WO2018108316A1 - Piston control assembly, in particular for a fuel injector - Google Patents

Piston control assembly, in particular for a fuel injector Download PDF

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WO2018108316A1 PCT/EP2017/001423 EP2017001423W WO2018108316A1 WO 2018108316 A1 WO2018108316 A1 WO 2018108316A1 EP 2017001423 W EP2017001423 W EP 2017001423W WO 2018108316 A1 WO2018108316 A1 WO 2018108316A1
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control
piston
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fuel injector
displacement
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Ingmar Berger
Enrico Bärow
Michael Nitsche
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L'orange Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a piston control arrangement according to the preamble of claim 1, in particular for a fuel injector.
  • a fuel cushion is able to dampen the impact, this is not possible in the desired manner with fuel gas injectors.
  • conventional controls for the valve member in particular double acting piston controls, the contact point of the nozzle valve member and seat is subject to a high load due to insufficient damping, which can result in increased wear.
  • pressure waves are induced which can reach large amplitudes. As a result, the component load increases again.
  • the present invention has the object to provide a control device for fuel injectors, which is suitable to the intended
  • a piston control arrangement is proposed, in particular for a fuel injector.
  • a fuel injector may be intended for use with liquid fuel, eg, diesel fuel, bio-oil, or heavy oil, preferably (alternatively or additionally) for use with fuel gas, for example, off-gas, biogas, natural gas, or similar gaseous fuel.
  • a fuel injector formed with the piston control assembly is a dual-fuel fuel injector or a multi-fuel injector means intended for use with liquid fuel and fuel gas, wherein operating pressure levels may be at liquid fuel beyond 2500 bar, with the fuel gas ausudüsenden for example at 350 bar or more.
  • the fuel injector can be provided in the context of the invention for a large engine, for example a motor vehicle such as a ship, a locomotive or a utility or special vehicle, or be provided for example for a stationary device, eg for a combined heat and power plant, an (emergency ) Generator, eg also for industrial applications.
  • a large engine for example a motor vehicle such as a ship, a locomotive or a utility or special vehicle, or be provided for example for a stationary device, eg for a combined heat and power plant, an (emergency ) Generator, eg also for industrial applications.
  • the piston control arrangement is particularly suitable for use with a fuel gas nozzle valve member of a fuel injector, that is to say to effect a stroke control of the same in addition to reliable impact damping.
  • the piston control assembly includes a control housing with a (control) piston received therein.
  • the control housing may generally in the manner of a hollow cylinder or as
  • Hollow chamber may be formed on a fuel injector, for example in a fuel injector housing element such as a nozzle body.
  • the control piston can, for example, in
  • control piston in the control housing in a displacement direction (in particular in positive and negative displacement direction) hydraulically back and forth (hub) controllable or displaceable, wherein the control piston can assume a first and a second end position.
  • a first control chamber in the control housing minimum volume, in the second end position, a second control chamber in the control housing (which control chambers are formed in particular in the displacement direction respectively opposite sides of the control piston).
  • the working element may be, for example, a piston rod member, further including, for example, a valve member (such as a (fuel gas) nozzle valve member of a fuel injector).
  • the working element emerges in particular from the control housing - on a working side of the piston control arrangement - from.
  • the piston control arrangement itself forms the functionality of a hydraulically directly controllable, double-acting hydraulic cylinder, that is to say in particular with a control piston which can be pressurized on both sides by hydraulic pressure.
  • control piston is surrounded by an annular piston received in the control housing (insofar as the piston control arrangement comprises a double piston arrangement of control piston and ring piston).
  • the annular piston is in this case also in a first and a second end position, corresponding to the end positions of the control piston (ie, with the first and second end position of the control piston), in the displacement direction hydraulically controllable back and forth.
  • the annular piston is preferably guided on the outer peripheral side or with an outer wall on a wall (inner wall) of the control housing, on the inner peripheral side or with an inner wall on the outer wall of the control piston.
  • a sliding seal can be effected both between the annular piston and the control housing and between the annular piston and the control piston, i. the pistons are preferably mounted slidably against each other.
  • ring sealing elements could also be considered, for example, piston rings.
  • the piston control arrangement is further configured such that the annular piston leads the control piston in a hydraulically controlled displacement of the control piston (and thus the working element) in a respective end position (in the control housing) and in this case assumes the (respective) end position before the control piston corresponding end position occupies.
  • the annular piston may preferably have a more dynamic response at Steuertikbeaufschlagung than the control piston (including working element).
  • the annular piston is designed, for example, with respect to its pressure acting surfaces, its inertia, the design of its guide surfaces and, for example, its release behavior from a respective end position suitable for such a rapid action.
  • the piston control arrangement is also set up, with or from reaching or receiving respective end positions of the annular piston and continuing, lagging displacement of the control piston (in the corresponding end position of the annular piston end position) hydraulic fluid or control fluid (especially exclusively) via at least one in the respective - occupied by the annular piston - acting end position throttle device of the annular piston from the control housing to displace (by means of the still lagging control piston).
  • throttling piston for each of the two end positions (first and second end position) depending on a throttle device providing annular piston.
  • a respective throttle device may be formed, for example, by means of at least one throttle bore through the annular piston, a recess such as a groove or a notch on the annular piston, wherein for example in positive or negative displacement direction at least one throttle device at the end or at an end portion.
  • the thus configured piston control arrangement thus makes it possible to first displace the annular piston into one or the other end position, wherein the latter in particular overflows a respective control fluid opening on the control housing, so that the control fluid port, with the exception of a throttle cross section controlled in overlap or overlap with the control fluid port, at least one, acting in this end position throttle device of the annular piston is blocked.
  • the control piston which subsequently reaches the corresponding end position must then displace the control fluid still to be displaced from the control housing via this at least one annular piston throttle device to the control fluid port.
  • an intended damping profile can also be adjusted in a simple manner, for example also by means of throttle cross sections, which vary in the direction of displacement over the length of the throttle device.
  • throttle cross sections which vary in the direction of displacement over the length of the throttle device.
  • Such may, for example, taper from a longitudinal central region of the annular piston to an end portion or change its shape.
  • the piston control arrangement is in this case designed such that at least one, preferably all of the throttle devices for a displacement of hydraulic fluid from the control housing can be flowed through transversely to the direction of displacement.
  • a throttle device is preferably radially oriented or can be flowed through.
  • control lines or control line paths are guided to the control housing, in particular to a first and second control chamber as already mentioned above on both sides of the piston or to the control fluid on the control housing to which the pressure has been displaced via the throttle devices Hydraulic fluid is drained.
  • the control lines are also preferably guided transversely to the direction of displacement to the control housing or the control fluid openings, so that a control fluid outflow can take place in a streamlined manner via a respective correspondingly transversely throughflowable throttling device.
  • particularly preferred embodiments may be such that the control lines open (on or off) annularly (in the circumferential direction of the control housing) into the control housing, for which purpose the control housing has an annular control fluid opening (ring mouth) on a respective control chamber (in the circumferential direction of the control housing) Control housing).
  • the throttle openings or throttle cross-sections of a respective throttle device are distributed over the circumference of the annular piston, so that a rotational position-related alignment of the annular piston to the control housing, thus an anti-rotation, advantageously unnecessary and continue to distribute control fluid advantageously homogeneously distributed over the circumference or fed is.
  • approximately equal pressure in the circumferential direction of the piston can be produced, thus advantageously avoiding tilting thereof during a displacement.
  • the piston control arrangement is capable of the control piston and the annular piston from the respective end position on the - by means of the control lines - transversely to the displacement direction to the control housing supplied hydraulic fluid also to displace, including preferably suitable pressure shoulder surfaces on the control piston and / or the annular piston are provided.
  • a pressure shoulder surface may be formed, for example, as an end chamfer or stepped surface on the piston.
  • the working element which is mitverlagert with the control piston, in particular a nozzle valve member, which is hubêtbarbar via the piston control arrangement by displacement of the control piston, further preferably a fuel gas nozzle valve member or a fuel gas nozzle needle.
  • a fuel injector with the piston control arrangement is preferably designed to effect a stop damping of the nozzle valve member by means of the hydraulic fluid displaced via the respective throttle device acting in the assumed end position or the associated braking effect.
  • the piston control arrangements can communicate via common control lines, for example by means of ring arrangements of the control lines as discussed above.
  • ring arrangements in which a respective control line opens, for example, each on both sides of a respective control housing, in particular preferably each in a ring mouth, can be formed on the injector in an advantageously simple manner, for example by means of grooves, which are incorporated in end faces of housing elements.
  • a common hydraulic control of all piston control arrangements can be carried out in a simple manner via a single control valve, to which the control lines communicating with the piston control arrangements are guided.
  • the hydraulic fluid used to control the respective piston control arrangement may be liquid fuel or, for example, a control oil.
  • the invention also proposes an internal combustion engine which has at least one fuel injector as discussed above.
  • an internal combustion engine which has at least one fuel injector as discussed above.
  • FIG. 1 shows an example and schematically greatly simplified in partial section a piston control arrangement in a fuel injector according to a possible embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows by way of example and schematically a view of the piston control arrangement with a first piston position, in which both pistons are in a first end position.
  • FIG. 3 analogous to FIG. 2, the piston control arrangement with a second piston position.
  • Fig. 4 analogous to Fig. 2 and 3, the piston control arrangement with a third piston position, in which both pistons are in a second end position.
  • FIG. 5 shows an example and schematically a view of the annular piston, wherein the
  • Fig. 7 analogous to Fig. 5 and 6, the annular piston with slit-shaped throttle cross sections of
  • FIG. 8 shows by way of example and schematically a view of a fuel injector with a
  • a piston control arrangement 1 in particular formed in a fuel injector 3, the fuel injector 3 being a fuel gas injector arranged for fuel gas ejection, in particular formed as part of a dual-fuel fuel injector (a liquid fuel injector part is not shown, however).
  • the piston control assembly 1 comprises a control housing 5, which may for example be formed in a nozzle body 7 of the fuel injector 3, e.g. as a hollow chamber.
  • the nozzle body 7 may have a blind hole or a bore, which (s) is capped, for example, by a lidding element 9 such as a washer or a valve housing.
  • a (control) piston 1 1 is added, which in a displacement direction A hydraulically back and forth controllable (that is, in positive "+ A” and negative "-A" displacement direction), the control piston 11 is a first and take a second end position (this will be discussed in more detail below in the context of Figures 2 to 4).
  • the control piston 11 is formed substantially cylindrical or piston-shaped and further connected to a working element 13, which on the control piston 1 1 - in the same hydraulic control - mitverlagert (in the displacement direction ⁇ A).
  • the working element 13 is in particular a (fuel gas) nozzle valve member or a (fuel gas) nozzle needle, which via the piston control arrangement 1, in particular its control piston 1 1 (together with this), (extent Controlled in the seat 15 is the ejection of fuel gas via a downstream nozzle assembly 17 of the fuel injector 3 is prevented controlled from the seat 15, the fuel injector 3 (FIG. in the operating case) fuel gas from a fuel gas nozzle chamber 19 and the nozzle assembly 17 eject.
  • the fuel gas is supplied to the nozzle chamber 19, with a pressure level of, for example, 350 bar, preferably via a high-pressure line 21, which has a Fuel gas inlet 23 of the fuel injector with the nozzle chamber 19 connects. Furthermore, the nozzle valve member 13 emerges on the nozzle side from the control housing 5 (where it is then guided over a section in a guide (of the nozzle body 7)).
  • the control piston 11 is received in the control housing 5 surrounded by an annular piston 25 (ie, the annular piston 25 and the control piston 11 form a double-piston arrangement).
  • the annular piston 25 is displaceable separately from the control piston 1 1, ie in the displacement direction ⁇ A.
  • the annular piston 25 is also in a first and second end position, corresponding to the end positions of the control piston 1 1, in the displacement direction ⁇ A hydraulically controllable back and forth.
  • the annular piston 25 has substantially the height of the control piston 1 1 and nestles
  • hydraulic fluid may serve, for example, a control oil or liquid fuel, which is supplied to the fuel injector 3 from an external source 31 (high) pressurized.
  • piston control arrangement 1 For the hydraulic control of the pistons 1 1, 25 (control piston 1 1, annular piston 25) in the context of the piston control arrangement 1 is a respective control chamber 27, 29 and a first and in the displacement direction ⁇ A opposite second (front) side of the piston first 1, 25 in the control housing 5 hyraulisch druckbeaufschlagbar.
  • the control lines 33, 35 are each guided to a - common - control valve 37, preferably in the form of a 4/2-way valve, which in the context of the fuel injector 3 as a pilot valve is provided or acts.
  • the control valve 37 is further connected via flow paths with the control fluid source 31 and a leakage outlet 39 or a low-pressure side (eg a tank) in connection.
  • a low-pressure side eg a tank
  • one of the control chambers 27 and 29 can be relieved hydraulically (via control fluid control via the control valve 37 to the low pressure side 39, ND) while the other control chamber 29 and 27 is hydraulically loaded (via metering of control fluid via the control valve 37 by the control fluid source 31) and vice versa.
  • control chambers 27, 29 allows, in the context of which the control piston 1 1 and the annular piston 25 are both controllable from the first end position to the second end position (from a nozzle distal End- läge in a near-nozzle end position) and vice versa.
  • the piston control assembly 1 is arranged in accordance with the invention so that the annular piston 25 leads the control piston 1 1, i. in a hydraulically controlled displacement of the control piston 11 (in particular together with the nozzle valve member 13) in a respective end position, wherein the annular piston 25 takes the respective end position in time before the control piston 1 1.
  • the annular piston 25 is configured so that its response to a controlled hydraulic pressure loading or switching between the control chambers 27, 29 with the result of releasing from the respective end position and the displacement in the other end position is faster than that of the control piston 11.
  • the annular piston 25 is at a corresponding Steuerdruckbeetzschung ever time before the lagging control piston 1 1 (including nozzle valve member 13) in the respective end position.
  • annular piston 25 in addition to a smaller mass inertia relative to that of the control piston 1 1 (including associated nozzle valve member 13), for. also relatively large-sized pressure acting surfaces on (front side), e.g. still only slightly friction-bearing contact surfaces on the
  • Peripheral walls (individual aspects will be discussed in more detail below with reference to FIGS. 2 to 7).
  • the piston control arrangement 1 is further set up, in particular for achieving the intended impact damping of the nozzle valve member 13, with or from reaching or taking a respective end position of the annular piston 25 and still persistent, lagging displacement of the control piston 11, hydraulic fluid via at least one in the respective - end position acting throttle device 41 or 43 of the annular piston 25 to be displaced from the control housing 5 (by means of the trailing control piston 11, in each case in one of the guided to the control housing 5 control lines 33, 35; over the mouth 45 and 47).
  • the annular piston 25 per prisestbare end position a throttle device 41 and 43, which acts in the corresponding end position.
  • the leading annular piston 25 passes over upon reaching a respective end position, first an orifice 45 and 47 of the corresponding control line 33 and 35 in the control housing 5, whereupon control fluid from the corresponding control chamber 27 and 29 via the control piston 11 only over that Throttle device 41 and 43 of the annular piston 25 can be displaced, which acts in this assumed end position (and insofar as the communication with the control line 33 and 35 is maintained (by overlapping
  • the orifices 45 and 47 of the control lines 33 and 35 are each formed on opposite end portions of the control housing 5, woneben also the throttle devices 41 and 43 of the annular piston 25 are formed at respective opposite end portions thereof. It can thus be effected that the control fluid is also displaced (ie over the entire travel of the control piston 11) until it reaches the respective end position of the control piston 11 (adjacent to a respective control housing front side) via the throttling device 41 or 43 acting in the respective end position. As can be seen, it is further provided according to FIG. 1 that the throttling device 41 or 43 acting in the respective end position can be flowed through for displacement of hydraulic fluid from the control housing 5 transversely to the displacement direction ⁇ A.
  • the respective throttle device 41, 43 are made extremely inexpensive and robust on the annular piston 25, in particular by simply formable throttle openings or cross-sections across the Wall.
  • the overall height of the control housing 5 together with the control lines 33, 35 can be made very small, which criterion is always considerable, especially in space-constrained Injektorum structurien.
  • the control line paths 33, 35, via which the hydraulic fluid displaced via the throttle device 41, 43 acting in the respective end position can be discharged are also oriented transversely to the direction of displacement , ie in such a way that the displaced hydraulic fluid can be discharged in a streamlined manner.
  • control piston 1 1 and the annular piston 25 from the respective end position over the transverse to the displacement direction ⁇ A to the control housing 5 supplied hydraulic fluid or the associated control pressure are displaced (from the respective end position and releasably displaceable towards the other end position), ie via the radially or transversely opening control lines 33, 35.
  • both the annular piston 25 and the control piston 1 1 suitably provided pressure shoulder surfaces 49 (for control pressure introduction) on.
  • the control piston 11 can, at its nozzle-distal end, e.g. a pressure shoulder surface 49 in the form of a ring inclined surface or bevel (or, for example, a step surface, which is further formed, for example, to a (central) stop 51), which on the one hand allows to get on the control housing 5 in the first, nozzle-distant end position in Appendix Consequently, take a defined position, while still leaving a gap over which the pressure can be introduced to the pressure shoulder 49 for a shift.
  • a pressure shoulder surface 49 in the form of a ring inclined surface or bevel (or, for example, a step surface, which is further formed, for example, to a (central) stop 51)
  • end e.g. formed as a chamfer
  • stage e.g. as a stage. This also serves to define the end position and as a pressure shoulder 49 for a shift.
  • control piston 1 1 can be seen so dimensioned that in the other end position, in which the nozzle valve member 13 rests in the seat 15, thus defining the nozzle near end position of the control piston 1 1, close to the nozzle a clearance between the control piston 1 1 and the control housing end wall remains , which in this case formed step surface in turn acts as a pressure shoulder 49 for the hydraulic controllability.
  • the annular piston 25 can in this case again have a chamfer (or step surface) at the other end to define the end position and provide a further pressure shoulder 49.
  • the mouths 45, 47 of the control lines 33, 35 on the control housing 5 are each designed as a ring mouth (in the circumferential direction of the control housing 5), and the throttle device 41 acting in the respective end position also woes , 43 in the circumferential direction of the control housing 5 and the annular piston 25 arranged or oriented throttle openings, that is distributed over the circumference of the annular piston 25.
  • This has the advantage associated with the control fluid homogeneously distributed over the circumference of the respective control chamber 27, 29th
  • Fig. 2 illustrates a position of the control piston 11 and the annular piston 25, in which both pistons 11, 25 are controlled in the first or nozzle-distal end position.
  • the nozzle-near control chamber 29 is acted upon by control pressure or hydraulic pressure (indicated by the arrows), that is, via the control valve 37 and the control fluid source 31, while the nozzle-remote control chamber 27 is relieved via the control valve 37 toward the low pressure side 39 (also indicated by arrows ).
  • the nozzle valve member 13 - controlled by the control piston 11 - from the seat 15, both pistons 1 1, 25 are further in contact with the nozzle-distal end wall of the control housing 5, i. with a serving as a stop 51, projecting end portion.
  • the control valve 37 is now reversed first.
  • the nozzle-remote or first control chamber 27 is switched in communication with the control fluid source 31, thus now the nozzle-distant control chamber 27 charged.
  • the nozzle closer or second control chamber 29 experiences a discharge, along with the outflow of control fluid through the control valve 37 to the low pressure side 39.
  • Due to the adjusting, now reverse pressure gradient across the piston 1 1, 25 first dissolves the faster responsive annular piston 25 from its first end position and moves toward the nozzle near control chamber 29 until it reaches its second end position, thus in abutment with the nozzle near the control housing end wall. This position is shown in Fig. 3.
  • the fluid displaced by the annular piston 25 is discharged from the control housing 5.
  • Control fluid can only be displaced from the control housing 5 via the throttle openings of the throttle device 43 acting in this, near-end end position.
  • control valve 37 can then be switched again, whereupon the pressure difference between the control chambers 27, 29 and via the piston 1 1, 25 reverses again, so that the annular piston 25 - in turn, the control piston 1 1 leading - initially shifted toward the first, remote nozzle control chamber 27 and occupies its nozzle-remote end position.
  • control piston 11 again trails the annular piston 25 and, after taking the nozzle-distal end position of the annular piston 25, can displace control fluid from the control chamber 27 only from the control housing 5 via the throttling device 41 (of the end portion remote from the nozzle) of the annular piston 25 acting in this end position ,
  • the control piston 11 is braked wear-reducing in an advantageous manner even when taking this nozzle remote end position.
  • 7 shows in partial section exemplary embodiments of the throttle devices 41, 43 of the annular piston 25. In the annular piston 25 shown in Fig.
  • the throttle device 41, 43 at a respective end portion - distributed over the circumference - throttle bores, that is two each in the displacement direction ⁇ A adjacent rows 53, 55 of throttle bores (radial bores).
  • the effective throttle cross-section is reduced by passing over or closing (passing) of each inner throttle row 55 by the control piston 1 1, so that sets a reduced throttle cross-section with increased braking effect shortly before each In-stop-Ganges.
  • a respective throttle device 41, 43 is formed by notches distributed over the circumference in the end face of the annular piston 25.
  • the throttle cross sections of the throttle devices 41, 43 which are available for the displacement of the control fluid, not overrun.
  • 7 illustrates by way of example an annular piston 25, in which the throttle devices 41, 43-again distributed over the circumference-are formed by means of gaps or grooves oriented in the direction of displacement ⁇ A (in the present case axially), which extend from the respective end faces into the annular piston 25 are worked.
  • ⁇ A in the present case axially
  • FIG. 8 shows, by way of example and schematically, a fuel injector 3, in particular again for the ejection of fuel gas, which has a plurality of piston control arrangements 1, each of which controls a working element 13 in the form of a nozzle valve member.
  • the respective control chambers 29 close to the nozzle and the control chambers 27 of the piston control assemblies 1 remote from the nozzle are each provided with a common control line 33 and 35, in this case each a common control line, communicating with each other.
  • the respective control line 33, 35 for connecting the nozzle-near control chambers 29 and the nozzle-remote control chambers 27 is further guided to the control valve 37, so that the entirety of the piston control arrangements 1, thus the fuel gas nozzle valve members 13, advantageously via a single control valve 37 is controllable, that is hydraulically controlled.
  • FIG. 8 also shows, it can also be provided to connect the nozzle chambers 19 of the fuel gas nozzle valve members 13 in a communicating manner via a common supply line 57.
  • Fuel gas from a fuel gas supply source can be distributed in a simple manner via a single inlet 23 to the entirety of the nozzle chambers 19.

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Abstract

The invention relates to a piston control assembly (1), in particular for use with a fuel injector (3), having a control housing (5) and a control piston (11) which is accommodated therein and can be controlled hydraulically back and forth in a displacement direction (±A) in the control housing (5). The control piston (11) can assume a first end position and a second end position. A working element (13) is connected to the control piston (11) for displacement with the control piston. The control piston (11) is accommodated in the control housing (5) and surrounded by an annular piston (25), which annular piston (25) can likewise be controlled hydraulically back and forth in the displacement direction (±A) into a first end position and a second end position in correspondence with the end positions of the control piston (11). The piston control assembly (1) is designed such that the annular piston (25) precedes the control piston (11) on hydraulically controlled displacement of the latter into an end position and assumes the end position before the control piston (11) assumes the corresponding end position. The piston control assembly (1) is also designed to displace hydraulic fluid out of the control housing (5) via in each case at least one throttle device (41, 43), active in each end position, of the annular piston (25) when the annular piston (25) assumes each of its end positions and the lagging control piston (11) is still being displaced.

Description

BESCHREIBUNG Kolbensteueranordnung, insbesondere für einen Kraftstoffinjektor  DESCRIPTION Piston control arrangement, in particular for a fuel injector
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbensteueranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere für einen Kraftstoffinjektor. Im Stand der Technik werden seit jeher Anstrengungen unternommen, bei Kraftstoffinjektoren den Einschlag von Düsenventilgliedern bzw. Düsennadeln in deren Sitz zu dämpfen. Während bei Flüssigkraftstoff-Injektoren ein Kraftstoffpolster den Einschlag zu dämpfen vermag, gelingt dies bei Brenngas-Injektoren nicht in gewünschter Weise. Mit herkömmlichen Steuerungen für das Ventilglied, insbesondere doppelt wirkenden Kolbensteuerungen, unterliegt die Kontaktstelle von Düsenventilglied und Sitz aufgrund unzureichender Dämpfung einer hohen Belastung, woraus vermehrt Verschleiß resultieren kann. Des Weiteren werden Druckwellen induziert, die große Amplituden erreichen können. Dadurch nimmt die Bauteilbelastung nochmals zu. The present invention relates to a piston control arrangement according to the preamble of claim 1, in particular for a fuel injector. In the prior art, efforts have always been made to dampen the impact of nozzle valve members or nozzle needles in their seat in fuel injectors. While in liquid fuel injectors, a fuel cushion is able to dampen the impact, this is not possible in the desired manner with fuel gas injectors. With conventional controls for the valve member, in particular double acting piston controls, the contact point of the nozzle valve member and seat is subject to a high load due to insufficient damping, which can result in increased wear. Furthermore, pressure waves are induced which can reach large amplitudes. As a result, the component load increases again.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuervor- richtung für Kraftstoffinjektoren bereitzustellen, welche geeignet ist, die beabsichtigte Based on this, the present invention has the object to provide a control device for fuel injectors, which is suitable to the intended
Anschlagsdämpfung zu ermöglichen. To allow stop attenuation.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolbensteueranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a piston control arrangement having the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. Advantageous developments and embodiments are specified in the further claims.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß eine Kolbensteueranordnung, insbesondere für einen Kraftstoffmjektor. Ein solcher Kraftstoffinjektor kann zur Verwendung mit Flüssigkraftstoff, z.B. Dieselkraftstoff, Bioöl oder Schweröl, vorzugsweise (alternativ oder zusätzlich) zur Verwendung mit Brenngas vorgesehen sein, zum Beispiel mit Sondergas, Biogas, Erdgas oder einem ähnlichen gasförmigen Kraftstoff. Bevorzugt ist ein mit der Kolbensteueranordnung gebildeter Kraftstoffmjektor ein Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor oder ein Mehrstoff-Kraftstoffinjektor, das heißt vorgesehen zur Verwendung mit Flüssigkraftstoff und Brenngas, wobei Betriebsdruckniveaus bei Flüssigkraftstoff jenseits 2500 bar liegen können, mit dem auszudüsenden Brenngas zum Beispiel bei 350 bar oder mehr. Der Kraftstoffinjektor kann im Rahmen der Erfindung für einen Großmotor vorgesehen sein, zum Beispiel eines Kraftfahrzeugs wie etwa einem Schiff, einer Lok oder einem Nutz- oder Sonderfahrzeug, oder zum Beispiel für eine stationäre Einrichtung vorgesehen sein, z.B. für ein Blockheizkraftwerk, ein (Not-)Stromaggregat, z.B. auch für Industrieanwendungen. According to the invention, a piston control arrangement is proposed, in particular for a fuel injector. Such a fuel injector may be intended for use with liquid fuel, eg, diesel fuel, bio-oil, or heavy oil, preferably (alternatively or additionally) for use with fuel gas, for example, off-gas, biogas, natural gas, or similar gaseous fuel. Preferably, a fuel injector formed with the piston control assembly is a dual-fuel fuel injector or a multi-fuel injector means intended for use with liquid fuel and fuel gas, wherein operating pressure levels may be at liquid fuel beyond 2500 bar, with the fuel gas ausudüsenden for example at 350 bar or more. The fuel injector can be provided in the context of the invention for a large engine, for example a motor vehicle such as a ship, a locomotive or a utility or special vehicle, or be provided for example for a stationary device, eg for a combined heat and power plant, an (emergency ) Generator, eg also for industrial applications.
Die Kolbensteueranordnung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere geeignet, mit einem Brenngas-Düsenventilglied eines Kraftstoffinjektors Verwendung zu finden, das heißt eine Hubsteuerung desselben neben einer zuverlässigen Anschlagsdämpfung hierfür zu bewirken. In the context of the present invention, the piston control arrangement is particularly suitable for use with a fuel gas nozzle valve member of a fuel injector, that is to say to effect a stroke control of the same in addition to reliable impact damping.
Die Kolbensteueranordnung umfasst ein Steuergehäuse mit einem darin aufgenommenen (Steuer-)Kolben. Das Steuergehäuse kann allgemein in der Art eines Hohlzylinders bzw. alsThe piston control assembly includes a control housing with a (control) piston received therein. The control housing may generally in the manner of a hollow cylinder or as
Hohlkammer gebildet sein, an einem Kraftstoffinjektor zum Beispiel in einem Kraftstoffinjektorgehäuseelement wie etwa einem Düsenkörper. Der Steuerkolben kann zum Beispiel im Hollow chamber may be formed on a fuel injector, for example in a fuel injector housing element such as a nozzle body. The control piston can, for example, in
Wesentlichen zylindrische Form oder allgemein Kolbenform aufweisen. Im Rahmen der Kolbensteueranordnung ist der Steuerkolben im Steuergehäuse in einer Verlagerungsrichtung (insbesondere in positiver und negativer Verlagerungsrichtung) hydraulisch hin und her (hub)steuerbar bzw. verlagerbar, wobei der Steuerkolben eine erste und eine zweite Endlage einnehmen kann. In der ersten Endlage kann eine erste Steuerkammer, im Steuergehäuse minimales Volumen aufweisen, in der zweiten Endlage eine zweite Steuerkammer im Steuergehäuse (welche Steuerkammern insbesondere an in Verlagerungsrichtung jeweils entgegengesetzten Seiten des Steuerkolbens gebildet sind). Have substantially cylindrical shape or generally piston shape. In the context of the piston control arrangement, the control piston in the control housing in a displacement direction (in particular in positive and negative displacement direction) hydraulically back and forth (hub) controllable or displaceable, wherein the control piston can assume a first and a second end position. In the first end position, a first control chamber, in the control housing minimum volume, in the second end position, a second control chamber in the control housing (which control chambers are formed in particular in the displacement direction respectively opposite sides of the control piston).
Mit dem Steuerkolben steht weiterhin ein Arbeitselement zu dessen Mitverlagerung (über den Steuerkolben) in Verbindung, zum Beispiel einteilig / integral mit diesem gebildet oder daran befestigt. Das Arbeitselement kann zum Beispiel ein Kolbenstangenelement sein, weiterhin zum Beispiel ein Ventilglied (wie etwa ein (Brenngas-)Düsenventilglied eines Kraftstoffinjektors). Das Arbeitselement taucht insbesondere aus dem Steuergehäuse - an einer Arbeitsseite der Kolbensteueranordnung - aus. In dieser Hinsicht bildet die Kolbensteueranordnung an sich die Funktionalität eines hydraulisch direkt steuerbaren, doppelt wirkenden Hydraulikzylinders aus, das heißt insbesondere mit einem beidseitig hydraulikddruckbeaufschlagbaren Steuerkolben. In die Erfindung kennzeichnender Weise ist der Steuerkolben umgeben von einem Ringkolben im Steuergehäuse aufgenommen (insoweit umfasst die Kolbensteueranordnung eine Doppelkolbenanordnung aus Steuerkolben und Ringkolben). Der Ringkolben ist hierbei ebenfalls in eine erste und eine zweite Endlage, korrespondierend mit den Endlagen des Steuerkolbens (d.h. mit der ersten bzw. zweiten Endlage des Steuerkolbens), in der Verlagerungsrichtung hydrau- lisch hin und her steuerbar. With the control piston is still a working element to its Mitverlagerung (via the control piston) in connection, for example, in one piece / integrally formed therewith or attached thereto. The working element may be, for example, a piston rod member, further including, for example, a valve member (such as a (fuel gas) nozzle valve member of a fuel injector). The working element emerges in particular from the control housing - on a working side of the piston control arrangement - from. In this respect, the piston control arrangement itself forms the functionality of a hydraulically directly controllable, double-acting hydraulic cylinder, that is to say in particular with a control piston which can be pressurized on both sides by hydraulic pressure. Characteristic in the invention, the control piston is surrounded by an annular piston received in the control housing (insofar as the piston control arrangement comprises a double piston arrangement of control piston and ring piston). The annular piston is in this case also in a first and a second end position, corresponding to the end positions of the control piston (ie, with the first and second end position of the control piston), in the displacement direction hydraulically controllable back and forth.
Der Ringkolben ist außenumfangsseitig bzw. mit einer Außenwandung bevorzugt an einer Wand (Innenwand) des Steuergehäuses geführt, innenumfangsseitig bzw. mit einer Innenwand an der Aussenwandung des Steuerkolbens. Hierbei kann sowohl zwischen Ringkolben und Steuer- gehäuse als auch zwischen Ringkolben und Steuerkolben eine Gleitdichtung bewirkt sein, d.h. die Kolben sind vorzugsweise aneinander gleitverschieblich gelagert. Bei Bedarf könnten zum Beispiel auch Ringdichtelemente erwogen werden, zum Beispiel Kolbenringe. The annular piston is preferably guided on the outer peripheral side or with an outer wall on a wall (inner wall) of the control housing, on the inner peripheral side or with an inner wall on the outer wall of the control piston. In this case, a sliding seal can be effected both between the annular piston and the control housing and between the annular piston and the control piston, i. the pistons are preferably mounted slidably against each other. If necessary, ring sealing elements could also be considered, for example, piston rings.
Die Kolbensteueranordnung ist weiterhin derart eingerichtet, dass der Ringkolben dem Steuer- kolben bei einer hydraulisch gesteuerten Verlagerung des Steuerkolbens (und insoweit auch des Arbeitselements) in eine jeweilige Endlage voreilt (im Steuergehäuse) und hierbei die (jeweilige) Endlage einnimmt, bevor der Steuerkolben die korrespondierende Endlage einnimmt. Hierzu kann der Ringkolben vorzugsweise ein dynamischeres Ansprechverhalten bei Steuerdruckbeaufschlagung aufweisen als der Steuerkolben (samt Arbeitselement). Um dies zu bewirken, ist der Ringkolben zum Beispiel bezüglich seiner Druckwirkflächen, seiner Trägheit, der Ausgestaltung seiner Führungsflächen und zum Beispiel seines Löseverhaltens aus einer jeweiligen Endlage geeignet zu einem solch schnellen Agieren ausgelegt. The piston control arrangement is further configured such that the annular piston leads the control piston in a hydraulically controlled displacement of the control piston (and thus the working element) in a respective end position (in the control housing) and in this case assumes the (respective) end position before the control piston corresponding end position occupies. For this purpose, the annular piston may preferably have a more dynamic response at Steuerdruckbeaufschlagung than the control piston (including working element). To effect this, the annular piston is designed, for example, with respect to its pressure acting surfaces, its inertia, the design of its guide surfaces and, for example, its release behavior from a respective end position suitable for such a rapid action.
Weiterhin in erfindungsgemäßer Weise ist die Kolbensteueranordnung hierbei auch eingerichtet, mit bzw. ab Erreichen bzw. Einnahme jeweiliger Endlagen des Ringkolbens und noch andauernder, nacheilender Verlagerung des Steuerkolbens (in die mit der Endlage des Ringkolbens korrespondierende Endlage) Hydraulikfluid bzw. Steuerfluid (insbesondere ausschließlich) über je wenigstens eine in der jeweiligen - vom Ringkolben eingenommenen - Endlage wirkende Drosselvorrichtung des Ringkolbens aus dem Steuergehäuse zu verdrängen (mittels des noch nacheilenden Steuerkolbens). Der hierbei insbesondere für eine jeweilige der zwei Endlagen (erste und zweite Endlage) je eine Drosselvorrichtung bereitstellende Ringkolben kann insoweit auch als Drosselkolben bezeichnet werden. Eine jeweilige Drosselvorrichtung kann zum Beispiel mittels wenigstens einer Drosselbohrung durch den Ringkolben, einer Aussparung wie etwa einer Nut oder einer Kerbe am Ringkolben, wobei zum Beispiel in positiver oder negativer Verlagerungsrichtung je wenigstens eine Drosselvorrichtung endseitig bzw. an einem Endabschnitt gebildet sein. Furthermore, in accordance with the invention, the piston control arrangement is also set up, with or from reaching or receiving respective end positions of the annular piston and continuing, lagging displacement of the control piston (in the corresponding end position of the annular piston end position) hydraulic fluid or control fluid (especially exclusively) via at least one in the respective - occupied by the annular piston - acting end position throttle device of the annular piston from the control housing to displace (by means of the still lagging control piston). The here in particular for each of the two end positions (first and second end position) depending on a throttle device providing annular piston can be referred to as throttling piston. A respective throttle device may be formed, for example, by means of at least one throttle bore through the annular piston, a recess such as a groove or a notch on the annular piston, wherein for example in positive or negative displacement direction at least one throttle device at the end or at an end portion.
Die derart ausgestaltete Kolbensteueranordnung ermöglicht folglich, zunächst den Ringkolben in die eine oder andere Endlage zu verlagern, wobei dieser insbesondere je eine Steuerfluidmün- dung an dem Steuergehäuse überfährt, so dass die Steuerfluidmündung mit Ausnahme eines in Überdeckung bzw. Überlappung mit der Steuerfluidmündung gesteuerten Drosselquerschnitts der wenigstens einen, in dieser Endlage wirkenden Drosselvorrichtung des Ringkolbens versperrt wird. Der nachfolgend in die korrespondierende Endlage gelangende Steuerkolben muss sodann das noch zu verdrängende Steuerfluid aus dem Steuergehäuse über diese wenigstens eine Ringkolben-Drosselvorrichtung an die Steuerfluidmündung verdrängen. Hierbei wird - über die drosselnde Wirkung der Drosselvorrichtung - eine vorteilhaft zuverlässige Abbremsung des Steuerkolbens erzielt, mittels welcher eine Anschlagsdämpfung im Rahmen einer Düsenventil- gliedsteuerung eines Kraftstoffinjektors über die Kolbensteueranordnung realisierbar ist. Um zu gewährleisten, dass die wenigstens eine, der jeweiligen Endlage zugeordnete Drosselvorrichtung die Steuerleitungsmündung regelmäßig zuverlässig überlappt, kann zum Beispiel eine Verdrehsicherung des Ringkolbens erwogen werden. The thus configured piston control arrangement thus makes it possible to first displace the annular piston into one or the other end position, wherein the latter in particular overflows a respective control fluid opening on the control housing, so that the control fluid port, with the exception of a throttle cross section controlled in overlap or overlap with the control fluid port, at least one, acting in this end position throttle device of the annular piston is blocked. The control piston which subsequently reaches the corresponding end position must then displace the control fluid still to be displaced from the control housing via this at least one annular piston throttle device to the control fluid port. In this case - via the throttling effect of the throttle device - an advantageously reliable deceleration of the control piston is achieved, by means of which an impact damping in the context of a nozzle valve member control of a fuel injector via the piston control arrangement can be realized. In order to ensure that the at least one, the respective end position associated throttle device regularly reliably overlaps the control line mouth, for example, a rotation of the annular piston can be considered.
Insbesondere kann über geeignete Einstellung der Drosselquerschnitte der Drosselvorrichtungen auf einfache Weise auch ein beabsichtigtes Dämpfungsprofil eingestellt werden, zum Beispiel auch mittels Drosselquerschnitten, welche über die Länge der Drosselvorrichtung in Verlagerungsrichtung variieren. Solche können sich zum Beispiel von einem längsmittleren Bereich des Ringkolbens zu einem Endabschnitt hin verjüngen oder ihre Form ändern. Vorzugsweise ist die Kolbensteueranordnung hierbei so ausgestaltet, dass wenigstens eine, bevorzugt sämtliche der Drosselvorrichtungen für eine Verdrängung von Hydraulikfluid aus dem Steuergehäuse quer zu der Verlagerungsrichtung durchströmbar sind. Im Rahmen einer axialen Steuerkolben-Verlagerungsrichtung ist eine solche Drosselvorrichtung insoweit bevorzugt radial orientiert bzw. durchströmbar. Vorgesehen ist in Weiterbildung der Kolbensteueranordnung auch, dass an das Steuergehäuse Steuerleitungen bzw. Steuerleitungswege geführt sind, insbesondere an eine wie oben bereits erwähnte erste und zweite Steuerkammer beidseits der Kolben bzw. an die Steuerfluidmün- düngen am Steuergehäuse, an welche das über die Drosselvorrichtungen verdrängte Hydrau- likfluid abführbar ist. Bevorzugt sind auch die Steuerleitungen quer zur Verlagerungsrichtung an das Steuergehäuse bzw. die Steuerfluidmündungen geführt, so dass ein Steuerfluidabfluss über eine jeweilige korrespondierend quer durchströmbare Drosselvorrichtung strömungsgünstig erfolgen kann. In particular, by suitable adjustment of the throttle cross sections of the throttle devices, an intended damping profile can also be adjusted in a simple manner, for example also by means of throttle cross sections, which vary in the direction of displacement over the length of the throttle device. Such may, for example, taper from a longitudinal central region of the annular piston to an end portion or change its shape. Preferably, the piston control arrangement is in this case designed such that at least one, preferably all of the throttle devices for a displacement of hydraulic fluid from the control housing can be flowed through transversely to the direction of displacement. In the context of an axial control piston displacement direction, such a throttle device is preferably radially oriented or can be flowed through. It is also provided in a further development of the piston control arrangement that control lines or control line paths are guided to the control housing, in particular to a first and second control chamber as already mentioned above on both sides of the piston or to the control fluid on the control housing to which the pressure has been displaced via the throttle devices Hydraulic fluid is drained. The control lines are also preferably guided transversely to the direction of displacement to the control housing or the control fluid openings, so that a control fluid outflow can take place in a streamlined manner via a respective correspondingly transversely throughflowable throttling device.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen können zum Beispiel dahin gehen, dass die Steuerleitungen ringförmig (in Umfangsrichtung des Steuergehäuses) in das Steuergehäuse münden (ein bzw. aus), wozu das Steuergehäuse eine ringförmige Steuerfluidmündung(söffnung) (Ringmündung) an einer jeweiligen Steuerkammer (in Umfangsrichtung des Steuergehäuses) aufweist. Hierbei sind weiterhin bevorzugt auch die Drosselöffnungen bzw. Drosselquerschnitte einer jeweiligen Drosselvorrichtung über den Umfang des Ringkolbens verteilt, so dass eine drehstellungsbezogene Ausrichtung von Ringkolben zu Steuergehäuse, mithin eine Verdrehsicherung, vorteilhaft entbehrlich ist und weiterhin Steuerfluid vorteilhaft über den Umfang homogen verteilt verdräng- oder zuführbar ist. Somit ist annähernd Gleichdruck in Umfangs- richtung der Kolben herstellbar, mithin ein Verkanten derselben bei einer Verlagerung vorteilhaft vermieden. For example, particularly preferred embodiments may be such that the control lines open (on or off) annularly (in the circumferential direction of the control housing) into the control housing, for which purpose the control housing has an annular control fluid opening (ring mouth) on a respective control chamber (in the circumferential direction of the control housing) Control housing). In this case, furthermore, preferably the throttle openings or throttle cross-sections of a respective throttle device are distributed over the circumference of the annular piston, so that a rotational position-related alignment of the annular piston to the control housing, thus an anti-rotation, advantageously unnecessary and continue to distribute control fluid advantageously homogeneously distributed over the circumference or fed is. Thus, approximately equal pressure in the circumferential direction of the piston can be produced, thus advantageously avoiding tilting thereof during a displacement.
Insbesondere mit Ausgestaltungen wie vorstehend erörtert ist insoweit vorgesehen, dass die Kolbensteueranordnung befähigt ist, den Steuerkolben und den Ringkolben aus der jeweiligen Endlage über das - mittels der Steuerleitungen - quer zur Verlagerungsrichtung an das Steuergehäuse zugeführte Hydraulikfluid auch zu verlagern, wozu vorzugsweise geeignete Druckschulterflächen am Steuerkolben und/oder dem Ringkolben vorgesehen sind. Eine Druckschulterfläche kann zum Beispiel als endseitige Fase oder Stufenfläche am Kolben gebildet sein. Mit solchen Ausgestaltungen, welche eine Queranströmung vorsehen, kann eine axial klein bauende Anordnung erzielt werden, woneben eine Mehrzahl von Kolbensteueranordnungen über quer verlaufende Steuerleitungen auf einfache Weise verbunden werden können, zum Beispiel in einer Ring- oder Sternanordnung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, welcher wenigstens eine wie vorstehend erörterte Kolbensteueranordnung aufweist. Im Rahmen eines mit der Kolbensteueranordnung gebildeten Kraftstoffinjektors ist das Arbeitselement, welches mit dem Steuerkolben mitverlagert wird, insbesondere ein Düsenventilglied, welches über die Kolbensteueranordnung mittels Verlagerung des Steuerkolbens hubsteuerbar ist, weiterhin bevorzugt ein Brenngas-Düsenventilglied bzw. eine Brenngas-Düsennadel. In particular, with embodiments as discussed above is provided so far that the piston control arrangement is capable of the control piston and the annular piston from the respective end position on the - by means of the control lines - transversely to the displacement direction to the control housing supplied hydraulic fluid also to displace, including preferably suitable pressure shoulder surfaces on the control piston and / or the annular piston are provided. A pressure shoulder surface may be formed, for example, as an end chamfer or stepped surface on the piston. With such configurations providing for cross flow, an axially small-sized arrangement can be achieved by virtue of which a plurality of piston control arrangements can be easily connected via transverse control lines, for example in a ring or star configuration. In the context of the present invention, a fuel injector is proposed which has at least one piston control arrangement as discussed above. In the context of a fuel injector formed with the piston control arrangement, the working element, which is mitverlagert with the control piston, in particular a nozzle valve member, which is hubsteuerbarbar via the piston control arrangement by displacement of the control piston, further preferably a fuel gas nozzle valve member or a fuel gas nozzle needle.
Insbesondere ist ein Kraftstoffinjektor mit der Kolbensteueranordnung bevorzugt eingerichtet, mittels des über die jeweilige, in der eingenommenen Endlage wirkende Drosselvorrichtung verdrängten Hydraulikfluids bzw. des damit einhergehenden Bremseffekts eine Anschlagsdämpfung des Düsenventilglieds zu bewirken. Gerade bei Kraftstoffinjektoren, welche eine Mehrzahl von Düsenventilgliedern aufweisen, zum Beispiel Dual-Fuel-Kraftstoffinjektoren mit einer Mehrzahl von Brenngas-Düsenventilgliedern (welche zum Beispiel konzentrisch um eine Flüssigkraftstoff- Düsennadel angeordnet sind), kann der Kraftstoffinjektor eine Mehrzahl von Kolbensteueranordnungen aufweisen, welche je ein solches Düsenventilglied hubsteuern. In particular, a fuel injector with the piston control arrangement is preferably designed to effect a stop damping of the nozzle valve member by means of the hydraulic fluid displaced via the respective throttle device acting in the assumed end position or the associated braking effect. Especially with fuel injectors having a plurality of nozzle valve members, for example dual-fuel fuel injectors having a plurality of fuel gas nozzle valve members (which are concentrically disposed about a liquid fuel nozzle needle, for example), the fuel injector may include a plurality of piston control assemblies, each such a nozzle valve member hubsteuern.
Hierbei können die Kolbensteueranordnungen über gemeinsame Steuerleitungen kommunizieren, zum Beispiel mittels wie oben erörterter Ringanordnungen der Steuerleitungen. Solche Ringanordnungen, bei welchen eine jeweilige Steuerleitung zum Beispiel je beidseitig an einem jeweiligen Steuergehäuse mündet, inbesondere bevorzugt je in eine Ringmündung, können am Injektor auf vorteilhaft einfache Weise gebildet werden, zum Beispiel mittels Nuten, welche in Stirnseiten von Gehäuseelementen eingearbeitet werden. In this case, the piston control arrangements can communicate via common control lines, for example by means of ring arrangements of the control lines as discussed above. Such ring arrangements, in which a respective control line opens, for example, each on both sides of a respective control housing, in particular preferably each in a ring mouth, can be formed on the injector in an advantageously simple manner, for example by means of grooves, which are incorporated in end faces of housing elements.
Mit einem solchen Kraftstoffinjektor kann auf einfache Weise eine gemeinsame hydraulische Steuerung sämtlicher Kolbensteueranordnungen über ein einziges Steuerventil erfolgen, an welches die die Kolbensteueranordnungen kommunizierend verbindenden Steuerleitungen geführt sind. Als Hydraulikfluid zur Steuerung der jeweiligen Kolbensteueranordnung kann Flüssigkraftstoff dienen oder zum Beispiel ein Steueröl. With such a fuel injector, a common hydraulic control of all piston control arrangements can be carried out in a simple manner via a single control valve, to which the control lines communicating with the piston control arrangements are guided. The hydraulic fluid used to control the respective piston control arrangement may be liquid fuel or, for example, a control oil.
Mit der Erfindung wird letztlich auch eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welche wenigstens einen wie vorstehend erörterten Kraftstoffinjektor aufweist. Finally, the invention also proposes an internal combustion engine which has at least one fuel injector as discussed above.
Vorgeschlagen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Brennkraftmaschine, welche wenigstens einen wie vorstehend erörterten Kraftstoffinjektor aufweist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Also proposed within the scope of the present invention is an internal combustion engine which has at least one fuel injector as discussed above. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features may be implemented individually for themselves or for a plurality of different combinations in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 exemplarisch und schematisch stark vereinfacht im Teilschnitt eine Kolbensteueranordnung in einem Kraftstoffinjektor gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung. 1 shows an example and schematically greatly simplified in partial section a piston control arrangement in a fuel injector according to a possible embodiment of the invention.
Fig. 2 exemplarisch und schematisch eine Ansicht der Kolbensteueranordnung mit einer ersten Kolbenposition, in welcher beide Kolben in einer ersten Endlage sind. 2 shows by way of example and schematically a view of the piston control arrangement with a first piston position, in which both pistons are in a first end position.
Fig. 3 analog zu Fig. 2 die Kolbensteueranordnung mit einer zweiten Kolbenposition. Fig. 3 analogous to FIG. 2, the piston control arrangement with a second piston position.
Fig. 4 analog zu Fig. 2 und 3 die Kolbensteueranordnung mit einer dritten Kolbenposition, in welcher beide Kolben in einer zweiten Endlage sind. Fig. 4 analogous to Fig. 2 and 3, the piston control arrangement with a third piston position, in which both pistons are in a second end position.
Fig. 5 exemplarisch und schematisch eine Ansicht des Ringkolbens, wobei die 5 shows an example and schematically a view of the annular piston, wherein the
Drosselvorrichtungen je Drosselbohrungsreihen aufweisen.  Have throttle devices per throttle bore rows.
Fig. 6 analog zu Fig. 5 den Ringkolben, wobei die Drosselvorrichtungen kerbförmige Fig. 6 analogous to FIG. 5, the annular piston, wherein the throttle devices notched
Drosselquerschnitte aufweisen.  Have throttle cross sections.
Fig. 7 analog zu Fig. 5 und 6 den Ringkolben mit spaltformigen Drosselquerschnitten der Fig. 7 analogous to Fig. 5 and 6, the annular piston with slit-shaped throttle cross sections of
Drosselvorrichtungen.  Throttle devices.
Fig. 8 exemplarisch und schematisch eine Ansicht eines Kraftstoffinjektors mit einer 8 shows by way of example and schematically a view of a fuel injector with a
Mehrzahl von Kolbensteueranordnungen. In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion. Plurality of piston control assemblies. In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.
Fig. 1 zeigt eine Kolbensteueranordnung 1, insbesondere in einem Kraftstoffinjektor 3 gebildet, wobei der Kraftstoffinjektor 3 ein zur Brenngas- Ausdüsung eingerichteter Brenngas-Injektor ist, insbesondere als Teil eines Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors gebildet (ein Flüssigkraftstoff- Injektorteil ist jedoch nicht dargestellt). 1 shows a piston control arrangement 1, in particular formed in a fuel injector 3, the fuel injector 3 being a fuel gas injector arranged for fuel gas ejection, in particular formed as part of a dual-fuel fuel injector (a liquid fuel injector part is not shown, however). ,
Die Kolbensteueranordnung 1 umfasst ein Steuergehäuse 5, welches zum Beispiel in einem Düsenkörper 7 des Kraftstoffinjektors 3 gebildet sein kann, z.B. als Hohlkammer. Für dieThe piston control assembly 1 comprises a control housing 5, which may for example be formed in a nozzle body 7 of the fuel injector 3, e.g. as a hollow chamber. For the
Bereitstellung des Steuergehäuses 5 kann der Düsenkörper 7 ein Sackloch bzw. eine Bohrung aufweisen, welche(s) zum Beispiel von einem deckelnden Element 9 wie einer Zwischenscheibe oder einem Ventilgehäuse gedeckelt wird. In dem Steuergehäuse 5 ist ein (Steuer-)Kolben 1 1 aufgenommen, welcher in einer Verlagerungsrichtung A hydraulisch hin und her steuerbar ist (das heißt in positiver„+A" und negativer„-A" Verlagerungsrichtung), wobei der Steuerkolben 11 eine erste und eine zweite Endlage einnehmen kann (hierauf wird im Rahmen der Figuren 2 bis 4 unten noch näher eingegangen). Provision of the control housing 5, the nozzle body 7 may have a blind hole or a bore, which (s) is capped, for example, by a lidding element 9 such as a washer or a valve housing. In the control housing 5, a (control) piston 1 1 is added, which in a displacement direction A hydraulically back and forth controllable (that is, in positive "+ A" and negative "-A" displacement direction), the control piston 11 is a first and take a second end position (this will be discussed in more detail below in the context of Figures 2 to 4).
Der Steuerkolben 11 ist im Wesentlichen zylindrisch bzw. kolbenförmig gebildet und weiterhin mit einem Arbeitselement 13 verbunden, welches über den Steuerkolben 1 1 - bei hydraulischer Steuerung desselben - mitverlagert wird (in der Verlagerungsrichtung ±A). Im Rahmen des mit der Kolbensteueranordnung 1 gebildeten Injektors 3 ist das Arbeitselement 13 insbesondere ein (Brenngas-)Düsenventilglied bzw. eine (Brenngas-)Düsennadel, welches über die Kolbensteueranordnung 1, insbesondere deren Steuerkolben 1 1 (mit diesem zusammen), insoweit (axial) hubsteuerbar ist, das heißt in einen Düsenventilglied-Sitz 15 oder aus dem Düsenventilglied-Sitz 15. In den Sitz 15 gesteuert ist das Ausdüsen von Brenngas über eine nachgeordnete Düsenanordnung 17 des Kraftstoffinjektors 3 unterbunden, aus dem Sitz 15 gesteuert kann der Kraftstoffinjektor 3 (im Betriebsfall) Brenngas aus einem Brenngas-Düsenraum 19 und die Düsenanordnung 17 ausdüsen. An den Düsenraum 19 versorgt wird das Brenngas, mit einem Druckniveau von zum Beispiel 350 bar, vorzugsweise über eine Hochdruckleitung 21, welche einen Brenngas-Einlass 23 des Kraftstoffinjektors mit dem Düsenraum 19 verbindet. Weiterhin taucht das Düsenventilglied 13 düsenseitig aus dem Steuergehäuse 5 aus (wobei es über einen Abschnitt sodann in einer Führung (des Düsenkörpers 7) geführt ist). Im Rahmen der vorgeschlagenen Kolbensteueranordnung 1 ist der Steuerkolben 1 1 umgeben von einem Ringkolben 25 im Steuergehäuse 5 aufgenommen (d.h. der Ringkolben 25 und der Steuerkolben 1 1 bilden hierbei eine Doppelkolbenanordnung). Hierbei ist der Ringkolben 25 separat vom Steuerkolben 1 1 verschieblich, d.h. in Verlagerungsrichtung ±A. Wie der Steuerkolben 1 1 ist der Ringkolben 25 ebenfalls in eine erste und zweite Endlage, korrespondierend mit den Endlagen des Steuerkolbens 1 1 , in der Verlagerungsrichtung ±A hydraulisch hin und her steuerbar. The control piston 11 is formed substantially cylindrical or piston-shaped and further connected to a working element 13, which on the control piston 1 1 - in the same hydraulic control - mitverlagert (in the displacement direction ± A). In the context of the injector 3 formed with the piston control arrangement 1, the working element 13 is in particular a (fuel gas) nozzle valve member or a (fuel gas) nozzle needle, which via the piston control arrangement 1, in particular its control piston 1 1 (together with this), (extent Controlled in the seat 15 is the ejection of fuel gas via a downstream nozzle assembly 17 of the fuel injector 3 is prevented controlled from the seat 15, the fuel injector 3 (FIG. in the operating case) fuel gas from a fuel gas nozzle chamber 19 and the nozzle assembly 17 eject. The fuel gas is supplied to the nozzle chamber 19, with a pressure level of, for example, 350 bar, preferably via a high-pressure line 21, which has a Fuel gas inlet 23 of the fuel injector with the nozzle chamber 19 connects. Furthermore, the nozzle valve member 13 emerges on the nozzle side from the control housing 5 (where it is then guided over a section in a guide (of the nozzle body 7)). In the context of the proposed piston control arrangement 1, the control piston 11 is received in the control housing 5 surrounded by an annular piston 25 (ie, the annular piston 25 and the control piston 11 form a double-piston arrangement). Here, the annular piston 25 is displaceable separately from the control piston 1 1, ie in the displacement direction ± A. Like the control piston 1 1, the annular piston 25 is also in a first and second end position, corresponding to the end positions of the control piston 1 1, in the displacement direction ± A hydraulically controllable back and forth.
Der Ringkolben 25 weist im Wesentlichen die Höhe des Steuerkolbens 1 1 auf und schmiegt sichThe annular piston 25 has substantially the height of the control piston 1 1 and nestles
- gleitdichtend und gleitverschieblich - mit seiner inneren Umfangswand an die Außenumfangs- wand des Steuerkolbens 11 an. Mit seiner Außenumfangswand schmiegt sich der Ringkolben 25- Sliding and slidable - with its inner peripheral wall to the outer peripheral wall of the control piston 11 at. With its outer peripheral wall, the annular piston 25 nestles
- wiederum gleitdichtend und gleitverschieblich - an die Innenumfangswand des Steuergehäuses 5 an. Im Rahmen dieser somit im Wesentlichen fluiddichtenden Anordnung ist ein unbeabsichtigter Durchtritt von Hydraulik- bzw. Steuerfluid zwischen einer ersten, düsenferneren Steuerkammer 27 der Kolbensteueranordnung 1 und einer zweiten, düsennäheren Steuerkammer 29 der Kolbensteueranordnung 1 vorteilhaft vermieden. Als Hydraulikfluid kann zum Beispiel ein Steueröl oder Flüssigkraftstoff dienen, welches an den Kraftstoffinjektor 3 aus einer externen Quelle 31 (hoch-)druckbeaufschlagt versorgt wird. - In turn, sliding and slidingly sliding - on the inner peripheral wall of the control housing 5 at. In the context of this thus substantially fluid-tight arrangement, an inadvertent passage of hydraulic or control fluid between a first, more distant control chamber 27 of the piston control arrangement 1 and a second, nearer control chamber 29 of the piston control arrangement 1 is advantageously avoided. As the hydraulic fluid may serve, for example, a control oil or liquid fuel, which is supplied to the fuel injector 3 from an external source 31 (high) pressurized.
Zur hydraulischen Steuerung der Kolben 1 1, 25 (Steuerkolben 1 1, Ringkolben 25) im Rahmen der Kolbensteueranordnung 1 ist eine jeweilige Steuerkammer 27, 29 bzw. eine erste und eine dazu in Verlagerungsrichtung ±A entgegengesetzte zweite (Stirn-)Seite der Kolben 1 1, 25 im Steuergehäuse 5 hyraulisch druckbeaufschlagbar. Hierzu weist die Kolbensteueranordnung 1 Steuerleitungen 33, 35 insbesondere zwei Steuerleitungen auf, welche in das Steuergehäuse 5 münden, das heißt die erste Steuerleitung 33 mündet an der ersten Seite der Kolben 1 1 , 25 bzw. in der ersten Steuerkammer 27 ein, die zweite Steuerleitung 35 an der zweiten Seite der Kolben 1 1, 25 bzw. in der zweiten Steuerkammer 29. For the hydraulic control of the pistons 1 1, 25 (control piston 1 1, annular piston 25) in the context of the piston control arrangement 1 is a respective control chamber 27, 29 and a first and in the displacement direction ± A opposite second (front) side of the piston first 1, 25 in the control housing 5 hyraulisch druckbeaufschlagbar. For this purpose, the piston control arrangement 1 control lines 33, 35 in particular two control lines, which open into the control housing 5, that is, the first control line 33 opens on the first side of the piston 1 1, 25 or in the first control chamber 27, the second control line 35 on the second side of the piston 1 1, 25 and in the second control chamber 29th
Die Steuerleitungen 33, 35 sind je an ein - gemeinsames - Steuerventil 37 geführt, vorzugsweise in Form eines 4/2- Wege- Ventils, welches im Rahmen des Kraftstoffinjektors 3 als Pilotventil bereitgestellt ist bzw. fungiert. Das Steuerventil 37 steht weiterhin über Strömungswege mit der Steuerfluidquelle 31 sowie einem Leckageauslass 39 bzw. einer Niederdruckseite (z.B. einem Tank) in Verbindung. In Abhängigkeit der Stellung des Steuerventils 37 kann eine der Steuerkammern 27 bzw. 29 hydraulisch entlastet werden (via Absteuerung von Steuerfluid über das Steuerventil 37 hin zur Niederdruckseite 39; ND) während die andere Steuerkammer 29 bzw. 27 hydraulisch belastet wird (über Zumessung von Steuerfluid über das Steuerventil 37 seitens der Steuerfluidquelle 31) und umgekehrt. Insoweit ist eine wechselweise Be- und Entlastung der Steuerkammern 27, 29 ermöglicht, im Rahmen derer der Steuerkolben 1 1 und der Ringkolben 25 beide von der ersten Endlage in die zweite Endlage steuerbar sind (von einer düsenfernen End- läge in eine düsennahe Endlage) und umgekehrt. The control lines 33, 35 are each guided to a - common - control valve 37, preferably in the form of a 4/2-way valve, which in the context of the fuel injector 3 as a pilot valve is provided or acts. The control valve 37 is further connected via flow paths with the control fluid source 31 and a leakage outlet 39 or a low-pressure side (eg a tank) in connection. Depending on the position of the control valve 37, one of the control chambers 27 and 29 can be relieved hydraulically (via control fluid control via the control valve 37 to the low pressure side 39, ND) while the other control chamber 29 and 27 is hydraulically loaded (via metering of control fluid via the control valve 37 by the control fluid source 31) and vice versa. In that regard, an alternately loading and unloading of the control chambers 27, 29 allows, in the context of which the control piston 1 1 and the annular piston 25 are both controllable from the first end position to the second end position (from a nozzle distal End- läge in a near-nozzle end position) and vice versa.
Weiterhin ist die Kolbensteueranordnung 1 in erfindungsgemäßer Weise so eingerichtet, dass der Ringkolben 25 dem Steuerkolben 1 1 voreilt, d.h. bei einer hydraulisch gesteuerten Verlagerung des Steuerkolbens 11 (insbesondere samt Düsenventilglied 13) in eine jeweilige Endlage, wobei der Ringkolben 25 die jeweilige Endlage zeitlich vor dem Steuerkolben 1 1 einnimmt. Um dies zu bewerkstelligen, ist der Ringkolben 25 so konfiguriert, dass dessen Ansprechverhalten auf eine gesteuerte Hydraulikdruckbeaufschlagung bzw. -umschaltung zwischen den Steuerkammern 27, 29 mit der Folge des Lösens aus der jeweiligen Endlage und der Verlagerung in die jeweils andere Endlage schneller ist als jenes des Steuerkolbens 11. Somit ist der Ringkolben 25 bei entsprechender Steuerdruckbeaufschlagung je bereits zeitlich vor dem nacheilenden Steuerkolben 1 1 (samt Düsenventilglied 13) in der jeweiligen Endlage. Hierzu weist der Ringkolben 25 neben einer kleineren Massenträgheit gegenüber jener des Steuerkolbens 1 1 (samt damit verbundenem Düsenventilglied 13) z.B. auch relativ groß dimensionierte Druckwirkflächen auf (stirnseitig), z.B. weiterhin nur gering gleitreibungsbehaftete Kontaktflächen an den Furthermore, the piston control assembly 1 is arranged in accordance with the invention so that the annular piston 25 leads the control piston 1 1, i. in a hydraulically controlled displacement of the control piston 11 (in particular together with the nozzle valve member 13) in a respective end position, wherein the annular piston 25 takes the respective end position in time before the control piston 1 1. To accomplish this, the annular piston 25 is configured so that its response to a controlled hydraulic pressure loading or switching between the control chambers 27, 29 with the result of releasing from the respective end position and the displacement in the other end position is faster than that of the control piston 11. Thus, the annular piston 25 is at a corresponding Steuerdruckbeaufschlagung ever time before the lagging control piston 1 1 (including nozzle valve member 13) in the respective end position. For this purpose, the annular piston 25 in addition to a smaller mass inertia relative to that of the control piston 1 1 (including associated nozzle valve member 13), for. also relatively large-sized pressure acting surfaces on (front side), e.g. still only slightly friction-bearing contact surfaces on the
Umfangswandungen (auf einzelne Aspekte wird unten anhand der Figuren 2 bis 7 noch ergänzend eingegangen). Peripheral walls (individual aspects will be discussed in more detail below with reference to FIGS. 2 to 7).
Erfindungsgemäß ist die Kolbensteueranordnung 1 weiterhin eingerichtet, insbesondere zur Erzielung der beabsichtigten Anschlagsdämpfung des Düsenventilglieds 13, mit bzw. ab Er- reichen bzw. Einnahme einer jeweiligen Endlage des Ringkolbens 25 und noch andauernder, nacheilender Verlagerung des Steuerkolbens 11, Hydraulikfluid über je wenigstens eine in der jeweiligen - vom Ringkolben 25 eingenommenen - Endlage wirkende Drosselvorrichtung 41 bzw. 43 des Ringkolbens 25 aus dem Steuergehäuse 5 zu verdrängen (mittels des nacheilenden Steuerkolbens 11 ; insbesondere je in eine der an das Steuergehäuse 5 geführten Steuerleitungen 33, 35; über deren Mündung 45 bzw. 47). Vorliegend weist der Ringkolben 25 je einnehmbare Endlage eine Drossel Vorrichtung 41 bzw. 43 auf, welche in der entsprechenden Endlage wirkt. According to the invention, the piston control arrangement 1 is further set up, in particular for achieving the intended impact damping of the nozzle valve member 13, with or from reaching or taking a respective end position of the annular piston 25 and still persistent, lagging displacement of the control piston 11, hydraulic fluid via at least one in the respective - end position acting throttle device 41 or 43 of the annular piston 25 to be displaced from the control housing 5 (by means of the trailing control piston 11, in each case in one of the guided to the control housing 5 control lines 33, 35; over the mouth 45 and 47). In the present case, the annular piston 25 per eingestbare end position a throttle device 41 and 43, which acts in the corresponding end position.
Bei dieser Ausgestaltung überfährt der voreilende Ringkolben 25 bei Erreichen einer jeweiligen Endlage zunächst eine Mündung 45 bzw. 47 der korrespondierenden Steuerleitung 33 bzw. 35 in das Steuergehäuse 5, woraufhin Steuerfluid aus der entsprechenden Steuerkammer 27 bzw. 29 via den Steuerkolben 11 nur mehr über jene Drosselvorrichtung 41 bzw. 43 des Ringkolbens 25 verdrängt werden kann, welche in dieser eingenommenen Endlage wirkt (und insoweit die Kommunikation mit der Steuerleitung 33 bzw. 35 aufrechterhält (durch überlappende In this embodiment, the leading annular piston 25 passes over upon reaching a respective end position, first an orifice 45 and 47 of the corresponding control line 33 and 35 in the control housing 5, whereupon control fluid from the corresponding control chamber 27 and 29 via the control piston 11 only over that Throttle device 41 and 43 of the annular piston 25 can be displaced, which acts in this assumed end position (and insofar as the communication with the control line 33 and 35 is maintained (by overlapping
Positionierung mit der Mündung 45 bzw. 47)). Positioning with the mouth 45 or 47)).
Aufgrund des sich hierbei einstellenden Abbremseffekts, der mit Einstellung der Drosselquerschnitte einer jeweiligen Drosselvorrichtung 41 bzw. 43 auch vorteilhaft einfach variierbar ist, wird das Einnehmen der korrespondierenden Endlage des Steuerkolbens 1 1 verzögert, so dass ein Anschlagsprellen des mitverlagerten Düsenventilglieds 13 wirksam vermieden, mithin die beabsichtigte Anschlagsdämpfung erzielt ist. Mit Vorteil resultiert hierbei auch eine Doppelwirkung dahingehend, dass eine Dämpfung für die Einnahme beider Endlagen realisiert ist. Daneben kann aufgrund des schnellen Ansprechverhaltens des Ringkolbens 25 ein nahezu verzögerungsfreies Lösen auch des Steuerkolbens 1 1 und insoweit des Düsenventilglieds 13 aus der jeweiligen Endlage bewirkt werden. Due to the hereby adjusting Abbremseffekts, 41 and 43 also advantageously easy variable with adjustment of the throttle cross-sections of a respective throttle device, the adoption of the corresponding end position of the control piston 1 1 is delayed, so that a stop bouncing the mitverlagerten nozzle valve member 13 effectively avoided, thus the intended impact attenuation is achieved. Advantageously, this also results in a double effect to the effect that a damping for the adoption of both end positions is realized. In addition, due to the rapid response of the annular piston 25, a virtually delay-free release of the control piston 1 1 and the extent of the nozzle valve member 13 from the respective end position can be effected.
Die Mündungen 45 bzw. 47 der Steuerleitungen 33 bzw. 35 sind je an entgegengesetzten Endabschnitten am Steuergehäuse 5 gebildet, woneben auch die Drosselvorrichtungen 41 bzw. 43 des Ringkolbens 25 an jeweiligen entgegengesetzten Endabschnitten desselben gebildet sind. Somit kann bewirkt werden, das Steuerfluid bis zum Erreichen der jeweiligen Endlage des Steuerkolbens 11 (benachbart zu einer jeweiligen Steuergehäusestirnseite) über die in der jeweiligen Endlage wirkende Drosselvorrichtung 41 bzw. 43 auch verdrängt wird (d.h. über den gesamten Verfahrweg des Steuerkolbens 11). Ersichtlich ist gemäß Fig. 1 weiterhin vorgesehen, dass die in der jeweiligen Endlage wirkende Drosselvorrichtung 41 bzw. 43 für eine Verdrängung von Hydraulikfluid aus dem Steuergehäuse 5 quer zu der Verlagerungsrichtung ±A durchströmbar ist. Hierdurch kann die jeweilige Drosselvorrichtung 41, 43 äußerst unaufwändig und robust am Ringkolben 25 gefertigt werden, insbesondere durch einfach bildbare Drosselöffnungen bzw. -querschnitte quer durch dessen Wandung. Mit dieser Ausgestaltung geht jedoch auch der Vorteil einher, dass die Bauhöhe von Steuergehäuse 5 samt der Steuer leitungen 33, 35 sehr gering bemessen werden kann, welch Kriterium insbesondere in bauraumbeengten Injektorumgebungen stets beachtlich ist. Wie z.B. Fig. 1 veranschaulicht, ist gerade mit solchen Ausgestaltungen vorgesehen, dass die Steuer- leitungswege 33, 35, über welche das über die in der jeweiligen Endlage wirkende Drosselvorrichtung 41, 43 verdrängte Hydraulikfluid abführbar ist, ebenfalls quer zur Verlagerungsrichtung ±A orientiert sind, d.h. derart, dass das verdrängte Hydraulikfluid strömungsgünstig abführbar ist. In Weiterbildung der Erfindung ist ferner auch vorgesehen, dass der Steuerkolben 1 1 und der Ringkolben 25 aus der jeweiligen Endlage über das quer zur Verlagerungsrichtung ±A an das Steuergehäuse 5 zugeführte Hydraulikfluid bzw. den damit einhergehenden Steuerdruck verlagerbar sind (aus der jeweiligen Endlage lösbar und hin zur anderen Endlage verschieblich), d.h. über die radial bzw. quer einmündenden Steuerleitungen 33, 35. Hierzu weisen sowohl der Ringkolben 25 als auch der Steuerkolben 1 1 geeignet bereitgestellte Druckschulterflächen 49 (zur Steuerdruckeinleitung) auf. The orifices 45 and 47 of the control lines 33 and 35 are each formed on opposite end portions of the control housing 5, woneben also the throttle devices 41 and 43 of the annular piston 25 are formed at respective opposite end portions thereof. It can thus be effected that the control fluid is also displaced (ie over the entire travel of the control piston 11) until it reaches the respective end position of the control piston 11 (adjacent to a respective control housing front side) via the throttling device 41 or 43 acting in the respective end position. As can be seen, it is further provided according to FIG. 1 that the throttling device 41 or 43 acting in the respective end position can be flowed through for displacement of hydraulic fluid from the control housing 5 transversely to the displacement direction ± A. In this way, the respective throttle device 41, 43 are made extremely inexpensive and robust on the annular piston 25, in particular by simply formable throttle openings or cross-sections across the Wall. With this configuration, however, there is also the advantage that the overall height of the control housing 5 together with the control lines 33, 35 can be made very small, which criterion is always considerable, especially in space-constrained Injektorumgebungen. As illustrated, for example, in FIG. 1, it is provided with such embodiments that the control line paths 33, 35, via which the hydraulic fluid displaced via the throttle device 41, 43 acting in the respective end position can be discharged, are also oriented transversely to the direction of displacement , ie in such a way that the displaced hydraulic fluid can be discharged in a streamlined manner. In a further development of the invention is also also provided that the control piston 1 1 and the annular piston 25 from the respective end position over the transverse to the displacement direction ± A to the control housing 5 supplied hydraulic fluid or the associated control pressure are displaced (from the respective end position and releasably displaceable towards the other end position), ie via the radially or transversely opening control lines 33, 35. For this purpose, both the annular piston 25 and the control piston 1 1 suitably provided pressure shoulder surfaces 49 (for control pressure introduction) on.
Der Steuerkolben 11 kann an seinem düsenfernen Ende z.B. eine Druckschulterfläche 49 in Form einer Ringschrägfläche bzw. Fase aufweisen (oder z.B. eine Stufenfläche, welche weiterhin beispielsweise um einen (zentralen) Anschlag 51 gebildet ist), wodurch einerseits ermöglicht wird, am Steuergehäuse 5 in der ersten, düsenfernen Endlage in Anlage zu gelangen, mithin eine definierte Position einzunehmen, während weiterhin ein Spalt verbleibt, über welchen die Druckeinleitung an der Druckschulter 49 für eine Verlagerung erfolgen kann. The control piston 11 can, at its nozzle-distal end, e.g. a pressure shoulder surface 49 in the form of a ring inclined surface or bevel (or, for example, a step surface, which is further formed, for example, to a (central) stop 51), which on the one hand allows to get on the control housing 5 in the first, nozzle-distant end position in Appendix Consequently, take a defined position, while still leaving a gap over which the pressure can be introduced to the pressure shoulder 49 for a shift.
Gleichzeitig werden„Klebspalte", welche einem schnellen Lösen abträglich wären, weitgehend vermieden. Gleichsam kann auch der Ringkolben 25 eine solche Schrägfläche 49 am At the same time "adhesive gaps", which would be detrimental to a quick release, largely avoided.As well as the annular piston 25 such an inclined surface 49 on
korrespondierenden Ende aufweisen, z.B. als Anfasung gebildet, alternativ z.B. als Stufe. Auch diese dient der Definition der Endlage und als Druckschulter 49 für eine Verlagerung. have corresponding end, e.g. formed as a chamfer, alternatively, e.g. as a stage. This also serves to define the end position and as a pressure shoulder 49 for a shift.
Weiterhin ist die Länge des Steuerkolbens 1 1 ersichtlich so bemessen, dass in der anderen Endlage, in welcher das Düsenventilglied 13 im Sitz 15 ruht, mithin die düsennahe Endlage des Steuerkolbens 1 1 definiert, düsennah ein Freiraum zwischen dem Steuerkolben 1 1 und der Steuergehäusestirnwand verbleibt, welche hierbei gebildete Stufenfläche wiederum als Druckschulter 49 für die hydraulische Steuerbarkeit fungiert. Der Ringkolben 25 kann hierbei wiederum eine Fase (oder Stufenfläche) am weiteren Ende aufweisen, um die Endlage zu definieren und eine weitere Druckschulter 49 bereitzustellen. Furthermore, the length of the control piston 1 1 can be seen so dimensioned that in the other end position, in which the nozzle valve member 13 rests in the seat 15, thus defining the nozzle near end position of the control piston 1 1, close to the nozzle a clearance between the control piston 1 1 and the control housing end wall remains , which in this case formed step surface in turn acts as a pressure shoulder 49 for the hydraulic controllability. The annular piston 25 can in this case again have a chamfer (or step surface) at the other end to define the end position and provide a further pressure shoulder 49.
Bei der in Fig. 1 dargestellten, bevorzugten Ausgestaltung der Kolbensteueranordnung 1 sind weiterhin die Mündungen 45, 47 der Steuerleitungen 33, 35 am Steuergehäuse 5 je als Ringmündung (in Umfangsrichtung des Steuergehäuses 5) ausgeführt, woneben auch die in der jeweiligen Endlage wirkende Drosselvorrichtung 41, 43 in der Umfangsrichtung des Steuergehäuses 5 bzw. des Ringkolbens 25 angeordnete bzw. orientierte Drosselöffnungen aufweist, das heißt verteilt über den Umfang des Ringkolbens 25. Hiermit geht der Vorteil einher, das Steuerfluid über den Umfang homogen verteilt aus der jeweiligen Steuerkammer 27, 29 verdrängen zu können, weiterhin das Steuerfluid auch homogen in die jeweilige Steuerkammer 27, 29 einbringen zu können, mithin ein optimales Steuerverhalten für die Steuerung der Kolben 1 1 , 25 zu erzielen. Nunmehr wird anhand der Figuren 2 mit 4, welche einen Umsteuerungsvorgang von Steuerkolben 11 und Ringkolben 25 mit der Kolbensteueranordnung 1 nach Fig. 1 veranschaulichen, ergänzend auf weitere Aspekte im Rahmen der Erfindung eingegangen. In the preferred embodiment of the piston control arrangement 1 shown in FIG. 1, the mouths 45, 47 of the control lines 33, 35 on the control housing 5 are each designed as a ring mouth (in the circumferential direction of the control housing 5), and the throttle device 41 acting in the respective end position also woes , 43 in the circumferential direction of the control housing 5 and the annular piston 25 arranged or oriented throttle openings, that is distributed over the circumference of the annular piston 25. This has the advantage associated with the control fluid homogeneously distributed over the circumference of the respective control chamber 27, 29th Furthermore, to be able to displace the control fluid also homogeneously into the respective control chamber 27, 29, thus to achieve an optimal control behavior for the control of the piston 1 1, 25. Now, with reference to the figures 2 with 4, which illustrate a Umsteuerungsvorgang of control piston 11 and annular piston 25 with the piston control assembly 1 of FIG. 1, further discussed additional aspects in the context of the invention.
Fig. 2 veranschaulicht eine Position von Steuerkolben 11 und Ringkolben 25, in welcher beide Kolben 11 , 25 in die erste bzw. düsenferne Endlage gesteuert sind. Hierzu ist die düsennahe Steuerkammer 29 mit Steuerdruck bzw. Hydraulikdruck beaufschlagt (durch die Pfeile angedeutet), das heißt via das Steuerventil 37 und die Steuerfluidquelle 31 , während die düsenfernere Steuerkammer 27 über das Steuerventil 37 hin zur Niederdruckseite 39 entlastet ist (ebenfalls durch Pfeile angedeutet). In dieser Position ist das Düsenventilglied 13 - via den Steuerkolben 11 - aus dem Sitz 15 gesteuert, beide Kolben 1 1, 25 sind weiterhin in Anlage an der düsenfernen Stirnwand des Steuergehäuses 5, d.h. mit einem als Anschlag 51 dienenden, vorspringenden Endabschnitt. Fig. 2 illustrates a position of the control piston 11 and the annular piston 25, in which both pistons 11, 25 are controlled in the first or nozzle-distal end position. For this purpose, the nozzle-near control chamber 29 is acted upon by control pressure or hydraulic pressure (indicated by the arrows), that is, via the control valve 37 and the control fluid source 31, while the nozzle-remote control chamber 27 is relieved via the control valve 37 toward the low pressure side 39 (also indicated by arrows ). In this position, the nozzle valve member 13 - controlled by the control piston 11 - from the seat 15, both pistons 1 1, 25 are further in contact with the nozzle-distal end wall of the control housing 5, i. with a serving as a stop 51, projecting end portion.
Um das Düsenventilglied 13 wieder in den Sitz 15 zu steuern, mithin das Brenngas-Düsenventil zu schließen, wird nunmehr zunächst das Steuerventil 37 umgesteuert. In der Folge wird die düsenferne bzw. erste Steuerkammer 27 in Kommunikation mit der Steuerfluidquelle 31 geschaltet, mithin nun die düsenferne Steuerkammer 27 belastet. Gleichzeitig erfährt die düsennähere bzw. zweite Steuerkammer 29 eine Entlastung, einhergehend mit dem Abströmen von Steuerfluid über das Steuerventil 37 an die Niederdruckseite 39. Aufgrund des sich einstellenden, nun umgekehrten Druckgefälles über die Kolben 1 1 , 25 löst sich zunächst der schneller ansprechende Ringkolben 25 aus seiner ersten Endlage und verfährt in Richtung hin zur düsennahen Steuerkammer 29 bis er dort in seine zweite Endlage, mithin in Anschlag an der düsennahen Steuergehäusestirnwand gelangt . Diese Stellung ist in Fig. 3 gezeigt. Über die an die düsennahe Steuerkammer 29 geführte Steuerleitung 35 wird das vom Ringkolben 25 verdrängte Fluid aus dem Steuergehäuse 5 abgeführt. In order to control the nozzle valve member 13 back into the seat 15, thus closing the fuel gas nozzle valve, the control valve 37 is now reversed first. As a result, the nozzle-remote or first control chamber 27 is switched in communication with the control fluid source 31, thus now the nozzle-distant control chamber 27 charged. At the same time, the nozzle closer or second control chamber 29 experiences a discharge, along with the outflow of control fluid through the control valve 37 to the low pressure side 39. Due to the adjusting, now reverse pressure gradient across the piston 1 1, 25 first dissolves the faster responsive annular piston 25 from its first end position and moves toward the nozzle near control chamber 29 until it reaches its second end position, thus in abutment with the nozzle near the control housing end wall. This position is shown in Fig. 3. About the guided to the nozzle-near control chamber 29 control line 35, the fluid displaced by the annular piston 25 is discharged from the control housing 5.
Bei Einnahme der zweiten bzw. düsennahen Endlage versperrt der Ringkolben 25 mit Ausnahme seiner in dieser Endlage wirkenden Drosselvorrichtung 43 die Mündung 47 der an die düsennahe Steuerkammer 29 geführten Steuerleitung 35, so dass nachfolgend noch zu verdrängendesWhen the second or near-nozzle end position is taken, the annular piston 25, with the exception of its throttling device 43 acting in this end position, obstructs the mouth 47 of the control line 35 guided to the nozzle-near control chamber 29, so that subsequently to be displaced
Steuerfluid nur mehr über die Drosselöffnungen der in dieser, düsennahen Endlage wirkenden Drosselvorrichtung 43 aus dem Steuergehäuse 5 verdrängbar ist. Control fluid can only be displaced from the control housing 5 via the throttle openings of the throttle device 43 acting in this, near-end end position.
Mit Verlagerung des Ringkolbens 25 erfährt weiterhin auch der Steuerkolben 1 1 den vollen Hydraulikdruck seitens der düsenfernen Steuerkammer 27 und wird ebenfalls, dem Ringkolben 25 insoweit nacheilend, hin zur düsennahen Steuerkammer 29 verlagert, das heißt in der With displacement of the annular piston 25 continues to experience the control piston 1 1, the full hydraulic pressure from the nozzle remote control chamber 27 and is also, the annular piston 25 so far lagging, towards the nozzle-near control chamber 29 relocated, that is in the
Verlagerungsrichtung ±A. Aufgrund dessen, dass nun aber die Verdrängung des Steuerfluids nurmehr über die Drosselvorrichtung 43 des düsennahen Endabschnitts des Ringkolbens 25 ermöglicht ist, wird der Steuerkolben 1 1 abgebremst, mithin das Düsenventilglied 13 sanft in den Sitz 15 zurückgesteuert. In einer solchen Stellung des Düsen ventilglieds 13, d.h. entsprechend der Kolbenstellung in Fig. 4, ist sodann auch der Steuerkolben 1 1 in seiner zweiten bzw. Displacement direction ± A. Due to the fact that now but the displacement of the control fluid is only possible via the throttle device 43 of the nozzle-proximal end portion of the annular piston 25, the control piston 1 1 is decelerated, thus the nozzle valve member 13 is controlled back gently into the seat 15. In such a position of the nozzle valve member 13, i. in accordance with the piston position in Fig. 4, then the control piston 1 1 in its second or
düsennahen Endlage. Close to the nozzle end position.
Für eine sich anschließende Umsteuerung (nicht dargestellt), bei welcher das Düsenventilglied 13 wieder aus dem Sitz 15 gesteuert wird, kann sodann das Steuerventil 37 wieder umgeschaltet werden, woraufhin sich das Druckgefalle zwischen den Steuerkammern 27, 29 bzw. über die Kolben 1 1, 25 wieder umkehrt, so dass der Ringkolben 25 - wiederum dem Steuerkolben 1 1 voreilend - zunächst in Richtung hin zur ersten, düsenfernen Steuerkammer 27 verlagert wird und seine düsenferne Endlage einnimmt. Hierbei eilt der Steuerkolben 11 dem Ringkolben 25 wiederum nach und kann nach Einnahme der düsenfernen Endlage des Ringkolbens 25 Steuerfluid aus der Steuerkammer 27 wiederum nurmehr über die in dieser Endlage wirkende Drossel- vorrichtung 41 (des düsenfernen Endabschnitts) des Ringkolbens 25 aus dem Steuergehäuse 5 verdrängen. Somit wird auch bei Einnahme dieser düsenfernen Endlage der Steuerkolben 11 in vorteilhafter Weise verschleißmindernd abgebremst. Die Figuren 5 mit 7 zeigen im Teilschnitt beispielhaft mögliche Ausgestaltungen der Drosselvorrichtungen 41, 43 des Ringkolbens 25. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ringkolben 25 weist die Drosselvorrichtung 41, 43 an einem jeweiligen Endabschnitt - über den Umfang verteilt - Drosselbohrungen auf, das heißt je zwei in Verlagerungsrichtung ±A zueinander benachbarte Reihen 53, 55 von Drosselbohrungen (Radialbohrungen). Hierbei wird mit Überfahren bzw. Zufahren (Passieren) der je inneren Drosselreihe 55 durch den Steuerkolben 1 1 der wirksame Drosselquerschnitt verringert, so dass sich kurz vor einem jeweiligen In-Anschlag-Gelangen ein verringerter Drosselquerschnitt mit erhöhter Bremswirkung einstellt. For a subsequent reversal (not shown), in which the nozzle valve member 13 is again controlled from the seat 15, the control valve 37 can then be switched again, whereupon the pressure difference between the control chambers 27, 29 and via the piston 1 1, 25 reverses again, so that the annular piston 25 - in turn, the control piston 1 1 leading - initially shifted toward the first, remote nozzle control chamber 27 and occupies its nozzle-remote end position. In this case, the control piston 11 again trails the annular piston 25 and, after taking the nozzle-distal end position of the annular piston 25, can displace control fluid from the control chamber 27 only from the control housing 5 via the throttling device 41 (of the end portion remote from the nozzle) of the annular piston 25 acting in this end position , Thus, the control piston 11 is braked wear-reducing in an advantageous manner even when taking this nozzle remote end position. 7 shows in partial section exemplary embodiments of the throttle devices 41, 43 of the annular piston 25. In the annular piston 25 shown in Fig. 5, the throttle device 41, 43 at a respective end portion - distributed over the circumference - throttle bores, that is two each in the displacement direction ± A adjacent rows 53, 55 of throttle bores (radial bores). In this case, the effective throttle cross-section is reduced by passing over or closing (passing) of each inner throttle row 55 by the control piston 1 1, so that sets a reduced throttle cross-section with increased braking effect shortly before each In-stop-Ganges.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ringkolben 25 ist eine jeweilige Drosselvorrichtung 41, 43 mittels über den Umfang verteilter Kerben in der Stirnseite des Ringkolbens 25 gebildet. Hierbei wird über den gesamten Verfahrweg des Steuerkolbens 11 insoweit ein gleichbleibender wirksamer Drosselquerschnitt bereitgestellt, da der Steuerkolben 11 über seinen gesamten Verfahrweg in Verlagerungsrichtung die Drosselquerschnitte der Drosselvorrichtungen 41, 43, welche für die Verdrängung des Steuerfluids zur Verfügung stehen, nicht überfährt. Fig. 7 veranschaulicht exemplarisch einen Ringkolben 25, bei welchem die Drosselvorrichtungen 41, 43 - wiederum je über den Umfang verteilt - mittels in Verlagerungsrichtung ±A (vorliegend axial) orientierten Spalten bzw. Nuten gebildet sind, welche ausgehend von den jeweiligen Stirnseiten in den Ringkolben 25 gearbeitet sind. Auch hierbei kann mit zunehmendem Zufahren der Spalte durch den Steuerkolben 11 eine zunehmende Bremswirkung bzw. Verzögerung, mithin Dämpfung, erzielt werden. In the annular piston 25 shown in FIG. 6, a respective throttle device 41, 43 is formed by notches distributed over the circumference in the end face of the annular piston 25. In this case, over the entire travel of the control piston 11 so far a constant effective throttle cross section is provided because the control piston 11 over its entire travel in the direction of displacement, the throttle cross sections of the throttle devices 41, 43, which are available for the displacement of the control fluid, not overrun. 7 illustrates by way of example an annular piston 25, in which the throttle devices 41, 43-again distributed over the circumference-are formed by means of gaps or grooves oriented in the direction of displacement ± A (in the present case axially), which extend from the respective end faces into the annular piston 25 are worked. Here as well, with increasing closing of the gap by the control piston 11, an increasing braking effect or delay, hence damping, can be achieved.
Fig. 8 zeigt nunmehr exemplarisch und schematisch einen Kraftstoffinjektor 3, insbesondere wiederum für das Ausdüsen von Brenngas, welcher eine Mehrzahl von Kolbensteueranordnungen 1 aufweist, welche je ein Arbeitselement 13 in Form eines Düsenventilglieds hubsteuern. 8 shows, by way of example and schematically, a fuel injector 3, in particular again for the ejection of fuel gas, which has a plurality of piston control arrangements 1, each of which controls a working element 13 in the form of a nozzle valve member.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 3, welcher beispielsweise drei Brenngas-Düsenventilglieder 13 vorsieht, sind jeweils die düsennahen Steuerkammern 29 und jeweils die düsenfernen Steuerkammern 27 der Kolbensteueranordnungen 1 über eine gemeinsame Steuerleitung 33 bzw. 35, vorliegend je eine gemeinsame Steuerleitung, kommunizierend miteinander verbunden. In the embodiment of the fuel injector 3 shown in FIG. 8, which provides, for example, three fuel gas nozzle valve members 13, the respective control chambers 29 close to the nozzle and the control chambers 27 of the piston control assemblies 1 remote from the nozzle are each provided with a common control line 33 and 35, in this case each a common control line, communicating with each other.
Die jeweilige Steuerleitung 33, 35 zur Verbindung der düsennahen Steuerkammern 29 bzw. der düsenfernen Steuerkammern 27 ist weiterhin an das Steuerventil 37 geführt, so dass die Gesamtheit der Kolbensteueranordnungen 1 , mithin der Brenngas-Düsenventilglieder 13, vorteilhaft über ein einziges Steuerventil 37 steuerbar ist, das heißt hydraulisch ansteuerbar. The respective control line 33, 35 for connecting the nozzle-near control chambers 29 and the nozzle-remote control chambers 27 is further guided to the control valve 37, so that the entirety of the piston control arrangements 1, thus the fuel gas nozzle valve members 13, advantageously via a single control valve 37 is controllable, that is hydraulically controlled.
Wie Fig. 8 weiterhin zeigt, kann hierbei auch vorgesehen werden, die Düsenräume 19 der Brenn- gas-Düsenventilglieder 13 über eine gemeinsame Versorgungsleitung 57 kommunizierend zu verbinden. Brenngas seitens einer Brenngas-Versorgungsquelle kann hierbei auf einfache Weise über einen einzigen Einlass 23 an die Gesamtheit der Düsenräume 19 verteilt werden. In der Gesamtschau wird mit einer solchen Lösung ein vorteilhaft einfach und robust ausbildbarer Kraftstoffinjektor 3 mit der beabsichtigten Anschlagsdämpfungsfunktionalität bereitgestellt. As FIG. 8 also shows, it can also be provided to connect the nozzle chambers 19 of the fuel gas nozzle valve members 13 in a communicating manner via a common supply line 57. Fuel gas from a fuel gas supply source can be distributed in a simple manner via a single inlet 23 to the entirety of the nozzle chambers 19. Overall, such a solution provides an advantageously simple and robust fuel injector 3 with the intended impact attenuation functionality.
Neben einer Ausgestaltung nach Fig. 8, welche die Verbindung der Steuerkammern 27, 29 über eine Steuerleitung-Ringanordnung vorsieht, kann (obwohl nicht dargestellt) zum Beispiel auch eine je sternförmige Steuerleitungsanordnung zur Verbindung der Steuerkammern 27 bzw. 29 vorgesehen werden. In addition to an embodiment according to FIG. 8, which provides the connection of the control chambers 27, 29 via a control line ring arrangement, it is also possible (although not shown) to provide a star-shaped control line arrangement for connecting the control chambers 27 and 29, respectively.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Kolbensteueranordnung I piston control arrangement
3 Kraftstoffinjektor 3 fuel injector
5 Steuergehäuse  5 control housing
7 Düsenkörper  7 nozzle body
9 deckelndes Element  9 lidding element
I I Steuerkolben  I I control piston
13 Arbeitselement (Brenngas-Düsenventilglied) 13 working element (fuel gas nozzle valve member)
15 Düsenventilglied-Sitz 15 nozzle valve member seat
17 Düsenanordnung  17 nozzle arrangement
19 Brenngas-Düsenraum  19 fuel gas nozzle chamber
21 Hochdruck-Leitung (Brenngas)  21 high-pressure line (fuel gas)
23 Brenngas-Einlass  23 fuel gas inlet
25 Ringkolben  25 ring pistons
27 erste Steuerkammer (düsenferner)  27 first control chamber (nozzle distant)
29 zweite Steuerkammer (düsennäher)  29 second control chamber (closer to the nozzle)
31 Quelle  31 Source
33 Steuerleitung (erste Steuerkammer)  33 control line (first control chamber)
35 Steuerleitung (zweite Steuerkammer) 35 control line (second control chamber)
37 Steuerventil 37 control valve
39 Leckageauslass  39 leakage outlet
41 Drosselvorrichtung  41 throttle device
43 Drosselvorrichtung  43 throttle device
45 Mündung  45 estuary
47 Mündung  47 muzzle
49 Druckschulterfläche  49 pressure shoulder surface
51 Anschlag  51 stop
53 Reihe  53 series
55 Reihe  55 series
57 Versorgungsleitung  57 supply line
A Verlagerungsrichtung  A direction of displacement

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kolbensteueranordnung (1), insbesondere für die Verwendung mit einem Kraftstoffinjektor (3), mit einem Steuergehäuse (5) und einem darin aufgenommenen Steuerkolben (1 1), welcher im Steuergehäuse (5) in einer Verlagerungsrichtung (±A) hydraulisch hin und her steuerbar ist, wobei der Steuerkolben (1 1) eine erste und eine zweite Endlage einnehmen kann, wobei mit dem Steuerkolben (11) zur Mitverlagerung ein Arbeitselement (13) in Verbindung steht, 1. piston control assembly (1), in particular for use with a fuel injector (3), with a control housing (5) and a control piston (1 1) received therein, which in the control housing (5) in a displacement direction (± A) hydraulically out and can be controlled, wherein the control piston (1 1) can assume a first and a second end position, wherein with the control piston (11) for Mitlegagerung a working element (13) is in communication,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- der Steuerkolben (11) umgeben von einem Ringkolben (25) im Steuergehäuse (5)  - The control piston (11) surrounded by an annular piston (25) in the control housing (5)
aufgenommen ist, welcher Ringkolben (25) ebenfalls in eine erste und zweite Endlage, korrespondierend mit den Endlagen des Steuerkolbens (11), in der Verlagerungsrichtung (±A) hydraulisch hin und her steuerbar ist;  is recorded, which annular piston (25) also in a first and second end position, corresponding to the end positions of the control piston (11), in the displacement direction (± A) hydraulically back and forth controllable;
- wobei die Kolbensteueranordnung (1) so eingerichtet ist, dass der Ringkolben (25) dem Steuerkolben (11) bei einer hydraulisch gesteuerten Verlagerung desselben in eine jeweilige Endlage voreilt und hierbei die jeweilige Endlage einnimmt, bevor der  - Wherein the piston control arrangement (1) is arranged so that the annular piston (25) leads the control piston (11) in a hydraulically controlled displacement of the same in a respective end position and in this case occupies the respective end position before the
Steuerkolben (11) die korrespondierende Endlage einnimmt, wobei  Control piston (11) occupies the corresponding end position, wherein
die Kolbensteueranordnung (1) weiterhin eingerichtet ist, mit Einnahme jeweiliger Endlagen des Ringkolbens (25) und noch andauernder, nacheilender Verlagerung des Steuerkolbens (11) Hydraulikfluid über je wenigstens eine in der jeweiligen Endlage wirkende Drosselvorrichtung (41, 43) des Ringkolbens (25) aus dem Steuergehäuse (5) zu verdrängen.  the piston control arrangement (1) is furthermore set up, taking in respective end positions of the annular piston (25) and still continuing lagging displacement of the control piston (11) hydraulic fluid via at least one throttle device (41, 43) of the annular piston (25) acting in the respective end position. to displace from the control housing (5).
2. Kolbensteueranordnung (1) nach Anspruch 1, Second piston control arrangement (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
wenigstens eine Drosselvorrichtung (41, 43) für eine Verdrängung von Hydraulikfluid aus dem Steuergehäuse (5) quer zu der Verlagerungsrichtung (±A) durchströmbar ist, insbesondere sämtliche.  at least one throttle device (41, 43) for a displacement of hydraulic fluid from the control housing (5) transversely to the displacement direction (± A) is flowed through, in particular all.
3. Kolbensteueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Piston control arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
an das Steuergehäuse (1) Steuerleitungen (33, 35) geführt sind, an welche das über die Drosselvorrichtungen (41, 43) verdrängte Hydraulikfluid abführbar ist, insbesondere quer zur Verlagerungsrichtung (±A) und/oder mit Bezug auf die jeweilige Drosselvorrichtung (41, 43) in deren Durchströmrichtung abführbar. to the control housing (1) control lines (33, 35) are guided, to which via the throttle devices (41, 43) displaced hydraulic fluid can be discharged, in particular transversely to the displacement direction (± A) and / or with respect to the respective throttle device (41, 43) in the flow direction can be discharged.
4. Kolbensteueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Piston control arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kolbensteueranordnung (1) derart ausgestaltet ist, dass der Steuerkolben (1 1) und der Ringkolben (25) aus der jeweiligen Endlage über quer zur Verlagerungsrichtung (±A) an das Steuergehäuse (5) zugeführtes Hydraulikfluid verlagerbar sind, insbesondere über geeignete Druckschulterflächen (49) am Steuerkolben (11) und dem Ringkolben (25).  the piston control arrangement (1) is configured such that the control piston (1 1) and the annular piston (25) can be displaced from the respective end position via hydraulic fluid supplied transversely to the displacement direction (± A) to the control housing (5), in particular via suitable pressure shoulder surfaces ( 49) on the control piston (11) and the annular piston (25).
5. Kolbensteueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Piston control arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
an in Verlagerungsrichtung (±A) zueinander entgegen gesetzten Endabschnitten des Ringkolbens (25) je wenigstens eine Drosselvorrichtung (41, 43) gebildet ist, welche in einer jeweiligen Endlage des Ringkolbens (25) wirkt.  in each case in the displacement direction (± A) mutually opposite end portions of the annular piston (25) at least one throttle device (41, 43) is formed which acts in a respective end position of the annular piston (25).
6. Kolbensteueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Piston control arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine jeweilige Steuerleitung (33, 35) ringförmig bzw. mit einer Ringmündung am Steuergehäuse (5) einmündet; und/oder  a respective control line (33, 35) opens annularly or with a ring mouth on the control housing (5); and or
Drosselöffnungen wenigstens einer der Drosselvorrichtungen (41, 43) über den Umfang des Ringkolbens (25) verteilt gebildet sind.  Throttle openings of at least one of the throttle devices (41, 43) distributed over the circumference of the annular piston (25) are formed.
7. Kolbensteueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Piston control arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
wenigstens eine der Drosselvorrichtungen (41, 43) einen Drosselquerschnitt aufweist, welcher über die Länge der Drosselvorrichtung (41, 43) in Verlagerungsrichtung (±A) variiert.  at least one of the throttle devices (41, 43) has a throttle cross section which varies over the length of the throttle device (41, 43) in the displacement direction (± A).
8. Kraftstoffinjektor (3), 8. fuel injector (3),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) wenigstens eine Kolbensteueranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. the fuel injector (3) has at least one piston control arrangement (1) according to one of the preceding claims.
9. Kraftstoffinjektor (3) nach Anspruch 8, 9. fuel injector (3) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Arbeitselement (13) ein Düsenventilglied ist, welches über die Kolbensteueranordnung (1) mittels Verlagerung des Steuerkolbens (11) hubsteuerbar ist.  the working element (13) is a nozzle valve member, which can be lift-controlled via the piston control arrangement (1) by means of displacement of the control piston (11).
10. Kraftstoffinjektor (3) nach Anspruch 9, 10. Fuel injector (3) according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) eingerichtet ist, bei Verlagern des Steuerkolbens (1 1) in eine jeweilige Endlage mittels der Verdrängung von Hydraulikfluid über eine der Drosselvorrichtungen (41, 43) eine Anschlagsdämpfung des Düsenventilglieds (13) zu bewirken.  the fuel injector (3) is arranged, upon displacement of the control piston (1 1) in a respective end position by means of the displacement of hydraulic fluid via one of the throttle devices (41, 43) to effect a stop damping of the nozzle valve member (13).
11. Kraftstoffinjektor (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, 11. Fuel injector (3) according to one of claims 8 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) eine Mehrzahl von Kolbensteueranordnungen (1) aufweist, welche je ein Arbeitselement (13) in Form eines Düsenventilglieds hubsteuern, wobei die Kolbensteueranordnungen (1) über gemeinsame Steuerleitungen (33, 35) kommunizieren.  the fuel injector (3) has a plurality of piston control arrangements (1) each of which controls a working element (13) in the form of a nozzle valve member, the piston control arrangements (1) communicating via common control lines (33, 35).
12. Kraftstoffinjektor (3) nach Anspruch 1 1, 12. Fuel injector (3) according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) ein Steuerventil (37) aufweist, insbesondere ein einziges Steuerventil (37), über welches die Mehrzahl von Kolbensteueranordnungen (1) hydraulisch ansteuerbar ist.  the fuel injector (3) has a control valve (37), in particular a single control valve (37), via which the plurality of piston control arrangements (1) can be hydraulically actuated.
13. Brennkraftmaschine, 13. Internal combustion engine,
gekennzeichnet durch marked by
wenigstens einen Kraftstoffinjektor (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 12.  at least one fuel injector (3) according to one of claims 8 to 12.
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