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EP1664525B1 - Metering device - Google Patents

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Info

Publication number
EP1664525B1
EP1664525B1 EP04787126A EP04787126A EP1664525B1 EP 1664525 B1 EP1664525 B1 EP 1664525B1 EP 04787126 A EP04787126 A EP 04787126A EP 04787126 A EP04787126 A EP 04787126A EP 1664525 B1 EP1664525 B1 EP 1664525B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
end cap
metering device
housing
actuator
accordance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04787126A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1664525A1 (en
Inventor
Georg Bachmaier
Bernhard Fischer
Bernhard Gottlieb
Andreas Kappel
Tim Schwebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1664525A1 publication Critical patent/EP1664525A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1664525B1 publication Critical patent/EP1664525B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting

Definitions

  • the invention relates to a metering device, in particular with an actuator unit as a drive for a valve in a common-rail diesel injector.
  • piezoelectric actuator Mechanical tolerances, temperature-related and pressure-related changes in length, aging effects of a particular used in a fluid valve PMA ( P iezoelektrischer M ultilayer A ktor), hereinafter referred to as "piezoelectric actuator", have an immediate effect on the opening stroke of a connected to the piezoelectric fluid valve and thus on its Dosiermenge.
  • PMA P iezoelektrischer M ultilayer A ktor
  • the achievable by the inverse piezoelectric effect in high-performance ceramics elongation ratio of the piezoelectric actuator due to the application of a maximum permissible for continuous operation field strength of about 2KV / mm is only 1.2-1.4 parts per thousand (ie 1.2-1.4 microns elongation each 1 mm length of the piezo actuator).
  • the inverse piezoelectric effect leads to an elongation of a maximum of 56 ⁇ m.
  • the coefficient of thermal expansion strongly depends on the polarization state and the mechanical and electrical history of the piezoelectric actuator.
  • the temperature dependence of the length of the piezoelectric actuator is non-linear.
  • the coefficient of thermal expansion for the same piezo actuator can be in the range of -5 * 10 -6 1 / K to + 7 * 10 -6 1 / K, as disclosed in the lecture by DR. Lubitz at the 2002 Actuator Fair in Bremen.
  • the generated by the electrical charging of the piezoelectric actuator positive change in length of the piezoelectric actuator is used in current common-rail diesel injectors for regurgitation of a sealing element.
  • a "thermal gap”, ie a safety distance, is provided between the freely movable end of a piezoelectric actuator unit (PAU), which is designed as a plunger or to which a plunger is mechanically rigidly coupled and to the sealing element of typically 3-5 ⁇ m.
  • the PAU consists of an upper end cap which is mechanically rigidly mounted and which contains at least one bore through which the electrical connections of the piezoelectric actuator can be led to the outside, a lower end cap which is designed as a plunger or to which a plunger is mechanically rigidly coupled, the piezoactuator and a tubular spring in which the piezoelectric actuator is welded under a compressive bias of about 600N-800N between the two end caps.
  • a thermal coordination between the actuator housing and the PAU can not be ideal.
  • the safety distance serves to open the sealing element in the event of a greater thermal expansion of the PAU relative to the actuator housing, resulting in permanent leakage through the servo valve.
  • the stated fluctuations make the PMA temperature coefficient clear that even such a distance is not always sufficient.
  • the units of the injector are at high temperature. Due to the associated thermal expansion of the piezoelectric actuator relative to the not perfectly tunable housing, the thermal distance can be overcome and open the sealing element despite missing Piezoan horrung, especially in the parking condition caused by the fluid pressure counterforce F 0 no longer acts on the sealing element. The sealing element is thus still open when the engine is switched off.
  • the fluid pressure which presses on the sealing element from the other direction, but can then reach in the activated state of the injector up to 2000 bar and cause forces or opposing forces up to 600 N.
  • these forces ensure a defined closing of the sealing element, despite an overstretching of the actuator.
  • An internal high-pressure pump in the motor vehicle is in a renewed attempt to start the engine and thus the injector but no longer able, if the injector is still hot to build up the required pressure to close the sealing element, so that it leads to malfunction of the injector.
  • JP 61008462 discloses a metering device having a housing, an actuator guided in the housing, a hydraulic compensation element and an end cap at one end of the actuator.
  • An actuator unit A customary in the prior art is disclosed in US Pat FIG. 1 shown. It consists of a housing 1, a piezoelectric actuator 2 with a tube spring 8, a first and a second end cap 3.7, wherein the first end cap 3 is provided with a plunger 4.
  • the piezoelectric actuator 2 is welded under a pressure bias of about 600 to 800 N in the tube spring 8 to avoid harmful tensile stresses during operation.
  • the second end cap 7 is supported against the housing 1, while the first end cap 3 when driven together with the Plunger 4 presses against the sealing element 6 of the seat valve 12.
  • the sealing element realized as a ball 6 (not shown) by means of a weak return spring held in the seat 12 with about 5N.
  • the normal state no activation of the piezoelectric actuator
  • thermal changes are not short-term processes in the range of less than 10 ms, but are rather in the second to minute range.
  • a slow expansion of the actuator 2 can, however, by a hydraulic compensation element X, as in FIG. 1a shown to be intercepted.
  • Such a hydraulic compensation element X is preferably located between the end cap 7 of the actuator 2 and the upper end of the housing 1 and is secured to the housing. Using such a hydraulic compensation element so the thermal expansion of the actuator now takes place in the direction of the end cap 7 and does not necessarily lead to a change in the distance between the sealing element 6 and the plunger 4 and thus not to permanent leaks.
  • the hydraulic compensation element X has a stiffness comparable to a solid body compared to short-term application of force, wherein, despite this rigidity, the hydraulic compensation element or a component of the hydraulic compensation element which is indirectly or directly connected to the piezoactuator gives way to a negligible path.
  • these negligible paths add up when the piezo actuator is actuated several times, so that the hydraulic compensation element or the component of the hydraulic compensation element is displaced upwards by the maximum deflection of the piezoactuator, thereby increasing the distance between the plunger 4 and the sealing element 6 such that the plunger no longer reaches the sealing element when the piezoactuator is actuated again. An opening of the sealing element 6 is no longer possible in this case.
  • the invention has for its object to provide a device and / or a method by which / always a predeterminable distance between a sealing element and an actuator unit can be maintained.
  • This metering device has the advantage that the smallest possible distance between the sealing element and the actuator is maintained even with fluctuating working temperatures. Thus, an opening of the sealing element is always ensured by the actuator, which by the hydraulic Compensation element achievable compensation of the thermal expansion of the actuator is maintained.
  • the first end cap is guided past the stop and the end cap and the stop face each other in such a way that upon movement of the end cap in the direction of the hydraulic compensating element, the end cap hits the stop and this movement is blocked ,
  • the method corresponds to a simple key-lock relationship between the end cap and the stop. It is particularly suitable and safe for easy production of the metering device.
  • the key-lock ratio is preferably a bayonet lock.
  • the actuator is preferably a piezoelectric actuator.
  • FIG. 2 shows a metering device with the known features FIG. 1 , an already mentioned hydraulic compensation element 13, modified end caps 7 ', 3' and a stop 14.
  • the installation of the hydraulic compensation element 13 in the metering device can be done in a simple manner between one end of the housing 1 and the piezoelectric actuator 2, which advantageously simplifies the integration in or the modification of existing injectors.
  • the hydraulic compensation element is preferably fixedly attached to the inner wall of the housing 1.
  • the hydraulic compensation element 13 is fundamentally rigid with respect to a brief application of force and at the same time yields with a thermally induced change in length of the actuator.
  • the hydraulic compensation element 13 preferably has at least one hydraulic chamber 13c, a hollow-cylindrical housing 13a and a piston 13b, the piston 13b or the housing 13a being connected to the second end cap 7 'of the actuator 2.
  • the hydraulic chamber 13c is located between respective axially pressure-effective surfaces of the piston and the housing and between at least two clearance fits 13g, which are formed between the piston and the housing.
  • the axially effective surfaces are aligned substantially axially.
  • the term "axial” is understood to mean the direction of the force actions and transmissions of the piezoactuator or of the hydraulic compensation element. However, “axial” is also understood to mean “essentially axial”.
  • the game fits 13g basically have a strong fluid throttling effect.
  • the hydraulic compensation element can be filled under pressure with a fluid, preferably silicone oil. It is preferred that the hydraulic compensation element has an axial through hole 13d through the leads 17 can be performed to the piezoelectric actuator 2. In particular, the piston 13b is provided with this through hole 13d.
  • the piston 13b and the housing 13a are displaceable relative to each other at a slow thermally induced change in length of the actuator relative to each other, so that the hydraulic compensation element yields in this time.
  • the piston In the case of a momentary application of force, however, the piston only shifts by a negligible distance relative to the housing, so that the hydraulic compensation element is considered to be rigid.
  • the hydraulic compensation element for increased rigidity comprises a plurality, in particular two, hydraulic chambers.
  • the housing 13a is extended by a part to form another, similar to the first hydraulic chamber 13c hydraulic chamber between the piston 13b and the housing 13a as mentioned above.
  • the hydraulic compensation element would be bidirectional in this case.
  • the hydraulic compensation element 13 is provided at its two end faces with membranes 13f, which are preferably fastened respectively to the piston 13b and to the housing 13a.
  • Storage volumes 13e are formed between the housing, the diaphragms and the piston through the diaphragm.
  • the membranes can also bulge at elevated temperature, so that they can compensate for a thermal change in volume of the fluid located in the hydraulic compensation element. They preferably each have temperature expansion coefficients which differ from those of the housing and / or the piston.
  • the membranes are preferably designed as annular flat membranes.
  • the hydraulic compensation element hydraulically via a bore in the housing 13 a hydraulic compensation element with a balance memory is connected to an increasing volume change of the fluid in the hydraulic compensation element at elevated temperature even better than only with the aforementioned membranes 13f and storage volumes 13e to be able to intercept.
  • the balance memory preferably has a membrane, which can be realized as an elastic sleeve, and a storage volume enclosed underneath.
  • the elastic sleeve of the compensating accumulator is preferably arranged on the lateral surface of the housing 13a. At elevated temperature of the fluid, the membrane expands so that the fluid in the hydraulic compensation element, a larger volume is available and thus no disturbing net force effect between the piston and the housing comes about.
  • the housing 13 a of the hydraulic compensation element In order to provide sufficient space for the expansion of the elastic sleeve of the reservoir between the housing 13 a of the hydraulic compensation element and the inner wall of the housing 1 of the metering device, it is preferred that the housing 13 a of the hydraulic compensation element by means of a spacer with the inner wall of the housing 1 of the metering device mechanically connected.
  • the balance memory can also be realized in the form of an external hydraulic accumulator.
  • the piston 13b or housing 13a be provided with axial bores which connect the storage volumes 13e to the hydraulic chambers 13c to facilitate return of the fluid during the blanking interval of the piezoactuator into the hydraulic chambers and into the storage volumes.
  • the openings of the bores are provided with check valves, so-called flapper valves, so that the openings of the bores close when the piezoelectric actuator is deflected for a short time and thus the hydraulic compensation element is still stiff in the case of short-term application of force.
  • the check valves open due to a pressure reduction in the hydraulic chambers 13c.
  • the housing 1 of the metering device is as needed after the original structure FIG. 1 extended to accommodate the hydraulic compensation element 13 can.
  • the second end cap 7 ' is welded to the piston 13b of the hydraulic compensation element.
  • the housing 1 is closed at the top by a closing element 15, preferably a fixed bearing.
  • the piezoelectric actuator unit PAU referred to hereinafter as actuator unit A, mentioned in the introduction to the description, comprises the arrangement of features which are directly or indirectly mechanically connected directly to the piezoactuator 2, except for the latter FIG. 1 known features still a first, lower and modified end cap 3 ', which is equipped with a valve unit B directed to a ram 4.
  • valve unit B at least one arrangement which comprises the valve seat 12 and the sealing element 6 is understood.
  • the valve unit may also have feed and return 9, 10 for the fuel.
  • the end cap 3 ' is preferably frusto-conical, whose lateral surface has steps.
  • the end cap 3 'but at least two ears 3'a have their substantially axially, in the opposite direction to the sealing element 6 aligned surfaces upon retraction of the actuator on the likewise axially aligned surfaces 14a of the stopper 14 abut.
  • a diaphragm 5 seals the piezoactuator 2 against a fuel in the metering device, which flows from the inlet 9 through the seat valve 12 to the return 10 when the sealing element 6 is opened.
  • the membrane 5 preferably connects the housing 1 with the end cap 3 '.
  • the piezoelectric actuator 2 is preferably also provided with a second, upper end cap 7 ', which is connected to the hydraulic compensation element. It is preferred that the end cap 7 'has an axial bore 16 for connecting wires 17, in order to simplify the contacting of the piezoelectric actuator 2 to a control electronics (not shown).
  • An essential element of the metering device is the stop 14, which counteracts a change in the equilibrium position of the piston 13b of the hydraulic compensation element, and thus also the position of the end cap 3 ', acts.
  • the stop 14 can be considered as a taper of the inner diameter of the housing 1.
  • inner diameter or “diameter” is always understood to mean a transverse-axial diameter which runs at right angles to the longitudinal axis of the actuator.
  • the stopper is preferably broken by two recesses. The stop allows the expansion of the actuator in the direction of the sealing element 6, but prevents retraction of the end cap 3 'over a predefined distance from the sealing element 6 addition.
  • the stop 14 can be formed in a variety of variants.
  • Essential in a concrete embodiment is its mounting below the piezoelectric actuator to allow the stretching of the actuator upwards or in the opposite direction to the sealing element.
  • FIG. 3 shows the lower end cap 3 'as a truncated cone shape with a lateral surface which is provided with steps.
  • the end cap has two ears 3'a, on the transverse axial plane of which there is an outer diameter of the end cap which is greater than the minimum inner diameter of the stop or the taper 14 of the housing 1.
  • the ears 3'a of the end cap 3 ' are guided past the recesses 14a of the stop 14. Subsequently, the end cap is rotated so that the ears 3'a can no longer be pushed past the stop by pulling back the end cap.
  • FIG. 4 shows how the end cap 3 'before the finished state of the metering device is the stopper 14 opposite.
  • the cross-sectional view on the left shows how the outer diameter of the end cap 3 'at the level of the ears 3'a is greater than the minimum inner diameter of the stop.
  • the recesses of the stop are shown at 14a.
  • the recess 14a and stop are arranged in each case to each other. The position of the ears 3'a of the end cap in this view is such that the end cap 3 'can be guided past the stop without rotation by the ears 3'a being passable through the recesses 14a.
  • the end cap 3 ' is thus basically the right counterpart to the stop 14, so that thereby forms a key lock arrangement.
  • the stop and the end cap thus form a bayonet lock.
  • FIG. 5 shows a further three-dimensional view of the lower portion of the metering device before its finished manufactured state. As in FIG. 4 shown, the ears are 3'a the recesses 14a opposite, so that the end cap 3 'can be moved past the stop 14.
  • a stop 14 Another possibility for forming a stop 14 is the direct connection between the plunger 4 and the sealing element 6 of the seat valve 12, so that the plunger also takes over the role of the sealing element.
  • the valve seat itself becomes a stop element, since the sealing element or the plunger has a diameter such that it or it can not be guided past the valve seat.
  • the stop 14 can also be replaced by an additional spring between the piston 13b and the fixed bearing 15.
  • the bias of the spring in the manufacture of the metering device ensures an effective downward force acting on the plunger 4 to the sealing element 6 of the valve unit B and counteracts a change in the equilibrium position of the piston.
  • the piston thus always experiences a restoring force in order to prevent a displacement of the equilibrium position of the piston and to ensure a defined contact between the plunger and the sealing element.
  • the elasticity of the membrane 5 is suitable as a restoring element for a desired equilibrium position. Welding the membrane 5 to the end cap 3 'and the housing 1 ensures protection against rotation of the end cap in a position in which the recesses 14a and the ears 3'a are opposite in the finished state of the metering device, and the End cap is accidentally pulled past the stop again.
  • the metering device according to the invention is used in a common-rail diesel injector.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung, insbesondere mit einer Aktoreinheit als Antrieb für ein Ventil in einem Common-Rail Diesel Injektor.The invention relates to a metering device, in particular with an actuator unit as a drive for a valve in a common-rail diesel injector.

Mechanische Toleranzen, temperaturbedingte und druckbedingte Längenänderungen, Alterungseffekte eines insbesondere in einem Fluidventil eingesetzten PMA (Piezoelektrischer Multilayer Aktor), nachfolgend "Piezoaktor" genannt, wirken sich unmittelbar auf den Öffnungshub eines mit dem Piezoaktor verbundenen Fluidventils und damit auf dessen Dosiermenge aus. Herkömmliche Methoden zur Kompensation der temperaturbedingten Längenänderung des Piezoaktors anhand geeigneter Werkstoffkombinationen werfen aber schwerwiegende Stabilitäts- und Herstellungsprobleme auf.Mechanical tolerances, temperature-related and pressure-related changes in length, aging effects of a particular used in a fluid valve PMA ( P iezoelektrischer M ultilayer A ktor), hereinafter referred to as "piezoelectric actuator", have an immediate effect on the opening stroke of a connected to the piezoelectric fluid valve and thus on its Dosiermenge. However, conventional methods for compensating for the temperature-related change in length of the piezoelectric actuator based on suitable material combinations raise serious stability and manufacturing problems.

Das durch den inversen piezoelektrischen Effekt bei Hochleistungskeramiken erreichbare Elongationsverhältnis des Piezoaktors aufgrund des Anlegens einer maximal für den Dauerbetrieb zulässigen Feldstärke von ca. 2KV/mm beträgt nur 1,2- 1,4 Promille (also 1,2 - 1,4 µm Elongation je 1 mm Länge des Piezoaktors). Bei einer typischen Baulänge des Piezoaktors von ca. 40mm und einem Piezo-Schichtabstand von 80µm bei 160V angelegter Spannung führt der inverse piezoelektrische Effekt zu einer Elongation von maximal 56µm. Liegt also zwischen dem Piezoaktor und dem Gehäuse in dem der Piezoaktor eingebaut ist auch nur eine minimale relative Abweichung im effektiven Temperaturdehnungskoeffizienten von ca. 1*10-6 1/K über die Länge des Piezoaktors von 40mm vor, so führt dies im automobiltechnisch relevanten Temperaturbereich -40°C bis 140°C zu einer Abweichung der für den Ventilbetrieb relevanten Referenzflächen von -2,4µm bis zu +4,8µm oder in Summe zu 7,2µm und bezogen auf die Elongation des Piezoaktors zu einer Abweichungsbandbreite von bis zu 13%.The achievable by the inverse piezoelectric effect in high-performance ceramics elongation ratio of the piezoelectric actuator due to the application of a maximum permissible for continuous operation field strength of about 2KV / mm is only 1.2-1.4 parts per thousand (ie 1.2-1.4 microns elongation each 1 mm length of the piezo actuator). With a typical length of the piezoelectric actuator of about 40mm and a piezo-layer spacing of 80μm at 160V applied voltage, the inverse piezoelectric effect leads to an elongation of a maximum of 56μm. If, therefore, there is only a minimum relative deviation in the effective coefficient of thermal expansion of approximately 1 × 10 -6 1 / K over the length of the piezoelectric actuator of 40 mm between the piezoelectric actuator and the housing, then this leads to the temperature range relevant to automotive technology -40 ° C to 140 ° C to a deviation of the reference surfaces relevant for the valve operation from -2.4μm up to + 4.8μm or in total to 7.2μm and related to the elongation of the piezo actuator to a deviation bandwidth of up to 13% ,

Zudem führen die komplexen Prozessschritte bei der Herstellung, angefangen beim Aufbau der Piezoaktorkeramik bis hin zum Polungsvorgang, zu Bauteiltoleranzen, die es schwer machen, die Temperaturdehnung des Piezoaktors in einem hinreichend engen Toleranzfeld zu halten.In addition, the complex process steps in the manufacture, starting with the construction of the piezoelectric actuator ceramic up to the poling process, lead to component tolerances that make it difficult to keep the thermal expansion of the piezoelectric actuator in a sufficiently narrow tolerance field.

Als Bauteil mit Domänenstruktur und Hysterese hängt der Temperaturdehnungskoeffizient stark vom Polarisationszustand und der mechanischen und elektrischen Belastungsvorgeschichte des Piezoaktors ab. Die Temperaturabhängigkeit der Länge des Piezoaktors ist nichtlinear. Der Temperaturdehnungskoeffizient kann bei demselben Piezoaktor Werte im Bereich von -5*10-6 1/K bis zu +7*10-6 1/K annehmen, wie im Vortrag von DR. Lubitz auf der Actuator Messe in Bremen 2002 offenbart.As a component with domain structure and hysteresis, the coefficient of thermal expansion strongly depends on the polarization state and the mechanical and electrical history of the piezoelectric actuator. The temperature dependence of the length of the piezoelectric actuator is non-linear. The coefficient of thermal expansion for the same piezo actuator can be in the range of -5 * 10 -6 1 / K to + 7 * 10 -6 1 / K, as disclosed in the lecture by DR. Lubitz at the 2002 Actuator Fair in Bremen.

Die durch das elektrische Aufladen des Piezoaktors erzeugte positive Längenänderung des Piezoaktors wird in aktuellen Common-Rail Diesel Injektoren zum Aufstoßen eines Dichtelements genutzt. Aus Toleranzgründen ist dabei ein "thermisches Gap", also ein Sicherheitsabstand, zwischen dem frei beweglichen Ende einer piezoelektrischen Aktuatoreinheit (PAU), die als Stößel ausgebildet oder an die ein Stößel mechanisch steif angekoppelt ist und dem Dichtelement von typisch 3-5 µm vorgesehen. Die PAU besteht aus einer oberen Endkappe die mechanisch steif gelagert wird und die mindestens eine Bohrung enthält durch die elektrische Anschlüsse des Piezoaktors nach außen geführt werden können, einer unteren Endkappe, die als Stößel ausgebildet oder an die ein Stößel mechanisch steif angekoppelt ist, dem Piezoaktor und einer Rohrfeder in die der Piezoaktor unter einer Druckvorspannung von ca. 600N-800N zwischen die beiden Endkappen eingeschweißt ist. Eine thermische Abstimmung zwischen dem Aktorgehäuse und dem PAU kann nicht ideal erfolgen. Der Sicherheitsabstand dient dazu, dass im Falle einer stärkeren thermischen Dehnung der PAU relativ zum Aktorgehäuse das Dichtelement geöffnet wird und es so zu einer Dauerleckage durch das Servoventil kommt. Jedoch machen die angeführten Schwankungen des PMA-Temperaturkoeffizienten deutlich, dass selbst ein solcher Abstand nicht immer ausreichend ist.The generated by the electrical charging of the piezoelectric actuator positive change in length of the piezoelectric actuator is used in current common-rail diesel injectors for regurgitation of a sealing element. For tolerance reasons, a "thermal gap", ie a safety distance, is provided between the freely movable end of a piezoelectric actuator unit (PAU), which is designed as a plunger or to which a plunger is mechanically rigidly coupled and to the sealing element of typically 3-5 μm. The PAU consists of an upper end cap which is mechanically rigidly mounted and which contains at least one bore through which the electrical connections of the piezoelectric actuator can be led to the outside, a lower end cap which is designed as a plunger or to which a plunger is mechanically rigidly coupled, the piezoactuator and a tubular spring in which the piezoelectric actuator is welded under a compressive bias of about 600N-800N between the two end caps. A thermal coordination between the actuator housing and the PAU can not be ideal. The safety distance serves to open the sealing element in the event of a greater thermal expansion of the PAU relative to the actuator housing, resulting in permanent leakage through the servo valve. However, the stated fluctuations make the PMA temperature coefficient clear that even such a distance is not always sufficient.

Unmittelbar nach Abschaltung des Injektors (Abschalten des Kraftfahrzeugs bzw. Motors) befinden sich die Einheiten des Injektors auf hoher Temperatur. Durch die damit verbundene Temperaturdehnung des Piezoaktors relativ zum nicht perfekt abstimmbaren Gehäuse kann der thermische Abstand überwunden werden und das Dichtelement trotz fehlender Piezoansteuerung öffnen, zumal im Abstellzustand keine durch den Fluiddruck verursachte Gegenkraft F0 mehr auf das Dichtelement wirkt. Das Dichtelement ist also im ausgeschalteten Zustand des Motors noch offen.Immediately after switching off the injector (switching off the motor vehicle or engine), the units of the injector are at high temperature. Due to the associated thermal expansion of the piezoelectric actuator relative to the not perfectly tunable housing, the thermal distance can be overcome and open the sealing element despite missing Piezoansteuerung, especially in the parking condition caused by the fluid pressure counterforce F 0 no longer acts on the sealing element. The sealing element is thus still open when the engine is switched off.

Der Fluiddruck, welcher auf das Dichtelement von der anderen Richtung drückt, kann aber anschließend im eingeschalteten Zustands des Injektors bis zu 2000 bar erreichen und Kräfte bzw. Gegenkräfte bis zu 600 N hervorrufen. Während des Injektorbetriebs sorgen diese Kräfte für ein definiertes Schließen des Dichtelements, trotz einer Überdehnung des Aktors. Eine interne Hochdruckpumpe im Kraftfahrzeug ist bei einem erneuten Startversuch des Motors und damit des Injektors aber nicht mehr in der Lage, sofern der Injektor noch heiß ist, den erforderlichen Druck aufzubauen um das Dichtelement zu schließen, sodass es zu Fehlfunktionen des Injektors führt.The fluid pressure, which presses on the sealing element from the other direction, but can then reach in the activated state of the injector up to 2000 bar and cause forces or opposing forces up to 600 N. During injector operation, these forces ensure a defined closing of the sealing element, despite an overstretching of the actuator. An internal high-pressure pump in the motor vehicle is in a renewed attempt to start the engine and thus the injector but no longer able, if the injector is still hot to build up the required pressure to close the sealing element, so that it leads to malfunction of the injector.

JP 61008462 offenbart eine Dosiervorrichtung mit einem Gehaüse, einem im Gehaüse geführten Aktor, einem hydraulischen Kompemsationselememt und einer Endkappe an einem Ende des Aktors. JP 61008462 discloses a metering device having a housing, an actuator guided in the housing, a hydraulic compensation element and an end cap at one end of the actuator.

Eine gemäß dem Stand der Technik übliche Aktoreinheit A wird in Figur 1 gezeigt. Sie besteht aus einem Gehäuse 1, einem Piezoaktor 2 mit einer Rohrfeder 8, einer ersten und einer zweiten Endkappe 3,7, wobei die erste Endkappe 3 mit einem Stößel 4 versehen ist. Der Piezoaktor 2 ist unter einer Druckvorspannung von ca. 600 bis 800 N in die Rohrfeder 8 eingeschweißt, um schädliche Zugspannungen im Betrieb zu vermeiden. Eine Membrane 5, typischerweise aus Metall, ermöglicht die Abdichtung des Piezoaktors vom Kraftstoff. Die zweite Endkappe 7 stützt sich gegen das Gehäuse 1 ab, während die erste Endkappe 3 bei einer Ansteuerung zusammen mit dem Stößel 4 gegen das Dichtelement 6 des Sitzventils 12 drückt. Im drucklosen Zustand wird das als Kugel realisierte Dichtelement 6 mit Hilfe einer schwachen Rückstellfeder (nicht dargestellt) mit ca. 5N im Sitz 12 gehalten. Im Normalzustand (keine Ansteuerung des Piezoaktors) besteht zwischen dem Dichtelement 6 und dem Stößel 4 ein Sicherheits- Abstand von typischerweise 3 bis 5µm.An actuator unit A customary in the prior art is disclosed in US Pat FIG. 1 shown. It consists of a housing 1, a piezoelectric actuator 2 with a tube spring 8, a first and a second end cap 3.7, wherein the first end cap 3 is provided with a plunger 4. The piezoelectric actuator 2 is welded under a pressure bias of about 600 to 800 N in the tube spring 8 to avoid harmful tensile stresses during operation. A membrane 5, typically made of metal, allows the sealing of the piezoelectric actuator from the fuel. The second end cap 7 is supported against the housing 1, while the first end cap 3 when driven together with the Plunger 4 presses against the sealing element 6 of the seat valve 12. In the pressureless state, the sealing element realized as a ball 6 (not shown) by means of a weak return spring held in the seat 12 with about 5N. In the normal state (no activation of the piezoelectric actuator) there is a safety distance of typically 3 to 5 μm between the sealing element 6 and the plunger 4.

Bei diesem Aufbau führt eine stärkere thermische Dehnung des Piezoaktors 2 aufgrund seiner Befestigung über die Endkappe 7 am festen Ende des Gehäuses 1 zu einer Verlängerung des Piezoaktors in Richtung des Ventilsitzes 12.In this structure, a stronger thermal expansion of the piezoelectric actuator 2 due to its attachment via the end cap 7 at the fixed end of the housing 1 to an extension of the piezoelectric actuator in the direction of the valve seat 12th

Es ist aber festzustellen, dass thermische Änderungen keine kurzzeitigen Vorgänge im Bereich von unter 10 ms sind, sondern eher im Sekunden- bis Minutenbereich liegen. Eine derart langsame Ausdehnung des Aktors 2 kann jedoch durch ein hydraulisches Kompensationselement X, wie in Figur 1a gezeigt, abgefangen werden. Ein solches hydraulisches Kompensationselement X sitzt vorzugsweise zwischen der Endkappe 7 des Aktors 2 und dem oberen Ende des Gehäuses 1 und ist am Gehäuse befestigt. Unter Verwendung eines solchen hydraulischen Kompensationselements findet also die thermische Dehnung des Aktors nunmehr in die Richtung der Endkappe 7 statt und führt nicht zwingend zu einer Änderung des Abstands zwischen dem Dichtelement 6 und dem Stößel 4 und somit auch nicht zu Dauerleckagen.However, it should be noted that thermal changes are not short-term processes in the range of less than 10 ms, but are rather in the second to minute range. Such a slow expansion of the actuator 2 can, however, by a hydraulic compensation element X, as in FIG. 1a shown to be intercepted. Such a hydraulic compensation element X is preferably located between the end cap 7 of the actuator 2 and the upper end of the housing 1 and is secured to the housing. Using such a hydraulic compensation element so the thermal expansion of the actuator now takes place in the direction of the end cap 7 and does not necessarily lead to a change in the distance between the sealing element 6 and the plunger 4 and thus not to permanent leaks.

Das hydraulische Kompensationselement X weist jedoch gegenüber kurzzeitigen Kraftbeaufschlagungen eine einem Festkörper vergleichbare Steifigkeit auf, wobei trotz dieser Steifigkeit das hydraulische Kompensationselement oder ein Bestandteil des hydraulischen Kompensationselements der mittelbar oder unmittelbar mit dem Piezoaktor verbunden ist um einen vernachlässigbaren Weg nachgibt. Allerdings addieren sich diese für sich genommen vernachlässigbaren Wege bei mehrfacher Ansteuerung des Piezoaktors, sodass das hydraulische Kompensationselement oder der Bestandteil des hydraulischen Kompensationselements um die maximale Auslenkung des Piezoaktors nach oben verschoben wird und dadurch der Abstand zwischen dem Stößel 4 und Dichtelement 6 derart vergrößert ist, dass der Stößel das Dichtelement bei wiederholter Ansteuerung des Piezoaktors nicht mehr erreicht. Eine Öffnung des Dichtelements 6 ist in diesem Fall nicht mehr möglich.The hydraulic compensation element X, however, has a stiffness comparable to a solid body compared to short-term application of force, wherein, despite this rigidity, the hydraulic compensation element or a component of the hydraulic compensation element which is indirectly or directly connected to the piezoactuator gives way to a negligible path. However, these negligible paths add up when the piezo actuator is actuated several times, so that the hydraulic compensation element or the component of the hydraulic compensation element is displaced upwards by the maximum deflection of the piezoactuator, thereby increasing the distance between the plunger 4 and the sealing element 6 such that the plunger no longer reaches the sealing element when the piezoactuator is actuated again. An opening of the sealing element 6 is no longer possible in this case.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren anzugeben, durch die/dem stets ein vorgebbarer Abstand zwischen einem Dichtelement und einer Aktoreinheit eingehalten werden kann.Thus, the invention has for its object to provide a device and / or a method by which / always a predeterminable distance between a sealing element and an actuator unit can be maintained.

Die Lösung besteht in einer Dosiervorrichtung, umfassend:

  • eine Aktoreinheit umfassend ein Gehäuse mit einem im Gehäuse eingeführten Aktor
  • ein hydraulisches Kompensationselement das mit dem Aktor verbunden ist, wobei
  • ein erstes Ende des Aktors mit einer ersten Endkappe versehen ist
  • ein Anschlag in der Form eines Sitzes am Gehäuse angeordnet ist, welcher der ersten Endkappe gegenüberliegt und für die erste Endkappe eine Anschlagsposition definiert
  • der Anschlag einen maximalen Abstand zwischen einem Dichtelement einer Ventileinheit und der Endkappe einhält, wobei der Abstand kleiner ist als die durch den Aktor bewirkte Auslenkungslänge und die Auslenkungslänge über die Endkappe zum Öffnen des Ventils ausreicht
  • bei einer Bewegung der ersten Endkappe in Richtung des hydraulischen Kompensationselements die Endkappe den Anschlag trifft und diese Bewegung blockiert wird.
The solution is a metering device comprising:
  • an actuator unit comprising a housing with an actuator inserted in the housing
  • a hydraulic compensation element which is connected to the actuator, wherein
  • a first end of the actuator is provided with a first end cap
  • a stop in the form of a seat is disposed on the housing opposite to the first end cap and defining a stop position for the first end cap
  • the stopper maintains a maximum distance between a sealing element of a valve unit and the end cap, the distance being less than the deflection length provided by the actuator and the deflection length across the end cap sufficient to open the valve
  • upon movement of the first end cap in the direction of the hydraulic compensation element, the end cap hits the stop and this movement is blocked.

Durch diese Dosiervorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass auch bei schwankenden Arbeitstemperaturen ein möglichst geringer Abstand zwischen dem Dichtelement und dem Aktor eingehalten wird. Damit ist eine Öffnung des Dichtelements durch den Aktor immer gewährleistet, wobei die durch das hydraulische Kompensationselement erreichbare Kompensation der Temperaturdehnung des Aktors beibehalten wird.This metering device has the advantage that the smallest possible distance between the sealing element and the actuator is maintained even with fluctuating working temperatures. Thus, an opening of the sealing element is always ensured by the actuator, which by the hydraulic Compensation element achievable compensation of the thermal expansion of the actuator is maintained.

Beim Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung wird die erste Endkappe am Anschlag vorbeigeführt und anhand einer anschließenden zweiten Drehung die Endkappe und der Anschlag sich derart gegenüberliegen, dass bei einer Bewegung der Endkappe in Richtung des hydraulischen Kompensationselements die Endkappe den Anschlag trifft und diese Bewegung blockiert wird.In the method for producing the dosing device according to the invention, the first end cap is guided past the stop and the end cap and the stop face each other in such a way that upon movement of the end cap in the direction of the hydraulic compensating element, the end cap hits the stop and this movement is blocked ,

Das Verfahren entspricht ein einfaches Schlüssel-Schloss Verhältnis zwischen der Endkappe und dem Anschlag. Es ist für eine einfache Herstellung der Dosiervorrichtung besonders geeignet und sicher.The method corresponds to a simple key-lock relationship between the end cap and the stop. It is particularly suitable and safe for easy production of the metering device.

Das Schlüssel-Schloss Verhältnis stellt vorzugsweise ein Bajonettverschluss dar.The key-lock ratio is preferably a bayonet lock.

Der Aktor ist vorzugsweise ein Piezoaktor.The actuator is preferably a piezoelectric actuator.

Weitere Vorteile und eine nähere Erläuterung der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele.Further advantages and a more detailed explanation of the invention will become apparent from the following embodiments.

Dabei zeigen:

Figur 2
eine Dosiervorrichtung mit einer Anschlagsanordnung und einem hydraulischen Kompensationselement,
Figur 3
Beispiele einer Geometrie einer Endkappe,
Figur 4
die durch ein Gehäuse geführte und in Figur 3 vorgestellte Endkappe,
Figur 5
eine drei-dimensionale Ansicht der durch das Gehäuse geführten Endkappe
Showing:
FIG. 2
a metering device with a stop arrangement and a hydraulic compensating element,
FIG. 3
Examples of a geometry of an end cap,
FIG. 4
which is guided by a housing and in FIG. 3 featured end cap,
FIG. 5
a three-dimensional view of the guided through the housing end cap

Figur 2 zeigt eine Dosiervorrichtung mit den bekannten Merkmalen aus Figur 1, einem bereits erwähnten hydraulischen Kompensationselement 13, modifizierten Endkappen 7', 3' und einen Anschlag 14. FIG. 2 shows a metering device with the known features FIG. 1 , an already mentioned hydraulic compensation element 13, modified end caps 7 ', 3' and a stop 14.

Der Einbau des hydraulischen Kompensationselements 13 in die Dosiervorrichtung kann in einfacher Weise zwischen einem Ende des Gehäuses 1 und dem Piezoaktor 2 erfolgen, welches die Integration in bzw. die Modifikation bestehender Injektoren vorteilhafterweise vereinfacht. Das hydraulische Kompensationselement ist vorzugsweise fest an der Innenwand des Gehäuses 1 befestigt.The installation of the hydraulic compensation element 13 in the metering device can be done in a simple manner between one end of the housing 1 and the piezoelectric actuator 2, which advantageously simplifies the integration in or the modification of existing injectors. The hydraulic compensation element is preferably fixedly attached to the inner wall of the housing 1.

Das hydraulische Kompensationselements 13 ist grundsätzlich gegenüber einer kurzzeitigen Kraftbeaufschlagung steif und gibt gleichzeitig bei einer thermisch induzierten Längenänderung des Aktors nach.The hydraulic compensation element 13 is fundamentally rigid with respect to a brief application of force and at the same time yields with a thermally induced change in length of the actuator.

Das hydraulische Kompensationselement 13 weist vorzugsweise mindestens eine Hydraulikkammer 13c, ein hohl-zylinderförmiges Gehäuse 13a und einen Kolben 13b auf, wobei der Kolben 13b oder das Gehäuse 13a mit der zweiten Endkappe 7' des Aktors 2 verbunden ist. Die Hydraulikkammer 13c liegt zwischen jeweils axial druckwirksame Flächen des Kolbens und des Gehäuses und zwischen mindestens zwei Spielpassungen 13g, die zwischen dem Kolben und dem Gehäuse ausgebildet sind. Die axial druckwirksamen Flächen sind im wesentlichen axial ausgerichtet. Unter "axial" wird die Richtung der Krafteinwirkungen- und Übertragungen des Piezoaktors bzw. des hydraulischen Kompensationselements verstanden. Unter "axial" wird allerdings auch "im wesentlichen axial" verstanden. Die Spielpassungen 13g haben grundsätzlich eine stark fluiddrosselnde Wirkung. Das hydraulische Kompensationselement ist unter Druck mit einem Fluid, vorzugsweise Silikonöl, befüllbar. Es wird bevorzugt, dass das hydraulische Kompensationselement eine axiale Durchbohrung 13d aufweist, durch die Zuleitungen 17 zum Piezoaktor 2 geführt werden können. Insbesondere wird der Kolben 13b mit dieser Durchbohrung 13d versehen.The hydraulic compensation element 13 preferably has at least one hydraulic chamber 13c, a hollow-cylindrical housing 13a and a piston 13b, the piston 13b or the housing 13a being connected to the second end cap 7 'of the actuator 2. The hydraulic chamber 13c is located between respective axially pressure-effective surfaces of the piston and the housing and between at least two clearance fits 13g, which are formed between the piston and the housing. The axially effective surfaces are aligned substantially axially. The term "axial" is understood to mean the direction of the force actions and transmissions of the piezoactuator or of the hydraulic compensation element. However, "axial" is also understood to mean "essentially axial". The game fits 13g basically have a strong fluid throttling effect. The hydraulic compensation element can be filled under pressure with a fluid, preferably silicone oil. It is preferred that the hydraulic compensation element has an axial through hole 13d through the leads 17 can be performed to the piezoelectric actuator 2. In particular, the piston 13b is provided with this through hole 13d.

Der Kolben 13b und das Gehäuse 13a sind bei einer langsamen thermisch induzierten Längenänderung des Aktors relativ zueinander kraftlos verschieblich, so dass das hydraulische Kompensationselement in dieser Zeit nachgibt. Bei einer kurzzeitigen Kraftbeaufschlagung verschiebt sich der Kolben aber nur um einen vernachlässigbaren Weg relativ zum Gehäuse, so dass das hydraulische Kompensationselement als steif zu betrachten ist.The piston 13b and the housing 13a are displaceable relative to each other at a slow thermally induced change in length of the actuator relative to each other, so that the hydraulic compensation element yields in this time. In the case of a momentary application of force, however, the piston only shifts by a negligible distance relative to the housing, so that the hydraulic compensation element is considered to be rigid.

Es wird außerdem bevorzugt, dass das hydraulische Kompensationselement zur erhöhten Steifigkeit mehrere, insbesondere zwei, Hydraulikkammern aufweist. Dabei wird das Gehäuse 13a um einen Teil erweitert, um eine weitere, der ersten Hydraulikkammer 13c analoge Hydraulikkammer zwischen dem Kolben 13b und dem Gehäuse 13a wie zuvor genannt zu bilden. Das hydraulische Kompensationselement würde in diesem Falle bidirektional wirken.It is also preferred that the hydraulic compensation element for increased rigidity comprises a plurality, in particular two, hydraulic chambers. In this case, the housing 13a is extended by a part to form another, similar to the first hydraulic chamber 13c hydraulic chamber between the piston 13b and the housing 13a as mentioned above. The hydraulic compensation element would be bidirectional in this case.

Das hydraulische Kompensationselement 13 ist an seinen beiden Stirnseiten mit Membranen 13f versehen, die vorzugsweise jeweils am Kolben 13b und am Gehäuse 13a befestigt sind. Durch die Membrane werden Speichervolumina 13e zwischen dem Gehäuse, der Membranen und dem Kolben ausgebildet. Die Membrane können sich auch bei erhöhter Temperatur ausbeulen, sodass sie eine thermische Volumenänderung des sich im hydraulischen Kompensationselement befindlichen Fluids ausgleichen können. Sie weisen vorzugsweise jeweils Temperaturdehnungskoeffizienten auf, die sich von denen des Gehäuses und/oder des Kolbens unterscheiden. Die Membrane sind vorzugsweise als ringförmige Flachmembrane ausgebildet.The hydraulic compensation element 13 is provided at its two end faces with membranes 13f, which are preferably fastened respectively to the piston 13b and to the housing 13a. Storage volumes 13e are formed between the housing, the diaphragms and the piston through the diaphragm. The membranes can also bulge at elevated temperature, so that they can compensate for a thermal change in volume of the fluid located in the hydraulic compensation element. They preferably each have temperature expansion coefficients which differ from those of the housing and / or the piston. The membranes are preferably designed as annular flat membranes.

Es wird auch bevorzugt, dass das hydraulische Kompensationselement hydraulisch über eine Bohrung im Gehäuse 13a hydraulische Kompensationselements mit einem Ausgleichsspeicher verbunden ist, um eine steigernde Volumenänderung des im hydraulischen Kompensationselement befindlichen Fluids bei erhöhter Temperatur noch besser als nur mit den zuvor erwähnten Membranen 13f und Speichervolumina 13e abfangen zu können. Der Ausgleichsspeicher weist vorzugsweise eine Membrane, welche als elastische Hülse realisiert werden kann, und ein darunter eingeschlossenes Speichervolumen auf. Die elastische Hülse des Ausgleichsspeichers ist vorzugsweise an der Mantelfläche des Gehäuses 13a angeordnet. Bei erhöhter Temperatur des Fluids dehnt sich die Membrane aus sodass dem Fluid im hydraulischen Kompensationselement ein größeres Volumen zur Verfügung steht und somit keine störende Nettokraftwirkung zwischen dem Kolben und dem Gehäuse zustande kommt. Um für die Ausdehnung der elastischen Hülse des Ausgleichsspeichers zwischen dem Gehäuse 13a des hydraulischen Kompensationselements und der Innenwand des Gehäuses 1 der Dosiervorrichtung genügend Raum bereitstellen zu können wird bevorzugt, dass das Gehäuse 13a des hydraulischen Kompensationselements mittels eines Abstandhalters mit der Innenwand des Gehäuses 1 der Dosiervorrichtung mechanisch verbunden ist.It is also preferred that the hydraulic compensation element hydraulically via a bore in the housing 13 a hydraulic compensation element with a balance memory is connected to an increasing volume change of the fluid in the hydraulic compensation element at elevated temperature even better than only with the aforementioned membranes 13f and storage volumes 13e to be able to intercept. The balance memory preferably has a membrane, which can be realized as an elastic sleeve, and a storage volume enclosed underneath. The elastic sleeve of the compensating accumulator is preferably arranged on the lateral surface of the housing 13a. At elevated temperature of the fluid, the membrane expands so that the fluid in the hydraulic compensation element, a larger volume is available and thus no disturbing net force effect between the piston and the housing comes about. In order to provide sufficient space for the expansion of the elastic sleeve of the reservoir between the housing 13 a of the hydraulic compensation element and the inner wall of the housing 1 of the metering device, it is preferred that the housing 13 a of the hydraulic compensation element by means of a spacer with the inner wall of the housing 1 of the metering device mechanically connected.

Der Ausgleichsspeicher kann allerdings auch in der Form eines externen Hydrospeichers realisiert werden.However, the balance memory can also be realized in the form of an external hydraulic accumulator.

Es wird auch bevorzugt, dass der Kolben 13b oder das Gehäuse 13a mit axialen Bohrungen versehen ist welche die Speichervolumina 13e mit den Hydraulikkammern 13c verbinden, um einen Rücklauf des Fluids während der Austastlücke des Piezoaktors in die Hydraulikkammern und in die Speichervolumina zu erleichtern. Die Öffnungen der Bohrungen werden in diesem Falle mit Rückschlagventilen, sogenannte Flappervalves, versehen, sodass sich die Öffnungen der Bohrungen bei kurzzeitiger Auslenkung des Piezoaktors schließen und damit das hydraulische Kompensationselement nach wie vor bei kurzzeitigen Kraftbeaufschlagungen steif ist. Während der Austastlücke des Piezoaktors öffnen sich dabei die Rückschlagventile aufgrund einer Druckabsenkung in den Hydraulikkammern 13c.It is also preferred that the piston 13b or housing 13a be provided with axial bores which connect the storage volumes 13e to the hydraulic chambers 13c to facilitate return of the fluid during the blanking interval of the piezoactuator into the hydraulic chambers and into the storage volumes. In this case, the openings of the bores are provided with check valves, so-called flapper valves, so that the openings of the bores close when the piezoelectric actuator is deflected for a short time and thus the hydraulic compensation element is still stiff in the case of short-term application of force. During the blanking interval of the piezoelectric actuator, the check valves open due to a pressure reduction in the hydraulic chambers 13c.

Bei einem hydraulischen Kompensationselement 13 der vorgestellten Art muss eine reibungsarme Bewegung des Kolbens 13b relativ zum Gehäuse 13a des hydraulischen Kompensationselements gewährleistet sein, da ansonsten seine angestrebte Ausgleichsfunktion nicht oder nur eingeschränkt gegeben wäre. Hierzu sind die Passungsmasse und Toleranzen von Kolben und Gehäuse so zu wählen, dass ein positives Spiel vorhanden ist. Für eine reibungs- und ruckarme Bewegung zwischen Kolben und Gehäuse ist zusätzlich eine hinreichende Oberflächengüte der Außenseite des Kolbens und/oder der Innenwand des Gehäuses, insbesondere eine geringe Oberflächenrauhigkeit, wie sie beispielsweise durch Schleifen hergestellt werden kann, und um Verkippungen zu vermeiden, eine ausreichende Führungslänge, vorteilhaft. Eine Einhaltung der Passungsmasse von Kolben und Zylinder wird derart sichergestellt, dass es nicht nur im Montagezustand, sondern auch im stationären und instationären Betrieb des hydraulischen Kompensationselements zu keinem Klemmen oder reibungsbehafteten Gleiten (Stick-Slip) des Kolbens im Gehäuse, beispielsweise durch eine stärkere thermische Ausdehnung des Kolbens in Bezug auf das Gehäuse oder eine stärkere thermische Kontraktion des Gehäuses in Bezug auf den Kolben, kommen kann. Insbesondere im Instationärbetrieb und bei hohen Betriebsfrequenzen entstehen aufgrund der hohen und sich zeitlich stark ändernden Wärmefreisetzung des Piezoaktors bei gleichzeitiger Kühlung durch den Kraftstoff radiale Temperaturgradienten, die zu einer unterschiedlichen thermischen Ausdehnung von Kolben und Zylinder und bei nicht sachgerechter Auslegung zu Klemmungen führen können. Dieses kann durch folgende Maßnahmen verhindert werden:

  1. a.) der Kolben und das Gehäuse bestehen aus dem gleichen Material oder Materialien mit dem gleichen Temperaturdehnungskoeffizienten. Zur Vermeidung von Klemmungen ist ein hinreichend großes Spaltmaß zwischen Kolben und Zylinder im Bereich von 10 bis 50 µm in Verbindung mit einem Fluid höherer Grundviskosität im Bereich 100 bis 1000 Centistokes bei ausreichender Führungslänge des Kolbens im Gehäuse zur Vermeidung von Verkippungen, zu wählen.
  2. b.) Erwärmt sich der Kolben z.B. stärker als das Gehäuse aufgrund eines angeschlossenen Antriebselementes wie z.B. aufgrund des Piezoaktors (hierbei entsteht ein nicht zu vernachlässigender radialer Temperaturgradient), so wird für den Kolben 3 ein Material mit kleinerer thermischer Dehnung gewählt, wodurch der Kolben nicht in den engen Spielpassungen 13g zu klemmen beginnt.
  3. c.) Kann man davon ausgehen, dass sich der Kolben 13b, das Hydraulikfluid und das Gehäuse 13a immer auf nahezu gleicher Temperatur befinden, so kann der Temperatureinfluss auf die Spaltströmung zwischen den Spielpassungen 13g im durch einen Aktor belasteten Zustand des Hydrauliksystems in weiten Bereichen kompensiert werden, wenn der Kolben eine geeignet gewählte höhere thermische Dehnung als das Gehäuse aufweist. Die Erklärung besteht darin, dass die Viskosität des Hydraulikfluids gemäß einem Exponentialgesetz mit der Temperatur abnimmt und der Volumenstrom des Hydraulikfluiden entlang der Spielpassungen entsprechend exponentiell zunimmt. Der Volumenstrom ist dabei proportional zur 3. Potenz der Breite der Spielpassungen, welches auch als Passmaß bezeichnet werden kann. Das Passmaß nimmt mit der Temperatur linear ab und somit sind die Temperatureffekte auf das Passmaß und auf die Viskosität gegenläufig.
In a hydraulic compensation element 13 of the type presented, a low-friction movement of the piston 13b must be ensured relative to the housing 13a of the hydraulic compensation element, otherwise its desired compensation function would not or only partially exist. For this purpose, the fit mass and tolerances of piston and housing are to be chosen so that a positive clearance is available. For a smooth and low-jerk movement between the piston and the housing is in addition a sufficient surface quality of the outside of the piston and / or the inner wall of the housing, in particular a low surface roughness, as can be prepared for example by grinding, and to avoid tilting sufficient Guide length, advantageous. Compliance with the fitment of the piston and cylinder is ensured so that it not only in the assembled state, but also in stationary and transient operation of the hydraulic compensation element to no jamming or friction sliding (stick-slip) of the piston in the housing, for example by a stronger thermal Expansion of the piston with respect to the housing or a stronger thermal contraction of the housing with respect to the piston, can come. In particular, in unsteady operation and at high operating frequencies arise due to the high and time-varying heat release of the piezoelectric actuator with simultaneous cooling by the fuel radial temperature gradients that can lead to a different thermal expansion of the piston and cylinder and inappropriate design to clamps. This can be prevented by the following measures:
  1. a.) The piston and the housing are made of the same material or materials with the same coefficient of thermal expansion. To avoid jamming, a sufficiently large clearance between piston and cylinder in the range of 10 to 50 μm in conjunction with a fluid of higher intrinsic viscosity in the range 100 to 1000 centistokes is sufficient Guide length of the piston in the housing to prevent tilting, to choose.
  2. b.) If, for example, the piston heats up more than the housing owing to a connected drive element, for example due to the piezoactuator (a non-negligible radial temperature gradient arises), a material with a smaller thermal expansion is selected for the piston 3, whereby the piston is not begins to pinch in the tight clearance fits 13g.
  3. c.) If it can be assumed that the piston 13b, the hydraulic fluid and the housing 13a are always at almost the same temperature, the influence of temperature on the gap flow between the clearance fits 13g in the actuator-loaded state of the hydraulic system can be compensated for in a wide range when the piston has a suitably chosen higher thermal expansion than the housing. The explanation is that the viscosity of the hydraulic fluid decreases with temperature according to an exponential law, and the volume flow of the hydraulic fluid along the clearance fits increases exponentially. The volume flow is proportional to the 3rd power of the width of the game fits, which can also be referred to as a pass. The fit dimension decreases linearly with the temperature and thus the temperature effects on the fit dimension and on the viscosity are in opposite directions.

Das Gehäuse 1 der Dosiervorrichtung wird bedarfsweise gegenüber dem ursprünglichen Aufbau nach Figur 1 verlängert um das hydraulische Kompensationselement 13 aufzunehmen zu können. Dabei wird die zweite Endkappe 7' mit dem Kolben 13b des hydraulischen Kompensationselements verschweißt. Das Gehäuse 1 wird nach oben durch ein Abschlusselement 15, vorzugsweise ein festes Lager, verschlossen.The housing 1 of the metering device is as needed after the original structure FIG. 1 extended to accommodate the hydraulic compensation element 13 can. In this case, the second end cap 7 'is welded to the piston 13b of the hydraulic compensation element. The housing 1 is closed at the top by a closing element 15, preferably a fixed bearing.

Dennoch ist der verhältnismäßig kleine Bedarf an Bauraum des hydraulisches Kompensationselements 13 bei maximaler Steifigkeit für die Dosiervorrichtung zum Einbau in einem Injektor eines Kraftfahrzeugs bei den dort üblichen, strengen Raumbedingungen, besonders vorteilhaft.Nevertheless, the relatively small space requirement of the hydraulic compensation element 13 with maximum rigidity for the metering device for installation in an injector of a motor vehicle in the usual, severe space conditions, there is particularly advantageous.

Die in der Beschreibungseinleitung genannte piezoelektrische Aktoreinheit PAU, nachfolgend Aktuatoreinheit A genannt, umfasst die Anordnung von Merkmalen die direkt mit dem Piezoaktor 2 mittelbar oder unmittelbar mechanisch verbunden sind, weist außer den aus Figur 1 bekannten Merkmalen noch eine erste, untere und modifizierte Endkappe 3' auf, welche mit einem auf eine Ventileinheit B gerichteten Stößel 4 ausgestattet ist. Als Ventileinheit B wird zumindest eine Anordnung, welche den Ventilsitz 12 und das Dichtelement 6 umfasst, verstanden. Die Ventileinheit kann zudem noch Zu- und Rücklaufe 9, 10 für den Kraftstoff aufweisen. Die Endkappe 3' ist vorzugsweise kegelstumpfförmig, deren Mantelfläche Stufen aufweist. Dabei soll die Endkappe 3' aber mindestens zwei Ohren 3'a aufweisen, deren im wesentlichen axial, in entgegengesetzte Richtung zum Dichtelement 6 ausgerichteten Flächen beim Rückziehen des Aktors auf die ebenfalls axial ausgerichtete Flächen 14a des Anschlags 14 stoßen.The piezoelectric actuator unit PAU, referred to hereinafter as actuator unit A, mentioned in the introduction to the description, comprises the arrangement of features which are directly or indirectly mechanically connected directly to the piezoactuator 2, except for the latter FIG. 1 known features still a first, lower and modified end cap 3 ', which is equipped with a valve unit B directed to a ram 4. As valve unit B, at least one arrangement which comprises the valve seat 12 and the sealing element 6 is understood. The valve unit may also have feed and return 9, 10 for the fuel. The end cap 3 'is preferably frusto-conical, whose lateral surface has steps. In this case, the end cap 3 'but at least two ears 3'a have their substantially axially, in the opposite direction to the sealing element 6 aligned surfaces upon retraction of the actuator on the likewise axially aligned surfaces 14a of the stopper 14 abut.

Unterhalb des Anschlags 14 in Richtung der Ventileinheit B dichtet eine Membrane 5 den Piezoaktor 2 gegen einen in der Dosiervorrichtung befindlichen Kraftstoff ab, der beim Öffnen des Dichtelements 6 vom Zulauf 9 durch das Sitzventil 12 zum Rücklauf 10 fließt. Die Membrane 5 verbindet vorzugsweise das Gehäuse 1 mit der Endkappe 3'.Below the stop 14 in the direction of the valve unit B, a diaphragm 5 seals the piezoactuator 2 against a fuel in the metering device, which flows from the inlet 9 through the seat valve 12 to the return 10 when the sealing element 6 is opened. The membrane 5 preferably connects the housing 1 with the end cap 3 '.

Der Piezoaktor 2 ist vorzugsweise auch mit einer zweiten, oberen Endkappe 7' versehen, welche mit dem hydraulischen Kompensationselement verbunden ist. Es wird bevorzugt, dass die Endkappe 7' eine axiale Bohrung 16 für Anschlussdrähte 17 aufweist, um die Kontaktierung des Piezoaktors 2 zu einer Steuerungselektronik (nicht dargestellt) zu vereinfachen.The piezoelectric actuator 2 is preferably also provided with a second, upper end cap 7 ', which is connected to the hydraulic compensation element. It is preferred that the end cap 7 'has an axial bore 16 for connecting wires 17, in order to simplify the contacting of the piezoelectric actuator 2 to a control electronics (not shown).

Ein wesentliches Element der Dosiervorrichtung ist der Anschlag 14, der entgegen einer Änderung der Gleichgewichtsposition des Kolbens 13b des hydraulischen Kompensationselements, und damit auch der Position der Endkappe 3', wirkt.An essential element of the metering device is the stop 14, which counteracts a change in the equilibrium position of the piston 13b of the hydraulic compensation element, and thus also the position of the end cap 3 ', acts.

Der Anschlag 14 kann als Verjüngung des Innendurchmessers des Gehäuses 1 betrachtet werden. Dabei wird unter dem Begriff "Innendurchmesser" oder "Durchmesser" immer ein queraxialer Durchmesser verstanden, der rechtwinklig zur Längsachse des Aktors verläuft. Der Anschlag ist vorzugsweise durch zwei Ausnehmungen durchbrochen. Der Anschlag erlaubt die Ausdehnung des Aktors in Richtung des Dichtelements 6, verhindert aber ein Rückziehen der Endkappe 3' über einen vordefinierten Abstand vom Dichtelement 6 hinaus. Will sich der Kolben 3b des hydraulisches Kompensationselements zudem aus seiner ursprünglich eingestellten Gleichgewichtslage entfernen, so kommt es aufgrund der Elastizität des Piezoaktors zu einer rücktreibenden Kraft, die nachdem die Ansteuerspannung für den Piezoaktor weggenommen wurde (die Austastlücke) die ursprünglich eingestellte Gleichgewichtslage des Kolbens 13b wieder erzwingt.The stop 14 can be considered as a taper of the inner diameter of the housing 1. The term "inner diameter" or "diameter" is always understood to mean a transverse-axial diameter which runs at right angles to the longitudinal axis of the actuator. The stopper is preferably broken by two recesses. The stop allows the expansion of the actuator in the direction of the sealing element 6, but prevents retraction of the end cap 3 'over a predefined distance from the sealing element 6 addition. If the piston 3b of the hydraulic compensation element also wants to move away from its originally set equilibrium position, then due to the elasticity of the piezoactuator, a restoring force occurs, which after the actuation voltage for the piezoactuator has been removed (the blanking interval) again represents the originally set equilibrium position of the piston 13b forces.

Mit Hilfe von Unterlegscheiben kann eine Feinjustage des maximalen Abstands zwischen dem Stößel 4 der Endkappe 3' und dem Ventilsitz 12 erreicht werden. Die Anforderungen an die Genauigkeit dieser Feinjustage sind aber aufgrund der kompensierenden Wirkung hydraulischen Kompensationselements sehr gering.With the help of washers, a fine adjustment of the maximum distance between the plunger 4 of the end cap 3 'and the valve seat 12 can be achieved. The demands on the accuracy of this fine adjustment but are very low due to the compensating effect of hydraulic compensation element.

Der Anschlag 14 kann in einer Vielzahl von Varianten ausgebildet werden. Wesentlich bei einer konkreten Ausführung ist seine Montage unterhalb des Piezoaktors, um die Dehnung des Aktors nach oben bzw. in entgegengesetzter Richtung zum Dichtelement zu erlauben.The stop 14 can be formed in a variety of variants. Essential in a concrete embodiment is its mounting below the piezoelectric actuator to allow the stretching of the actuator upwards or in the opposite direction to the sealing element.

Figur 3 zeigt die untere Endkappe 3' als Kegelstumpfform mit einer Mantelfläche welche mit Stufen versehen ist. Die Endkappe weist insbesondere zwei Ohren 3'a auf, auf deren queraxialen Ebene ein Außendurchmesser der Endkappe vorliegt, der größer ist als der minimale Innendurchmesser des Anschlags bzw. der Verjüngung 14 des Gehäuses 1. FIG. 3 shows the lower end cap 3 'as a truncated cone shape with a lateral surface which is provided with steps. In particular, the end cap has two ears 3'a, on the transverse axial plane of which there is an outer diameter of the end cap which is greater than the minimum inner diameter of the stop or the taper 14 of the housing 1.

Bei der Herstellung der Dosiervorrichtung werden insbesondere die Ohren 3'a der Endkappe 3' an den Ausnehmungen 14a des Anschlags 14 vorbeigeführt. Anschließend wird die Endkappe gedreht, sodass durch ein Rückzeihen der Endkappe die Ohren 3'a nicht mehr am Anschlag vorbeigeschoben werden können.In the manufacture of the metering device, in particular the ears 3'a of the end cap 3 'are guided past the recesses 14a of the stop 14. Subsequently, the end cap is rotated so that the ears 3'a can no longer be pushed past the stop by pulling back the end cap.

Figur 4 zeigt wie die Endkappe 3' vor dem fertig hergestellten Zustand der Dosiervorrichtung dem Anschlag 14 gegenüber liegt. Dabei zeigt die Querschnittsansicht links wie der Außendurchmesser der Endkappe 3' auf der Ebene der Ohren 3'a größer ist als der minimale Innendurchmesser des Anschlags. Die Ausnehmungen des Anschlags werden mit 14a dargestellt. In der rechten dreidimensionalen Ansicht ist deutlich, wie die Ausnehmung 14a und Anschlag jeweils aneinander geordnet sind. Dabei ist die Lage der Ohren 3'a der Endkappe in dieser Ansicht derart, dass die Endkappe 3' ohne einer Drehung am Anschlag geradeaus vorbeigeführt werden kann, indem die Ohren 3'a durch die Ausnehmungen 14a passierbar sind. Nachdem die Endkappe 3' am Anschlag 14 vorbeigeführt worden ist, wird sie gedreht, sodass die Ohren 3'a und die Ausnehmungen 14a des Anschlags sich nicht mehr axial gegenüberliegen und die Ohren 3'a bei einer Rückziehung des Piezoaktors auf den Anschlag 14 stoßen würden. FIG. 4 shows how the end cap 3 'before the finished state of the metering device is the stopper 14 opposite. The cross-sectional view on the left shows how the outer diameter of the end cap 3 'at the level of the ears 3'a is greater than the minimum inner diameter of the stop. The recesses of the stop are shown at 14a. In the right three-dimensional view it is clear how the recess 14a and stop are arranged in each case to each other. The position of the ears 3'a of the end cap in this view is such that the end cap 3 'can be guided past the stop without rotation by the ears 3'a being passable through the recesses 14a. After the end cap 3 'has been moved past the stop 14, it is rotated, so that the ears 3'a and the recesses 14a of the stop no longer lie axially opposite one another and the ears 3'a would hit the stop 14 when the piezoactuator retracted ,

Die Endkappe 3' ist also grundsätzlich das passende Gegenstück zum Anschlag 14, sodass sich dadurch eine Schlüssel-Schloss Anordnung bildet. Der Anschlag und die Endkappe bilden also einen Bajonettverschluss.The end cap 3 'is thus basically the right counterpart to the stop 14, so that thereby forms a key lock arrangement. The stop and the end cap thus form a bayonet lock.

Figur 5 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht des unteren Bereichs der Dosiervorrichtung vor ihrem fertig hergestellten Zustand. Wie in Figur 4 gezeigt, liegen die Ohren 3'a den Ausnehmungen 14a gegenüber, sodass die Endkappe 3' am Anschlag 14 vorbeigeführt werden kann. FIG. 5 shows a further three-dimensional view of the lower portion of the metering device before its finished manufactured state. As in FIG. 4 shown, the ears are 3'a the recesses 14a opposite, so that the end cap 3 'can be moved past the stop 14.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung eines Anschlags 14 besteht in der direkten Verbindung zwischen dem Stößel 4 und dem Dichtelement 6 des Sitzventils 12, sodass der Stößel auch die Rolle des Dichtelements übernimmt. Bei einem Rückziehen der Endkappe gerät der Ventilsitz dann selbst zum Anschlagelement, da das Dichtelement bzw. der Stößel ein Durchmesser aufweist, sodass es bzw. er nicht am Ventilsitz vorbeigeführt werden kann.Another possibility for forming a stop 14 is the direct connection between the plunger 4 and the sealing element 6 of the seat valve 12, so that the plunger also takes over the role of the sealing element. When the end cap is retracted, the valve seat itself becomes a stop element, since the sealing element or the plunger has a diameter such that it or it can not be guided past the valve seat.

Der Anschlag 14 kann auch durch eine zusätzliche Feder zwischen Kolben 13b und dem festen Lager 15 ersetzt werden. Die Vorspannung der Feder bei der Herstellung der Dosiervorrichtung sorgt für eine effektive Kraft nach unten, die über den Stößel 4 zum Dichtelement 6 der Ventileinheit B wirkt und einer Veränderung der Gleichgewichtslage des Kolbens entgegenwirkt. Der Kolben erfährt dadurch immer eine Rückstellkraft, um ein Verschieben der Gleichgewichtslage des Kolbens zu verhindern und einen definierten Kontakt zwischen dem Stößel und dem Dichtelement zu gewährleisten.The stop 14 can also be replaced by an additional spring between the piston 13b and the fixed bearing 15. The bias of the spring in the manufacture of the metering device ensures an effective downward force acting on the plunger 4 to the sealing element 6 of the valve unit B and counteracts a change in the equilibrium position of the piston. The piston thus always experiences a restoring force in order to prevent a displacement of the equilibrium position of the piston and to ensure a defined contact between the plunger and the sealing element.

Je nach Ausführungsform ist die Elastizität auch der Membrane 5 als Rückstellelement für eine gewünschte Gleichgewichtslage geeignet. Ein Anschweißen der Membrane 5 an die Endkappe 3' und am Gehäuse 1 sorgt dabei für einen Schutz gegen eine Verdrehung der Endkappe in eine Lage, in der die Ausnehmungen 14a und die Ohren 3'a sich im fertig hergestellten Zustand der Dosiervorrichtung gegenüberliegen, und die Endkappe dadurch versehentlich wieder am Anschlag vorbeigezogen wird.Depending on the embodiment, the elasticity of the membrane 5 is suitable as a restoring element for a desired equilibrium position. Welding the membrane 5 to the end cap 3 'and the housing 1 ensures protection against rotation of the end cap in a position in which the recesses 14a and the ears 3'a are opposite in the finished state of the metering device, and the End cap is accidentally pulled past the stop again.

Es wird bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung in einem Common-Rail Diesel Injektor eingesetzt wird.It is preferred that the metering device according to the invention is used in a common-rail diesel injector.

Claims (16)

  1. Metering device, featuring:
    - an actuator unit (A) comprising
    - a housing (1) with an actuator (2) introduced into the housing
    - a hydraulic compensation element (X) able to be filled under pressure with a fluid, which is connected to the actuator, with
    - a first end of the actuator (2) being provided with a first end cap (3'), characterised in that
    - a stop (14) is arranged in the form of a seat on the housing (1), which is opposite the first end cap (3') and defines a stop position for the first end cap
    - the stop (14) maintains a distance between sealing element (6) of a valve unit (B) and the end cap (3'), with the distance being smaller than the stroke distance effected by the actuator (2) so that the stroke of the actuator (2) via the end cap (3') is sufficient to open the valve.
    - with a movement of the first end cap (3') in the direction of the hydraulic compensation element (13) the first end cap (3') hits the stop (14) and this movement is blocked.
  2. Metering device in accordance with claim 1, in which the first end cap (3') features a plunger (4) pointing towards the valve unit (B).
  3. Metering device in accordance with one of the claims 1 or 2, in which the first end cap (3') is frustoconical, with a lateral surface which is provided with steps.
  4. Metering device in accordance with one of the previous claims, in which the stop (14) is embodied as a taper on the internal diameter of the housing (1).
  5. Metering device in accordance with claim 4, in which the first end cap (3') features two ears (3'a), on the trans-axial plane of which the end cap has an external dimension which is greater than the minimum internal dimension of the stop (14).
  6. Metering device in accordance with one of the previous claims, in which the actuator is provided with a second end cap (7') which is connected to the hydraulic compensation element (13).
  7. Metering device in accordance with claim 6, in which the second end cap (7') features a hole (16) for connecting leads.
  8. Metering device in accordance with one of the previous claims, in which the actuator (2) is pre-tensioned by means of a tubular spring (8).
  9. Metering device in accordance with one of the previous claims, in which the hydraulic compensation element (X) is rigid in relation to forces applied for short periods and gives way with a thermally induced change of length of the actuator.
  10. Metering device in accordance with one of the previous claims, in which the hydraulic compensation element (13) features:
    - at least one hydraulic chamber (13c)
    - a housing (13a)
    - a piston (13b) which can be pushed into the housing
    - Storage volume (13e) which are sealed externally by means of membranes (13f),
    with the piston or the housing being connected to the second end cap (7') of the actuator.
  11. Metering device in accordance with claim 10, in which the hydraulic compensation element (13) features a number of hydraulic chambers (13c) for improved rigidity.
  12. Metering device in accordance with one of the claims 10 or 11, in which the hydraulic chambers (13c) are embodied between axially-effective pressure surfaces of the housing (13a) and of the piston (13b).
  13. Metering device in accordance with one of the claims 10 to 12, in which the piston (13b) or the housing (13a) feature axial holes which connect the storage volumes (13e) with the hydraulic chambers (13c), in which case the openings of the holes are provided with non-return valves.
  14. Metering device in accordance with one of the claims 10 to 13, in which, in the hydraulic compensation element of the piston (13b) and the housing (13a) each have different coefficients of thermal expansion.
  15. Metering device in accordance with one of the previous claims, in which the hydraulic compensation element (13) is provided with an equalization store which allows for thermal changes of volume in the fluid in the hydraulic compensation element.
  16. Method for manufacturing a metering device in accordance with one of the previous claims, in which the first end cap (3') is moved past the stop (14) and as a result of a subsequent turn, the end cap and the stop lie opposite each other such that, with a movement of the end cap in the direction of the hydraulic compensation element (13) the end cap hits the stop and this movement is blocked.
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