EP2388467B1 - Kraftstoffinjektor mit hydraulischer Kopplereinheit - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit hydraulischer Kopplereinheit Download PDF

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EP2388467B1
EP2388467B1 EP20110162204 EP11162204A EP2388467B1 EP 2388467 B1 EP2388467 B1 EP 2388467B1 EP 20110162204 EP20110162204 EP 20110162204 EP 11162204 A EP11162204 A EP 11162204A EP 2388467 B1 EP2388467 B1 EP 2388467B1
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EP
European Patent Office
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fuel injector
piston
coupling
compressible reservoir
injector according
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Dietmar Zeh
Holger Rapp
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M63/0012—Valves
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    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M2200/8084—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving welding or soldering

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector with a hydraulic coupler unit according to the preamble of claim 1.
  • a hydraulic coupler unit for a fuel injector with a coupler piston and a guided inside the coupler piston valve piston wherein both components define between them filled with a hydraulic medium pressure chamber, which forms a so-called Kopplerspaltvolumen.
  • the coupler piston is in communication with an actuator element whose actuation causes a translational movement of the coupler piston in the direction of the pressure chamber against a biasing spring.
  • the coupler gap volume is associated with an additional, compressible Reservoir in communication, which is limited to a surrounding pressure chamber by means of a flexible membrane.
  • Another hydraulic coupler unit for a fuel injector is off DE 102007028490 A1 in which a coupler gap filled with a liquid is sealed between a first coupler element and a second coupler element by means of a membrane towards a low-pressure space.
  • Object of the present invention is to lower the pressure increase after opening the switching valve during the entire life of the fuel injector.
  • the fuel injector with the characterizing features of claim 1 has the advantage that is limited by the compressible reservoir, the pressure increase after opening of the switching valve within the low-pressure space, whereby the voltage for driving the piezo-actuator element can be sized smaller.
  • the compressible reservoir thereby causes the Ab Kunststoffstoss resulting when opening the switching valve, which leads to a sudden inflow of fuel into the low-pressure chamber is attenuated by the compressible reservoir defining flexible wall yields and provides an additional volume in the low pressure space, creating a sudden Pressure increase in the low pressure space is prevented.
  • the lowering of the pressure oscillation amplitude in the low-pressure space also causes a reduced risk of cavitation erosion occurring at the closed ends of the low pressure space, z. B. may occur at the sealing seat of the switching valve or on the support of the actuator element in the injector body. In addition, this reduces the amplitude of pressure oscillations in the entire return system of the fuel injector, resulting in a discharge of the return plug and the return lines.
  • the coupler piston has an axially extended solid portion.
  • the compressible reservoir is arranged on an outer peripheral surface in the region of the solid portion.
  • At least one circumferential annular groove which is sealed by means of a flexible wall, is introduced into the outer peripheral surface in the region of the solid portion.
  • the flexible wall may be formed by a cylindrical, sleeve-shaped membrane or a corrugated, sleeve-shaped membrane, wherein the membranes are sealed to the outer peripheral surface of the coupler piston by means of joints.
  • a further embodiment provides that the compressible reservoir is delimited by at least one curved, sleeve-shaped membrane, which is attached to the outer peripheral surface in the region of the solid portion and encloses the compressible reservoir.
  • a further embodiment is characterized in that the compressible reservoir is formed by at least one introduced into the solid section radially continuous bore, which is closed at the puncture points in each case to the low-pressure space with a cover-shaped membrane as a flexible wall.
  • the compressible reservoir is formed by at least one introduced into the solid portion of the coupler piston blind hole, wherein the blind hole is limited with a lid-shaped membrane as a flexible wall to the low pressure space.
  • FIG. 1 shown section of a fuel injector shows a coupler unit 20 which is disposed within a formed in an injector 11 low-pressure chamber 12.
  • an actuator 13 is further arranged with, for example, a piezo-actuator element 14.
  • the low-pressure chamber 12 is further delimited by a valve plate 15, in which a valve element 16 with a valve pin 17 is located.
  • the valve plate 15 is hydraulically sealed to the injector body 11 by means of a screw, not shown.
  • the valve pin 17 forms a valve seat 19 with a sealing edge on the valve plate 15.
  • an unillustrated control chamber to which a nozzle needle, not shown, is exposed to a control surface is connected via a likewise not shown drain throttle via the low pressure chamber 12 with a low pressure / return system , As a result, the nozzle needle is lifted off a nozzle needle seat and fuel is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the coupler unit 20 comprises a sleeve-shaped coupler body 21, a cup-shaped coupler piston 22 and a cylindrical valve piston 23. Between the coupler piston 22 and the valve piston 23, a pressure chamber 25 is arranged, which forms a Kopplerspaltvolumen.
  • the coupler body 21 has a frontally open recess 26 in which a trained as a helical compression spring spring 27 is arranged, which is supported with its axial lower end to an annular shoulder of a valve piston 23 fixed to the sleeve 28.
  • a trained as a helical compression spring spring 27 is arranged, which is supported with its axial lower end to an annular shoulder of a valve piston 23 fixed to the sleeve 28.
  • the cup-shaped coupler piston 22 is formed with a cylindrical peripheral wall 31 and a bottom-shaped, solid portion 33 having an inner end wall 34, wherein the cylindrical peripheral wall 31 forms an outer peripheral surface 32 and an inner circumferential surface 35.
  • the bottom-shaped, solid portion 33 is formed by an axial extension of the coupler piston 22.
  • the sleeve-shaped coupler body 21 has an outer circumferential surface 36 with a diameter d1, an inner peripheral surface 37 with a diameter d2 and an inner annular end 38.
  • the coupler piston 22 is axially guided with the inner peripheral surface 35 on the outer peripheral surface 36 of the coupler body 21.
  • the valve piston 23 is guided with a cylindrical piston surface 39.
  • the pressure space 25 forming the coupler gap volume is delimited by the inner end wall 34 of the solid portion 33 of the coupler piston 22, the annular end face 38 of the coupler body 21 and by an upper end face 41 of the valve piston 23.
  • a radially outwardly directed collar 43 is formed in the region of the cylindrical, solid portion 33.
  • Another radially outwardly facing collar 44 is located on the coupler body 21.
  • the coupler unit 20 further has a biasing spring 40 which is supported with the lower end in the drawing plane at the collar 44 of the coupler body 21 and with the opposite, in the drawing surface upper end via a dial 45 on the coupler piston 22 formed collar 43.
  • the biasing spring 40 presses the coupler piston 22 via the dial 45 and the collar 43 against an adjusting piece 46, to which a transmission element 47 of the actuator unit 13 acts.
  • the biasing spring 40 thereby provides on the one hand for a bias of the coupler piston 22 against the actuator unit 13 and causes the other indirectly via the dial 45 and the setting piece 46 necessary for a functioning of the system bias of the actuator 13th
  • the coupler unit 20 further has a compressible reservoir 50, which is bounded with a flexible wall 51 to the low pressure chamber 12 out.
  • the compressible reservoir 50 forms a volume which is filled with a gas, for example with air, oxygen or a noble gas.
  • a gas for example with air, oxygen or a noble gas.
  • the flexible wall 51 is designed as a membrane which seals the compressible reservoir 50 by means of joints to the low-pressure chamber 12 in a gastight manner.
  • the compressible reservoir 50 is formed on the outer peripheral surface 32 of the coupler piston 22, preferably in the region of the solid portion 33.
  • FIG. 1 is to form the compressible reservoir 50 in the outer peripheral surface 32 of the coupler piston 22 in the region of the solid portion 33, a circumferential annular groove 54 is introduced, which is sealed with a cylindrical, sleeve-shaped membrane 55 as a flexible wall 51 to the low-pressure chamber 12.
  • the flexible wall 51 is formed by a corrugated, sleeve-shaped membrane 56.
  • FIG. 3 shows a third embodiment for forming the compressible reservoir 50, in which through the solid portion 33 of the coupler piston 22, a radially continuous bore 57 is introduced, which at the piercing points on the outer peripheral surface 32 each having a cap-shaped membrane 58 for forming the flexible wall 51st is closed.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment for forming the compressible reservoir 50, in which the compressible reservoir 50 is located on the outer peripheral surface 32 on the outside of the coupler piston 22 by a flexible, sleeve-shaped membrane 59 is attached to the outer peripheral surface 32 with two tight joints as a flexible wall 51 wherein the domed sleeve-shaped membrane 59 encloses the gas volume as a compressible reservoir 50.
  • Another exemplary embodiment consists in introducing at least one blind bore in the region of the solid section 33, which can assume an arbitrary position with respect to the symmetry axis of the coupler piston 22.
  • the blind hole is sealed to the low-pressure chamber 12 by means of a cover-shaped membrane as a flexible wall 51 gas-tight.
  • the stiffness of the compressible reservoir 50 may be affected by the geometric configuration of the membrane as well as the size of the trapped volume. However, the formation of the compressible reservoir 50 may be carried out in addition to the already mentioned rotationally symmetrical circumferential groove 54 and by an over the circumference of the coupler piston 22 asymmetric or interrupted form. Suitable for this purpose are, for example, individual polished sections on the circumference of the coupler piston.
  • the membrane is preferably made of a metallic material which is welded gas-tight at the contact points with the coupler piston 22. In this case, the gas atmosphere in which the welding process takes place automatically determines the gaseous medium with which the compressible reservoir 50 is filled.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einer hydraulischen Kopplereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Insbesondere bei Kraftstoffinjektoren mit einem piezoelektrischen Aktorelement entsteht beim Öffnen des Schaltventils ein Druckstoß in einem das Aktorelement umgebenden Niederdruckraum, der hauptsächlich vom schlagartigen Einströmen der durch das Schaltventil abgesteuerten Menge in den Niederdruckraum und die daran angeschlossene Rücklaufbohrung herrührt. Herrscht im Ruhezustand im Aktorraum ein Druck von ca. 10 bar, so steigt dieser Druck während der Ansteuerung des Schaltventils auf Werte zwischen 40 und 60 bar an. Dieser Druck bewirkt wiederum eine axiale Kraft auf eine Membran am Kopfende des Aktorelements, die sich wieder teilweise auf das Aktorelement stützt und zwar entgegen seiner Wirkrichtung, so dass zur Überwindung dieser Kraft ein zusätzlicher Spannungsanteil zum Ansteuern des piezoelektrischen Aktorelements benötigt wird.
  • Aus DE 103 32 874 A1 ist eine hydraulische Kopplereinheit für einen Kraftstoffinjektor mit einem Kopplerkolben und einem innerhalb des Kopplerkolbens geführten Ventilkolben bekannt, wobei beide Bauteile zwischen sich einen mit einem Hydraulikmedium gefüllten Druckraum definieren, welcher ein sogenanntes Kopplerspaltvolumen bildet. Der Kopplerkolben steht dabei mit einem Aktorelement in Verbindung, dessen Betätigung eine translatorische Bewegung des Kopplerkolbens in Richtung des Druckraums entgegen einer Vorspannfeder hervorruft. Das Kopplerspaltvolumen steht mit einem zusätzlichen, kompressiblen Reservoir in Verbindung, welches gegenüber einer umgebenden Druckkammer mittels einer flexiblen Membran begrenzt ist.
  • Ein weitere hydraulischen Kopplereinheit für einen Kraftstoffinjektor ist aus DE 102007028490 A1 bekannt, bei welcher ein mit einer Flüssigkeit gefüllter Kopplerspalt zwischen einem ersten Kopplerelement und einem zweiten Koppelement mittels einer Membran zu einem Niederdruckraum hin abgedichtet ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Druckanstieg nach dem Öffnen des Schaltventils während der gesamten Lebensdauer des Kraftstoffinjektors abzusenken.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Kraftstoffinjektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch das kompressible Reservoir der Druckanstieg nach dem Öffnen des Schaltventils innerhalb des Niederdruckraums begrenzt wird, wodurch die Spannung zum Ansteuern des Piezo-Aktorelements geringer bemessen werden kann. Das kompressible Reservoir bewirkt dabei, dass der beim Öffnen des Schaltventils entstehende Absteuerstoß, der zu einem plötzlichen Einströmen von Kraftstoff in den Niederdruckraum führt, gedämpft wird, indem die das kompressible Reservoir begrenzende flexible Wand nachgibt und ein zusätzliches Volumen im Niederdruckraum bereitstellt, wodurch ein plötzlicher Druckanstieg im Niederdruckraum verhindert wird.
  • Durch die geringere Druckamplitude im Niederdruckraum sinkt außerdem die Belastung der Membran, mit der das Piezo-Aktorelement gegenüber dem Niederdruckraum abgegrenzt ist, wodurch geringe Anforderungen an die Ausführung der Membran gestellt werden müssen. Dadurch wird die Robustheit des Kraftstoffinjektors erhöht. Darüber hinaus bewirkt die Absenkung der Druckschwingungsamplitude im Niederdruckraum auch eine verringerte Gefahr von Kavitationserosion, die an den geschlossenen Enden des Niederduckraums, z. B. am Dichtsitz des Schaltventils oder an der Auflage des Aktorelements im Injektorkörper auftreten kann. Zusätzlich nimmt dadurch die Amplitude von Druckschwingungen im gesamten Rücklaufsystem des Kraftstoffinjektors ab, was zu einer Entlastung der Rücklaufstecker und der Rücklaufleitungen führt.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich.
  • Zur Ausbildung des kompressiblen Reservoirs weist der Kopplerkolben einen axial verlängerten massiven Abschnitt auf. Das kompressible Reservoir ist dabei an einer äußere Umfangsfläche im Bereich des massiven Abschnitts angeordnet.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform ist in die äußere Umfangsfläche im Bereich des massiven Abschnitts mindestens eine umlaufende ringförmigen Nut eingebracht, welche mittels einer flexiblen Wand abgedichtet ist. Die flexible Wand kann durch eine zylindrische, hülsenförmigen Membran oder eine gewellte, hülsenförmigen Membran ausgeführt sein, wobei die Membranen mit der äußeren Umfangsfläche des Kopplerkolbens mittels Fügestellen dicht verbunden sind.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das kompressible Reservoir mindestens von einer gewölbten, hülsenförmigen Membran begrenzt wird, welche an der äußeren Umfangsfläche im Bereich des massiven Abschnitts angebracht ist und das kompressible Reservoir einschließt.
  • Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Reservoir durch mindestens eine in den massiven Abschnitt eingebrachte radial durchgehenden Bohrung ausgebildet ist, welche an den Durchstoßstellen jeweils zum Niederdruckraum hin mit einer deckelförmigen Membran als flexible Wand verschlossen ist. Es ist aber auch denkbar, das kompressible Reservoir durch mindestens eine in den massiven Abschnitt des Kopplerkolbens eingebrachte Sacklochbohrung auszubilden, wobei die Sacklochbohrung mit einer deckelförmigen Membran als flexible Wand zum Niederdruckraum hin begrenzt wird.
    • Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Kopplereinheit eines Kraftstoffinjektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • Figur 2 eine Schnittdarstellung durch einen Kopplerkolben aus Figur 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • Figur 3 eine Schnittdarstellung durch einen Kopplerkolben aus Figur 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
    • Figur 4 eine Schnittdarstellung durch einen Kopplerkolben aus Figur 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
  • Der in Figur 1 dargestellte Ausschnitt eines Kraftstoffinjektors zeigt eine Kopplereinheit 20, welche innerhalb eines in einem Injektorgehäuse 11 ausgebildeten Niederdruckraums 12 angeordnet ist. Im Injektorgehäuse 11 ist weiterhin eine Aktoreinheit 13 mit beispielsweise einem Piezo-Aktorelement 14 angeordnet.
  • Der Niederdruckraum 12 ist weiterhin von einer Ventilplatte 15 begrenzt, in welcher sich ein Ventilelement 16 mit einem Ventilbolzen 17 befindet. Die Ventilplatte 15 ist mit dem Injektorkörper 11 mittels einer nicht dargestellten Verschraubung hydraulisch dicht verbunden. Der Ventilbolzen 17 bildet mit einer Dichtkante an der Ventilplatte 15 einen Ventilsitz 19 aus. Durch eine translatorischen Bewegung des Ventilbolzens 17 wird die Dichtkante vom Ventilsitz 19 weggedrückt, wodurch ein nicht dargestellter Steuerraum, dem eine nicht dargestellte Düsennadel mit einer Steuerfläche ausgesetzt ist, über eine ebenfalls nicht dargestellte Ablaufdrossel über den Niederdruckraum 12 mit einem Niederdruck-/Rücklaufsystem verbunden wird. Dadurch wird die Düsennadel von einem Düsennadelsitz abgehoben und Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt.
  • Die Kopplereinheit 20 umfasst einen hülsenförmigen Kopplerkörper 21, einen topfförmigen Kopplerkolben 22 und einen zylindrischen Ventilkolben 23. Zwischen dem Kopplerkolben 22 und dem Ventilkolben 23 ist ein Druckraum 25 angeordnet, welcher ein Kopplerspaltvolumen bildet.
  • An seinem unteren Abschnitt weist der Kopplerkörper 21 eine stirnseitig offene Aussparung 26 auf, in der eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 27 angeordnet ist, die sich mit ihrem axialen unteren Ende an einer Ringschulter einer am Ventilkolben 23 befestigten Hülse 28 abstützt. Durch die Feder 27 wird der Ventilkolben 23 auf den Ventilbolzen 17 des Ventilelements 16 gedrückt.
  • Der topfförmige Kopplerkolben 22 ist mit einer zylindrischen Umfangswand 31 und einem bodenförmigen, massiven Abschnitt 33 mit einer inneren Stirnwand 34 ausgeführt, wobei die zylindrische Umfangswand 31 eine äußere Umfangsfläche 32 und eine innere Umfangsfläche 35 ausbildet. Der bodenförmige, massive Abschnitt 33 wird dabei von einer axialen Verlängerung des Kopplerkolbens 22 gebildet.
  • Der hülsenförmige Kopplerkörper 21 weist eine äußere Umfangsfläche 36 mit einem Durchmesser d1, eine innere Umfangsfläche 37 mit einem Durchmesser d2 und eine innere ringförmige Stirnseite 38 auf. Der Kopplerkolben 22 ist mit der inneren Umfangsfläche 35 an der äußeren Umfangsfläche 36 des Kopplerkörpers 21 axial geführt. An der inneren Umfangsfläche 37 des Kopplerkörpers 21 ist der Ventilkolben 23 mit einer zylindrischen Kolbenfläche 39 geführt.
  • Der das Kopplerspaltvolumen ausbildende Druckraum 25 wird von der inneren Stirnwand 34 des massiven Abschnitts 33 des Kopplerkolbens 22, der ringförmigen Stirnseite 38 des Kopplerkörpers 21 und von einer oberen Stirnfläche 41 des Ventilkolbens 23 begrenzt.
  • Am topfförmigen Kopplerkolben 22 ist im Bereich des zylinderförmigen, massiven Abschnitts 33 ein radial nach außen gerichteter Bund 43 ausgebildet. Ein weiterer radial nach außen weisender Bund 44 befindet sich am Kopplerkörper 21.
  • Die Kopplereinheit 20 weist weiterhin eine Vorspannfeder 40 auf, welche sich mit dem in der Zeichnungsebene unteren Ende am Bund 44 des Kopplerkörpers 21 und mit dem gegenüberliegenden, in der Zeichnungsfläche oberen Ende über eine Einstellscheibe 45 an dem am Kopplerkolben 22 ausgebildeten Bund 43 abstützt. Die Vorspannfeder 40 drückt den Kopplerkolben 22 über die Einstellscheibe 45 und den Bund 43 gegen ein Einstellstück 46, an welchem ein Übertragungselement 47 der Aktoreinheit 13 angreift. Die Vorspannfeder 40 sorgt dadurch zum Einen für eine Vorspannung des Kopplerkolbens 22 gegen die Aktoreinheit 13 und bewirkt zum Anderen mittelbar über die Einstellscheibe 45 und das Einstellstück 46 die für eine Funktionsfähigkeit des Systems notwendige Vorspannung der Aktoreinheit 13.
  • Die Kopplereinheit 20 weist ferner ein kompressibles Reservoir 50 auf, welches mit einer flexiblen Wand 51 zum Niederduckraum 12 hin begrenzt ist. Das kompressible Reservoir 50 bildet ein Volumen, das mit einem Gas, beispielsweise mit Luft, Sauerstoff oder einem Edelgas gefüllt ist. Zur Ausbildung des kompressiblen Reservoirs 50 weist der Kopplerkolben 22 außerhalb des Kopplergehäuses 21 eine Verlängerung auf, die den massiven Abschnitt 33 bildet, in oder an dem das kompressible Reservoir 50 eingebracht oder angebracht wird. Die flexibel Wand 51 ist als Membran ausgeführt, welche das kompressible Reservoir 50 mittels Fügestellen zum Niederdruckraum 12 hin gasdicht abdichtet. Das kompressible Reservoir 50 ist an der äußeren Umfangsfläche 32 des Kopplerkolbens 22, vorzugsweise im Bereich des massiven Abschnitts 33 ausgebildet.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1 ist zur Ausbildung des kompressiblen Reservoirs 50 in die äußere Umfangsfläche 32 des Kopplerkolbens 22 im Bereich des massiven Abschnitts 33 eine umlaufende ringförmige Nut 54 eingebracht, welche mit einer zylindrischen, hülsenförmigen Membran 55 als flexible Wand 51 zum Niederdruckraum 12 hin abgedichtet ist. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel in Figur 2 ist die flexible Wand 51 durch eine gewellte, hülsenförmigen Membran 56 ausgeführt.
  • Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel zur Ausbildung des kompressiblen Reservoirs 50, bei dem durch den massiven Abschnitt 33 des Kopplerkolbens 22 eine radial durchgehende Bohrung 57 eingebracht ist, die an den Durchstoßstellen an der äußeren Umfangsfläche 32 jeweils mit einer deckelförmigen Membran 58 zur Ausbildung der flexiblen Wand 51 verschlossen ist.
  • Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel zur Ausbildung des kompressiblen Reservoirs 50, bei dem das kompressible Reservoir 50 an der äußeren Umfangsfläche 32 außen am Kopplerkolben 22 liegt, indem als flexible Wand 51 eine gewölbte, hülsenförmige Membran 59 an der äußeren Umfangsfläche 32 mit zwei dichten Fügestellen angebracht ist, wobei die gewölbte hülsenförmige Membran 59 das Gasvolumen als kompressibles Reservoir 50 einschließt.
  • Eine weiteres Ausführungsbeispiel besteht darin, mindestens eine Sackbohrung im Bereich des massiven Abschnitts 33 einzubringen, die dabei eine beliebige Position bezüglich der Symmetrieachse des Kopplerkolbens 22 einnehmen kann. Die Sacklochbohrung ist zum Niederdruckraum 12 hin mittels einer deckelförmigen Membran als flexible Wand 51 gasdicht verschlossen.
  • Die Steifigkeit des kompressiblen Reservoirs 50 kann durch die geometrische Gestaltung der Membran sowie durch die Größe des eingeschlossenen Volumens beeinflusst werden. Die Ausbildung des kompressiblen Reservoirs 50 kann jedoch neben der bereits erwähnten rotationssymmetrisch ausgeführten umlaufenen Nut 54 auch durch eine über den Umfang des Kopplerkolbens 22 asymmetrisch oder unterbrochenen Form ausgeführt sein. Geeignet sind dazu beispielsweise einzelne Anschliffe am Umfang des Kopplerkolbens.
  • Die Membran besteht vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, der an den Kontaktstellen mit dem Kopplerkolben 22 gasdicht verschweißt ist. In diesem Fall bestimmt die Gasatmosphäre, in der der Schweißprozess stattfindet automatisch das gasförmige Medium, mit dem das kompressible Reservoir 50 gefüllt ist.
  • Es ist aber auch die Ausführung von Membranen aus nicht metallischen oder aus Verbundwerkstoffen oder einer anderen Art der Verbindung zwischen Membran und Kopplerkolben 22, wie z. B. Kleben denkbar.
  • Bei Betätigung des Aktorelements 14 wird der Kopplerkolben 22 über das Einstellstück 45 und entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder 40 translatorisch in Richtung des Ventilbolzens 17 bewegt. Diese Bewegung wird durch den im Druckraum 25 befindlichen Kraftstoff auf das kopplereinheitseitige Ende des Ventilkolbens 17 hydraulisch übertragen, wobei die axiale Bewegung des Kopplerkolbens 21 entsprechend eines Durchmesserverhältnisses d1/d2 von Ventilkolben 23 und Kopplerkolben 22 in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens 23 übersetzt wird. Die durch die Aktoreinheit 13 zur Verfügung gestellte Kraft wird dementsprechend durch die Kopplereinheit 20 hydraulisch übersetzt und auf den Ventilbolzen 17 des Ventilelements 16 übertragen.

Claims (10)

  1. Kraftstoffinjektor mit einem Schaltventil und mit einer hydraulischen Kopplereinheit (20), welche einen Kopplerkolben (22), einen Ventilkolben und einen Druckraum (25) als Kopplerspaltvolumen umfasst, welcher mit Kraftstoff gefüllt ist, um eine axiale Bewegung des Kopplerkolbens (22) entsprechend eines Durchmesserverhältnisses von Ventilkolben (23) zu Kopplerkolben (22) in eine axiale Bewegung des Ventilkolbens (23) umzusetzen, wobei der Kopplerkolben (22) mittels einer Vorspannfeder (40) vom Kopplerspaltvolumen nach außen weisend gegen ein Aktorelement (14) vorgespannt ist, und wobei die Kopplereinheit (20) in einem Niederdruckraum (12) angeordnet ist und ein kompressibles Reservoir (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplerkolben (22) und der Ventilkolben (23) gemeinsam an einem
    Kopplerkörper (21) axial verschiebbar geführt sind und zwischen sich und dem Kopplerkörper (21) den Druckraum (25) als Kopplerspaltvolumen begrenzen, und dass das kompressible Reservoir (50) am Kopplerkolben (22) ausgebildet und zum Niederdruckraum (12) hin mit einer flexiblen Wand (51) begrenzt ist, durch welche ein beim Öffnen des Schaltventils entstehender Absteuerstoß gedämpft wird.
  2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplerkolben (22) einen massiven Abschnitt (33) aufweist, an oder in dem das kompressible Reservoir (50) ausgebildet ist.
  3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der massive Abschnitt (33) eine äußere Umfangsfläche (32) aufweist, und dass das kompressible Reservoir (50) an der äußeren Umfangsfläche (32) des massiven Abschnitts (33) mit der flexiblen Wand (51) begrenzt ist.
  4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die äußere Umfangsfläche (32) im Bereich des massiven Abschnitts (33) mindestens eine umlaufende ringförmige Nut (54) eingebracht ist, welche mittels der flexiblen Wand (51) zum Niederdruckraum (12) hin begrenzt ist.
  5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Wand (51) durch eine zylindrische, hülsenförmige Membran (55) oder eine gewellte, hülsenförmige Membran (56) ausgeführt ist.
  6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Reservoir (50) von mindestens einer gewölbten, hülsenförmigen Membran (59) begrenzt ist, welche an der äußeren Umfangsfläche (32) im Bereich des massiven Abschnitts (33) angebracht ist und das kompressible Reservoir (50) zum Niederdruckraum (12) hin begrenzt.
  7. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Reservoirs (50) durch mindestens eine in den massiven Abschnitt (33) eingebrachte radial durchgehende Bohrung (57) ausgebildet ist.
  8. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Reservoirs (50) durch mindestens eine in den massiven Abschnitt (33) eingebrachte Sacklochbohrung ausgebildet ist.
  9. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Bohrung (57) oder die Sacklochbohrung an den Austrittsstellen an der Umfangsfläche (32) mit jeweils einer deckelförmigen Membran (58) als flexible Wand (21) zum Niederdruckraum (12) hin begrenzt ist.
  10. Kraftstoffinjektor nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Reservoir (50) mit einem Gas gefüllt ist.
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