| (19) |
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(11) |
EP 2 670 970 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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31.05.2017 Patentblatt 2017/22 |
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Anmeldetag: 30.12.2011 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2011/074322 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2012/104000 (09.08.2012 Gazette 2012/32) |
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| (54) |
KRAFTSTOFFINJEKTOR
FUEL INJECTOR
INJECTEUR DE CARBURANT
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
| (30) |
Priorität: |
01.02.2011 DE 102011003443
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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11.12.2013 Patentblatt 2013/50 |
| (73) |
Patentinhaber: Robert Bosch GmbH |
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70442 Stuttgart (DE) |
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Erfinder: |
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- MAGEL, Hans-Christoph
72764 Reutlingen (DE)
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| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 1 970 556 DE-A1-102007 032 741 DE-B3- 10 333 573
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EP-A2- 1 865 192 DE-A1-102008 054 421
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der
DE 10 2008 054 421 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte Kraftstoffinjektor umfasst dabei einen mit einem
Piezoaktor verbundenen Geberkolben, der in eine Bohrung eines Nehmerkolbens eintauscht.
Der Nehmerkolben seinerseits ist in einem Injektorgehäuse axial gleitend bewegbar.
Die aus dem Geberkolben und dem Nehmerkolben gebildete Einheit stellt einen ersten
hydraulischen Koppler dar, der bei einer Bestromung des Piezoaktors ein Öffnen einer
an einem Ventilsitz anliegenden Düsennadel bewirkt. Weiterhin ist es in der genannten
Schrift offenbart, an der Düsennadel einen Drosselkanal auszubilden, der im Hochdruckbereich
des Injektorkörpers eine Druckdifferenz in den ober- bzw. unterhalb des Drosselkanals
angeordneten Teilräumen des Hochdruckbereichs bewirkt, so dass die Düsennadel hydraulisch
in Schließrichtung belastet wird. Daher genügen bei dem bekannten Kraftstoffinjektor
relativ geringe Kräfte des Aktors, um ein Öffnen und Schließen der Düsennadel zu bewirken.
Nachteilig dabei ist, dass diese Schließkraft durch einen hohen Druckabfall am Drosselkanal
erzeugt wird, wodurch der Wirkungsgrad des Injektors verringert wird. Ein weiterer
Kraftstoffinjektor mit hydraulischem Koppler ist aus
DE 103 33 573 B3 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
[0003] Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden,
dass sowohl Öffnungs- als auch Schließkräfte vom Aktor an die Düsennadel übertragen
werden und damit ein Kraftstoffinjektor mit einem relativ einfach bzw. klein bauenden
Piezoaktor erzielt werden kann. Zudem soll ein geringer Druckverlust und somit ein
möglichst hoher Wirkungsgrad erzielt werden.
[0004] Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, den Kraftstoffinjektor mit zwei
hydraulischen Kopplern auszustatten, wovon der eine hydraulische Koppler für das Öffnen
der Düsennadel zuständig ist, während der andere hydraulische Koppler den Schließvorgang
unterstützt.
[0005] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den
Unteransprüchen angegeben.
[0006] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass
die beiden hydraulischen Koppler die gleiche Wegübersetzung aufweisen. Dadurch werden
bezüglich des Öffnungshubes und des Schließhubes gleiche Verhältnisse geschaffen,
so dass der Drosselverlust an einer Schließdrossel reduziert werden kann, und die
notwendige Aktorgröße zum Erreichen des erforderlichen Düsennadelhubes reduziert werden
kann.
[0007] In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung, die einen relativ geringen Raumbedarf
benötigt, ist es vorgesehen, dass die Düsennadel mit einer Kopplerkolbenanordnung
verbunden ist und dass die Kopplerkolbenanordnung mit einem ersten Kopplerraum zur
Erzeugung der Öffnungskraft und einem zweiten Kopplerraum zur Erzeugung der Schließkraft
für die Düsennadel zusammenwirkt.
[0008] Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Kopplerkolbenanordnung
zwei an einer Berührfläche aneinander anliegende Kopplerkolben umfasst und dass die
beiden der Berührfläche abgewandten Stirnseiten der Kopplerkolben die beiden Kopplerräume
begrenzen. Eine derartige Ausbildung bzw. Anordnung der Kopplerkolben hat den Vorteil,
dass bei der (gleichzeitigen) Bewegung der Kopplerkolben keine Verspannungen in der
Kopplerkolbenanordnung auftreten können, wie sie ansonsten aufgrund von Lagetoleranzen
der Bauteile sehr leicht in Erscheinung treten. Darüber hinaus ermöglicht eine derartige
Anordnung die Verwendung zweier Kopplerkörper, so dass sich ein konstruktiv relativ
einfacher Aufbau verwirklichen lässt.
[0009] Besonders vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der eine Verbindungsbohrung
zwischen zwei Kopplerräumen als Drossel zur Bewegungsbeeinflussung der Düsennadel
ausgebildet ist. Dadurch lässt sich die Bewegungscharakteristik der Öffnungsbewegung
der Düsennadel relativ einfach den jeweils erforderlichen Randbedingungen anpassen.
[0010] Eine bevorzugte konstruktive Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein dritter
Kopplerraum von einer Abschlussplatte verschlossen ist, die von der Federkraft einer
Vorspannfeder gegen eine Stirnfläche des Kopplerkörpers gedrückt ist. Eine derartige
Ausbildung ermöglicht einen relativ einfachen Aufbau und eine relativ einfache Montage
der Bauteile des Injektors.
[0011] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass
die Düsennadel im Hochdruckraum eine Drosseleinrichtung zur Bewegungsbeeinflussung
der Düsennadel ausgebildet. Eine derartige Ausbildung ermöglicht in relativ einfacher
Art und Weise eine Beeinflussung der Bewegung der Düsennadel.
[0012] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
[0013] Diese zeigt in der einzigen Figur einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Kraftstoffinjektor in teilweise vereinfachter Darstellung.
[0014] In der einzigen Figur ist ein erfindungsgemäßer Injektor 10 dargestellt, wie er insbesondere
als Bestandteil eines sogenannten Common-Rail-Einspritzsystems zum Einspritzen von
Kraftstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine dient.
Hierbei weist der Injektor 10 ein mehrteilig ausgebildetes Injektorgehäuse 11 auf.
Das Injektorgehäuse 11 umfasst beispielhaft auf der dem Brennraum der Brennkraftmaschine
abgewandten Seite einen Gehäusedeckel 12, der mit einem hülsenförmigen Gehäusemittelteil
13 verbunden ist. An das Gehäusemittelteil 13 schließen sich in axialer Richtung des
Injektorgehäuses 11 ein erster, plattenartiger Kopplerkörper 14 und ein zweiter, ebenfalls
plattenförmiger Kopplerkörper 15 an. An den zweiten Kopplerkörper 15 schließt sich
wiederum auf der dem ersten Kopplerkörper 14 gegenüberliegenden Seite ein Injektorbodenteil
16 an.
[0015] In dem Injektorbodenteil 16 ist eine Ausnehmung 17 ausgebildet, die einen Hochdruckraum
18 des Injektors 10 begrenzt. Hierzu ist der Hochdruckraum 18 mittels eines durch
die beiden Kopplerkörper 14, 15, das Gehäusemittelteil 13 und den Gehäusedeckel 12
ausgebildeten Zuströmkanal 19 mit einer Druckquelle 20, insbesondere dem sogenannten
Rail, verbunden.
[0016] Am Grund der Ausnehmung 17 bildet eine Düsennadel 22 zusammen mit dem Injektorbodenteil
16 einen Dichtsitz 23 aus, der in einer Schließstellung der Düsennadel 22 vorzugsweise
mehrere Durchgangsöffnungen 24 verschließt, über die bei geöffneter Düsennadel 22
unter Hochdruck stehender Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt
wird.
[0017] Die Düsennadel 22 ist in der Ausnehmung 17 in einem Lagerkörper 25 geführt, wobei
zwischen dem Lagerkörper 25 und der Düsennadel 22 eine Strömungsverbindung ausgebildet
ist. Oberhalb des Lagerkörpers 25 weist die Düsennadel 22 eine Drosselstelle 27 in
Form einer Drosselplatte 28 auf. Mittels der Drosselstelle 27 bzw. der Drosselplatte
28 lässt sich die Bewegung der Düsennadel 22 zusätzlich beeinflussen bzw. steuern.
[0018] Die Düsennadel 22 weist weiterhin einen Bund 30 auf, an dem sich eine Düsenschließfeder
31 abstützt. Die andere Seite der Düsenschließfeder 31 stützt sich an der Unterseite
des zweiten Kopplerkörpers 15 ab.
[0019] Die Düsennadel 22 ist mit dem Schaft 32 eines Verbindungskolbens 33 verbunden. Der
Schaft 32 ist in einer Dichthülse 35 gleitend geführt, die an der Unterseite des zweiten
Kopplerkörpers 15 dicht anliegt und somit den zweiten Kopplerkörper 15 gegenüber dem
Hochdruckraum 18 abdichtet bzw. von diesem trennt. An der der Dichthülse 35 zugewandten
Stirnfläche des zweiten Kopplerkörpers 15 weist dieser im Bereich des Schaftes 32
einen Ringraum 36 auf, der über eine Ablaufbohrung 37 mit einer Ausnehmung 39 des
Gehäusemittelteils 13 verbunden ist. Über den Ringraum 36 kann über die Dichthülse
35 eintretender, unter Hochdruck stehender Kraftstoff in eine Ausnehmung 39 abströmen.
Die Ausnehmung 39 bildet einen Niederdruckbereich 40 des Injektors 10 aus, der über
eine Rücklaufbohrung 41 mit einem Kraftstoffrücklauf des Kraftstoffeinspritzsystems
verbunden ist.
[0020] In der Ausnehmung 39 des Injektorgehäuses 11, d.h. im Niederdruckbereich 40, ist
ein Aktor zur Betätigung der Düsennadel 22 in Form eines Piezoaktors 44 angeordnet.
Der Piezoaktor 44 weist Anschlusskabel 45 auf, über die der Piezoaktor 44 elektrisch
ansteuerbar ist. Hierbei ist die Auslegung des Piezoaktors 44 derart, dass dieser
in unbestromtem Zustand seine in Längsrichtung des Injektors 10 betrachtet geringste
Länge aufweist und sich bei einer Bestromung in Axialrichtung des Injektors 10 ausdehnt.
[0021] In dem ersten Kopplerkörper 14 ist auf der der Ausnehmung 39 zugewandten Seite eine
zylindrisch ausgebildete Führungsbohrung 46 für einen Geberkolben 47 ausgebildet,
der Teil eines ersten hydraulischen Kopplers ist. Der Geberkolben 47 ist über eine
Verbindungsstange 48 mit einer Abstützplatte 49 verbunden, auf der der Piezoaktor
44 angeordnet ist. Die Führungsbohrung 46 ist mit einer Abschlussplatte 52 dicht verschlossen,
wobei die Abschlussplatte 52 eine Durchgangsbohrung 53 für die Verbindungsstange 48
aufweist.
[0022] Zwischen der Abschlussplatte 52 und der Abstützplatte 49 stützt sich eine Vorspannfeder
55 ab, die zum einen die Abschlussplatte 52 gegen die ihr zugeordnete Stirnseite des
ersten Kopplerkörpers 14, und andererseits die Abstützplatte 48 zusammen mit dem Piezoaktor
44 gegen den Gehäusedeckel 12 mit Druckkraft beaufschlagt.
[0023] Der Schaft 32 des Verbindungskolbens 33 ist auf der der Düsennadel 22 gegenüberliegenden
Seite mit einem Nehmerkolben 57 wirkverbunden. Der Nehmerkolben 57 ist in einer Führungsbohrung
58 gleitend geführt, die in dem zweiten Kopplerkörper 15 auf der dem ersten Kopperkörper
14 zugewandten Seite ausgebildet ist. Der erste Kopplerkörper 14 weist wiederum eine
Führungsbohrung 59 mit gegenüber der Führungsbohrung 58 reduziertem Durchmesser auf,
wobei die beiden Führungsbohrungen 58, 59 koaxial zueinander ausgerichtet sind.
[0024] Die Führungsbohrung 58 bildet auf der der Düsennadel 22 zugewandten Seite unterhalb
des Nehmerkolbens 57 einen ersten Kopplerraum 61 aus. Der Nehmerkolben 57 ist Bestandteil
einer Kopplerkolbenanordnung 62 eines zweiten hydraulischen Kopplers, die neben dem
Nehmerkolben 57 einen weiteren Kopplerkolben 63 umfasst, der in der Führungsbohrung
59 gleitend geführt ist und mit seiner dem Nehmerkolben 57 zugewandten Stirnfläche
an der Stirnfläche des Nehmerkolbens 57 anliegt. Der weitere Kopplerkolben 63 begrenzt
auf der dem Nehmerkolben 57 abgewandten Seite einen von der Führungsbohrung 59 ausgebildeten
zweiten Kopplerraum 65.
[0025] Der zweite Kopplerraum 65 ist über einen Verbindungskanal 66 mit einem dritten Kopplerraum
67 verbunden, der von der Führungsbohrung 46, der Abschlussplatte 52 und der Oberseite
des Geberkolbens 47 begrenzt ist. Zwischen der Unterseite des Geberkolbens 47 und
der Führungsbohrung 46 ist ein vierter Kopplerraum 69 ausgebildet, der über einen
Verbindungskanal 71 mit dem ersten Kopplerraum 61 gekoppelt ist. Der Verbindungskanal
71 kann hierbei zur Beeinflussung der Bewegungsgeschwindigkeit der Düsennadel 22 als
Drossel ausgebildet sein.
[0026] Bevorzugt ist eine geometrische Ausbildung, bei der das Flächenverhältnis zwischen
dem vierten Kopplerraum 69 und dem ersten Kopplerraum 61 gleich groß ist wie das Verhältnis
zwischen dem dritten Kopplerraum 67 und dem zweiten Kopplerraum 65.
[0027] Die Funktionsweise des soweit beschriebenen Injektors 10 ist wie folgt: In der in
der Fig. 1 dargestellten Schließstellung der Düsennadel 22 ist der Piezoaktor 44 unbestromt.
Zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine muss die Düsennadel
22 von ihrem Dichtsitz 23 abheben, um die Durchgangsöffnungen 24 freizugeben. Hierzu
wird der Piezoaktor 44 bestromt bzw. aufgeladen. Die Bestromung des Piezoaktors 44
hat zur Folge, dass sich dieser in Axialrichtung ausdehnt. Durch die Kopplung des
Piezoaktors 44 über die Verbindungsstange 48 mit dem Geberkolben 47 wird dieser entgegen
der Federkraft der Vorspannfeder 55 in die Führungsbohrung 46 eingeschoben. Dadurch
wird im vierten Kopplerraum 69 befindlicher Kraftstoff über den Verbindungskanal 71
in den ersten Kopplerraum 61 verdrängt, so dass eine Öffnungskraft entgegen der Kraft
der Düsenschließfeder 31 auf den Nehmerkolben 57 erzeugt wird. Dabei wird gleichzeitig
aus dem zweiten Kopplerraum 65 Kraftstoff über den Verbindungskanal 66 in den dritten
Kopplerraum 67 verdrängt. Zum Schließen der Ventilnadel 22 wird der Piezoaktor 44
entladen. Dadurch verringert sich die Länge des Piezoaktors 44, so dass dieser unter
Federkraft der Vorspannfeder 55 zusammen mit der Abstützplatte 49 in Richtung des
Gehäusedeckels 12 bewegt wird. Die Abstützplatte 49 nimmt dabei über die Verbindungsstange
48 den Geberkolben 47 mit, so dass aus dem dritten Kopplerraum 67 Kraftstoff über
den Verbindungskanal 66 in den zweiten Kopplerraum 65 verdrängt wird. Der in dem zweiten
Kopplerraum 65 dadurch ansteigende Kraftstoffdruck bewirkt eine Bewegung der Kopplerkolbenanordnung
62 in Schließrichtung der Düsennadel 22. Hierbei wird aus dem ersten Kopplerraum 61
Kraftstoff über den Verbindungskanal 71 in den vierten Kopplerraum 69 verdrängt.
[0028] Der Durchmesser des Kolbens 32 und der Durchmesser des Dichtsitzes 23 sind so aufeinander
abgestimmt, dass die Ventilnadel 22 in ihrer Schließstellung zumindest näherungsweise
kraftausgeglichen ist. Dies bedeutet, dass sich die hydraulischen Kräfte auf die Ventilnadel
22 in Bewegungsrichtung der Ventilnadel 22 gesehen ganz oder zumindest näherungsweise
aufheben und die Ventilnadel 22 mit verhältnismäßig geringen Kräften und somit rasch
im Hochdruckraum 18 bewegt werden kann.
[0029] Der soweit beschriebene Injektor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt
bzw. modifiziert werden, soweit dieses vom beanspruchten Gegenstand gerechtfertigt
wird. So ist es beispielsweise möglich, dass der zweite Kopplerkörper 15 und die Dichthülse
35 auch zusammenhängend, d.h. als einteiliges Bauteil ausgebildet sein können. Auch
kann es vorgesehen sein, dass lediglich einer der Kopplerkolben 57, 63 vorgesehen
ist oder dass beide Kopplerkolben 57, 63 ein einstückiges Bauteil ausbilden.
1. Kraftstoffinjektor (10), mit einem in einem Injektorgehäuse (11) ausgebildeten Niederdruckbereich
(40), in dem ein insbesondere als Piezoaktor ausgebildeter Aktor (44) angeordnet ist,
wobei der Aktor (44) mit einem ersten hydraulischen Koppler, der einen Geberkolben
(47)aufweist, zusammenwirkt, wobei der Geberkolben (47) mit einer Düsennadel (22)
zumindest mittelbar gekoppelt ist, wobei der Geberkolben (47) bei einer Aufladung
des Aktors (44) ein Abheben der Düsennadel (22) von einem Dichtsitz (23) bewirkt,
und wobei die Düsennadel (22) in einem Hochdruckraum (18) des Injektorgehäuses (11)
angeordnet ist, wobei ein zweiter hydraulischer Koppler mit wenigstens einem Kopplerkolben
(57, 63) vorgesehen ist, der bei einer Entladung des Aktors (44) eine Schließkraft
auf die Düsennadel (22) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Kopplerkolben (63) des zweiten hydraulischen Kopplers in Wirkverbindung
mit dem Niederdruckbereich (40) des Injektorgehäuses (11) angeordnet ist.
2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden hydraulischen Koppler die gleiche Wegübersetzung aufweisen.
3. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (22) mit einer Kopplerkolbenanordnung (62) verbunden ist und dass
die Kopplerkolbenanordnung (62) mit einem ersten Kopplerraum (61) zur Erzeugung der
Öffnungskraft und einem zweiten Kopplerraum (65) zur Erzeugung der Schließkraft für
die Düsennadel (22) zusammenwirkt.
4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopplerkolbenanordnung (62) zwei an einer Berührfläche aneinander anliegende
Kopplerkolben (57, 63) umfasst und dass die beiden der Berührfläche abgewandten Stirnseiten
der Kopplerkolben (57, 63) die beiden Kopplerräume (61, 65) begrenzen.
5. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Geberkolben (47) bzw. der wenigstens eine Kopplerkolben (57, 63) in wenigstens
einem Kopplerkörper (14, 15) angeordnet sind, wobei der wenigstens eine Kopplerkörper
(14, 15) den Niederdruckbereich (40) vom Hochdruckraum (18) des Injektorgehäuses (11)
trennt.
6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Geberkolben (47) in einer Bohrung (46) eines Kopplerkörpers (14) gleitend geführt
ist, dass die beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Geberkolbens (47) einen dritten
Kopplerraum (67) und einen vierten Kopplerraum (69) begrenzen, wobei der dritte Kopplerraum
(67) über einen ersten Verbindungskanal (66) mit dem zweiten Kopplerraum (65) zur
Erzeugung der Schließkraft für die Düsennadel (22) und der vierte Kopplerraum (69)
über einen zweiten Verbindungskanal (71) mit dem ersten Kopplerraum (61) zur Erzeugung
der Öffnungskraft für die Düsennadel (22) verbunden ist.
7. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens einer der beiden Verbindungskanäle (66, 71) als Drossel zur Bewegungsbeeinflussung
der Düsennadel (22) ausgebildet ist.
8. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der dritte Kopplerraum (67) von einer Abschlussplatte (52) verschlossen ist, die
von der Federkraft einer Vorspannfeder (55) gegen eine Stirnfläche des Kopplerkörpers
(14) gedrückt ist.
9. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Vorspannfeder (55) auf der der Abschlussplatte (52) gegenüberliegenden Seite
des Geberkolbens (47) an einer mit dem Geberkolben (47) verbundenen Abstützplatte
(49) abstützt, die den Geberkolben (47) zusammen mit dem Aktor (44) in eine Schließrichtung
für die Düsennadel (22) kraftbeaufschlagt.
10. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsennadel (22) im Hochdruckraum (18) eine Drosseleinrichtung (28) zur Bewegungsbeeinflussung
der Düsennadel (22) aufweist.
1. Fuel injector (10), having a low-pressure region (40) which is formed in an injector
housing (11) and in which there is arranged an actuator (44) in particular in the
form of a piezo actuator, wherein the actuator (44) interacts with a first hydraulic
coupler which has a master piston (47), wherein the master piston (47) is coupled
at least indirectly to a nozzle needle (22), wherein the master piston (47) causes
the nozzle needle (22) to be lifted off from a sealing seat (23) when the actuator
(44) is charged, and wherein the nozzle needle (22) is arranged in a high-pressure
chamber (18) of the injector housing (11), wherein a second hydraulic coupler with
at least one coupler piston (57, 63) is provided, which generates a closing force
on the nozzle needle (22) when the actuator (44) is discharged,
characterized in that
the at least one coupler piston (63) of the second hydraulic coupler is arranged so
as to be operatively connected to the low-pressure region (40) of the injector housing
(11).
2. Fuel injector according to Claim 1,
characterized
in that the two hydraulic couplers have the same travel transmission ratio.
3. Fuel injector according to either of Claims 1 and 2,
characterized
in that the nozzle needle (22) is connected to a coupler piston arrangement (62), and in
that the coupler piston arrangement (62) interacts with a first coupler chamber (61)
in order to generate the opening force and with a second coupler chamber (65) in order
to generate the closing force for the nozzle needle (22).
4. Fuel injector according to Claim 3,
characterized
in that the coupler piston arrangement (62) comprises two coupler pistons (57, 63) which
bear against one another at a contact surface, and in that those two face sides of
the coupler pistons (57, 63) which face away from the contact surface delimit the
two coupler chambers (61, 65).
5. Fuel injector according to one of Claims 1 to 4, characterized
in that the master piston (47) and the at least one coupler piston (57, 63) are arranged
in at least one coupler body (14, 15), wherein the at least one coupler body (14,
15) separates the low-pressure region (40) from the high-pressure chamber (18) of
the injector housing (11).
6. Fuel injector according to Claim 3 or 4,
characterized
in that the master piston (47) is guided in sliding fashion in a bore (46) of a coupler body
(14), in that the two opposite face sides of the master piston (47) delimit a third
coupler chamber (67) and a fourth coupler chamber (69), wherein the third coupler
chamber (67) is connected by means of a first connecting duct (66) to the second coupler
chamber (65) for the purposes of generating the closing force for the nozzle needle
(22) and the fourth coupler chamber (69) is connected by means of a second connecting
duct (71) to the first coupler chamber (61) for the purposes of generating the opening
force for the nozzle needle (22).
7. Fuel injector according to Claim 6,
characterized
in that at least one of the two connecting ducts (66, 71) is in the form of a throttle for
influencing the movement of the nozzle needle (22).
8. Fuel injector according to Claim 6 or 7,
characterized
in that the third coupler chamber (67) is closed off by means of a closure plate (52) which
is forced against a face surface of the coupler body (14) by the spring force of a
preload spring (55).
9. Fuel injector according to Claim 8,
characterized
in that the preload spring (55) is, on that side of the master piston (47) which is situated
opposite the closure plate (52), supported on a support plate (49) which is connected
to the master piston (47) and which forces the master piston (47) together with the
actuator (44) in a closing direction for the nozzle needle (22).
10. Fuel injector according to one of Claims 1 to 9, characterized
in that the nozzle needle (22) has, in the high-pressure chamber (18), a throttle device
(28) for influencing the movement of the nozzle needle (22).
1. Injecteur de carburant (10) comprenant une région basse pression (40) réalisée dans
un boîtier d'injecteur (11), dans laquelle est disposé un actionneur (44) notamment
réalisé sous forme d'actionneur piézoélectrique, l'actionneur (44) coopérant avec
un premier coupleur hydraulique qui présente un maître-piston (47), le maître-piston
(47) étant accouplé de manière au moins indirecte à une aiguille de buse (22), le
maître-piston (47), lors d'une charge de l'actionneur (44), provoquant un soulèvement
de l'aiguille de buse (22) d'un siège d'étanchéité (23), et l'aiguille de buse (22)
étant disposée dans un espace haute pression (18) du boîtier d'injecteur (11), un
deuxième coupleur hydraulique étant pourvu d'au moins un piston de coupleur (57, 63)
qui, dans le cas d'une décharge de l'actionneur (44), génère une force de fermeture
sur l'aiguille de buse (22),
caractérisé en ce que
l'au moins un piston de coupleur (63) du deuxième coupleur hydraulique est disposé
en liaison fonctionnelle avec la région basse pression (40) du boîtier d'injecteur
(11).
2. Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que
les deux coupleurs hydrauliques présentent le même rapport de déplacement.
3. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que
l'aiguille de buse (22) est connectée à un agencement de piston de coupleur (62) et
en ce que l'agencement de piston de coupleur (62) coopère avec un premier espace de coupleur
(61) pour générer la force d'ouverture et avec un deuxième espace de coupleur (65)
pour générer la force de fermeture pour l'aiguille de buse (22).
4. Injecteur de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que
l'agencement de piston de coupleur (62) comprend deux pistons de coupleur (57, 63)
s'appliquant l'un contre l'autre au niveau d'une surface de contact et en ce que les deux côtés frontaux des pistons de coupleur (57, 63) opposés à la surface de
contact délimitent les deux espaces de coupleur (61, 65).
5. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
le maître-piston (47) et/ou l'au moins un piston de coupleur (57, 63) sont disposés
dans au moins un corps de coupleur (14, 15), l'au moins un corps de coupleur (14,
15) séparant la région basse pression (40) de l'espace haute pression (18) du boîtier
d'injecteur (11).
6. Injecteur de carburant selon la revendication 3 ou 4,
caractérisé en ce que
le maître-piston (47) est guidé de manière à coulisser dans un alésage (46) d'un corps
de coupleur (14), en ce que les deux côtés frontaux opposés du maître-piston (47) délimitent un troisième espace
de coupleur (67) et un quatrième espace de coupleur (69), le troisième espace de coupleur
(67) étant connecté par le biais d'un premier canal de liaison (66) au deuxième espace
de coupleur (65) pour générer la force de fermeture pour l'aiguille de buse (22) et
le quatrième espace de coupleur (69) étant connecté par le biais d'un deuxième canal
de liaison (71) au premier espace de coupleur (61) pour générer la force d'ouverture
pour l'aiguille de buse (22).
7. Injecteur de carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce
qu'au moins l'un des deux canaux de liaison (66, 71) est réalisé sous forme d'étranglement
pour influencer le déplacement de l'aiguille de buse (22).
8. Injecteur de carburant selon la revendication 6 ou 7,
caractérisé en ce que
le troisième espace de coupleur (67) est fermé par une plaque de fermeture (52) qui
est pressée par la force de ressort d'un ressort de précontrainte (55) contre une
surface frontale du corps de coupleur (14).
9. Injecteur de carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que
le ressort de précontrainte (55) s'appuie sur le côté du maître-piston (47) opposé
à la plaque de fermeture (52) au niveau d'une plaque de support (49) connectée au
maître-piston (47) qui sollicite avec une force le maître-piston (47) conjointement
avec l'actionneur (44) dans une position de fermeture pour l'aiguille de buse (22).
10. Injecteur de carburant selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que
l'aiguille de buse (22) présente dans l'espace haute pression (18) un dispositif d'étranglement
(28) pour influencer le déplacement de l'aiguille de buse (22).

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