WO2004076845A1 - sRENNSTOFFEINSPRITZVENTIL - Google Patents

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WO2004076845A1
WO2004076845A1 PCT/DE2004/000280 DE2004000280W WO2004076845A1 WO 2004076845 A1 WO2004076845 A1 WO 2004076845A1 DE 2004000280 W DE2004000280 W DE 2004000280W WO 2004076845 A1 WO2004076845 A1 WO 2004076845A1
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WO
WIPO (PCT)
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injection valve
fuel injection
valve according
section
slave
Prior art date
Application number
PCT/DE2004/000280
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Kammerer
Klaus Noller
Michael Huebel
Thomas Gerschwitz
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
Priority to US10/547,401 priority Critical patent/US7500648B2/en
Priority to DE502004003400T priority patent/DE502004003400D1/de
Priority to JP2005518245A priority patent/JP4072172B2/ja
Priority to EP04711299A priority patent/EP1601868B1/de
Publication of WO2004076845A1 publication Critical patent/WO2004076845A1/de

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
  • a slave piston is guided in the master cylinder, which also closes the master cylinder and thereby forms the hydraulic chamber.
  • a spring is arranged in the hydraulic chamber, which presses the master cylinder and the slave piston apart.
  • this stroke movement is caused by the pressure of a hydraulic fluid in the hydraulic chamber Transfer slave piston, since the hydraulic fluid in the hydraulic chamber can not be compressed and only a small proportion of the hydraulic fluid can escape through the annular gap during the short period of a stroke.
  • the spring pushes the slave piston out of the cylinder and the resulting negative pressure causes the hydraulic fluid to enter the hydraulic space through the annular gap and refill it.
  • the hydraulic coupler automatically adjusts to the linear expansion and pressure-related expansion of a fuel injector.
  • the hydraulic medium is sealed using sealing rings.
  • Fuel injection valves are also known from the prior art, which seal the hydraulic medium with corrugated-tube or bellows-shaped seals.
  • a disadvantage of this known prior art is that the restoring force is applied solely by the spring. Changes in the behavior of the spring, for example due to aging, have a greater impact on the restoring force and thus on the behavior of the coupler. The size of the spring is also increased.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the coupler is simple and inexpensive to manufacture, less expensive to build, reliable durability and its behavior is less dependent on the operating time.
  • the compensation space is connected to the throttle via a transverse bore and / or the compression spring is of spiral design. This makes the coupler particularly easy to set up. 5
  • the coupler can be constructed in a particularly compact, simple and inexpensive manner.
  • the throttle comprises a throttle ball which is guided in an opening with a throttle gap.
  • the perforated disk and sleeve-shaped design by the axial section and the radial section permits compact and simple fastening of the flexible section.
  • a simple, secure and, in particular, hermetically sealed fastening of the flexible section is also advantageous
  • the ends of the flexible section are turned inwards, whereby they are one Form trough.
  • the ends advantageously engage hermetically in the recesses.
  • the internal pressure of the compensation chamber can thus be used advantageously to press the ends of the flexible section in a hydraulically sealing manner against the recesses by means of a pressure transmission via the hydraulic medium and thus to seal them reliably and permanently.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a fuel injection valve according to the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic section of a fuel injection valve in the area of the coupler according to the prior art, similar to the fuel injection valve shown in FIG. 1,
  • Fig. 3 shows an embodiment of a fuel injector according to the invention in the area of the coupler
  • Fig. 4 is a ⁇ further embodiment of a fuel injector according to the invention in the region of the flexible portion of the coupler.
  • the fuel injector 1 shown in FIG. 1 is in the form of a fuel injector 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is particularly suitable for injecting fuel directly into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 comprises a housing 2, in which a piezoelectric or magnetos ' trictive actuator 4 provided with an actuator coating 3 is arranged. An electrical voltage can be supplied to the actuator 4 by means of an electrical line 5, on which an electrical connection 6 protruding from the housing 2 can be formed.
  • the actuator 4 is supported on the upstream side on a master piston 9 of a hydraulic coupler 7 and on the downstream side on an actuator head 8.
  • the hydraulic coupler 7 further comprises a slave piston 10, a compression spring 11 which acts on the hydraulic coupler 7 with a ' preload, and an equalizing chamber 12 which is filled with a hydraulic medium.
  • the fuel is fed centrally via an inlet 14.
  • An actuating body 15, which acts on a valve needle 16 is arranged on the downstream side of the actuator head 8.
  • the valve needle 16 has a valve closing body 17 at its downstream end. This cooperates with a valve seat surface 18, which is formed on a nozzle body 19, to form a sealing seat.
  • a return spring 20 acts on the valve needle 16 so that the fuel injector 1 in the de-energized state of the Actuator 4 remains in the closed state. It also provides for the resetting of the valve needle 16 after the injection phase.
  • the nozzle body 19 is fixed by means of a weld seam 21 in an inner housing 22 which seals the actuator 4 against the fuel.
  • the fuel flows; from the inlet 14 between the housing 2 and the inner housing 22 to the sealing seat.
  • FIG. 2 shows a coupler 7 constructed similarly to the coupler shown in FIG. 1.
  • Hydraulic couplers 7 in fuel injection valves 1 are usually designed on the one hand to convert or translate the stroke of the actuator 4 to the valve needle 16 and / or on the other hand to compensate for temperature-related changes in length of the actuator 4 and the housing 2.
  • the latter as shown in the exemplary embodiment, is realized by means of the coupler 7 designed as a second medium coupler, which contains a hydraulic medium that does not come into contact with the fuel.
  • the hydraulic medium fills the compensation chamber 12 and a coupler volume 23 formed between the master piston 9 and the slave piston 10, which is connected to the compensation chamber 12 via a throttle 24.
  • the compensation chamber 12 is arranged inside and outside of the slave piston 10, the two parts being connected to one another by a transverse bore 31 and the outside part of the compensation chamber 12 being sealed against the fuel flowing through the fuel injection valve 1 by means of a flexible section 13 designed as a corrugated pipe seal.
  • the coupler 7, for example during manufacture, is filled with hydraulic medium through a channel 29, which can be closed, for example, by means of a pressed-in locking ball 30.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a coupler 7 for a fuel injection valve 1 designed according to the invention.
  • the slave piston 10 engages with a cup-shaped first slave section 34 into the hollow-cylindrical master piston 9, which is closed on one side.
  • the slave piston 10 or the first slave section 34 is guided in the master piston 9 so as to be axially movable with a guide gap 38.
  • the guide gap 38 is relatively small, the amount of hydraulic medium flowing through the guide gap 38 being very small. In other exemplary embodiments, the guide gap 38 can perform a throttling function.
  • the slave piston 10 consists of the first slave section 34, a second slave section 35 and a connecting section 33.
  • the first slave section 34 with its closed end together with the base of the master piston 9, delimits the coupler volume 23, the closed end of the first slave section 34 centered the throttle 24 is arranged.
  • the throttle 24 consists of an opening 36 centered in the bottom of the cup-shaped first slave section 24 and a throttle ball 39 guided therein with a throttle gap 37.
  • the open end of the first slave section 34 facing away from the coupler volume 23 is closed by the connecting section 33.
  • the connecting section 33 partially engages in the first slave section 34 and is for example by pressing or welding with it joined motionless.
  • the compression spring 11 is arranged with a prestress in a spring chamber 45 arranged in the first slave section 34.
  • the compression spring 11 is spiral-shaped and presses on the throttle ball 39 under the interposition of a spring plate 40, the throttle ball 39 being supported on the bottom of the master piston 9 in the coupler volume 23.
  • the upper ends of the first slave section 34 and the master piston 9 facing away from the coupler volume 23 lie approximately at the same height, the connecting section 33 with a flange 44 resting on the upper end of the first slave section 34 and partially protruding from the first slave section 34.
  • the flange 44 has approximately the diameter of the first slave section 34.
  • the compensation chamber 12 is delimited by the flexible section 13, the connecting section 33 or the flange 44, the master piston 9 and the first slave section 34, the compensation chamber 12 being connected to the throttle 24 via the transverse bore 31 and the spring chamber 45.
  • the flexible section 13 is elastic and consists, for example, of an elastomer or of steel.
  • the flexible section 13 is divided into an axial section 46 that extends axially to the direction of movement of the slave piston 10 and a radial section 47 that extends radially to the direction of movement of the slave piston 10.
  • the plate-shaped and sleeve-shaped flexible section 13 is thickened at its ends.
  • the flexible section 13 lies with the end formed on the radial section 47 in a second recess 43, which is formed on the side of the flange 44 facing away from the coupler volume 23, and with its end formed on the axial section 46 in a first recess 42, which in the region of the upper end of the 'Master piston 9 is arranged on its outer surface.
  • the recesses 42, 43 are trough-shaped.
  • the thickened end formed on the radial section 47 is hermetically pressed and fixed in the second recess 43 by the second slave section 35, which rests on the top of the connecting section 33 and partially engages in it.
  • the end of the flexible section 13 formed on the axial section 46 is pressed hermetically sealingly into the first recess 42 by a sleeve 41 which partially surrounds the master piston 9 and is thereby fixed.
  • the sleeve comprises the axial section 46 and the transition to the radial section 47 with a precise fit, the sleeve 41 thus serving as a limitation of expansion.
  • the sleeve continues to taper upwards and in this case comprises the second slave section 35 at least partially radially and with an accurate fit with little play.
  • the compression spring 11 can also be arranged outside the spring chamber 45.
  • the dynamic rigidity of the coupler 7 is determined in particular by the size and shape of the throttle gap 37 and, if appropriate, by the size and shape of the guide gap 38.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 according to the invention in the region of the flexible section 13 of the coupler 7, similar to the exemplary embodiment from FIG. 3.
  • both ends of the flexible section 13 are turned inwards, so that troughs 48 form on the sides of the ends of the flexible section 13 facing the compensation space.
  • the ends of the ends lie hermetically in the recesses 42, 43.
  • the shape of the troughs 48 can be semicircular, triangular, oval or polygonal, for example.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and is suitable for any designs of fuel injection valves 1, in particular also for fuel injection valves 1 for self-igniting internal combustion engines and / or fuel injectors opening inwards. All of the described features can be combined with one another as desired.

Landscapes

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

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil hat einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (4), der einen Ventilschliesskörper (17) betätigt, der mit einer Ventilsitzfläche (18) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Ein hydraulischen Koppler (7) umfasst einen Geberkolben (9), einen Nehmerkolben (10) und ein dazwischen ausgebildetes Kopplervolumen (23), wobei das Kopplervolumen (23) über eine Drossel (24) mit einem Ausgleichsraum (12) verbunden ist. Ein elastischer flexibler Abschnitt (13) begrenzt den Ausgleichsraum (12) zumindest teilweise und das Kopplervolumen (23), die Drossel (24) und der Ausgleichsraum (12) sind mit einem Hydraulikmedium gefüllt. Der flexible Abschnitt (13) übt durch eine Vorspannung einen Druck auf das Hydraulikmedium aus und die Kraft einer sich am Nehmerkolben (10) und am Geberkolben (9) direkt und/oder über feste Bauteile (40, 39) abstützenden Druckfeder (11) ist mit einer Vorspannung so gerichtet, dass die Kraft das Kopplervolumen (23) vergrössert.

Description

Brennstoffeinspri zventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der EP 0 477 400 AI ist eine Anordnung für einen in Hubrichtung wirkenden, adaptiven mechanischen Toleranzausgleich für einen Wegtransformator eines piezoelektrischen Aktors für ein Brennstoffeinspritzventil bekannt . Dabei wird der Hub des Aktors über eine Hydraulikkammer übertragen. Die Hydraulikkammer weist ein definiertes Leck mit einer definierten Leckrate auf. Der Hub des Aktors wird über einen Geberkolben in die Hydraulikkammer eingeleitet und über einen Nehmerkolben auf ein anzutreibendes Element übertragen. Dieses Element ist beispielsweise eine Ventilnadel eines Brennstoffeinspritzventils .
Im Geberzylinder ist ein Nehmerkolben geführt, der den Geberzylinder ebenfalls abschließt und hierdurch die Hydraulikkammer bildet. In der Hydraulikkammer ist eine Feder angeordnet, die den Geberzylinder und den Nehmerkolben auseinanderdrückt . Wenn der Aktor auf den Geberzylinder eine Hubbewegung überträgt, wird diese Hubbewegung durch den Druck eines Hydraul kfluids in der Hydraulikkammer auf den Nehmerkolben übertragen, da das Hydraulikfluid in der Hydraulikkammer sich nicht zusammenpressen läßt und nur ein geringer Anteil des Hydraulikfluids durch den Ringspalt während des kurzen Zeitraumes eines Hubes entweichen kann. In der Ruhephase, wenn der Aktor keine Druckkraft auf den Geberzylinder ausübt, wird durch die Feder der Nehmerkolben aus dem Zylinder herausgedrückt und durch den entstehenden Unterdruck dringt über den Ringspalt das Hydraulikfluid in den Hydraulikraum ein und füllt diesen wieder auf . Dadurch stellt sich der hydraulische Koppler automatisch auf Längenausdehnungen und druckbedingte Dehnungen eines Brennstoffeinspritzventils ein. Die Abdichtung des Hydraulikmediums erfolgt über Dichtringe.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem Brennstoffeinspritzventile bekannt, die mit wellrohr- bzw. wellbalgförmigen Dichtungen das Hydraulikmedium abdichten.
Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, daß die Rückstellkraft allein durch die Feder aufgebracht wird. Änderungen im Verhalten der Feder, beispielsweise durch Alterung, wirken sich so verstärkt auf die Rückstellkraft und somit auf das Verhalten des Kopplers aus . Außerdem ist die Baugröße der Feder erhöht .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Koppler einfach und kostengünstig herstellbar, weniger aufwendig gebaut, zuverlässig dauerlauffest ist und sein Verhalten weniger von der Betriebsdauer abhängt .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich. In ersten Weiterbildungen ist der Ausgleichsraum über eine Querbohrung mit der Drossel verbunden und/oder die Druckfeder ist spiralförmig ausgebildet. Dadurch läßt sich der Koppler besonders einfach aufbauen. 5
Durch die tassenförmige Ausbildung eines ersten Nehmerabschnitts des Nehmerkolbens, dessen Boden das Kopplervolumen teilweise begrenze, durch die axiale Führung des ersten Nehmerabschnitts mit einem Führungsspiel im
10 Geberkolben, durch die teilweise tassenförmige Umschließung des ersten Nehmerabschnitts durch den Geberkolben und durch die Anordnung der Drossel im Boden des tassenförmigen ersten Nehmerabschnitts kann der Koppler besonders kompakt, einfach und kostengünstig aufgebaut werden.
15
In einer weiteren Weiterbildung umfaßt die Drossel eine Drosselkugel, die mit einem Drosselspalt in einer Öffnung geführt ist. Dadurch ist die Drossel einfach' aufgebaut und die Druckfeder kann sich in einfacher Weise über die
20. Drosselkugel an einer das Kopplervolumen begrenzenden Fläche des Geberkolbens abstützen, wodurch wiederum eine einfach und kompakte Bauweise gegeben ist.
Die lochscheiben- und hülsenförmige Ausbildung durch den 25 Axialabschnitt und den Radialabschnitt läßt eine kompakte und einfache Befestigung des flexiblen Abschnitts zu.
Eine einfache, sichere und insbesondere hermetisch dichte Befestigung des flexiblen Abschnitts wird vorteilhaft auch
30 dadurch erreicht, daß das am Radialabschnitt ausgebildete Ende in eine am Nehmerkolben ausgebildete zweite Ausnehmung eingreift und/oder das am Axialabschnitt ausgebildete Ende in eine am Geberkolben angeordnete Ausnehmung eingreift . Dies läßt sich durch eine muldenförmige Ausbildung der
35 Ausnehmungen, durch geklemmte Befestigung der Enden und durch verdickte Enden weiter verbessern.
In einer weiteren Weiterbildung sind die Enden des flexiblen Abschnitts nach innen eingeschlagen, wobei sie dabei eine Mulde bilden. Vorteilhafterweise greifen die Enden dabei hermetisch dicht in die Ausnehmungen ein. Der Innendruck des Ausgleichsraums kann dadurch vorteilhaft genutzt werden um durch ein Druckübertragung über das Hydraulikmedium die Enden des flexiblen Abschnitts hydraulisch dichtend gegen die Ausnehmungen zu drücken und damit zuverlässig und dauerhaft abzudichten.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt eines Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Kopplers gemäß dem Stand der Technik, ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventil ,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des Kopplers und
Fig. 4 ein ■ weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich des flexiblen Abschnitts des Kopplers .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft beschrieben.
Bevor die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher beschrieben wird, wird zum besseren Verständnis ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik in seinen wesentlichen Bauteilen in den Fig. 1 und 2 kurz erläutert . Übereinstimmende Bauteile sind dabei in den Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Das in Fig. 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspriczanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt . Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt ein Gehäuse 2, in welchem ein mit einer Aktorumspritzung 3 versehener piezoelektrischer oder magnetos'triktiver Aktor 4 angeordnet ist. Dem Aktor 4 kann mittels einer elektrischen Leitung 5, an welcher ein aus dem Gehäuse 2 ragender elektrischer Anschluß 6 ausgebildet sein kann, eine elektrische Spannung zugeführt werden. Der Aktor 4 stützt sich zustromseitig an einem Geberkolben 9 eines hydraulischen Kopplers 7 und abströmseitig an einem Aktorkopf 8 ab. Der hydraulische Koppler 7 umfaßt weiterhin einen Nehmerkolben 10, eine Druckfeder 11, welche den hydraulischen Koppler 7 mit einer' Vorspannung beaufschlagt, und einen Ausgleichsraum 12, welcher mit einem Hydraulikmedium gefüllt ist. Der Brennstoff wird über einen Zulauf 14 zentral zugeführt.
Eine detaillierte Beschreibung des Kopplers 7 sowie seiner Funktion ist der Beschreibung zu Fig. 2 zu entnehmen.
Abströmseitig des Aktorkopfes 8 ist ein Betätigungskörper 15 angeordnet, welcher auf eine Ventilnadel 16 einwirkt. Die Ventilnadel 16 weist an ihrem abströmseitigen Ende einen Ventilschließkörper 17 auf. Dieser wirkt mit einer Ventilsitzfläche 18, welche an einem Düsenkörper 19 ausgebildet ist, zu einem, Dichtsitz zusammen. Eine Rückstellfeder 20 beaufschlagt die Ventilnadel 16 so, daß das Brennstoffeinspritzventil 1 im unbestromten Zustand des Aktors 4 in geschlossenem Zustand verbleibt. Weiterhin sorgt sie nach der Einspritzphase für die Rückstellung der Ventilnadel 16.
Der Düsenkörper 19 ist mittels einer Schweißnaht 21 in einem Innengehäuse 22 fixiert, welches den Aktor 4 gegen den Brennstoff abdichtet. Der Brennstoff strömt; vom Zulauf 14 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Innengehäuse 22 zum Dichtsitz .
Fig. 2 zeigt einen ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten Koppler aufgebauten Koppler 7.
Hydraulische Koppler 7 in Brennstoffeinspritzventilen 1 sind gewöhnlich einerseits zur Um- oder Übersetzung des Hubs des Aktors 4 auf die Ventilnadel 16 und/oder andererseits zum Ausgleich temperaturbedingter Längenänderungen des Aktors 4 und des Gehäuses 2 konzipiert. Letzteres wird, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, mittels des als Zweitmediumkoppler ausgeführten Kopplers 7 realisiert, welcher ein nicht mit dem Brennstoff in Berührung kommendes Hydraulikmedium enthält. Das Hydraulikmedium füllt dabei den Ausgleichsraum 12 und ein zwischen Geberkolben 9 und Nehmerkolben 10 ausgebildetes Kopplervolumen 23, welches mit dem Ausgleichsraum 12 über eine Drossel 24 verbunden ist.
Der Ausgleichsraum 12 ist innerhalb und außerhalb des Nehmerkolben 10 angeordnet, wobei die beiden Teile durch eine Querbohrung 31 miteinander verbunden sind und der außerhalb liegende Teil des Ausgleichsraums 12 mittels eines als Wellrohrdichtung ausgeführten flexiblen Abschnitts 13 gegenüber dem das Brennstoffeinspritzventil 1 durchströmenden Brennstoff abgedichtet ist.
Bei Temperaturänderungen wird Hydraulikmedium zwischen dem Kopplervolumen 23 über die Drossel 24 mit dem Ausgleichsraum 12 ausgetauscht. Der notwendige Befülldruck wird dabei über die im Nehmerkolben 10 in einem Druckspeicherraum 32 angeordnete Druckfeder 11 aufgebracht. Diese ist zwischen einem ersten Verschlußkörper 25 und einem zweiten Verschlußkörper 26 angeordnet, wobei ersterer eine Nut 27 mit einem darin angeordneten Dichtring 28 zur Abdichtung des Kopplerraumes 12 aufweist.
Die Befüllung des Kopplers 7, beispielsweise bei der Herstellung, mit Hydraulikmedium erfolgt durch einen Kanal 29, welcher beispielsweise mittels einer eingepreßten Verschlußkugel 30 verschlossen sein kann.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kopplers 7 für ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Brennstoffeinspritzventil 1. Der Nehmerkolben 10 greift mit einem becherförmigen ersten Nehmerabschnitt 34 in den einseitig geschlossenen hohlzylinderförmigen Geberkolben 9 ein. Der Nehmerkolben 10 bzw. der erste Nehmerabschnitt 34 ist im Geberkolben 9 axial beweglich mit einem Führungsspalt 38 geführt. Der .Führungsspalt 38 ist relativ klein, wobei die durch den Führungsspalt 38 strömende Menge an Hydraulikmedium sehr klein ist . In anderen Ausführungsbeispielen kann der Führungsspalt 38 eine Drosselfunktion ausüben.
In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Nehmerkolben 10 aus dem ersten Nehmerabschnitt 34, einem zweiten Nehmerabschnitt 35 und einem Verbindungsabschnitt 33. Der erste Nehmerabschnitt 34 begrenzt mit seinem geschlossenen Ende zusammen mit dem Grund des Geberkolbens 9 das Kopplervolumen 23, wobei im geschlossenen Ende des ersten Nehmerabschnitts 34 zentriert die Drossel 24 angeordnet ist. Die Drossel 24 besteht aus einer zentriert im Boden des becherförmigen ersten Nehmerabschnitts 24 angeordneten Öffnung 36 und einer darin mit einem Drosselspalt 37 geführten Drosselkugel 39.
Das offene, dem Kopplervolumen 23 abgewandte Ende des ersten Nehmerabschnitts 34 ist durch den Verbindungsabschnitt 33 verschlossen. Der Verbindungsabschnitt 33 greift dabei teilweise in den ersten Nehmerabschnitt 34 ein und ist beispielsweise durch Pressen oder Schweißen mit diesem bewegungsfest gefügt. Zwischen dem in den ersten Nehmerabschnitt 34 eingreifenden Ende des Verbindungsabschnitts 33 und der Drosselkugel 39 ist die Druckfeder 11 mit einer Vorspannung in einem im ersten Nehmerabschnitt 34 angeordneten Federraum 45 angeordnet.
Die Druckfeder 11 ist spiralförmig und drückt auf die Drosselkugel 39 unter Z ischenlage eines Federtellers 40, wobei sich die Drosselkugel 39 am Boden des Geberkolbens 9 im Kopplervolumen 23 abstützt. Die oberen, dem Kopplervolumen 23 abgewandten Enden des ersten Nehmerabschnitts 34 und des Geberkolbens 9 liegen etwa auf gleicher Höhe, wobei der Verbindungsabschnitt 33 mit einem Flansch 44 auf dem oberen Ende des ersten Nehmerabschnitts 34 aufliegt und teilweise aus dem ersten Nehmerabschnitt 34 heraus ragt . Der Flansch 44 hat etwa den Durchmesser des ersten Nehmerabschnitts 34.
Der Ausgleichsraum 12 wird durch den flexiblen Abschnitt 13, den Verbindungsabschnitt 33 bzw. den Flansch 44, den Geberkolben 9 und den ersten Nehmerabschnitt 34 begrenzt, wobei der Ausgleichsraum 12 über die Querbohrung 31 und den Federraum 45 mit der Drossel 24 in Verbindung steht . Der flexible Abschnitt 13 ist elastisch und besteht beispielsweise aus einem Elastomer oder aus Stahl.
In diesem Ausführungsbeispiel teilt sich der flexible Abschnitt 13 in einen zur Bewegungsrichtung des Nehmerkolbens 10 axial verlaufenden Axialabschnitt 46 und einen radial zur Bewegungsrichtung des Nehmerkolbens 10 verlaufenden Radialabschnitt 47 auf. Der dadurch teller- und hülsenförmig gestaltete flexible Abschnitt 13 ist an seinen Enden verdickt. Der flexible Abschnitt 13 liegt mit dem am Radialabschnitt 47 ausgebildeten Ende in einer zweiten Ausnehmung 43, welche an der dem Kopplervolumen 23 abgewandten Seite des Flansches 44 ausgebildet ist, und mit seinem am Axialabschnitt 46 ausgebildeten Ende in einer ersten Ausnehmung 42, welche im Bereich des oberen Endes des 'Geberkolbens 9 an seiner Außenfläche angeordnet ist. Die Ausnehmungen 42, 43 sind muldenförmig.
Das am Radialabschnitt 47 ausgebildete verdickte Ende wird durch den zweiten Nehmerabschnitt 35, welcher oben auf dem Verbindungsabschnitt 33 aufliegt und in diesen teilweise eingreift, in die zweite Ausnehmung 43 hermetisch dichtend gepreßt und dabei fixiert. Das am Axialabschnict 46 ausgebildete Ende des flexiblen Abschnitts 13 wird durch eine den Geberkolben 9 teilweise umfassende Hülse 41 in die erste Ausnehmung 42 hermetisch dichtend gepreßt und dabei fixiert .
Die Hülse umfaßt den Axialabschnitt 46 und den Übergang zum Radialabschnitt 47 passgenau, wobei die Hülse 41 so als Ausdehnungsbegrenzung dient. Die Hülse setzt sich nach dem Axialabschnitt 46 verjüngt nach oben fort und umfaßt dabei den zweiten Nehmerabschnitt 35 wenigstens teilweise radial und passgenau mit einem geringen Spiel.
Über lange Zeiträume auf den Koppler 7 axial wirkende Kräfte, wie sie beispielsweise bei einer temperaturbedingten Ausdehnung des Aktors 4 auftreten, bewirken eine Verkleinerung des Kopplervolumens 23 durch Abfließen von Hydraulikmedium vom Kopplervolumen 23 durch die Drossel 24 über den Federraum 45 und die Querbohrung 31 in den Ausgleichsraum 12, der durch den elastischen und membranartigen flexiblen Abschnitt 13 teilweise begrenzt ist. Durch eine Vorspannung des flexiblen Abschnitts 13 und der Druckfeder 11 wird ein das Kop lervolumen 23 vergrößernder Druck auf das Hydraulikmedium ausgeübt, wobei die Druckfeder 11 nur über feste Bauteile, ohne über das Hydraulikmedium zu wirken, den Geberkolben 9 und Nehmerkolben 10 auseinander drückt.
Die Druckfeder 11 kann auch außerhalb des Federraums 45 angeordnet sein. Die dynamische Steifigkeit des Kopplers 7 wird insbesondere durch die Größe und Form des Drosselspalts 37 und ggf. durch die Größe und Form des Führungsspalts 38 bestimmt.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsge äßen Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des flexiblen Abschnitts 13 des Kopplers 7, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3. Im Unterschied zum in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Enden des flexiblen Abschnitts 13 nach innen eingeschlagen, so daß sich an den dem Ausgleichsraum 12 zugewandten Seiten der Enden des flexiblen Abschnitts 13 Mulden 48 bilden. Die Enden liegen mit ihren Außenflächen hermetisch dicht in den Ausnehmungen 42, 43 an. Die Form der Mulden 48 kann dabei beispielsweise halbkreisförmig, dreieckig, oval oder mehreckig ausgebildet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und für beliebige Bauformen von Brennstoffeinspritzventilen 1, insbesondere auch für Brennstoffeinspritzventile 1 für selbstzündende Brennkraftmaschinen und/oder nach innen öffnende Brennstoffeinspritzventile, geeignet. Sämtliche beschriebene Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor (4), der einen Ventilschließkörper (17) betätigt, der mit einer Ventilsitzfläche (18) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, und mit einem hydraulischen Koppler (7), der einen Geberkolben (9) , einen Nehmerkolben (10) und ein dazwischen ausgebildetes Kopplervolumen (23) umfaßt, wobei das Kopplervolumen (23) über eine Drossel (24) mit einem Ausgleichsraum (12) verbunden ist, ein elastischer flexibler Abschnitt (13) den Ausgleichsraum (12) zumindest teilweise begrenzt und das Kopplervolumen (23) , die Drossel (24) und der Ausgleichsraum (12) mit einem Hydraulikmedium gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Abschnitt (13) durch eine Vorspannung einen Druck auf das Hydraulikmedium ausübt und die Kraft einer sich am Nehmerkolben (10) und/oder am Geberkolben (9) direkt und/oder über feste Bauteile (40, 39) abstützenden Druckfeder (11) mit einer Vorspannung so gerichtet ist, daß die Kraft das Kopplervolumen (23) vergrößert.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (12) über eine Querbohrung (31) mit der Drossel (24) verbunden ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (11) spiralförmig ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (11) im Nehmerkolben (10) in einem Federraum (45) angeordnet ist.
5. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nehmerkolben (10) einen tassenförmigen ersten Nehmerabschnitt (34) ■ aufweist, dessen Boden das Kopplervolumen (23) teilweise begrenzt.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Nehmerabschnitt (34) axial mit einem Führungsspiel (38) im Geberkolben (9) geführt ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 oder '6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberkolben (9) den ersten Nehmerabschnitt (34) teilweise tassenförmig umschließt.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (24) im Boden des tassenförmigen ersten Nehmerabschnitts (34) angeordnet ist.
9. Brennsto feinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (24) eine Drosselkugel (39) umfaßt, die mit einem Drosselspalt (37) in einer Öffnung (36) geführt ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckfeder (11) über die Drosselkugel (39) abstützt.
11. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckfeder (11) über einen Federteller (40) an der Drosselkugel (39) abstützt.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drosselkugel (39) an einer das Kopplervolumen (23) begrenzenden Fläche des Geberkolbens (9) abstützt.
13. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (12) durch den flexiblen Abschnitt
(13), den Nehmerkolben (10) und den Geberkolben (9) begrenzt ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der . flexible Abschnitt (13) einen axial zur Bewegungsrichtung des Nehmerkolbens (10) verlaufenden Axialabschnitt (46) und einen zur Bewegungsrichtung des Nehmerkolbens (10) radial verlaufenden Radialabschnitt (47) aufweist .
15. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Abschnitt (13) lochscheibenförmig und hülsenförmig ist.
16. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das am Radialabschnitt (47) ausgebildete Ende in eine am Nehmerkolben (10) ausgebildete zweite Ausnehmung (43) eingreift und/oder das am Axialabschnitt (46) ausgebildete Ende in eine am Geberkolben (9) angeordnete erste Ausnehmung (42) ' eingreift .
17. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Ausnehmungen (42, 43) muldenförmig ist .
18. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausnehmung (43) zwischen einem
Verbindungsabschnitt (33) und einem zweiten Nehmerabschnitt
(35) des Nehmerkolbens (10) angeordnet ist.
19. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 16 bis 18 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Radialabschnitts (47) geklemmt oder hermetisch dicht geklemmt ist.
20. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Axialabschnitts (46) zwischen der Außenfläche des Geberkolbens (9) und einer diesen wenigsten teilweise umfassenden Hülse (41) geklemmt, insbesondere - hermetisch dicht geklemmt, ist.
21. Brennstoffeinspritzventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des flexiblen Abschnitts (13) verdickt sind.
22. Brennsto feinspritzventil nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Enden des flexiblen Abschnitts (13) nach innen eingeschlagen ist und dabei eine Mulde (48) bildet.
23. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine eingeschlagene Ende des flexiblen
Abschnitts (13) mit seiner Außenfläche hermetisch dicht in der Ausnehmung (42, 43) liegt.
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