EP3358178A1 - Hydraulischer koppler für einen piezoinjektor, piezoinjektor - Google Patents

Hydraulischer koppler für einen piezoinjektor, piezoinjektor Download PDF

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EP3358178A1
EP3358178A1 EP18152051.1A EP18152051A EP3358178A1 EP 3358178 A1 EP3358178 A1 EP 3358178A1 EP 18152051 A EP18152051 A EP 18152051A EP 3358178 A1 EP3358178 A1 EP 3358178A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
guide sleeve
coupler
hydraulic coupler
annular space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18152051.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Christoph Magel
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 EP3358178A1 publication Critical patent/EP3358178A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic coupler for a piezoelectric injector with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a piezoelectric injector with such a hydraulic coupler.
  • a hydraulic coupler for piezo injectors is known with a coupler housing, in which a first piston and a second piston are slidably disposed, so that between the piston and the coupler housing guide gaps are formed.
  • a liquid cavity is formed, via which the two pistons are hydraulically coupled.
  • the liquid present in the cavity also fills the guide gaps at least partially.
  • At least one piston is designed such that a hollow cylindrical side wall is formed, which deforms outwardly in the cavity when pressure builds up. In this way, a narrowing of the guide gap is brought about, which is intended to counteract leakage.
  • the present invention has the object to effect a reduction of the leakage by alternative measures.
  • a hydraulic coupler is to be created, which also has a long-term high reliability.
  • the hydraulic coupler should be simple and inexpensive to produce.
  • the proposed hydraulic coupler comprises a first piston and a second piston, which are at least partially accommodated in a guide sleeve and guided in a lift-movable manner via the guide sleeve.
  • the two pistons are hydraulically coupled via a coupling volume formed inside the guide sleeve and filled with a fluid.
  • the invention limited at least one piston together with the guide sleeve an annular space which is connected via a guide gap with the coupler volume and a discharge channel with a pressure chamber which is filled with the same fluid.
  • the annular space formed between the piston and the guide sleeve expands the guide gap.
  • the axial distance between a schungsspalterweiternden annulus and the coupler volume is less than 2 mm, preferably less than 1 mm.
  • the axial distance corresponds to the length of the leakage path, thus comparatively is short.
  • a short leakage path also has the advantage that the refilling of the coupler volume with fluid to compensate for the lost amount of leakage is accelerated.
  • the annular space formed between the piston and the guide sleeve divides the guide gap into a first section facing the coupler volume and a second section facing away from the coupler volume, wherein the first section is shorter than the second section.
  • the guide gap connects to the annulus on both sides. In this way, a shortening of the leakage path while maintaining optimum guidance of the piston can be achieved.
  • the annular space is formed by an outer peripheral side formed in the piston annular groove.
  • the outer circumferential side formed in the piston annular groove is easy to manufacture, so that can be realized relatively inexpensively in this way, the annulus.
  • the annular space is formed by a stepped design of the piston and / or the guide sleeve.
  • the stepped design of the piston and / or the guide sleeve leads to an annular space whose size is dependent on the stroke.
  • the dimension of the annulus in the radial direction remains the same, so that the annulus retains its gap-splitting function independent of the stroke of the piston.
  • the guide sleeve is made in several parts.
  • the several parts of the guide sleeve are connected to one another in a fluid-tight manner, so that no fluid escapes from the coupler volume and / or a guide gap in the connection region.
  • the discharge channel connecting the annular space with a pressure chamber can likewise be realized in different ways, for example by means of a longitudinal groove formed in the piston or in the guide sleeve.
  • the piston can also be provided with a polished section, so that in connection with the guide sleeve, an axially extending discharge channel is formed.
  • the discharge channel can be formed by a bore extending radially or obliquely through the guide sleeve. Since the amount of leakage escaping from the coupler volume accumulates in the upstream annular space, the relief can be effected via a single discharge channel whose angular position can be chosen arbitrarily.
  • a piezoelectric injector with a hydraulic coupler according to the invention for the hydraulic coupling of a piezoelectric actuator with a control valve is proposed, by means of which the stroke of a nozzle needle is controllable.
  • a translation of the Aktorhubs can be effected via the hydraulic coupler, so that, if necessary, a smaller actuator can be used.
  • the hydraulic coupler allows compensation of tolerances and / or thermally induced changes in length.
  • the first piston is axially biased by a spring in the direction of the piezoelectric actuator.
  • the bias voltage ensures that the deflection of the piezoelectric actuator is transmitted to the piston during energization.
  • the spring is on the one hand directly or indirectly on the first piston, on the other hand supported on the guide sleeve.
  • the guide sleeve may have a stepped outer contour for supporting the spring.
  • the support on the piston is preferably carried out indirectly via a spring plate connected to the piston and / or a pressure plate.
  • the second piston is axially biased by a spring in the direction of a valve member of the control valve.
  • the bias ensures that the deflection of the piezoelectric actuator is transmitted directly or indirectly to the valve member when energized via the first piston, the coupler volume and the second piston.
  • the transmission from the second piston to the valve member takes place indirectly, for example via a pressure rod.
  • the spring is on the one hand directly or indirectly supported on the second piston, on the other hand on the guide sleeve, which preferably has a stepped inner contour for this purpose.
  • the Support on the second piston can in turn be effected indirectly via a spring plate connected to the piston and / or a pressure plate.
  • the Indian Fig. 1 Piezoinjector 2 shown schematically comprises a nozzle body 21 with a high-pressure bore 22, in which a nozzle needle 17 is received in a liftable manner.
  • the nozzle needle 17 is acted upon in the direction of a sealing seat 32 by the spring force of a nozzle spring 23, which is supported on the one hand on the nozzle needle 17, on the other hand on a sealing sleeve 33 which surrounds the sealing seat 32 remote from the end of the nozzle needle 17.
  • the sealing sleeve 33 and the nozzle needle 17, together with an axially attached to the nozzle body 21 throttle plate 27 define a control chamber 24 which is relieved via a control valve 16.
  • the connection of the control chamber 24 with the control valve 16 via a formed in the throttle plate 27 outlet throttle 28.
  • a piezoelectric actuator 15 is provided, which is accommodated in a holding body 25, in which the pressure chambers 13, 14 are formed.
  • the holding body 25 is axially clamped to the nozzle body 21, the throttle plate 27 and another body member 34 in which the control valve 16 is formed by means of a nozzle lock nut 26.
  • the stroke of the piezoelectric actuator 15 is transmitted or translated by means of a hydraulic coupler 1 to a valve member 20 of the control valve 16.
  • the hydraulic coupler 1 comprises for this purpose a first piston 3, which is axially biased by a spring 18 in the direction of the piezoelectric actuator 15, and a second piston 4, which is axially biased by a spring 19 in the direction of the valve member 20.
  • the two pistons 3, 4 are partially received in a guide sleeve 5, which defines a fluid-filled coupler volume 6 together with the pistons 3, 4. If the piezoelectric actuator 15 is energized, it lasts, moving the first piston 3 in the direction of the second piston 4.
  • the two pistons 3, 4 of the hydraulic coupler 1 each have an outer peripheral side annular groove for forming an annular space 7, 8.
  • the annular space 7, 8 expands the respective guide gap 9, 10.
  • Via relief channels 11, 12, the annular spaces 7, 8 are connected to the pressure chambers 13, 14, so that the leakage path extends only from the coupling volume 6 to an annular space 7, 8. Since the annular spaces 7, 8 are each arranged close to the coupler volume 6, only a very small part of the guide gaps 9, 10 is subject to leakage. That is, only the part undergoes radial expansion due to a pressure increase in the coupler volume 6, so that the leakage is reduced.
  • the upper discharge channel 11 which serves to relieve the upper guide gap 9
  • a radial bore is made in the guide sleeve 5.
  • the lower discharge channel 12, which serves to relieve the lower guide gap 10 is formed by a longitudinal groove running in the piston 4. However, it could behave exactly the other way round or two relief channels 11, 12 could be formed as a radial bore or as a longitudinal groove.
  • FIG. 2 shows another modification of a hydraulic coupler 1 according to the invention or a piezo injector 2 according to the invention.
  • the lower annular space 8 is realized by a stepped embodiment of the piston 4 in conjunction with a stepped embodiment of the guide sleeve 5.
  • An annular groove formed in the piston 4 for forming the annular space 8 is therefore dispensable.
  • the discharge channel 12 is again formed by a longitudinal groove provided in the piston 4.
  • the piston 4 could also be provided with a bevel or the longitudinal groove could be formed in the guide sleeve 5.
  • the upper annular space 7 is formed by an annular groove provided in the piston 3, which is connected via a trained as a longitudinal groove relief channel 11 to the pressure chamber 13.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments and the modifications already discussed in connection therewith, but includes further modifications. These may differ from the illustrated embodiments, in particular with regard to the specific design of the control valve 16 and / or the piezoelectric actuator 15.
  • the connection of the hydraulic coupler 1 to the control valve 16 or to the piezoactuator 15 also depends on their design.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischer Koppler (1) für einen Piezoinjektor (2), umfassend einen ersten Kolben (3) und einen zweiten Kolben (4), die zumindest abschnittsweise in einer Führungshülse (5) aufgenommen und über die Führungshülse (5) hubbeweglich geführt sind, wobei die beiden Kolben (3, 4) über ein innerhalb der Führungshülse (5) ausgebildetes und mit einem Fluid gefülltes Kopplervolumen (6) hydraulisch gekoppelt sind. Erfindungsgemäß begrenzt mindestens ein Kolben (3, 4) zusammen mit der Führungshülse (5) einen Ringraum (7, 8), der über einen Führungsspalt (9, 10) mit dem Kopplervolumen (6) und über einen Entlastungskanal (11, 12) mit einem Druckraum (13, 14) verbunden ist, der mit dem gleichen Fluid gefüllt ist.
Die Erfindung betrifft ferner einen Piezoinjektor (2) mit einem solchen hydraulischen Koppler (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Koppler für einen Piezoinjektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Piezoinjektor mit einem solchen hydraulischen Koppler.
    • Stand der Technik
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 103 02 863 B3 ist ein hydraulischer Koppler für Piezo-Injektoren mit einem Kopplergehäuse bekannt, in dem ein erster Kolben und ein zweiter Kolben verschiebbar angeordnet sind, so dass zwischen den Kolben und dem Kopplergehäuse Führungspalte ausgebildet werden. Im Kopplergehäuse ist ferner ein mit einer Flüssigkeit gefüllter Hohlraum ausgebildet, über den die beiden Kolben hydraulisch gekoppelt sind. Die im Hohlraum vorhandene Flüssigkeit füllt dabei auch die Führungsspalte zumindest teilweise aus. Im Betrieb des hydraulischen Kopplers findet über die Führungsspalte eine Leckage statt, die bei einem Druckaufbau im Hohlraum vom Hohlraum nach außen führt, so dass Flüssigkeit aus dem Hohlraum entweicht. In dem ggf. sehr kurzen Zeitraum zwischen zwei Druckaufbauphasen muss der Hohlraum wiederbefüllt werden, um die Verlustmenge auszugleichen. Denn andernfalls ist die Funktion des hydraulischen Kopplers auf Dauer nicht gewährleistet. Oftmals ist der Zeitraum jedoch zu kurz, um einen vollständigen Ausgleich zu erreichen. In der DE 103 02 863 B3 werden daher Maßnahmen zur Verringerung der Leckage vorgeschlagen, so dass kürzere Zeiträume zur Wiederbefüllung des Hohlraums ausreichen. Gemäß der DE 103 02 863 B3 ist mindestens ein Kolben derart ausgebildet, dass eine hohlzylinderförmige Seitenwand ausgebildet wird, die sich bei einem Druckaufbau im Hohlraum nach außen verformt. Auf diese Weise wird eine Verengung des Führungsspalts herbeigeführt, die einer Leckage entgegenwirken soll.
  • Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Reduzierung der Leckage durch alternative Maßnahmen zu bewirken. Auf diese Weise soll ein hydraulischer Koppler geschaffen werden, der auch auf Dauer eine hohe Funktionssicherheit besitzt. Zugleich soll der hydraulische Koppler einfach und kostengünstig herstellbar sein.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird der hydraulische Koppler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ferner wird ein Piezoinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorgeschlagene hydraulische Koppler umfasst einen ersten Kolben und einen zweiten Kolben, die zumindest abschnittsweise in einer Führungshülse aufgenommen und über die Führungshülse hubbeweglich geführt sind. Die beiden Kolben sind dabei über ein innerhalb der Führungshülse ausgebildetes und mit einem Fluid gefülltes Kopplervolumen hydraulisch gekoppelt. Erfindungsgemäß begrenzt mindestens ein Kolben zusammen mit der Führungshülse einen Ringraum, der über einen Führungsspalt mit dem Kopplervolumen und über einen Entlastungskanal mit einem Druckraum verbunden ist, der mit dem gleichen Fluid gefüllt ist. Der zwischen dem Kolben und der Führungshülse ausgebildete Ringraum erweitert den Führungsspalt. Da der Ringraum ferner an den Druckraum angebunden ist, wird eine über den Führungspalt aus dem Kopplervolumen austretende Leckagemenge über den Ringraum an den Druckraum abgeführt. Auf diese Weise kann der über den Führungsspalt führende Leckagepfad verkürzt werden. Dies hat zur Folge, dass die Führungshülse bei einem Druckaufbau im Kopplervolumen nicht über ihre gesamte Länge innenumfangseitig mit hohem Druck beaufschlagt wird. Das heißt, dass sie sich weniger stark aufweitet. Zugleich wird sie durch die sich nicht aufweitenden Bereiche gestützt.
  • Vorteilhafterweise beträgt der axiale Abstand zwischen einem führungsspalterweiternden Ringraum und dem Kopplervolumen weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm. Der axiale Abstand entspricht der Länge des Leckagepfads, der somit vergleichsweise kurz ist. Ein kurzer Leckagepfad besitzt ferner den Vorteil, dass die Wiederbefüllung des Kopplervolumens mit Fluid zum Ausgleich der verloren gegangenen Leckagemenge beschleunigt wird.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der zwischen dem Kolben und der Führungshülse ausgebildete Ringraum den Führungsspalt in einen dem Kopplervolumen zugewandten ersten Abschnitt und einen dem Kopplervolumen abgewandten zweiten Abschnitt unterteilt, wobei der erste Abschnitt kürzer als der zweite Abschnitt ist. Das heißt, dass sich der Führungsspalt beidseitig an den Ringraum anschließt. Auf diese Weise kann eine Verkürzung des Leckagepfads unter Beibehaltung einer optimalen Führung des Kolbens erreicht werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Ringraum durch eine außenumfangseitig im Kolben ausgebildete Ringnut gebildet. Die außenumfangseitig im Kolben ausgebildete Ringnut ist einfach herzustellen, so dass sich auf diese Weise der Ringraum vergleichsweise kostengünstig realisieren lässt.
  • Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Ringraum durch eine gestufte Ausführung des Kolbens und/oder der Führungshülse gebildet wird. Im Unterschied zu einer Ringnut, die unabhängig vom Hub des Kolbens eine konstante Größe besitzt, führt die gestufte Ausführung des Kolbens und/oder der Führungshülse zu einem Ringraum, dessen Größe hubabhängig ist. Die Abmessung des Ringraums in radialer Richtung bleibt jedoch gleich, so dass der Ringraum seine führungsspalterweiternde Funktion unabhängig vom Hub des Kolbens beibehält.
  • Um die Montage des hydraulischen Kopplers zu vereinfachen, und zwar insbesondere dann, wenn beide Kolben und die Führungshülse gestuft ausgeführt sind, wird ferner vorgeschlagen, dass die Führungshülse mehrteilig ausgeführt ist. Die mehreren Teile der Führungshülse sind fluiddicht miteinander verbunden, so dass im Verbindungsbereich kein Fluid aus dem Kopplervolumen und/oder einem Führungsspalt entweicht.
  • Der den Ringraum mit einem Druckraum verbindende Entlastungskanal kann ebenfalls auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden, Beispielsweise durch eine im Kolben oder in der Führungshülse ausgebildete Längsnut. Anstelle einer Längsnut im Kolben kann der Kolben auch mit einem Anschliff versehen werden, so dass in Verbindung mit der Führungshülse ein axial verlaufender Entlastungskanal ausgebildet wird. Darüber hinaus kann der Entlastungskanal durch eine radial oder schräg durch die Führungshülse verlaufende Bohrung gebildet werden. Da sich die aus dem Kopplervolumen entweichende Leckagemenge im vorgelagerten Ringraum sammelt, kann die Entlastung über einen einzigen Entlastungskanal bewirkt werden, dessen Winkellage beliebig gewählt werden kann.
  • Darüber hinaus wird ein Piezoinjektor mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Koppler zur hydraulischen Kopplung eines Piezoaktors mit einem Steuerventil vorgeschlagen, mittels dessen der Hub einer Düsennadel steuerbar ist. In Abhängigkeit vom Größenverhältnis der an den Kolben vorhandenen hydraulischen Wirkflächen kann über den hydraulischen Koppler eine Übersetzung des Aktorhubs bewirkt werden, so dass ggf. ein kleinerer Aktor eingesetzt werden kann. Ferner ermöglicht der hydraulische Koppler einen Ausgleich von Toleranzen und/oder thermisch bedingten Längenänderungen.
  • Bevorzugt ist der erste Kolben mittels einer Feder in Richtung des Piezoaktors axial vorgespannt. Die Vorspannung stellt sicher, dass die Auslenkung des Piezoaktors bei Bestromung auf den Kolben übertragen wird. Des Weiteren bevorzugt ist die Feder einerseits unmittelbar oder mittelbar am ersten Kolben, andererseits an der Führungshülse abgestützt. Die Führungshülse kann zur Abstützung der Feder eine gestufte Außenkontur aufweisen. Die Abstützung am Kolben erfolgt vorzugsweise mittelbar über einen mit dem Kolben verbundenen Federteller und/oder eine Druckplatte.
  • Des Weiteren bevorzugt ist der zweite Kolben mittels einer Feder in Richtung eines Ventilglieds des Steuerventils axial vorgespannt. Die Vorspannung stellt sicher, dass die Auslenkung des Piezoaktors bei Bestromung über den ersten Kolben, das Kopplervolumen und den zweiten Kolben unmittelbar oder mittelbar auf das Ventilglied übertragen wird. Vorzugsweise erfolgt die Übertragung vom zweiten Kolben auf das Ventilglied mittelbar, beispielsweise über einen Druckstab. Weiterhin vorzugsweise ist die Feder einerseits unmittelbar oder mittelbar am zweiten Kolben, andererseits an der Führungshülse abgestützt, die hierzu bevorzugt eine gestufte Innenkontur aufweist. Die Abstützung am zweiten Kolben kann wiederum mittelbar über einen mit dem Kolben verbundenen Federteller und/oder eine Druckplatte erfolgen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Piezoinjektor gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
    Fig. 2
    einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Piezoinjektor gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Der in der Fig. 1 schematisch dargestellte Piezoinjektor 2 umfasst einen Düsenkörper 21 mit einer Hochdruckbohrung 22, in welcher eine Düsennadel 17 hubbeweglich aufgenommen ist. Die Düsennadel 17 ist in Richtung einer Dichtsitzes 32 von der Federkraft einer Düsenfeder 23 beaufschlagt, die einerseits an der Düsennadel 17, andererseits an einer Dichthülse 33 abgestützt ist, welche das dem Dichtsitz 32 abgewandte Ende der Düsennadel 17 umgibt. Die Dichthülse 33 und die Düsennadel 17 begrenzen gemeinsam mit einer an den Düsenkörper 21 axial angesetzten Drosselplatte 27 einen Steuerraum 24, der über ein Steuerventil 16 entlastbar ist. Die Verbindung des Steuerraums 24 mit dem Steuerventil 16 erfolgt über eine in der Drosselplatte 27 ausgebildete Ablaufdrossel 28. Öffnet das Steuerventil 16, ist über die Ablaufdrossel 28 sowie über Druckräume 13, 14 eine Verbindung des Steuerraums 24 mit einem Rücklauf 31 hergestellt. Dies hat zur Folge, dass der Druck im Steuerraum 24 abfällt und die Düsennadel 17 entlastet wird. Die Düsennadel 17 vermag daraufhin entgegen der Federkraft der Düsenfeder 23 vom Dichtsitz 32 abzuheben. Mit Schließen des Steuerventils 16 but sich erneut Druck im Steuerraum 24 auf, da dieser über eine in der Drosselplatte 27 ausgebildete Zulaufdrossel 29 in Verbindung mit einem Zulaufkanal 30 steht. Der Druckanstieg im Steuerraum 24 bewirkt, dass die Düsennadel 17 in den Dichtsitz 32 zurückgestellt wird.
  • Zur Betätigung des Steuerventils 16 ist ein Piezoaktor 15 vorgesehen, der in einem Haltekörper 25 aufgenommen ist, in dem auch die Druckräume 13, 14 ausgebildet sind. Der Halteköper 25 ist mit dem Düsenkörper 21, der Drosselplatte 27 und einem weiteren Körperbauteil 34, in dem das Steuerventil 16 ausgebildet ist, mittels einer Düsenspannmutter 26 axial verspannt.
  • Der Hub des Piezoaktors 15 wird mittels eines hydraulischen Kopplers 1 auf ein Ventilglied 20 des Steuerventils 16 übertragen bzw. übersetzt. Der hydraulische Koppler 1 umfasst hierzu einen ersten Kolben 3, der mittels einer Feder 18 in Richtung des Piezoaktors 15 axial vorgespannt ist, sowie einen zweiten Kolben 4, der mittels einer Feder 19 in Richtung des Ventilglieds 20 axial vorgespannt ist. Die beiden Kolben 3, 4 sind abschnittsweise in einer Führungshülse 5 aufgenommen, die gemeinsam mit den Kolben 3, 4 ein mit Fluid gefülltes Kopplervolumen 6 begrenzt. Wird der Piezoaktor 15 bestromt, längt er sich, wobei er den ersten Kolben 3 in Richtung des zweiten Kolbens 4 bewegt. Dies hat einen Druckanstieg im Kopplervolumen 6 zur Folge, so dass aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Kopplervolumen 6 und den Druckräumen 13, 14, die über Führungspalte 9, 10 mit dem Kopplervolumen 6 verbunden sind, ein Teil des im Kopplervolumen 6 vorhandenen Fluids im Wege der Leckage entweicht. Zieht sich anschließend - nach Beendigung der Bestromung - der Piezoaktor 15 wieder zusammen, erfolgt in umgekehrter Richtung eine Wiederbefüllung des Kopplervolumens 6 über die Führungsspalte 9, 10.
  • Zur Reduzierung der Leckagemenge, die über die Führungspalte 9, 10 aus dem Kopplervolumen 6 entweicht, weisen die beiden Kolben 3, 4 des hydraulischen Kopplers 1 jeweils eine außenumfangseitige Ringnut zur Ausbildung eines Ringraums 7, 8 auf. Der Ringraum 7, 8 erweitert den jeweiligen Führungsspalt 9, 10. Über Entlastungskanäle 11, 12 sind die Ringräume 7, 8 mit den Druckräumen 13, 14 verbunden, so dass der Leckagepfad sich lediglich vom Kopplungsvolumen 6 bis zu einem Ringraum 7, 8 erstreckt. Da die Ringräume 7, 8 jeweils nahe dem Kopplervolumen 6 angeordnet sind, ist nur ein sehr geringer Teil der Führungsspalte 9, 10 leckagebehaftet. Das heißt, dass auch nur der Teil aufgrund eines Druckanstiegs im Kopplervolumen 6 eine radiale Aufweitung erfährt, so dass die Leckage verringert wird.
  • Zur Ausbildung des oberen Entlastungskanals 11, welcher der Entlastung des oberen Führungsspalts 9 dient, ist in der Führungshülse 5 eine Radialbohrung ausgeführt. Der untere Entlastungskanal 12, welcher der Entlastung des unteren Führungsspalts 10 dient, wird durch eine im Kolben 4 ausgeführte Längsnut gebildet. Es könnte sich jedoch auch genau umgekehrt verhalten bzw. beiden Entlastungskanäle 11, 12 könnten als Radialbohrung oder als Längsnut ausgebildet sein.
  • Der Fig. 2 ist eine andere Abwandlung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Kopplers 1 bzw. eines erfindungsgemäßen Piezoinjektors 2 zu entnehmen. Hier wird der untere Ringraum 8 durch eine gestufte Ausführung des Kolbens 4 in Verbindung mit einer gestuften Ausführung der Führungshülse 5 realisiert. Eine im Kolben 4 ausgebildete Ringnut zur Ausbildung des Ringraums 8 ist somit verzichtbar. Der Entlastungskanal 12 wird wiederum durch eine im Kolben 4 vorgesehene Längsnut gebildet. Alternativ zur Längsnut könnte der Kolben 4 auch mit einem Anschliff versehen sein oder die Längsnut könnte in der Führungshülse 5 ausgebildet sein. Der obere Ringraum 7 wird durch eine im Kolben 3 vorgesehen Ringnut gebildet, die über einen als Längsnut ausgebildeten Entlastungskanal 11 an den Druckraum 13 angebunden ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen sowie die in Zusammenhang damit bereits angesprochenen Abwandlungen beschränkt, sondern schließt weitere Abwandlungen mit ein. Diese können sich von den dargestellten Ausführungsformen insbesondere im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung des Steuerventils 16 und/oder des Piezoaktors 15 unterscheiden. Von deren Ausgestaltung hängt ferner die Anbindung des hydraulischen Kopplers 1 an das Steuerventil 16 bzw. an den Piezoaktor 15 ab.

Claims (10)

  1. Hydraulischer Koppler (1) für einen Piezoinjektor (2), umfassend einen ersten Kolben (3) und einen zweiten Kolben (4), die zumindest abschnittsweise in einer Führungshülse (5) aufgenommen und über die Führungshülse (5) hubbeweglich geführt sind, wobei die beiden Kolben (3, 4) über ein innerhalb der Führungshülse (5) ausgebildetes und mit einem Fluid gefülltes Kopplervolumen (6) hydraulisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kolben (3, 4) zusammen mit der Führungshülse (5) einen Ringraum (7, 8) begrenzt, der über einen Führungsspalt (9, 10) mit dem Kopplervolumen (6) und über einen Entlastungskanal (11, 12) mit einem Druckraum (13, 14) verbunden ist, der mit dem gleichen Fluid gefüllt ist.
  2. Hydraulischer Koppler (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen dem Ringraum (7, 8) und dem Kopplervolumen (6) weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm beträgt.
  3. Hydraulischer Koppler (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (7, 8) den Führungsspalt (9, 10) in einen dem Kopplervolumen (6) zugewandten ersten Abschnitt und einen dem Kopplervolumen (6) abgewandten zweiten Abschnitt unterteilt, wobei der erste Abschnitt kürzer als der zweite Abschnitt ist.
  4. Hydraulischer Koppler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (7, 8) durch eine außenumfangseitig im Kolben (3, 4) ausgebildete Ringnut gebildet wird.
  5. Hydraulischer Koppler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (7, 8) durch eine gestufte Ausführung des Kolbens (3, 4) und/oder der Führungshülse (5) gebildet wird.
  6. Hydraulischer Koppler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (5) mehrteilig ausgeführt ist und die mehreren Teile fluiddicht miteinander verbunden sind.
  7. Hydraulischer Koppler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungskanal (11, 12) durch eine im Kolben (3, 4) oder in der Führungshülse (5) ausgebildete Längsnut, durch einen Anschliff des Kolbens (3, 4) und/oder durch eine radial oder schräg durch die Führungshülse (5) verlaufende Bohrung gebildet wird.
  8. Piezoinjektor (2) mit einem hydraulischen Koppler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur hydraulischen Kopplung eines Piezoaktors (15) mit einem Steuerventil (16), mittels dessen der Hub einer Düsennadel (17) steuerbar ist.
  9. Piezoinjektor nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (3) mittels einer Feder (18) in Richtung des Piezoaktors (15) axial vorgespannt ist, wobei vorzugsweise die Feder (18) einerseits unmittelbar oder mittelbar am ersten Kolben (3), andererseits an der Führungshülse (5) abgestützt ist, die hierzu bevorzugt eine gestufte Außenkontur aufweist.
  10. Piezoinjektor nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (4) mittels einer Feder (19) in Richtung eines Ventilglieds (20) des Steuerventils (16) axial vorgespannt ist, wobei vorzugsweise die Feder (19) einerseits unmittelbar oder mittelbar am zweiten Kolben (4), andererseits an der Führungshülse (5) abgestützt ist, die hierzu bevorzugt eine gestufte Innenkontur aufweist.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999018347A1 (de) * 1997-10-02 1999-04-15 Robert Bosch Gmbh Ventil zum steuern von flüssigkeiten
DE10302863B3 (de) 2003-01-25 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh Hydraulischer Koppler für Piezo-Injektoren mit verbesserter Befüllung
WO2006079425A1 (de) * 2004-11-17 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102009000833A1 (de) * 2009-02-13 2010-08-19 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Kopplermodul
DE102009029412A1 (de) * 2009-09-14 2011-03-17 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit hydraulischer Kopplereinheit
WO2011160900A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit hydraulischem koppler

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999018347A1 (de) * 1997-10-02 1999-04-15 Robert Bosch Gmbh Ventil zum steuern von flüssigkeiten
DE10302863B3 (de) 2003-01-25 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh Hydraulischer Koppler für Piezo-Injektoren mit verbesserter Befüllung
WO2006079425A1 (de) * 2004-11-17 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102009000833A1 (de) * 2009-02-13 2010-08-19 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit Kopplermodul
DE102009029412A1 (de) * 2009-09-14 2011-03-17 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor mit hydraulischer Kopplereinheit
WO2011160900A1 (de) * 2010-06-23 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit hydraulischem koppler

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