EP1972779B1 - Hydraulischer Koppler - Google Patents

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EP1972779B1
EP1972779B1 EP20080101550 EP08101550A EP1972779B1 EP 1972779 B1 EP1972779 B1 EP 1972779B1 EP 20080101550 EP20080101550 EP 20080101550 EP 08101550 A EP08101550 A EP 08101550A EP 1972779 B1 EP1972779 B1 EP 1972779B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupler
hydraulic
sealing element
region
coupler part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP20080101550
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English (en)
French (fr)
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EP1972779A1 (de
Inventor
Dietmar Schmieder
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1972779A1 publication Critical patent/EP1972779A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1972779B1 publication Critical patent/EP1972779B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • 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
    • 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
    • F02M2200/70—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
    • F02M2200/705—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with means for filling or emptying hydraulic chamber, e.g. for compensating clearance or thermal expansion
    • F02M2200/706—Valves for filling or emptying hydraulic chamber

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic coupler, and more particularly to a hydraulic coupler for an injector for injecting a fuel.
  • Hydraulic couplers for injectors are known from the prior art in various configurations. Such hydraulic couplers have u.a. the task to compensate occurring during operation of the injector length changes of components.
  • the known couplers use at least two corrugated bellows for sealing a coupler volume.
  • this construction makes the coupler volume very large. This leads to large axial strokes of a piston of the coupler occurring during temperature changes. However, this results in the operation of the injector large drag losses, i. Oil losses due to axial movement.
  • the known couplers consist of a plurality of individual parts, and in particular the corrugated bellows, which ensure the mobility of the coupler, lead to very high production costs. It would therefore be desirable to have a coupler, which can be produced in addition to a simple structure in particular also cost.
  • a hydraulic coupler which comprises a first coupler part and a second coupler part and a coupler space arranged between the first coupler part and the second coupler part and which is filled with a coupler medium. Furthermore, the hydraulic coupler has a sealing element, which seals in a certain way the coupler space.
  • the sealing element is designed as a membrane-like flexible portion which is resilient and is deformed in the operating condition. A biasing force can be exerted on the sealing element with a spring to produce a predetermined pressure on the coupling medium in the compensation space.
  • the sealing element is arranged as a cup-shaped membrane such that it covers the two coupler parts on the side opposite the coupler space.
  • the hydraulic coupler according to the invention with the features of claim 1, in contrast, has the advantage that it does not require Wellbälge.
  • the hydraulic coupler according to the invention can be provided very inexpensively.
  • the coupler according to the invention has a simple and compact construction, which guarantees a long service life.
  • the hydraulic coupler according to the present invention has only a very small coupler volume, which results in virtually no losses of the coupler medium during operation.
  • the hydraulic coupler according to the present invention comprises a first coupler part and a second coupler part, and a coupler space disposed between the first and second coupler parts, which is filled with the coupler medium.
  • a sealing element for sealing the coupler space and a biasing means is provided, which exerts a biasing force on the sealing element, thereby to generate a predetermined pressure of the coupling medium in the coupler space.
  • the sealing element of the coupler according to the invention additionally has the function of generating the coupler pressure in the coupler medium.
  • the coupler according to the invention can have only a minimal number of individual parts and it is also possible to choose an enlarged piston diameter for the first and second coupler part. This leads to a significant improvement in the function of the hydraulic coupler.
  • the sealing element is arranged in an annular gap between the first coupler part and the second coupler part and seals there.
  • the sealing element is annular. This allows a particularly simple and inexpensive sealing element can be used.
  • the biasing means which exerts the biasing force on the sealing element, a spring, in particular a cylindrical spring.
  • the hydraulic coupler preferably further comprises a pressure plate, which is on the one hand with the sealing element and on the other hand with the biasing means in contact.
  • the thrust washer further ensures that the biasing means does not damage the sealing element.
  • the pressure disk preferably has an inner guide region on a radial inner side and an outer guide region on a radial outer side.
  • the inner guide region is in contact with the first coupler part and the outer guide region is in contact with the second coupler part.
  • the thrust washer can additionally assume a guiding function and a bearing function between the first coupler part and the second coupler part.
  • the hydraulic coupler comprises a spring plate, which is fixed to the first coupler part and supports one end of the biasing device.
  • the spring plate is preferably connected to the first coupler part by a press fit or a weld or an adhesive bond or a solder joint.
  • the biasing force can be changed to the coupler fluid.
  • the sealing element comprises an annular lip seal with an inner sealing lip and an outer sealing lip.
  • an annular recess is arranged between the inner sealing lip and the outer sealing lip. This recess is filled with coupler fluid, so that the pressure of the coupler fluid in particular acts in the radial direction of the inner and outer sealing lips.
  • the pressure disk has an inner groove-shaped recess and an outer groove-shaped recess.
  • the sealing element comprises a first sealing ring and a second sealing ring, wherein the first sealing ring is arranged in the inner groove-shaped recess and the second sealing ring in the outer groove-shaped recess.
  • simple sealing rings for the sealing element can be used, which can be mounted in a particularly simple and secure manner in the pressure disk. This embodiment is not part of the claimed subject matter.
  • the first piston part is designed as a stepped piston, wherein the stepped piston has a central first bore, a central second bore with a smaller diameter than the central first bore, a radial third bore, a lateral fourth bore parallel to the first bore and a throttle bore.
  • the throttle bore is located at the end of the fourth bore.
  • the hydraulic coupler further comprises a cover which partially seals at least the biasing means. This ensures a long life of the hydraulic coupler.
  • FIG. 1 a hydraulic coupler 1 according to a first preferred embodiment of the invention described in detail.
  • the hydraulic coupler 1 comprises a first coupler part 2 and a second coupler part 3.
  • the first coupler part 2 comprises a piston region 20 and an elongated shaft region 21 formed integrally thereon.
  • the first coupler part 2 is thus designed as a stepped piston.
  • the second coupler part 3 comprises a cylinder region 30 and a connecting region 31 formed integrally thereon.
  • the connecting region 31 serves for connection to a further component.
  • the second coupler part 3 as in FIG FIG. 1 shown, the first coupler part 2 in the cylinder portion 30 in itself.
  • a cylindrical coupler space 4 is formed between the first coupler part 2 and the second coupler part 3, a cylindrical coupler space 4 is formed.
  • the coupler space 4 is filled with a coupler medium, such as oil.
  • the first coupler part 2 comprises a first central bore 22 having a first diameter D1 along a central axis XX, a second central bore 23 having a second diameter D2, the second diameter D2 being smaller than the first diameter D1.
  • the first coupler part 2 comprises a third radial bore 24, which is formed perpendicular to the second bore 23, a fourth bore 25, which in turn is formed perpendicular to the third bore 24 and parallel to the first and second bore is located, and a throttle bore 26, which opens at an end face 2a of the first coupler part 2.
  • the plurality of holes in the first coupler part 2 are connected to the coupler space 4 and together with the coupler space 4 form the coupler volume of the hydraulic coupler.
  • a sealing element 5 is provided for sealing between the first coupler part 2 and the second coupler part 3, as in FIG. 1 seen.
  • the sealing element 5 is a sealing ring which seals with a radial inner side on the shaft region 21 of the first coupler part and with a radial outer side on the inner side of the cylinder region 30 of the second coupler part 3.
  • an annular space is formed between the sealing element 5 and the step-shaped first coupler part 2, which is also filled with coupler medium and thus also counts to the total coupler volume.
  • a pressure plate 7 is arranged, which is in contact with a biasing device 6 in the form of a cylindrical coil spring.
  • the cylindrical helical spring orbits the shaft region 21 of the first coupler part 2 and is supported on a spring plate 8, which is firmly fixed to the shaft region 21 of the first coupler part 2.
  • the pretensioning device 6 exerts a pressure force on the pressure plate 7 and the sealing element 5 on the coupling medium.
  • the biasing force can be adjusted to the coupler medium during assembly of the hydraulic coupler.
  • a closure ball 10 which seals the coupler volume in the second bore 23.
  • the seal by means of the closure ball 10 takes place after a filling of the coupler volume with the coupler medium.
  • the closure ball 10 can in this case for example be pressed into the second bore 23.
  • a cover 9 is further provided, which is attached at one end to the second coupler part 3 and with its other end on the spring plate 8.
  • the inventive hydraulic coupler 1 according to the first embodiment thus has a simple coupler construction with only a small number of individual parts.
  • the inventive hydraulic coupler 1 can be provided very inexpensively.
  • the hydraulic coupler 1 has only a minimal volume for the coupler medium.
  • an axial stroke of the sealing element 5 due to a thermal expansion of the coupling medium can be reduced to a minimum. This results in operation due to the small Axialhübe significantly less drag losses of coupler medium on the sealing medium 5.
  • the coupler according to the invention operates virtually leak-free.
  • the pressure plates 7 further ensures that tilting between the first coupler part 2 and the second coupler part 3 is significantly minimized during operation.
  • the pressure disk 7 has an inner guide region 7a and an outer guide region 7b.
  • the inner guide portion 7a is in contact with the shaft portion 21, and the outer guide portion 7b is in contact with the cylinder portion 30 of the second coupler portion.
  • the first coupler part 2 is guided twice in the second coupler part 3, namely on the one hand in the area of the piston area 20 and of the cylinder area 30 and in the area of the pressure disk 7.
  • the cover 9 is preferably an elastomer and prevents a possible escape of coupler medium, which could pass into the region of the biasing device 6 due to the operation of the sealing element 5 over. It should be noted that the cover 9 may be omitted, in particular, if an actuator can not be damaged by coupler oil or leakage through the sealing element 5 are negligible. The cover 9 also serves as protection against dirt and damage.
  • the sealing element 5 is further preferably designed such that the sealing element 5 compensates for the lifting movement predominantly by a material deformation.
  • the sealing element 5 must be as soft as possible and have the highest possible coefficient of friction for the first coupler part 2 and the second coupler part 3.
  • the sealing element 5 has the largest possible cord thickness.
  • the inventive hydraulic coupler 1 is particularly preferably used in injectors for the injection of fuels in vehicle engines.
  • FIG. 2 shows only an enlarged section of the hydraulic coupler 1, which illustrates the difference to the hydraulic coupler of the first embodiment.
  • the hydraulic coupler of the second embodiment comprises a sealing element as a first sealing ring 11 and a second sealing ring 12.
  • the two sealing rings 11, 12 are constructed substantially the same, but have different diameters.
  • an outer groove-shaped recess 71 is formed on a radial outer side, which receives the first sealing ring 11 and on an inner radial side an inner groove-shaped recess 72 is formed, which receives the second sealing ring 12.
  • the second embodiment instead of a single sealing element, two separate sealing elements, namely the first sealing ring 11 and the second sealing ring 12, are provided. In each case, a sealing ring only has to seal on one side.
  • the hydraulic coupler of the second embodiment has the advantage that the sealing element is integrated into the thrust washer 7. In this case, an even more compact design and in particular a simple assembly can be ensured. Otherwise, this embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference may be made to the description given there.
  • FIG. 3 a hydraulic coupler 1 according to a third embodiment of the invention described in detail. Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
  • the third embodiment substantially corresponds to the first embodiment, wherein, in contrast to the first embodiment, a sealing element 15 is provided, which is not designed as a sealing ring with a substantially circular cross-section, but as a lip seal.
  • the lip sealing ring comprises a first lip 15a, which is in contact with an inner side of the cylindrical region 30 of the second coupler part 3, and a second sealing lip 15b, which is in communication with an outer side of the shaft region 21 of the first coupler part 2.
  • a recess 15c is formed, which is also filled with Kopplermedium.
  • the lip seal has the particular advantage that on the one hand enables a better seal, so that the leakage through the sealing element 15 are very low, and on the other hand, a smaller volume for the coupler medium is possible. Otherwise, this embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference can be made to the description given there.

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Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Koppler und insbesondere einen hydraulischen Koppler für einen Injektor zur Einspritzung eines Kraftstoffs.
  • Hydraulische Koppler für Injektoren sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Derartige hydraulische Koppler haben u.a. die Aufgabe, im Betrieb des Injektors auftretende Längenänderungen von Bauteilen auszugleichen. Die bekannten Koppler verwenden dabei wenigstens zwei Wellbälge zur Abdichtung eines Kopplervolumens. Durch diese Konstruktion ist das Kopplervolumen jedoch sehr groß. Dies führt dazu, dass bei Temperaturänderungen große Axialhübe eines Kolbens des Kopplers auftreten. Hierdurch ergeben sich jedoch im Betrieb des Injektors große Schleppverluste, d.h. Ölverluste durch die axiale Bewegung. Ferner bestehen die bekannten Koppler aus einer Vielzahl von Einzelteilen, und insbesondere die Wellbälge, welche die Bewegbarkeit des Kopplers sicherstellen, führen zu sehr großen Herstellkosten. Es wäre daher wünschenswert, einen Koppler zu haben, welcher neben einem einfachen Aufbau insbesondere auch kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Aus der WO 2005/054662 A1 ist bereits ein hydraulischer Koppler bekannt, der ein erstes Kopplerteil und ein zweites Kopplerteil sowie einen zwischen dem ersten Kopplerteil und dem zweiten Kopplerteil angeordneten Kopplerraum, welcher mit einem Kopplermedium gefüllt ist, umfasst. Des weiteren besitzt der hydraulische Koppler ein Dichtelement, welches in gewisser Weise den Kopplerraum abdichtet. Das Dichtelement ist dabei als membranartiger flexibler Abschnitt ausgeführt, der elastisch nachgiebig ist und im Betriebszustand verformt wird. Mit einer Feder kann eine Vorspannkraft auf das Dichtelement ausgeübt werden, um einen vorbestimmten Druck auf das Kopplermedium im Ausgleichsraum zu erzeugen. Das Dichtelement ist als topfförmige Membran derart angeordnet, dass es auf der dem Kopplerraum entgegen liegenden Seite die beiden Kopplerteile umhüllt.
  • Weitere hydraulische Koppler für Injektoren sind aus EP 1 391 608 A bekannt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße hydraulische Koppler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass er keine Wellbälge benötigt. Somit kann der erfindungsgemäße hydraulische Koppler sehr kostengünstig bereitgestellt werden. Ferner weist der erfindungsgemäße Koppler einen einfachen und kompakten Aufbau auf, welcher eine lange Lebensdauer garantiert. Der hydraulische Koppler gemäß der vorliegenden Erfindung hat nur ein sehr geringes Kopplervolumen, was dazu führt, dass im Betrieb praktisch keine Verluste des Kopplermediums auftreten. Der hydraulische Koppler gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Kopplerteil und ein zweites Kopplerteil und einen zwischen dem ersten und zweiten Kopplerteil angeordneten Kopplerraum, welcher mit dem Kopplermedium gefüllt ist.
  • Ferner ist ein Dichtelement zur Abdichtung des Kopplerraums sowie eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche eine Vorspannkraft auf das Dichtelement ausübt, um dadurch einen vorbestimmten Druck des Kopplermediums im Kopplerraum zu erzeugen. Somit weist das Dichtelement des erfindungsgemäßen Kopplers neben der Abdichtfunktion noch zusätzlich die Funktion der Erzeugung des Kopplerdrucks im Kopplermedium auf. Somit kann der erfindungsgemäße Koppler nur eine minimale Anzahl von Einzelteilen aufweisen und ferner ist es möglich, einen vergrößerten Kolbendurchmesser für das erste und zweite Kopplerteil zu wählen. Dies führt zu einer deutlichen Funktionsverbesserung des hydraulischen Kopplers.
  • Das Dichtelement ist in einem Ringspalt zwischen dem ersten Kopplerteil und dem zweiten Kopplerteil angeordnet und dichtet dort ab.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Dichtelement ringförmig ausgebildet. Hierdurch kann ein besonders einfaches und kostengünstiges Dichtelement verwendet werden.
  • Weiter bevorzugt ist die Vorspanneinrichtung, welche die Vorspannkraft auf das Dichtelement ausübt, eine Feder, insbesondere eine Zylinderfeder.
  • Um eine gleichmäßige Verteilung der Vorspannkraft auf das Dichtelement sicherzustellen, umfasst der hydraulische Koppler vorzugsweise ferner eine Druckscheibe, welche sich einerseits mit dem Dichtelement und andererseits mit der Vorspanneinrichtung in Kontakt befindet. Die Druckscheibe stellt ferner sicher, dass die Vorspanneinrichtung das Dichtelement nicht beschädigt.
  • Die Druckscheibe weist vorzugsweise an einer radialen Innenseite einen inneren Führungsbereich und an einer radialen Außenseite einen äußeren Führungsbereich auf. Dabei ist der innere Führungsbereich mit dem ersten Kopplerteil in Kontakt und der äußere Führungsbereich ist mit dem zweiten Kopplerteil in Kontakt. Dadurch kann die Druckscheibe zusätzlich noch eine Führungsfunktion und eine Lagerfunktion zwischen dem ersten Kopplerteil und dem zweiten Kopplerteil übernehmen. Wenn somit das erste Kopplerteil am zweiten Kopplerteil geführt ist und zusätzlich noch die Druckscheibe mit einem inneren und einem äußeren Führungsbereich versehen ist, kann besonders bevorzugt eine Führung des ersten Kopplerteils an zwei voneinander beabstandeten Stellen erfolgen, so dass insbesondere ein Verkippen des ersten Kopplerteils relativ zum zweiten Kopplerteil vermieden werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der hydraulische Koppler einen Federteller, welcher am ersten Kopplerteil fixiert ist und ein Ende der Vorspanneinrichtung abstützt. Der Federteller ist vorzugsweise mit dem ersten Kopplerteil durch eine Presspassung oder eine Schweißung oder eine Klebeverbindung oder eine Lötverbindung verbunden. Abhängig von einer Position des Federtellers an dem ersten Kopplerteil kann dadurch insbesondere eine Vorspannung der Vorspanneinrichtung eingestellt werden und somit je nach Anwendungsbedarf auf einfache Weise die Vorspannkraft auf das Kopplerfluid verändert werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Dichtelement eine ringförmige Lippendichtung mit einer inneren Dichtlippe und einer äußeren Dichtlippe. Zwischen der inneren Dichtlippe und der äußeren Dichtlippe ist dabei eine ringförmige Ausnehmung angeordnet. Diese Ausnehmung ist mit Kopplerfluid gefüllt, so dass der Druck des Kopplerfluids insbesondere auch in Radialrichtung der inneren und äußeren Dichtlippen wirkt.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Druckscheibe eine innere nutförmige Ausnehmung und eine äußere nutförmige Ausnehmung auf. Ferner umfasst das Dichtelement einen ersten Dichtring und einen zweiten Dichtring, wobei der erste Dichtring in der inneren nutförmigen Ausnehmung und der zweite Dichtring in der äußeren nutförmigen Ausnehmung angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung können einfache Dichtringe für das Dichtelement verwendet werden, die besonders einfach und sicher in die Druckscheibe montiert werden können. Diese Ausgestaltung gehört nicht zum beanspruchten Gegenstand.
  • Die erste Kolbenteil ist als Stufenkolben ausgebildet, wobei der Stufenkolben eine zentrale erste Bohrung, eine zentrale zweite Bohrung mit einem kleineren Durchmesser als die zentrale erste Bohrung, eine radiale dritte Bohrung, eine seitliche vierte Bohrung parallel zur ersten Bohrung und eine Drosselbohrung aufweist. Die Drosselbohrung ist am Ende der vierten Bohrung angeordnet. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass das erste Kolbenteil sehr einfach und kostengünstig nur mittels Bohrungen hergestellt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst der hydraulische Koppler ferner eine Abdeckung, welche zumindest die Vorspanneinrichtung teilweise abdichtet. Hierdurch wird eine lange Lebensdauer des hydraulischen Kopplers gewährleistet.
    • Zeichnung
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
    • Figur 1
    eine schematische Schnittansicht eines hydraulischen Kopplers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
    Figur 2
    eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht eines hydraulischen Kopplers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das nicht beansprucht wird, und
    Figur 3
    eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht eines hydraulischen Kopplers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein hydraulischer Koppler 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst der hydraulische Koppler 1 ein erstes Kopplerteil 2 und ein zweites Kopplerteil 3. Das erste Kopplerteil 2 umfasst einen Kolbenbereich 20 sowie einen einstückig daran gebildeten länglichen Schaftbereich 21. Das erste Kopplerteil 2 ist somit als Stufenkolben ausgebildet. Das zweite Kopplerteil 3 umfasst einen Zylinderbereich 30 sowie einen einstückig daran gebildeten Verbindungsbereich 31. Der Verbindungsbereich 31 dient zur Verbindung mit einem weiteren Bauteil. Somit nimmt das zweite Kopplerteil 3, wie in Figur 1 gezeigt, das erste Kopplerteil 2 im Zylinderbereich 30 in sich auf. Zwischen dem ersten Kopplerteil 2 und dem zweiten Kopplerteil 3 ist ein zylinderförmiger Kopplerraum 4 gebildet. Der Kopplerraum 4 ist mit einem Kopplermedium, wie z.B. Öl, gefüllt.
  • Wie weiter aus Figur 1 ersichtlich ist, sind im ersten Kopplerteil 2 eine Vielzahl von Bohrungen vorgesehen. Genauer umfasst das erste Kopplerteil 2 eine erste mittige Bohrung 22 mit einem ersten Durchmesser D1 entlang einer Mittelachse X-X, eine zweite mittige Bohrung 23 mit einem zweiten Durchmesser D2, wobei der zweite Durchmesser D2 kleiner ist als der erste Durchmesser D1. Ferner umfasst das erste Kopplerteil 2 eine dritte radiale Bohrung 24, welche senkrecht zur zweiten Bohrung 23 ausgebildet ist, eine vierte Bohrung 25, welche wiederum senkrecht zur dritten Bohrung 24 ausgebildet ist und parallel zur ersten und zweiten Bohrung liegt, sowie eine Drosselbohrung 26, welche an einer Stirnseite 2a des ersten Kopplerteils 2 mündet. Somit sind die Vielzahl von Bohrungen im ersten Kopplerteil 2 mit dem Kopplerraum 4 verbunden und bilden gemeinsam mit dem Kopplerraum 4 das Kopplervolumen des hydraulischen Kopplers.
  • Zur Abdichtung zwischen dem ersten Kopplerteil 2 und dem zweiten Kopplerteil 3 ist, wie in Figur 1 ersichtlich, ein Dichtelement 5 vorgesehen. Das Dichtelement 5 ist ein Abdichtring, welcher mit einer radialen Innenseite am Schaftbereich 21 des ersten Kopplerteils und mit einer radialen Außenseite an der Innenseite des Zylinderbereichs 30 des zweiten Kopplerteils 3 abdichtet. Wie dabei aus Figur 1 ersichtlich ist, ist dabei zwischen dem Dichtelement 5 und dem stufenförmig aufgebauten ersten Kopplerteil 2 noch ein ringförmiger Raum gebildet, welcher ebenfalls mit Kopplermedium gefüllt ist und somit auch zum gesamten Kopplervolumen zählt. An der vom Kopplermedium abgewandten Seite des Dichtelements 5 ist eine Druckscheibe 7 angeordnet, welche mit einer Vorspanneinrichtung 6 in Form einer zylindrischen Schraubenfeder in Kontakt steht. Die zylindrische Schraubenfeder umkreist den Schaftbereich 21 des ersten Kopplerteils 2 und stützt sich an einem Federteller 8 ab, welcher fest am Schaftbereich 21 des ersten Kopplerteils 2 fixiert ist. Dadurch übt die Vorspanneinrichtung 6 eine Druckkraft über die Druckscheibe 7 und das Dichtelement 5 auf das Kopplermedium aus. In Abhängigkeit von einer Positionierung des Federtellers 8 kann dabei bei der Montage des hydraulischen Kopplers die Vorspannkraft auf das Kopplermedium eingestellt werden.
  • Weiter ist eine Verschlusskugel 10 vorgesehen, welche in der zweiten Bohrung 23 das Kopplervolumen abdichtet. Die Abdichtung mittels der Verschlusskugel 10 erfolgt dabei nach einer Befüllung des Kopplervolumens mit dem Kopplermedium. Die Verschlusskugel 10 kann hierbei beispielsweise in die zweite Bohrung 23 eingepresst werden. Zum Schutz der Vorspanneinrichtung 6 ist ferner noch eine Abdeckung 9 vorgesehen, welche an einem Ende am zweiten Kopplerteil 3 und mit ihrem anderen Ende am Federteller 8 befestigt ist.
  • Der erfindungsgemäße hydraulische Koppler 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist damit einen einfachen Koppleraufbau mit nur einer geringen Anzahl von Einzelteilen auf. Im Vergleich mit den bekannten hydraulischen Kopplern, welche sogenannte "Wellbälge" umfassen, kann der erfindungsgemäße hydraulische Koppler 1 sehr kostengünstig bereitgestellt werden. Weiterhin weist der hydraulische Koppler 1 nur ein minimales Volumen für das Kopplermedium auf. Dadurch kann insbesondere ein Axialhub vom Dichtelement 5 infolge einer Wärmedehnung des Kopplermediums auf ein Minimum reduziert werden. Hierdurch ergeben sich im Betrieb aufgrund der kleinen Axialhübe signifikant weniger Schleppverluste von Kopplermedium am Dichtmedium 5. Somit arbeitet der erfindungsgemäße Koppler praktisch leckagefrei.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, stellt die Druckscheiben 7 ferner sicher, dass ein Verkippen zwischen dem ersten Kopplerteil 2 und dem zweiten Kopplerteil 3 während des Betriebes deutlich minimiert wird. Die Druckscheibe 7 weist dabei einen inneren Führungsbereich 7a und eine äußeren Führungsbereich 7b auf. Der innere Führungsbereich 7a befindet sich mit dem Schaftbereich 21 in Kontakt und der äußere Führungsbereich 7b befindet sich mit dem Zylinderbereich 30 des zweiten Kopplerteils in Kontakt. Dadurch ist das erste Kopplerteil 2 zweifach im zweiten Kopplerteil 3 geführt, nämlich einerseits im Bereich des Kolbenbereichs 20 und des Zylinderbereichs 30 sowie im Bereich der Druckscheibe 7.
  • Die Abdeckung 9 ist vorzugsweise ein Elastomer und verhindert einen evtl. Austritt von Kopplermedium, welches aufgrund des Betriebes am Dichtelement 5 vorbei in den Bereich der Vorspanneinrichtung 6 gelangen könnte. Es sei angemerkt, dass die Abdeckung 9 entfallen kann, insbesondere, wenn ein Aktor durch Koppleröl nicht beschädigt werden kann oder die Leckverluste über das Dichtelement 5 vernachlässigbar gering sind. Die Abdeckung 9 dient ferner auch als Schutz vor Schmutz und Beschädigungen.
  • Es sei angemerkt, dass das Dichtelement 5 ferner vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass das Dichtelement 5 die Hubbewegung überwiegend durch eine Materialverformung ausgleicht. Hierzu muss das Dichtelement 5 möglichst weich sein und einen möglichst hohen Reibungskoeffizienten zum ersten Kopplerteil 2 und zum zweiten Kopplerteil 3 aufweisen. Ferner ist bevorzugt, dass das Dichtelement 5 eine möglichst große Schnurstärke aufweist.
  • Als Aktoren, mit welchen eines der beiden Kopplerteile 2, 3 in Verbindung steht, kommen grundsätzlich insbesondere magnetische Aktoren oder Piezoaktoren in Frage. Der erfindungsgemäße hydraulische Koppler 1 wird besonders bevorzugt bei Injektoren zur Einspritzung von Kraftstoffen in Fahrzeugmotoren verwendet.
  • Nachfolgend wird ein hydraulischer Koppler 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Detail unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
  • Figur 2 zeigt lediglich einen vergrößerten Ausschnitt des hydraulischen Kopplers 1, welcher den Unterschied zum hydraulischen Koppler des ersten Ausführungsbeispiels verdeutlicht. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind beim hydraulischen Koppler 1 des zweiten Ausführungsbeispiels die Druckscheibe 7 sowie das Dichtelement anders ausgebildet. Der hydraulische Koppler des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst als Dichtelement einen ersten Dichtring 11 und einen zweiten Dichtring 12. Die beiden Dichtringe 11, 12 sind dabei im Wesentlichen gleich aufgebaut, weisen jedoch unterschiedliche Durchmesser auf. In der Druckscheibe 7 ist dabei an einer radialen Außenseite eine äußere nutförmige Ausnehmung 71 gebildet, welche den ersten Dichtring 11 aufnimmt und an einer radialen Innenseite ist eine innere nutförmige Ausnehmung 72 gebildet, welche den zweiten Dichtring 12 aufnimmt. Somit sind beim zweiten Ausführungsbeispiel anstelle eines einzelnen Dichtelements zwei separate Dichtelemente, nämlich der erste Dichtring 11 und der zweite Dichtring 12, vorgesehen. Dabei muss jeweils ein Dichtring lediglich an einer Seite abdichten. Der hydraulische Koppler des zweiten Ausführungsbeispiels hat dabei den Vorteil, dass das Dichtelement in die Druckscheibe 7 integriert ist. Dabei kann ein noch kompakterer Aufbau und insbesondere auch eine einfache Montage sichergestellt werden. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
  • Dieses zweite Ausführungsbeispiel gehört nicht zum beanspruchten Gegenstand.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 ein hydraulischer Koppler 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ein Dichtelement 15 vorgesehen ist, welches nicht als Dichtring mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, sondern als Lippendichtring ausgebildet ist. Der Lippendichtring umfasst dabei eine erste Lippe 15a, welche mit einer Innenseite des Zylinderbereichs 30 des zweiten Kopplerteils 3 in Kontakt steht, sowie eine zweite Dichtlippe 15b, welche sich mit einer Außenseite des Schaftbereichs 21 des ersten Kopplerteils 2 in Verbindung befindet. Zwischen der ersten Dichtlippe 15a und der zweiten Dichtlippe 15b ist eine Ausnehmung 15c gebildet, welche ebenfalls mit Kopplermedium gefüllt ist. Die Verwendung der Lippendichtung hat dabei insbesondere den Vorteil, dass sie einerseits eine bessere Abdichtung ermöglicht, so dass die Leckverluste über das Dichtelement 15 sehr gering sind, und andererseits ein kleineres Volumen für das Kopplermedium möglich ist. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.

Claims (10)

  1. Hydraulischer Koppler, umfassend ein erstes Kopplerteil (2), ein zweites Kopplerteil (3) und einen zwischen dem ersten Kopplerteil (2) und dem zweiten Kopplerteil (3) angeordneten Kopplerraum (4), welcher mit einem Kopplermedium gefüllt ist, ein Dichtelement (5; 11, 12; 15), welches den Kopplerraum (4) abdichtet, und eine Vorspanneinrichtung (6), welche eine Vorspannkraft auf das Dichtelement (5; 11, 12; 15) ausübt, um einen vorbestimmten Druck auf das Kopplermedium im Kopplerraum (4) zu erzeugen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Kopplerteil (2) einen Kolbenbereich (20) und einen durchmesserkleineren Schaftbereich (21) umfasst, so dass ein Stufenkolben vorliegt, und der Kolbenbereich (20) an einer inneren Wandung eines Zylinderbereichs (30) des zweiten Kopplerteils (3) geführt ist und das Dichtelement (5; 11, 12; 15) derart zwischen dem ersten und dem zweiten Kopplerteil (2, 3) eingebracht ist, dass es mit einer radialen Innenseite am Schaftbereich (21) des ersten Kopplerteils (2) und mit einer radialen Außenseite an der inneren Wandung des Zylinderbereichs (30) des zweiten Kopplerteils (3) abdichtet.
  2. Hydraulischer Koppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (5; 11, 12; 15) ringförmig ausgebildet ist.
  3. Hydraulischer Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (6) eine Feder, insbesondere eine zylindrische Feder ist.
  4. Hydraulischer Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Druckscheibe (7), welche sich einerseits mit dem Dichtelement (5; 11, 12; 15) und andererseits mit der Vorspanneinrichtung (6) in Kontakt befindet.
  5. Hydraulischer Koppler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe (7) an einer radialen Innenseite einen inneren Führungsbereich (7a) und an einer radialen Außenseite einen äußeren Führungsbereich (7b) aufweist, wobei der innere Führungsbereich (7a) das erste Kopplerteil (2) führt und der äußere Führungsbereich (7b) das zweite Kopplerteil (3) führt.
  6. Hydraulischer Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Federteller (8), welcher am ersten Kopplerteil (2) fixiert ist und ein Ende der Vorspanneinrichtung (6) abstützt.
  7. Hydraulischer Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (5; 11, 12) ein O-Ring mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ist.
  8. Hydraulischer Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement eine ringförmige Lippendichtung (15) mit einer ersten Dichtlippe (15a) und einer zweiten Dichtlippe (15b) ist, wobei zwischen der ersten Dichtlippe (15a) und der zweiten Dichtlippe (15b) eine ringförmig umlaufende Ausnehmung (15c) gebildet ist.
  9. Hydraulischer Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplerteil (2) als Stufenkolben mit dem Kolbenbereich (20) und dem Schaftbereich (21) ausgebildet ist, wobei das erste Kopplerteil (2) eine erste zentrale Bohrung (22), eine zweite zentrale Bohrung (23) mit einem kleineren Durchmesser (D2) als einen Durchmesser (D1) der ersten zentralen Bohrung (22), eine radiale dritte Bohrung (24), eine vierte Bohrung (25), welche parallel zur ersten Bohrung (22) ist, und eine Drosselbohrung (26), welche am Ende der vierten Bohrung (25) angeordnet ist, aufweist.
  10. Hydraulischer Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Abdeckung (9), welche die Vorspanneinrichtung (6) zumindest teilweise abdeckt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10233907A1 (de) * 2002-07-25 2004-02-12 Siemens Ag Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors mit einem Elastomerring
DE60204565T2 (de) * 2002-08-20 2005-11-03 Siemens Vdo Automotive S.P.A., Fauglia Dosiergerät mit Thermalkompensationseinheit
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