DE102008054652B4

DE102008054652B4 - Hydraulic coupler

Info

Publication number: DE102008054652B4
Application number: DE102008054652.6A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schmieder; Andreas Jakobi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: EP2199591A1; DE102008054652A1

Abstract

Hydraulischer Koppler zum spiellosen Übertragen einer Axialbewegung eines ersten Elements auf ein zweites Element, insbesondere eines Aktors (12) auf eine Ventilnadel (11) eines Kraftstoffeinspritzventils, mit einem Topfboden (131), Topfwand (132) und Topföffnung (133) aufweisenden, topfförmigen Zylinder (13) und einem im Zylinder (13) axial verschieblich aufgenommenen Kolben (14) und mit einer die Topföffnung (133) und die vom Topfboden (131) abgekehrte Stirnseite des Kolbens (14) überspannenden Membran (16), die am Zylinder (13) und am Kolben (14) festgelegt ist und einen flüssigkeitsgefüllten Ausgleichsraum (17) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass Topfwand (132) des Zylinders (13) und/oder Kolben (14) so gestaltet sind, dass der Kolben (14) einerseits mittels der Membran (16) mit Radialspiel am Zylinder (13) gelagert ist und andererseits ausschließlich mit einem Kolbenendabschnitt (141) in einem an den Topfboden (131) sich anschließenden Topfwandabschnitt (132) des Zylinders (13) radial spiellos geführt ist, und dass die Axiallänge (L) des führenden Topfwandabschnitts (132a) einen Bruchteil der gesamten Axiallänge des Zylinders (13) beträgt.Hydraulic coupler for playless transmission of an axial movement of a first element to a second element, in particular an actuator (12) on a valve needle (11) of a fuel injection valve, with a pot bottom (131), pot wall (132) and pot opening (133) having, cup-shaped cylinder (13) and a cylinder (13) axially displaceably received piston (14) and with a pot opening (133) and the pot bottom (131) facing away from the end face of the piston (14) spanning membrane (16) on the cylinder (13 ) and on the piston (14) and a fluid-filled compensation chamber (17) limited, characterized in that pot wall (132) of the cylinder (13) and / or piston (14) are designed so that the piston (14) on the one hand the membrane (16) with radial play on the cylinder (13) is mounted and on the other hand exclusively with a piston end portion (141) in a pot bottom (131) adjoining pot wall portion (132) of the Zylin ders (13) is guided radially backlash, and that the axial length (L) of the leading pot wall portion (132 a) is a fraction of the total axial length of the cylinder (13).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Koppler zum spiellosen Übertragen einer Axialbewegung eines ersten Elements auf ein zweites Element, insbesondere eines Aktors auf eine Ventilnadel eines Kraftstoffeinspritzventils, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a hydraulic coupler for playless transmission of an axial movement of a first element to a second element, in particular of an actuator on a valve needle of a fuel injection valve, according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Kraftstoffeinspritzventil ( DE 10 2004 002 134 A1 ) dient der zwischen Aktor und Ventilnadel angeordnete hydraulische Koppler zum Ausgleich von Längendifferenzen, die aus durch Temperaturänderungen bedingten unterschiedlichen Dehnungen von Ventilgehäuse oder Ventilnadel und Aktor resultieren, damit sich zwischen dem Aktor und der Ventilnadel kein Spalt bilden kann und immer gewährleistet ist, dass der Hub des Aktors auf die Ventilnadel übertragen wird und kein Hubverlust auftritt. Der hydraulische Koppler weist einen topfförmigen Zylinder mit Topfboden und Topföffnung und einen im Zylinder axial verschieblich geführten Kolben auf, wobei zwischen dem Topfboden und dem Kolben ein flüssigkeitsgefüllter Kopplerspalt vorhanden ist. Eine erste Membran dichtet den Koppler an der Topföffnung zwischen Zylinder und dem Kolben ab und begrenzt einen ersten flüssigkeitsgefüllten Ausgleichsraum. Eine auf der dem Kolben abgewandten Seite des Topfbodens angeordnete zweite Membran begrenzt zusammen mit dem Zylinder einen flüssigkeitsgefüllten zweiten Ausgleichsraum, der einerseits über eine Drosselbohrung mit dem Kopplerspalt und andererseits über einen axial den Kolben durchziehenden Verbindungskanal mit dem ersten Ausgleichsraum in Verbindung steht. Die Befüllung des Kopplerspalts und der Ausgleichsräume mit Flüssigkeit, z. B. Hydrauliköl, erfolgt über einen hermetisch verschließbaren Befüllkanal, der beispielsweise durch eine in den Zylinder eingebrachte Radialbohrung realisiert ist, die in den Verbindungskanal zwischen dem ersten und zweiten Ausgleichsraum mündet.In a known fuel injection valve ( DE 10 2004 002 134 A1 ) is arranged between the actuator and the valve needle hydraulic coupler to compensate for differences in length, resulting from temperature changes due to different expansion valve body or valve needle and actuator, so that no gap can form between the actuator and the valve needle and is always ensured that the hub of the actuator is transmitted to the valve needle and no stroke loss occurs. The hydraulic coupler has a pot-shaped cylinder with pot bottom and pot opening and a piston axially displaceably guided in the cylinder, wherein between the pot bottom and the piston, a liquid-filled coupler gap is present. A first diaphragm seals the coupler at the pot opening between the cylinder and the piston and defines a first fluid-filled equalization chamber. A arranged on the side facing away from the piston side of the pot bottom second diaphragm bounded together with the cylinder a liquid-filled second expansion chamber, on the one hand via a throttle bore with the coupler gap and on the other hand via an axially extending through the piston connecting channel with the first compensation chamber. The filling of the coupler gap and the compensation chambers with liquid, z. As hydraulic oil, via a hermetically sealable filling channel, which is realized for example by an introduced into the cylinder radial bore, which opens into the connecting channel between the first and second compensation chamber.

Aus der DE 10 2004 060 533 A1 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil mit einem hydraulischen Koppler bekannt, bei dem auf einfache Art und Weise die mechanische Belastung einer Dichtung verringert wird. Dabei ist ein Druckhaltemittel in einem Kopplerzwischenraum elastisch ausgebildet. Im Wesentlichen wirkt das Druckhaltemittel über seine elastische Rückstellkraft auf die Flüssigkeit des Ausgleichsraums und des Verbindungskanals des Kopplers.From the DE 10 2004 060 533 A1 A fuel injection valve with a hydraulic coupler is already known, in which the mechanical load of a seal is reduced in a simple manner. In this case, a pressure-retaining means is formed elastically in a coupler gap. Essentially, the pressure-retaining means acts via its elastic restoring force on the fluid of the compensation chamber and the connecting channel of the coupler.

Aus der DE 100 46 323 A1 ist bereits ein geschlossenes Hydrauliksystem für einen Injektor bekannt. Das hydraulische Spielausgleichssystem hat einen Zylinder und einen Kolben, die Führungsflächen und einen dazwischen liegenden Passungsspalt aufweisen. Um die zur Funktionstüchtigkeit erforderliche Entgasung des Passungsspalts rasch und gründlich zu bewerkstelligen, weist die Führungsfläche des Kolbens feine Rillen auf.From the DE 100 46 323 A1 already a closed hydraulic system for an injector is known. The hydraulic lash adjuster system includes a cylinder and a piston having guide surfaces and an interference gap therebetween. In order to quickly and thoroughly manage the required to function degassing of the fitting gap, the guide surface of the piston has fine grooves.

Aus der WO 2005/026528 A1 ist auch bereits ein hydraulisch abgeschlossenes Kompensationselement bekannt. Dieser Koppler weist einen Zylinder und einen Kolben auf und ist mit einem Fluid befüllt. Der Zylinder besitzt zwei unterschiedliche queraxiale Durchmesser. Der Kolben weist mindestens eine axial druckwirksame Fläche auf, welche der axial druckwirksamen Fläche des Zylinders gegenüberliegt. Zwischen dem Kolben und dem Zylinder sind abschnittsweise Spielpassungen mit fluiddrosselnder Wirkung ausgebildet.From the WO 2005/026528 A1 is already known a hydraulically completed compensation element. This coupler has a cylinder and a piston and is filled with a fluid. The cylinder has two different transverse axial diameters. The piston has at least one axially pressure-effective surface, which faces the axially effective area of the cylinder. Between the piston and the cylinder, play fits with fluid throttling effect are formed in sections.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße hydraulische Koppler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die an maximal voneinander entfernten Stellen des Kolbens vorgenommene Lagerung des Kolbens im Zylinder der Kolben – anders als bei der bekannten Gleitführung über die gesamte Kolbenlänge – im Zylinder „verkippen” kann, sodass die Membran keine radialen Toleranzen mehr ausgleichen muss. Die Membran kann direkt am Kolben befestigt werden, und zusätzliche Bauteile für den radialen Toleranzausgleich zwischen Kolben und Zylinder entfallen. Die axiale Länge des den Kolben in dessen Kolbenendabschnitt führenden Topfwandabschnitts des Zylinders ist dabei so bemessen, dass bei minimalem Radialspalt und maximalem Verkippen bzw. Schrägstellen des Kolbens relativ zum Zylinder eine Klemmung zwischen Kolben und Zylinder nicht auftritt. Der außerhalb des den Kolbenendabschnitt führenden Topfwandabschnitts vorhandene Radialspalt zwischen Topfwand des Zylinders und Kolben kann dabei konstant sein oder zur Topföffnung hin zunehmen.The hydraulic coupler according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that by the location of the piston in the cylinder at maximum remote locations of the piston in the cylinder - unlike the known slide over the entire length of the piston - "tilt" in the cylinder so that the diaphragm no longer has to compensate for radial tolerances. The membrane can be mounted directly on the piston, and additional components for the radial tolerance compensation between the piston and cylinder omitted. The axial length of the piston in the piston end portion leading pot wall portion of the cylinder is so dimensioned that with minimal radial gap and maximum tilting or tilting of the piston relative to the cylinder clamping between the piston and cylinder does not occur. The outside of the piston end portion leading pot wall portion existing radial gap between the pot wall of the cylinder and piston can be constant or increase towards the pot opening.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Kopplers möglich.The measures listed in the further claims advantageous development and improvements of the claim 1 hydraulic coupler are possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der außerhalb des führenden Topfwandabschnitts vorhandene Radialspalt dadurch hergestellt, dass entweder der Topfinnenraum des Zylinders oder der Kolben oder beide außerhalb des führenden Topfwandabschnitts und des in diesen eintauchenden Kolbenendabschnitts Kegelform erhalten, wobei einerseits der lichte Durchmesser des Zylinders stetig zunimmt und/oder andererseits der Außendurchmesser des Kolbens stetig abnimmt. Alternativ kann der Zylinder zwei im lichten Durchmesser abgestufte Topfwandabschnitte aufweisen, von denen der durchmesserkleinere Topfabschnitt der führende ist, und/oder der Kolben zwei im Durchmesser gestufte Kolbenabschnitte aufweisen, von denen der durchmessergrößere der in den führenden Topfwandabschnitt eintauchende Kolbenendabschnitt ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the existing outside the leading pot wall section radial gap is prepared by either the pot interior of the cylinder or the piston or both outside the leading pot wall portion and plunging into this Kolbenendabschnitts conical shape, on the one hand, the clear diameter of the cylinder steadily increases and / or on the other hand, the outer diameter of the piston decreases steadily. Alternatively, the cylinder may have two stepped in the diameter diameter pot wall sections of where the smaller diameter pot portion is the leading, and / or the piston have two stepped in diameter piston portions, of which the larger diameter of the immersed in the leading pot wall portion piston end is.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Membran mit ihrem äußeren Randbereich auf dem äußeren Zylindermantel und mit ihrem inneren Randbereich an einem in den Kolben eingesetzten Zentrierbolzen jeweils festgelegt, z. B. verschweißt. Dies ermöglicht eine einfache Montage der Membran, die zunächst an dem vom Kolben separierten Zentrierbolzen, z. B. angeschweißt und dann nach Einpressen des Zentrierbolzens in den Kolben über die ringförmige Stirnseite des Kolbens verlegt und mit ihrem äußeren Randbereich auf dem Außenmantel des Zylinders z. B. aufgeschweißt wird, wobei dafür Sorge getragen wird, dass die Membran eine gewisse axiale Vorspannung, z. B. in der Größenordnung von 50 N, erhält.According to an advantageous embodiment of the invention, the membrane is fixed in each case with its outer edge region on the outer cylinder jacket and with its inner edge region on a centering pin inserted into the piston, z. B. welded. This allows a simple assembly of the membrane, which is first on the centering pin separated from the piston, z. B. welded and then laid after pressing the centering pin in the piston on the annular end face of the piston and with its outer edge region on the outer surface of the cylinder z. B. is welded, taking care that the membrane has a certain axial bias, z. B. in the order of 50 N, receives.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht der Ausgleichsraum über mindestens einen in den Zentrierbolzen eingebrachten Kanal mit einer ebenfalls im Zentrierbolzen angeordneten Einfüllöffnung in Verbindung, die nach Befüllen des Ausgleichsraums mit Flüssigkeit hermetisch verschließbar ist. Vorzugsweise wird die Einfüllöffnung durch eine axiale Durchgangsbohrung im Zentrierbolzen und der mindestens eine Kanal durch eine Axialnut im Bolzenschaft realisiert. Axialnut und Durchgangsbohrung stehen über eine Abschrägung an der dem Topfboden zugekehrten Stirnfläche des Bolzenschaftes miteinander in Verbindung. Zum Verschließen der axialen Durchgangsbohrung wird in diese eine Kugel eingepresst. Durch diese konstruktiven Maßnahmen sind alle für das Einfüllen der Flüssigkeit nach der Endmontage des Kopplers erforderlichen Mittel in den vom Koppler separierbaren Zentrierbolzen verlagert und werden somit im Vorfeld der Zentrierbolzenherstellung kostengünstig gleich mit eingearbeitet.According to an advantageous embodiment of the invention, the compensation space communicates via at least one channel introduced into the centering pin with a filling opening which is likewise arranged in the centering bolt and which can be hermetically sealed after filling the compensation space with liquid. Preferably, the filling opening is realized by an axial through hole in the centering pin and the at least one channel by an axial groove in the bolt shank. Axial and through holes are connected via a bevel on the bottom of the pot facing end face of the bolt shaft with each other. To close the axial through hole, a ball is pressed into this. These constructive measures all necessary for the filling of the liquid after the final assembly of the coupler means are displaced in the separable from the coupler centering pin and are thus incorporated in advance of the Zentrierbolzenherstellung cost equal with.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in drawings. Show it:

1 einen Längsschnitt eines hydraulischen Kopplers, 1 a longitudinal section of a hydraulic coupler,

2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in 1, 2 an enlarged view of the section II in 1 .

3 einen Längsschnitt des hydraulischen Kopplers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels. 3 a longitudinal section of the hydraulic coupler according to a second embodiment.

Der in 1 im Längsschnitt dargestellte hydraulische Koppler zur spiellosen Übertragung einer Axialbewegung eines ersten Elements auf ein zweites Element ist beispielsweise bei einem Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine eingesetzt und z. B. – wie hier dargestellt – zwischen einer federbelasteten Ventilnadel 11 und einem die Ventilnadel 11 gegen die Rückstellkraft der Feder verschiebenden Aktor 12 angeordnet. Alternativ kann der Koppler auch zwischen dem Aktor 12 und einem im Ventilgehäuse festgelegten Anschlussstück angeordnet sein, wobei der Aktor 12 direkt auf die Ventilnadel 11 wirkt. 1 würde sich dann insoweit ändern, als die eine Seite des Kopplers nicht an der Ventilnadel 11, sondern an dem gehäusefesten Anschlussstück anliegt. Der Aktor 12 kann beispielsweise ein piezoelektrischer Aktor, ein sog. Piezostack, sein. Er kann jedoch auch als magnetostriktiver oder als elektromagnetischer Aktor ausgeführt werden. Ein piezoelektrischer Aktor ist beispielsweise in der DE 103 19 599 A1 beschrieben.The in 1 in longitudinal section shown hydraulic coupler for playless transmission of axial movement of a first element to a second element is used for example in a fuel injection valve for an internal combustion engine and z. B. - as shown here - between a spring-loaded valve needle 11 and a valve needle 11 against the restoring force of the spring shifting actuator 12 arranged. Alternatively, the coupler can also be between the actuator 12 and a valve housing fixed in the connector, wherein the actuator 12 directly on the valve needle 11 acts. 1 would then change so far, as the one side of the coupler not on the valve needle 11 , but rests against the housing-fixed connection piece. The actor 12 For example, it may be a piezoelectric actuator, a so-called piezo stack. However, it can also be embodied as a magnetostrictive or as an electromagnetic actuator. A piezoelectric actuator is for example in the DE 103 19 599 A1 described.

Der hydraulische Koppler weist einen topfförmigen Zylinder 13 mit Topfboden 131, innerer Topfwand 132 und Topföffnung 133 sowie einen im topfförmigen Zylinder 13 aufgenommen, axial beweglichen Kolben 14 auf. Am Zylinder 13 ist mit Axialabstand von der Topföffnung 133 ein Radialflansch 134 einstückig ausgebildet. Der Zylinder 13 ist in ein topfförmiges Gehäuse 15 so eingesetzt, dass der Radialflansch 134 auf dem stirnseitigen, ringförmigen Gehäuserand aufliegt. In eine in den Gehäuseboden 151 eingearbeitete, kegelstumpfförmige Ausnehmung 34 greift das antriebseitige, abgerundete Ende der Ventilnadel 11 kraftschlüssig ein. Die Topföffnung 133 und die vom Topfboden 131 abgekehrte Stirnseite des Kolbens 14 sind von einer ersten Membran 16 überspannt, die einen ersten Ausgleichsraum 17 begrenzt. Die erste Membran 16 ist beispielsweise ringförmig ausgeführt und mit ihrem inneren Randbereich am Kolben 14 und mit ihrem äußeren Randbereich auf dem Außenmantel des Zylinders 13 festgelegt. Im Einzelnen ist hierzu ein Zentrierbolzen 18 mit einem Bolzenkopf 181 und einem Bolzenschaft 182 vorgesehen, der mit seinem Bolzenschaft 182 in eine zentral in die vom Topfboden 131 abgekehrte Stirnseite des Kolbens 14 eingebrachte, sacklochartige Aussparung 19 eingepresst ist. Die erste Membran 16 ist mit ihrem inneren Randbereich an der dem Kolben 14 zugekehrten Unterseite des Bolzenkopfes 181 befestigt, z. B. festgeschweißt. Die umlaufende Schweißnaht 20 ist in 1 angedeutet. Das Anschweißen der ersten Membran 16 an den Zentrierbolzen 18 erfolgt vor dem Einpressen des Zentrierbolzens 18 in den Kolben 14.The hydraulic coupler has a pot-shaped cylinder 13 with pot bottom 131 , inner pot wall 132 and pot opening 133 and a cup-shaped cylinder 13 accommodated, axially movable piston 14 on. At the cylinder 13 is at axial distance from the pot opening 133 a radial flange 134 integrally formed. The cylinder 13 is in a cup-shaped housing 15 inserted so that the radial flange 134 rests on the frontal, annular housing edge. In one in the case back 151 integrated, frustoconical recess 34 engages the drive-side, rounded end of the valve needle 11 force fit. The pot opening 133 and those from the bottom of the pot 131 remote end of the piston 14 are from a first membrane 16 spans the first equalization room 17 limited. The first membrane 16 For example, is designed annular and with its inner edge region on the piston 14 and with its outer edge region on the outer surface of the cylinder 13 established. In detail, this is a centering pin 18 with a bolt head 181 and a bolt shank 182 provided with his bolt shaft 182 in a central place in the bottom of the pot 131 remote end of the piston 14 introduced, blind hole-like recess 19 is pressed. The first membrane 16 is with its inner edge area on the piston 14 facing underside of the bolt head 181 attached, z. B. welded. The circumferential weld 20 is in 1 indicated. Welding the first membrane 16 at the centering bolt 18 takes place before the centering pin is pressed in 18 in the pistons 14 ,

Nach Einpressen des Zentrierbolzens 18 wird die über die ringförmigen Stirnflächen von Kolben 14 und Zylinder 13 hinwegragende erste Membran 16 mit ihrem äußeren Randbereich auf den Außenmantel des Zylinders 13 umgelegt und dort, z. B. durch die Schweißnaht 21, befestigt. Im Bolzenkopf 181 des Zentrierbolzens 18 ist eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 22 zentral eingebracht, in die der Aktor 12 mit einem sphärisch abgerundeten Endabschnitt 121 kraftschlüssig eintaucht. In der vergrößerten Ausschnittsdarstellung in 2 ist die am Bolzenkopf 131 und am Zylinder 13 angeschweißte erste Membran 16, die aus Stahl oder einem Elastomer bestehen kann, sowie der von ihr begrenzte erste Ausgleichsraum 17 in größerer Deutlichkeit zu sehen.After pressing in the centering pin 18 is the over the annular end faces of pistons 14 and cylinders 13 protruding first membrane 16 with its outer edge area on the Outer jacket of the cylinder 13 put down and there, z. B. by the weld 21 , attached. In the bolt head 181 of the centering pin 18 is a frusto-conical recess 22 centrally introduced, in which the actor 12 with a spherically rounded end section 121 dips in a force-fitting manner. In the enlarged detail view in 2 is the at the bolt head 131 and on the cylinder 13 welded first membrane 16 , which may be made of steel or an elastomer, as well as the first compensating space limited by it 17 to be seen in greater clarity.

Der im Zylinder 13 axial beweglich gehaltende Kolben 14 ist einerseits ausschließlich mit einem Kolbenendabschnitt 141 in einem an den Topfboden 131 sich anschließenden Topfwandabschnitt 132a des Zylinders 13 radial spiellos geführt und andererseits mittels der ersten Membran 16 mit Radialspiel am Zylinder 13 gelagert. Hierzu ist außerhalb des den Kolben 14 führenden Topfwandabschnitts 132a zwischen der Topfwand des Zylinders 13 und dem Kolben 14 ein bis zur Topföffnung 133 reichender, umlaufender Radialspalt 23 vorhanden.The one in the cylinder 13 axially movable piston 14 on the one hand exclusively with a piston end section 141 in one on the bottom of the pot 131 adjoining pot wall section 132a of the cylinder 13 guided radially backlash and on the other hand by means of the first membrane 16 with radial play on the cylinder 13 stored. This is outside of the piston 14 leading pot wall section 132a between the pot wall of the cylinder 13 and the piston 14 one to the pot opening 133 reaching, circumferential radial gap 23 available.

Zwischen dem Topfboden 131 des Zylinders 13 und der dem Topfboden 131 zugekehrten Stirnfläche des Kolbens 14 ist ein Kopplerspalt 24 vorhanden, der über eine Drossel 25 mit einem zweiten Ausgleichsraum 26 in Verbindung steht. Der zweite Ausgleichsraum 26 ist von einer kappenförmigen zweiten Membran 27 begrenzt, die auf die von der Topföffnung 133 abgekehrte Stirnseite des Zylinders 13 aufgeschoben und z. B. mittels einer Schweißnaht 28 nahe dem Kappenrand auf dem Außenmantel des Zylinders 13 befestigt ist. Der zweite Ausgleichsraum 26 erstreckt sich dadurch über einen Teil des Außenmantels und der von der Topföffnung abgekehrten Stirnfläche des Zylinders 13 und steht durch ein in den Zylinder 13 außerhalb des den Kolben 14 führenden Topfwandabschnitts 132a eingebrachtes, die Zylinderwand durchstoßendes Durchgangsloch 29 mit dem umlaufenden Radialspalt 23 und über diesen mit dem ersten Ausgleichsraum 17 in Verbindung. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist das Durchgangsloch 29 als Radialbohrung ausgeführt.Between the bottom of the pot 131 of the cylinder 13 and the bottom of the pot 131 facing end face of the piston 14 is a coupler gap 24 present, which has a throttle 25 with a second compensation room 26 communicates. The second equalization room 26 is of a cap-shaped second membrane 27 limited to that of the pot opening 133 facing away from the cylinder 13 deferred and z. B. by means of a weld 28 near the cap edge on the outer surface of the cylinder 13 is attached. The second equalization room 26 extends through a part of the outer shell and the side facing away from the pot opening end face of the cylinder 13 and stands in the cylinder 13 outside of the piston 14 leading pot wall section 132a introduced, the cylinder wall piercing through hole 29 with the circumferential radial gap 23 and above this with the first equalization room 17 in connection. In the embodiment of 1 is the through hole 29 designed as a radial bore.

Kopplerspalt 24, erster Ausgleichsraum 17 und zweiter Ausgleichsraum 26 sind mit einer Flüssigkeit, z. B. einem Hydrauliköl, gefüllt. Die Füllung erfolgt nach Endmontage des Kopplers. Hierzu ist im Zentrierbolzen 18 eine Einfüllöffnung 30 und im Bolzenschaft 182 mindestens ein mit der Einfüllöffnung 30 verbundender Kanal vorhanden, der im ersten Ausgleichsraum 17 mündet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einfüllöffnung 30 durch eine in den Zentrierbolzen 18 zentral eingebrachte Durchgangsbohrung 31 und der Kanal durch eine in den Bolzenschaft 182 des Zentrierbolzens 18 eingefräste Axialnut 32 realisiert, die sich über die gesamte Länge des Bolzenschaftes 182 erstreckt. An seinem dem Grund der Aussparung 19 zugekehrten Ende ist der Bolzenschaft 182 einseitig so abgeschrägt, dass eine Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 31 und der Axialnut 32 hergestellt ist. Über die Einfüllöffnung 30 wird Flüssigkeit eingefüllt und ein gewisser Überdruck eingestellt. Nach Befüllen wird die Einfüllöffnung 30 mittels einer in die Durchgangsbohrung 31 eingepressten Kugel 33 flüssigkeitsdicht verschlossen.coupler gap 24 , first equalization room 17 and second equalization room 26 are with a liquid, eg. As a hydraulic oil filled. The filling takes place after final assembly of the coupler. This is in the centering bolt 18 a filling opening 30 and in the bolt shank 182 at least one with the filling opening 30 connecting channel present in the first equalization room 17 empties. In the illustrated embodiment, the filling opening 30 through one in the centering bolt 18 centrally inserted through-hole 31 and the channel through one in the bolt shank 182 of the centering pin 18 milled axial groove 32 realized, extending over the entire length of the bolt shank 182 extends. At its the bottom of the recess 19 facing end is the bolt shank 182 one side so beveled that a connection between the through hole 31 and the axial groove 32 is made. Over the filling opening 30 liquid is filled in and a certain overpressure is set. After filling, the filling opening 30 by means of a through hole 31 pressed ball 33 sealed liquid-tight.

Bei dem Ausführungsbeispiel des hydraulischen Kopplers gemäß 1 und 2 nimmt die Breite des das „Verkippen” des Kolbens 14 im Zylinder 13 ermöglichenden, umlaufenden Radialspalts 23 von dem den Kolben 14 in dessen Kolbenendabschnitt 141 führenden Topfwandabschnitt 132a bis zur Topföffnung 133 stetig zu. Dies ist im Ausführungsbeispiel der 1 dadurch realisiert, dass sowohl der Topfwandbereich von dem führenden Topfwandabschnitt 132a bis zur Topföffnung 133 als auch der Bereich des Kolbens 14 von dem in den Topfwandabschnitt 132a eintauchenden Kolbenendabschnitt 141 bis zu der von dem Topfboden 131 abgekehrten Stirnseite des Kolbens 14 jeweils Kegelstumpfform aufweist. Im Fall des Topfwand-Kegelstumpfs nimmt der lichte Durchmesser des Zylinders 13 zwischen dem Topfwandabschnitt 132a und der Topfwandöffnung 133 stetig, vorzugsweise linear, zu und im Falle des Zylinder-Kegelstumpfs nimmt der Außendurchmesser des Zylinders 13 von dem Kolbenendabschnitt 141 bis zur Stirnseite des Kolbens 14 stetig, vorzugsweise linear, ab. Zur Realisierung des in seiner radialen Breite zur Topföffnung 133 hin zunehmenden Radialspalts 23 genügt es jedoch, dass entweder der lichte Durchmesser des Zylinders 13 oder der Außendurchmesser des Kolbens 14 in den angesprochenen Bereichen zu – bzw. abnimmt.In the embodiment of the hydraulic coupler according to 1 and 2 takes the width of the "tilting" of the piston 14 in the cylinder 13 permitting circumferential radial gaps 23 from the piston 14 in the piston end section 141 leading pot wall section 132a until the pot opening 133 steadily too. This is in the embodiment of 1 realized in that both the pot wall area of the leading pot wall section 132a until the pot opening 133 as well as the area of the piston 14 from the into the pot wall section 132a immersed piston end section 141 up to that of the bottom of the pot 131 facing away from the end of the piston 14 each having a truncated cone shape. In the case of the pot wall truncated cone takes the clear diameter of the cylinder 13 between the pot wall section 132a and the pot wall opening 133 steady, preferably linear, to and in the case of the cylinder truncated cone takes the outer diameter of the cylinder 13 from the piston end portion 141 to the front of the piston 14 steady, preferably linear, from. To realize the in its radial width to the pot opening 133 towards increasing radial gap 23 However, it is sufficient that either the clear diameter of the cylinder 13 or the outer diameter of the piston 14 increases or decreases in the areas mentioned.

Das in 3 skizzierte Ausführungsbeispiel des hydraulischen Kopplers stimmt weitgehend mit dem in 1 überein, sodass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der hydraulische Koppler gemäß 3 ist insoweit modifiziert, als der Radialspalt 23' außerhalb des den Kolbenendabschnitt 141 führenden Topfwandabschnitts 132a bis hin zur Topföffnung 133 konstant ist. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel der 3 sowohl der Außendurchmesser des Kolbens 14 als auch der lichte Durchmesser des Zylinders 13 gestuft, sodass der Zylinder 13 neben dem führenden Topfwandabschnitt 132a mit der axialen Länger L einen bis zur Topföffnung 31 reichenden, weiteren Topfwandabschnitt 132b mit gegenüber dem führenden Topfwandabschnitt 132a größerem Durchmesser und der Kolben 14 neben seinem in den Topfwandabschnitt 132a eintauchenden Kolbenendabschnitt 141 einen bis zur Stirnseite reichenden Kolbenabschnitt 142 mit gegenüber dem Kolbenendabschnitt 141 kleinerem Außendurchmesser aufweist. Auch hier ist es ausreichend, wenn nur der Innendurchmesser des Zylinders 13 oder nur der Außendurchmesser des Kolbens 14 eine Durchmesserstufung aufweist.This in 3 sketched embodiment of the hydraulic coupler is largely consistent with the in 1 match, so that the same components are provided with the same reference numerals. The hydraulic coupler according to 3 is modified insofar as the radial gap 23 ' outside of the piston end section 141 leading pot wall section 132a up to the pot opening 133 is constant. For this purpose, in the embodiment of 3 both the outer diameter of the piston 14 as well as the clear diameter of the cylinder 13 stepped, so the cylinder 13 next to the leading pot wall section 132a with the axial L longer one to the pot opening 31 reaching, further pot wall section 132b with respect to the leading pot wall section 132a larger diameter and the piston 14 next to his in the pot wall section 132a immersed piston end section 141 a reaching to the front side piston section 142 with respect to the Kolbenendabschnitt 141 having smaller outer diameter. Again, it is sufficient if only the inner diameter of the cylinder 13 or only the outer diameter of the piston 14 has a diameter gradation.

Claims

Hydraulic coupler for playless transmission of an axial movement of a first element to a second element, in particular of an actuator ( 12 ) on a valve needle ( 11 ) of a fuel injection valve, with a pot bottom ( 131 ), Pot wall ( 132 ) and pot opening ( 133 ), cup-shaped cylinder ( 13 ) and one in the cylinder ( 13 ) axially displaceably received piston ( 14 ) and with a the pot opening ( 133 ) and the bottom of the pot ( 131 ) facing away from the end of the piston ( 14 ) spanning membrane ( 16 ) on the cylinder ( 13 ) and on the piston ( 14 ) and a liquid-filled compensation room ( 17 ), characterized in that pot wall ( 132 ) of the cylinder ( 13 ) and / or pistons ( 14 ) are designed so that the piston ( 14 ) on the one hand by means of the membrane ( 16 ) with radial play on the cylinder ( 13 ) and on the other hand exclusively with a piston end section ( 141 ) in one on the bottom of the pot ( 131 ) adjoining pot wall section ( 132 ) of the cylinder ( 13 ) is performed radially backlash, and that the axial length (L) of the leading pot wall portion ( 132a ) a fraction of the total axial length of the cylinder ( 13 ) is.

Hydraulic coupler according to claim 1, characterized in that outside the piston end section ( 141 ) leading pot wall section ( 132a ) of the cylinder ( 13 ) between the pot wall ( 132 ) of the cylinder ( 13 ) and the piston ( 14 ) to the pot opening ( 133 ) reaching, circumferential radial gap ( 23 . 23 ' ) is available.

Hydraulic coupler according to claim 2, characterized in that the width of the radial gap ( 23 . 23 ' ) is constant or for pot opening ( 133 ) steadily increases.

Hydraulic coupler according to claim 3, characterized in that the clear diameter of the cylinder ( 13 ) in the area between the leading pot wall section ( 132a ) and the pot opening ( 133 ) is constant and larger than inside the leading pot wall section ( 132a ).

Hydraulic coupler according to claim 3 or 4, characterized in that the piston outer diameter of piston ( 14 ) outside its in the leading pot wall section ( 132a ) submerged piston end portion ( 141 ) is constant and smaller than in the piston end section ( 141 ).

Hydraulic coupler according to claim 3, characterized in that the clear diameter of the cylinder ( 13 ) from the leading pot wall section ( 132a ) to the pot opening ( 133 ) steadily increases.

Hydraulic coupler according to claim 3 or 6, characterized in that the piston outer diameter of the piston ( 14 ) from its in the leading pot wall section ( 132a ) submerged piston section ( 141 ) to the pot opening ( 133 ) decreases steadily.

Hydraulic coupler according to one of claims 1 to 7, characterized in that the membrane ( 16 ) on the one hand with an outer edge region on the outer surface of the cylinder ( 13 ) and on the other hand with an inner edge region at one in the piston ( 14 ) centering pin ( 18 ) is determined in each case.

Hydraulic coupler according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pot bottom ( 131 ) of the cylinder ( 13 ) on his from the piston ( 14 ) facing away from a second membrane ( 27 ), which is on the outer surface of the cylinder ( 13 ) and a second compensation room ( 26 ), and that the second equalization compartment ( 26 ) on the one hand via a throttle ( 25 ) with a between pot bottom ( 131 ) and the bottom of the pot ( 131 ) facing the end face of the piston ( 14 ) existing coupler gap ( 24 ) and on the other hand via a into the cylinder ( 13 ) above the leading pot section ( 132a ) laterally introduced through hole ( 29 ).

Hydraulic coupler according to claim 8 or 9, characterized in that the centering bolt ( 18 ) a bolt head ( 181 ) and a bolt shank ( 182 ), that at the bolt shaft ( 132 ) facing bottom of the bolt head ( 131 ) the membrane ( 16 ) is attached with its inner edge region and that the bolt shank ( 132 ) in a blind hole-like recess ( 19 ) in the piston ( 14 ) is pressed.

Hydraulic coupler according to claim 10, characterized in that the first compensation chamber ( 17 ) via at least one in the centering bolt ( 18 ) introduced channel with a filling opening in the centering pin ( 18 ) and that the filling opening ( 30 ) is liquid-tight lockable.

Hydraulic coupler according to claim 11, characterized in that the filling opening ( 30 ) by an axial through-bore ( 31 ) in the centering bolt ( 18 ) and the at least one channel through an axial groove ( 32 ) in the bolt shaft ( 182 ) is realized and that the axial groove ( 32 ) via a bevel on the end face of the bolt shaft ( 132 ) with the through hole ( 31 ) and that for closing the axial through-bore ( 31 ) into this one ball ( 33 ) is pressed.