail pressure applied via the high-pressure inlet in the high-pressure chamber 14 thus passes via the connecting channels 32 into the high-pressure pressure chamber 24 on the nozzle needle side and over the flat 23 into the nozzle needle pressure chamber 17.

Im Hochdruckraum 14 ist ein Piezo-Aktor 33 angeordnet, der mit einem aktorseitigen Kopplerkolben 34 mit einem Führungsdurchmesser d1 verbunden ist. Am Führungsdurchmesser d1 des Kopplerkolbens 34 ist eine Kopplerhülse 35 axial verschiebbar geführt. Die Kopplerhülse 35 ist mittels einer weiteren Druckfeder 36 am Kopplerkolben 34 vorgespannt. Im Hochdruckraum 14 ist weiterhin ein Winkelausgleichselement 40 angeordnet, auf das der Kopplerkolben 34 mit der Kopplerhülse 35 einwirkt.In the high-pressure chamber 14, a piezo-actuator 33 is arranged, which is connected to an actuator-side coupler piston 34 with a guide diameter d1. At the guide diameter d1 of the coupler piston 34, a coupler sleeve 35 is guided axially displaceable. The coupler sleeve 35 is biased by a further compression spring 36 on the coupler piston 34. In the high-pressure chamber 14, an angle compensation element 40 is further arranged, acts on the coupler piston 34 with the coupler sleeve 35.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 wird das Winkelausgleichselement 40 durch ein Ausgleichsstück 41 gebildet, das kopplerkolbenseitig eine Planfläche 42 und dazu gegenüberliegend eine erhabene sphärische Oberfläche 43 aufweist. Es ist aber auch denkbar, die Planfläche 42 ebenfall sphärisch auszuführen. Auf die Planfläche 42 drückt die Kopplerhülse 35 mit einer Dichtkante 37, so dass sich innerhalb der Kopplerhülse 35 ein Kopplerraum 38 ausbildet. Der Kopplerkolben 34 ist mit einer weiteren Druckfläche 39 dem Kopplerraum 38 ausgesetzt. Die Zwischenplatte 12 weist an einer aktorseitigen Stirnfläche 49 eine kreisförmige Vertiefung 44 auf, die zum Ausgleichsstück 41 hin eine umlaufende Dichtkante 45 mit einem Durchmesser d2 ausbildet. Auf der umlaufenden Dichtkante 45 liegt die sphärische Oberfläche 43 des Ausgleichsstücks 41 auf, so dass sich an der sphärischen Oberfläche 43 ein ringförmiger Dichtsitz 50 für die umlaufende Dichtkante 45 ausbildet. Dadurch wird ein von der Vertiefung 44 gebildeter Zwischenraum 46 zum Hochdruckraum 14 hin hydraulisch abgedichtet. Durch das Ausgleichsstück 41 führt ein Verbindungskanal 47, der den Kopplerraum 38 mit dem Zwischenraum 46 verbindet. Durch die Zwischenplatte 12 führt ein weiterer hydraulischer Verbindungskanal 48, der die angrenzende Zwischenraum 46 mit dem Steuerraum 30 hydraulisch verbindet. Dadurch ist der Kopplerraum 38 über den Zwischenraum 46 mit dem Steuerraum 30 hydraulisch verbunden.In the embodiment according to FIG. 1, the angle compensation element 40 is formed by a compensation piece 41, which has a plane surface 42 on the coupler piston side and a raised spherical surface 43 opposite thereto. However, it is also conceivable to execute the planar surface 42 likewise spherically. On the flat surface 42, the coupler sleeve 35 presses with a sealing edge 37 so that a coupler space 38 is formed within the coupler sleeve 35. The coupler piston 34 is exposed to the coupler space 38 with a further pressure surface 39. The intermediate plate 12 has an annular recess 44 on an actuator-side end face 49, which forms a peripheral sealing edge 45 with a diameter d2 towards the compensating piece 41. On the circumferential sealing edge 45, the spherical surface 43 of the compensating piece 41 rests, so that an annular sealing seat 50 for the circumferential sealing edge 45 forms on the spherical surface 43. As a result, an intermediate space 46 formed by the depression 44 is hydraulically sealed off toward the high pressure chamber 14. Through the compensating piece 41, a connecting channel 47, which connects the coupler chamber 38 with the intermediate space 46 leads. Through the intermediate plate 12, a further hydraulic connecting channel 48, which connects the adjacent intermediate space 46 with the control chamber 30 hydraulically. As a result, the coupler space 38 is hydraulically connected via the intermediate space 46 with the control chamber 30.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist das Winkelausgleichselement 40 durch einen an der Zwischenplatte 12 angeformten kalottenförmigen, sphärischen Ansatz 51 mit einer erhabenen sphärischen Oberfläche 52 ausgeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel greift die Kopplerhülse 35 mit ihrer Dichtkante 37 auf der sphärische Oberfläche 52 des kalottenförmigen Ansatzes 51 an. Dadurch bildet sich an der sphärischen Oberfläche 52 der ringförmige Dichtsitz 50 mit dem Durchmesser d2 für die Dichtkante 37 der Kopplerhülse 35 aus, wobei der Durchmesser d2 auch hier im Wesentlichen dem Führungsdurchmesser d1 des Kopplerkolbens 34 für die Kopplerhülse 35 entspricht. Somit entsteht ein hydraulisch dichter Abschluss des Kopplerraums 38 gegenüber dem Hochdruckraum 14. Die hydraulische Verbindung zwischen dem Kopplerraum 38 und dem Steuerraum 30 erfolgt dabei mittels des in der Zwischenplatte 12 ausgebildeten weiteren Verbindungskanals 48, der bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der kalottenförmigen Ansatzes 51 einen Drosselabschnitt 54 aufweist. Über den Verbindungskanals 48 mit dem Drosselabschnitt 54 wird somit eine hydraulische Verbindung zwischen Kopplerraum 38 und Steuerraum 30 hergestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist durch den Wegfall des durch die Vertiefung 44 gebildeten Zwischenraumes 46, wie beim Ausführungsbeispiel in Figur 1, weniger Totvolumen zwischen dem Kopplerraum 38 und dem Steuerraum 30 vorhanden.In the embodiment according to Figure 2, the angle compensation element 40 by integrally formed on the intermediate plate 12 dome-shaped, spherical projection 51 with a raised spherical surface 52. In this embodiment, the coupler sleeve 35 engages with its sealing edge 37 on the spherical surface 52 of the dome-shaped projection 51. As a result, the annular sealing seat 50 with the diameter d2 for the sealing edge 37 of the coupler sleeve 35 forms on the spherical surface 52, wherein the diameter d2 here also essentially corresponds to the guide diameter d1 of the coupler piston 34 for the coupler sleeve 35. The hydraulic connection between the coupler space 38 and the control chamber 30 is effected by means of the formed in the intermediate plate 12 further connection channel 48, which in this embodiment in the dome-shaped projection 51 a throttle section 54 has. Over the connecting channel 48 with the throttle portion 54 thus a hydraulic connection between the coupler chamber 38 and the control chamber 30 is made. In this embodiment, by the elimination of the intermediate space 46 formed by the recess 44, as in the embodiment in Figure 1, less dead volume between the coupler chamber 38 and the control chamber 30 is present.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Winkelausgleichselements 40 geht aus Figur 3 hervor. Dazu ist in die Zwischenplatte 12 eine muldenförmige, sphärische Vertiefung 61 mit einer umlaufenden Dichtkante 62 eingearbeitet. Die Kopplerhülse 35 ist hierbei als eine topförmige Kopplerhülse 64 ausgeführt, die einen Boden 65 mit einem erhabenen sphärischen Ansatz 66 aufweist. Zwischen der Druckfläche 39 des Kopplerkolbens 34 und dem Boden 65 der Kopplerhülse 64 entsteht somit der Kopplerraum 38. Der erhabene sphärische Ansatz 66 liegt mit einer sphärischen Oberfläche 67 auf der umlaufenden Dichtkante 62 auf, so dass sich an der sphärischen Oberfläche 67 der ringförmige Dichtsitz 50 mit einem Durchmesser d2 für die umlaufende Dichtkante 62 ausbildet. Dadurch entsteht zwischen der sphärischen Oberfläche 67 und der Vertiefung 61 der Zwischenplatte 12 ein Zwischenraum 70, der ein zusätzliches Totvolumen bildet, das jedoch gegenüber der Ausführungsform in Figur 1 wesentlich geringer ist. Im Boden 65 ist ein Verbindungskanal 68 angeordnet, der den Kopplerraum 38 mit dem Zwischenraum 70 verbindet. Die hydraulische Verbindung zwischen Kopplerraum 38 und Steuerraum 30 wird somit über den Verbindungskanal 68 und den weiteren Verbindungskanal 48 der Zwischenplatte 12 hergestellt. Der Kopplerkolben 34 weist zur besseren axialen Führung der topfförmigen Kopplerhülse 64 eine erste Führungsfläche 71 und eine zweite Führungsfläche 72 auf. Im Mantel der topfförmigen Kopplerhülse 64 ist weiterhin ein Bypassbohrung 69 eingebracht, die einen Druckausgleich zwischen den Hochruckraum 14 und dem Ringraum zwischen den beiden Führungsflächen 71, 72 herstellt. Die Kopplung zwischen dem sphärischen Ansatz 66 und der umlaufenden Dichtkante 62 der sphärischen Vertiefung 61 ist so gestaltet, dass der Durchmesser d2 des Dichtsitzes im Wesentlichen dem Führungsdurchmesser d1 der Führungsflächen 71,72 des Kopplerkolbens 34 für die Kopplerhülse 64 entspricht. Dadurch ist das Winkelausgleichselement 40 auch hier druckausgeglichen, so dass kein Aufreißen des Gelenkverbandes erfolgt. Um die Kopplerhülse 64 länger auszubilden, ist zweckmäßigerweise die Druckfeder 36 als Federhülse ausgeführt.A third embodiment of an angle compensation element 40 is shown in FIG. For this purpose, a trough-shaped, spherical recess 61 is incorporated with a circumferential sealing edge 62 in the intermediate plate 12. The coupler sleeve 35 is in this case designed as a cup-shaped coupler sleeve 64, which has a bottom 65 with a raised spherical projection 66. Between the pressure surface 39 of the coupler piston 34 and the bottom 65 of the coupler sleeve 64 thus the coupler space 38 is formed. The raised spherical projection 66 rests with a spherical surface 67 on the peripheral sealing edge 62, so that at the spherical surface 67 of the annular sealing seat 50th formed with a diameter d2 for the peripheral sealing edge 62. This creates between the spherical surface 67 and the recess 61 of the intermediate plate 12, a gap 70 which forms an additional dead volume, which is, however, substantially lower than the embodiment in Figure 1. In the bottom 65, a connecting channel 68 is arranged, which connects the coupler space 38 with the gap 70. The hydraulic connection between the coupler chamber 38 and the control chamber 30 is thus produced via the connecting channel 68 and the further connecting channel 48 of the intermediate plate 12. The coupler piston 34 has a first guide surface 71 and a second guide surface 72 for better axial guidance of the pot-shaped coupler sleeve 64. In the shell of the pot-shaped coupler sleeve 64, a bypass bore 69 is further introduced, the pressure equalization between the high pressure chamber 14 and the annular space between the two guide surfaces 71, 72 produces. The coupling between the spherical projection 66 and the peripheral sealing edge 62 of the spherical recess 61 is designed so that the diameter d2 of the sealing seat substantially corresponds to the guide diameter d1 of the guide surfaces 71,72 of the coupler piston 34 for the coupler sleeve 64. As a result, the angle compensation element 40 is also pressure-balanced here so that no tearing of the joint structure takes place. To form the coupler sleeve 64 longer, the compression spring 36 is expediently designed as a spring sleeve.

Zur Ausbildung eines hydraulisch dichten Gelenkverbandes drücken die Druckfeder 36 die Kopplerhülsen 35, 64 die jeweiligen umlaufenden Dichtkanten 37, 45, 62 auf den ringförmigen Dichtsitz 50. Aufgrund des sich durch die sphärischen Flächen gebildeten Kugel-Pfannen-Gelenkverbandes kann sich ein eventueller Schiefstand des Kopplerkolbens 34 an dieser Stelle ausgleichen. Ein eventueller Koaxialfehler des Kopplerkolbens 34 gegenüber dem Injektorkörper 10 bzw. der Zwischenplatte 12 kann außerdem über eine Verschiebung zwischen der Kopplerhülse 35, 64 und dem Ausgleichsstück 41 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 oder durch eine Verschiebung der Zwischenplatte 12 bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 und 3 ausgeglichen werden.To form a hydraulically tight joint bandage press the compression spring 36, the coupler sleeves 35, 64, the respective peripheral sealing edges 37, 45, 62 on the annular sealing seat 50. Due to the spheroidal surfaces formed by ball-socket joint dressing may be a possible obliquity of the coupler piston Balance 34 at this point. A possible coaxial error of the coupler piston 34 with respect to the injector body 10 and the intermediate plate 12 can also be a shift between the coupler sleeve 35, 64 and the compensating piece 41 in the embodiment of Figure 1 or by a displacement of the intermediate plate 12 in the embodiments of Figure 2 and 3 be balanced.

Die Kraftstoffinjektoren gemäß Figur 1, 2 und 3 arbeitet folgendermaßen: Über den nicht dargestellten Hochdruckzulauf, der an ein Common-Rail-System beispielsweise einer Dieseleinspritzanlage angeschlossen ist, wird der gesamte Kraftstoffinjektor mit Raildruck beaufschlagt. Die Ansteuerung des Kraftstoffinjektors erfolgt über den Piezo-Aktor 33, wobei die am Piezo-Aktor 33 anliegende Spannung reduziert bzw. auf Null geschaltet wird und dadurch der Piezo-Aktor 33 entladen wird, wodurch sich der Piezo-Aktor 33 in seiner Längenausdehnung verkürzt. Dadurch wird ein ziehender Hub am Kopplerkolben 34 erzeugt, der zu einer Vergrößerung des Kopplerraums 38 führt, wodurch der Druck im Kopplerraum 38 unterhalb des Raildrucks bzw. Systemdrucks abfällt. Der abfallende Druck im Kopplerraum 38 wird über die Verbindungskanäle 47, 48, 54, 68 auf den Steuerraum 30 übertragen. Dadurch ist der im Düsennadeldruckraum 17 auf die Druckschulter 16 wirkende Raildruck höher als der im Steuerraum 30 auf die Druckfläche 31 wirkende Steuerraumdruck. Dadurch, dass die Druckfläche 31 kleiner ist als die Druckfläche 39, wird die Düsennadel 15 mit einem größeren Hub als der Hub des Piezo-Aktors 33 vom Düsennadelsitz 19 abgehoben. Durch das Abheben der Düsennadel 15 vom Düsennadelsitz 19 werden die Einspritzdüsen 18 freigegeben, so dass über die Einspritzdüsen 18 der Kraftstoff mit dem im Düsennadeldruckraum 17 anliegenden Raildruck bzw. Systemdruck eingespritzt wird.The fuel injectors according to Figures 1, 2 and 3 operates as follows: About the high-pressure inlet, not shown, which is connected to a common rail system, for example a diesel injection system, the entire fuel injector is subjected to rail pressure. The control of the fuel injector via the piezoelectric actuator 33, wherein the voltage applied to the piezoelectric actuator 33 voltage is reduced or switched to zero and thereby the piezoelectric actuator 33 is discharged, whereby the piezoelectric actuator 33 is shortened in its length. As a result, a pulling stroke is generated on the coupler piston 34, which leads to an enlargement of the coupler space 38, as a result of which the pressure in the coupler space 38 drops below the rail pressure or system pressure. The falling pressure in the coupler chamber 38 is transmitted via the connecting channels 47, 48, 54, 68 to the control chamber 30. As a result, the rail pressure acting on the pressure shoulder 16 in the nozzle needle pressure chamber 17 is higher than the control chamber pressure acting on the pressure surface 31 in the control chamber 30. Characterized in that the pressure surface 31 is smaller than the pressure surface 39, the nozzle needle 15 is lifted with a larger stroke than the stroke of the piezo actuator 33 from the nozzle needle seat 19. By lifting the nozzle needle 15 from the nozzle needle seat 19, the injection nozzles 18 are released, so that via the injection nozzles 18 the fuel is injected with the voltage applied in the nozzle needle pressure chamber 17 rail pressure or system pressure.

Zum Schließen des Düsennadelsitzes 19 wird der Piezo-Aktor 33 mit einer Spannung beaufschlagt, die eine Längenausdehnung des Piezo-Aktors 33 bewirkt, wodurch der Kopplerkolben 34 in den Kopplerraum 38 drückt und dort den Druck erhöht. Die Druckerhöhung wird über die Verbindungskanäle 47, 48, 54, 68 in den Steuerraum 30 übertragen, der dort auf die Druckfläche 31 des Düsennadelkolbens 20 wirkt. Dadurch wird die Düsennadel 15, unterstützt durch die Druckfeder 26, wieder in den Düsennadelsitz 19 gestellt.To close the nozzle needle seat 19, the piezo actuator 33 is subjected to a voltage which causes a longitudinal expansion of the piezo actuator 33, whereby the coupler piston 34 presses into the coupler chamber 38 and increases the pressure there. The pressure increase is transmitted via the connecting channels 47, 48, 54, 68 into the control chamber 30, which acts there on the pressure surface 31 of the nozzle needle piston 20. As a result, the nozzle needle 15, supported by the compression spring 26, again placed in the nozzle needle seat 19.

Claims (10)

Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen mit einer Düsennadel (15), welche in einem Düsenkörper (11) axial verschiebbar geführt ist und welche einen Düsennadelkolben (23) aufweist, der auf einen Steuerraum (30) einwirkt, und mit einem in einem Injektorkörper (10) angeordneten Aktor (33), der mit einem Kopplerkolben (34) verbunden ist, an dem eine Kopplerhülse (35) geführt ist, die einen Kopplerraum (38) von einem Hochdruckraum (14) hydraulisch trennt, wobei der Kopplerkolben (34) den Kopplerraum (38) druckentlastet oder druckbeaufschlagt, wobei der Kopplerraum (38) und der Steuerraum (30) hydraulisch verbunden sind, und wobei in Abhängigkeit vom Druck im Steuerraum (30) die Düsennadel (15) von einem Düsennadelsitz (19) abgehoben wird und dadurch der in einem Düsennadeldruckraum (17) anliegende und mit Systemdruck beaufschlagte Kraftstoff eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkelausgleichselement (40) vorgesehen ist, auf das der Kopplerkolben (34) mit der Kopplerhülse (35) einwirkt.Fuel injector for internal combustion engines with a nozzle needle (15) which is guided axially displaceably in a nozzle body (11) and which has a nozzle needle piston (23) acting on a control chamber (30), and with an actuator arranged in an injector body (10) (33) which is connected to a coupler piston (34) on which a coupler sleeve (35) is guided, which hydraulically separates a coupler space (38) from a high pressure chamber (14), the coupler piston (34) defining the coupler space (38). depressurized or pressurized, wherein the coupler chamber (38) and the control chamber (30) are hydraulically connected, and wherein depending on the pressure in the control chamber (30) the nozzle needle (15) is lifted from a nozzle needle seat (19) and thereby in a nozzle needle pressure chamber (17) is applied adjacent and pressurized with system pressure fuel, characterized in that an angle compensation element (40) is provided, on which the coupler piston (34) with the Coupler sleeve (35) acts. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (40) eine sphärische Auflage zur Ausbildung eines ringförmige Dichtsitzes (50) aufweist, auf den eine umlaufende Dichtkante (37, 45, 62) einwirkt.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the angle compensation element (40) has a spherical support for forming an annular sealing seat (50) on which a circumferential sealing edge (37, 45, 62) acts. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Dichtsitz (50) einen Durchmesser d2 aufweist, der im Wesentlichen einem Führungsdurchmesser d1 des Kopplerkolbens (34) für die Kopplerhülse (35) entspricht.Fuel injector according to claim 2, characterized in that the annular sealing seat (50) has a diameter d2, which substantially corresponds to a guide diameter d1 of the coupler piston (34) for the coupler sleeve (35). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärische Auflage von einem Zwischenstück (41) gebildet ist, das mit einer sphärischen Oberfläche (42) gegen eine an einer Zwischenplatte (12) ausgebildete umlaufende Dichtkante (45) drückt, so dass sich an der sphärischen Oberfläche (42) der ringförmigen Dichtsitz (50) für die umlaufende Dichtkante (45) ausbildet.Fuel injector according to claim 2 or 3, characterized in that the spherical support of an intermediate piece (41) is formed, which presses with a spherical surface (42) against an intermediate plate (12) formed circumferential sealing edge (45), so that on the spherical surface (42) of the annular sealing seat (50) for the peripheral sealing edge (45) is formed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer aktorseitigen Stirnfläche (49) einer Zwischenplatte (12) eine Vertiefung (44) ausgebildet ist, die an der Stirnfläche (49) die umlaufende Dichtkante (45) ausbildet, und dass das Zwischenstück (41) an der zur sphärischen Oberfläche (42) gegenüberliegende Seite eine Auflagefläche (41) aufweist, auf die die Kopplerhülse (35) mit einer Dichtkante (37) einwirkt.Fuel injector according to claim 4, characterized in that an actuator-side end face (49) of an intermediate plate (12) has a recess (44) which forms the peripheral sealing edge (45) on the end face (49), and in that the intermediate piece (41) on the side opposite the spherical surface (42) has a bearing surface (41) on which the coupler sleeve (35) with a sealing edge (37) acts. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärische Auflage von einem an der Zwischenplatte (12) ausgebildeten erhabenen sphärischen Ansatz (51) mit einer sphärischen Oberfläche (52) gebildet ist, auf welche die am Kopplerkolben (36) geführte Kopplerhülse (38) mit einer Dichtkante (37) einwirkt, so dass sich an der sphärischen Oberfläche (52) der ringförmige Dichtsitz (50) für die umlaufende Dichtkante (37) der Kopplerhülse (35) ausbildet.Fuel injector according to claim 2 or 3, characterized in that the spherical support of a formed on the intermediate plate (12) raised spherical projection (51) is formed with a spherical surface (52) on which the coupler sleeve (36) guided coupler ( 38) with a sealing edge (37) acts, so that on the spherical surface (52) of the annular sealing seat (50) for the peripheral sealing edge (37) of the coupler sleeve (35) is formed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplerhülse (35) als topfförmige Kopplerhülse (64) mit einem Boden (65) ausgeführt ist, dass die sphärische Auflage von einem am Boden (65) ausgebildeten erhabenen sphärischen Ansatz (64) mit einer sphärischen Oberfläche (67) gebildet ist, und dass der sphärische Ansatz (64) auf eine an einer Zwischenplatte (12) ausgebildete umlaufende Dichtkante (62) einwirkt, so dass sich an der sphärischen Oberfläche (67) der ringförmige Dichtsitz (50) für die umlaufende Dichtkante (62) ausbildet.Fuel injector according to claim 2 or 3, characterized in that the coupler sleeve (35) is designed as a pot-shaped coupler sleeve (64) having a bottom (65) that the spherical support of a bottom (65) formed with the raised spherical projection (64) a spherical surface (67) is formed, and that the spherical projection (64) acts on an encircling sealing edge (62) formed on an intermediate plate (12), so that on the spherical surface (67) of the annular sealing seat (50) for forms the circumferential sealing edge (62). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (12) eine muldenförmige sphärische Vertiefung (61) aufweist, an der die umlaufende Dichtkante (62) ausgebildet ist, und dass der erhabene sphärische Ansatz (64) mit der sphärischen Oberfläche (67) in die sphärische Vertiefung (61) eingreift.Fuel injector according to claim 7, characterized in that the intermediate plate (12) has a trough-shaped spherical recess (61) on which the peripheral sealing edge (62) is formed, and that the raised spherical projection (64) with the spherical surface (67). engages in the spherical recess (61). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelausgleichselement (40) einen hydraulischen Verbindungskanal (47, 54, 68) aufweist, über den der Kopplerraum (38) und der Steuerraum (30) hydraulisch verbunden sind.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the angle compensation element (40) has a hydraulic connecting channel (47, 54, 68) via which the coupler chamber (38) and the control chamber (30) are hydraulically connected. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleich eines Koaxialfehlers des Kopplerkolbens (34) durch eine radiale Verschiebung der Kopplerhülse (35) auf dem Zwischenstück (41) und/oder durch eine radiale Verschiebung der Zwischenplatte (12) realisierbar ist.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that a compensation of a Koaxialfehlers the coupler piston (34) by a radial displacement of the coupler sleeve (35) on the intermediate piece (41) and / or by a radial displacement of the intermediate plate (12) can be realized.
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