[go: up one dir, main page]

EP1144845B1 - Device for transmitting an actuator displacement to a modulator and an injection valve having such a device - Google Patents

Device for transmitting an actuator displacement to a modulator and an injection valve having such a device Download PDF

Info

Publication number
EP1144845B1
EP1144845B1 EP99962111A EP99962111A EP1144845B1 EP 1144845 B1 EP1144845 B1 EP 1144845B1 EP 99962111 A EP99962111 A EP 99962111A EP 99962111 A EP99962111 A EP 99962111A EP 1144845 B1 EP1144845 B1 EP 1144845B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
valve
pressure chamber
recess
female element
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
EP99962111A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1144845A1 (en
Inventor
Wendelin KLÜGL
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 EP1144845A1 publication Critical patent/EP1144845A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1144845B1 publication Critical patent/EP1144845B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for transmission a movement of an actuator according to the preamble of the claim 1 and in particular an injection valve with a such device.
  • a device - in the further also referred to as a transmission module - is from DE 197 08 304 A1 known.
  • the actuator in the injection valve usually actuates a servo valve that hydraulically presses a nozzle needle controls in the injector.
  • a servo valve that hydraulically presses a nozzle needle controls in the injector.
  • a transmission module that is substantially cylindrical is formed and has a pressure chamber which of a flexible membrane is limited. At this flexible The drive stamp of the servo valve lies against the membrane.
  • the pressure chamber of the transmission module is through a connection hole with throttling effect with another, inside the Transmission module provided compensation chamber connected, the pressure chamber and the compensation chamber with a hydraulic fluid are filled.
  • the in pressure of the hydraulic fluid prevailing in the compensation chamber transferred to the pressure chamber so that the flexible membrane always on the drive stamp of the servo valve, too if due to thermal effects or aging processes Shifts in the arrangement of the individual components in the Injector result.
  • the actuator is actuated the deflection of this actuator via the transmission module in the essentially unchanged on the drive stamp of the servo valve transfer.
  • the connecting hole between the Pressure chamber and the compensation chamber is designed so that due to the activation times in the range of milliseconds essentially no hydraulic fluid from the Pressure chamber can drain.
  • the object of the present invention is a transmission module ready to provide high reliability and long service life and a subdued Transfer of actuator deflection to an actuator allows.
  • the transmission module according to the invention is preferably used in an injection valve for Internal combustion engines applied.
  • a transmission module is distinguished by a piston element and a receiving element, which is telescopic interlock and a pressure chamber with the Enclose hydraulic medium.
  • the piston element and that Receiving elements are designed to be axially displaceable relative to one another, with an actuator deflection from a rest position, where a connection between the pressure chamber and one compensation chamber is completely open, in a second Position in which the connection between the pressure chamber and the compensation chamber is essentially interrupted become.
  • the transmission module according to the invention stands out by a simple structure, with component changes due to manufacturing tolerances, temperature fluctuations and wear effects are reliably balanced and bridged become. Furthermore, the hydraulic medium is in the Transmission module not under an increased pressure, which too a liquid leakage and thus an impairment the functionality of the transmission module.
  • the transmission module according to the invention enables a damped and delayed transmission the actuator deflection on an actuator. This will make the Dynamic of the actuator is reduced when opening, so that e.g. a combustion-technically favorable course when opening of an injection valve can be adjusted.
  • the cross section shown in Fig. 1 by an actuator an injection valve consists essentially of a Valve housing 1 with a step-like inner bore 11, a piezoelectric actuator 2 and a servo valve 3.
  • the piezoelectric actuator 2 is preferred from several stacked piezoelectric Elements built up in a tube spring designed Hollow body 22 are arranged. This hollow body 22 is with a head plate 23 and a bottom plate 24, wherein the piezoelectric actuator 2 with a defined force of preferably 800 to 1000 N is biased.
  • the piezoelectric Actuator 2 is conductive via protruding from the top plate 23 Contact pins connected to an actuator connection 4, voltage across the actuator via the actuator connection Actuator 2 created and so a longitudinal expansion of the piezoelectric Actuator is caused.
  • the piezoelectric actuator 2 is further in an actuator housing 25 arranged at the upper end of the stepped Inner bore 11 firmly clamped in the valve housing 1 is, the actuator housing 25 to an annular circumferential Washer 8 is pressed against a paragraph in the Inner bore 11 of the valve housing 1 is supported.
  • the actuator housing 25 is also held by a hollow screw 7, the one around the actuator housing 25 Tension ring 26 attacks and screwed to the valve housing 1 is.
  • the bottom plate 24 of the piezoelectric actuator 2 is provided with a preferably circular attachment 241 in the center, on which a disc-shaped membrane 6 is arranged, extending from the base plate 24 to the inner wall of the valve housing 1 extends.
  • the membrane 6 in her Outside area between the support plate 8 and the actuator housing 25 captured.
  • the membrane 6 serves the piezoelectric Actuator 2 before a fuel leak from the injection valve to protect.
  • the deflection of the piezoelectric generated by electrostriction Actuator 2 is operated by a transmission module 5 transferred to the servo valve 3.
  • the transmission module 5 exists essentially from a piston element 51, hereinafter also referred to as a drive piston, and a receiving element 52.
  • the drive piston 51 has essentially in cross section T-shape and is with its foot 511 in a central position in the base plate 24 inner bore screwed in and preferably additionally glued.
  • the drive piston is also located 51 with the back of its substantially cylindrical Plates 512 on top 241 of the base plate 24 of the actuator 2, with the disc-shaped membrane 6 with their interior between the attachment 241 and the plate 512 is clamped.
  • the receiving element 52 of the transmission module 5 has in its cross section is also essentially T-shaped and is in one piece with one in the inner bore 11 of the valve housing 1 arranged valve piston 31 connected.
  • This valve piston 31 is part of the servo valve 3.
  • the servo valve 3 further comprises a valve mushroom 32, on which the valve piston 23 rests, the valve mushroom 32 being at rest by a valve spring 33 pressed onto a valve seat 111 in valve housing 1 becomes.
  • the receiving element 52 essentially has cylindrical plate 521 a cylindrical axial recess 522, the inside diameter of which is somewhat larger is designed as the outer diameter of the drive piston plate 512.
  • the drive piston 51 extends with his plate 512 into the recess in the plate 521 of the receiving element 52, with a distance ⁇ s between an end face 513 of the drive piston 51 and a stop surface 523 is provided in the recess 522 of the receiving element 52.
  • the drive piston 51 and the receiving element 52 form a telescopic arrangement that is pushed together by the distance ⁇ s can be.
  • the one Form pressure chamber 91 In the end face 513 of the plate 512 in the drive piston 51 and in the stop surface 523 of the recess 522 in Recessing element 52, recesses are provided, the one Form pressure chamber 91. Pressure chamber 91 is preferred radially symmetrical about the longitudinal axis of the transmission module 5 educated.
  • a spring element 53 is located in the pressure chamber 91 arranged, preferably in the form of a spiral spring, the Drive piston 51 and the receiving element 52 in the axial direction Press apart. The spring element 53 causes the valve piston 31 even in idle state regardless of longitudinal tolerances, thermal changes in length or wear always backlash-free on both with the piezoelectric actuator 2 connected drive piston 51 as well as on the valve mushroom 32 of the servo valve 3 is present.
  • a compensation chamber 92 is formed in the inner bore 11 between the transmission module 5 and the valve housing 1, delimited by the membrane 6, in addition, a compensation chamber 92 is formed. Operational is both the pressure chamber 91 in the transmission module 5 and the compensation chamber 92 around the transmission module 5 with filled with a hydraulic medium.
  • the hydraulic medium is preferably the fuel for the respective engine. It is not necessary that the hydraulic Medium in the compensation chamber 92 under an increased pressure stands.
  • the compensation chamber 92 can therefore, if the hydraulic Medium is the fuel, e.g. with one essentially unpressurized fuel return line from the injection valve are connected to a vehicle fuel tank.
  • the Compensation chamber 92 can also be through diaphragm, sealing washers etc. be completed externally.
  • the actuator shown in Fig. 1 for an injection valve with the transmission module 5 works as follows:
  • the Pressure chamber 91 At rest, i.e. with the injector closed and not driven piezoelectric actuator 2, is the Pressure chamber 91 over the distance ⁇ s between the end face 513 of the plate 511 in the drive piston 51 and the stop surface 523 of the recess 522 in the receiving element 52 is formed, as well as a gap between the cylindrical Outer wall of plate 512 in drive piston 51 and the cylindrical inner wall of the recess 522 of the Receiving part 52 is formed with the compensation chamber 92nd connected so that hydraulic medium between the pressure chamber 91 and the compensation chamber 92 can be replaced. It is therefore in the idle state in the pressure chamber 91 of the same pressure as in the compensation chamber 92, preferably a depressurized state is set.
  • the space between the plate 512 of the drive piston 51 and the plate 521 of the receiving element 52 is in Hibernate designed so that the deflection of the Drive piston 51 of the transmission module 5 caused Pressure increase always starts with some hydraulic medium the pressure chamber 91 presses into the compensation chamber 92. This causes the piezoelectric actuator 2 on the drive piston 51 transmitted force damped on the receiving element 52 of the transmission module 5 and thus above the valve piston 31 transferred to the valve mushroom 32 of the servo valve 3 becomes.
  • valve mushroom 32 from the deflection of the Transmission module 5 with a time delay, based on the actuator control, opened because of the outflow of the hydraulic medium from the pressure chamber 91 at the beginning the actuation process of the drive piston 51 itself Rest position, in which the face 513 of his plate 512 of the stop surface 523 in the recess 522 of the receiving element 51 is spaced apart by the distance ⁇ s, deeper in the recess 512 is advanced, to the extent that is possible until the end face 513 abuts the stop face 523.
  • the additional recesses are as concentric grooves 514 transverse to the direction of flow of the hydraulic Medium trained. Similar grooves can be found in the stop surface 523 of the receiving element 52 his. However, the grooves 514 are preferably in the end face 513 of the drive piston 51 is formed.
  • the inventive design of the transmission module 5, a simple structure is guaranteed. They are just three simply designed parts necessary.
  • the drive piston 51 which is fixed to the piezoelectric actuator 2 of the injection valve is attached, alternatively to that in Fig. 1 solution shown, the drive piston 51 also in one piece the bottom plate 24 of the actuator can be formed; the receiving element 52, which is integral with the valve piston 31 of the Servo valve 3 is formed, but also alternatively e.g. via a screw or adhesive connection with the valve piston 31 can be connected; and the spring element 53 which between the drive piston 51 and the receiving element 52 is.
  • the pressure chamber 91 formed in the transmission module 5 can - as shown in Fig.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to a transmission module (5) for transmitting the displacement of an actuator (2) to a modulator (3). Said transmission module consists of a piston element (51) and a receiving element (52) which intermesh in a telescope-like manner. A pressure chamber (91) is formed between said piston element (51) and said receiving element (52). The piston element (51) and the receiving element (52) can be axially displaced by displacing the actuator from a first resting position, in which the connection between the pressure chamber (91) and a compensating chamber (92) is completely open, into a second position in which the connection between the pressure chamber (91) and the compensating chamber (92) is substantially disrupted.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Bewegung eines Aktors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere ein Einspritzventil mit einer solchen Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung - im weiteren auch als Übertragungsmodul bezeichnet - ist aus der DE 197 08 304 A1 bekannt.The invention relates to a device for transmission a movement of an actuator according to the preamble of the claim 1 and in particular an injection valve with a such device. Such a device - in the further also referred to as a transmission module - is from DE 197 08 304 A1 known.

In der Kraftfahrzeugtechnik werden zunehmend Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. Bei solchen z.B. unter der Bezeichnung "Common-Rail-System" bekannten Einspritzsystemen wird Kraftstoff unter hohem Druck an in den Zylindern angeordneten Einspritzventilen angelegt. Der Einspritzvorgang in die Zylinder wird durch Öffnen und Schließen dieser Einspritzventile ausgelöst, wobei die Einspritzventile über Aktoren angesteuert werden, die nach dem elektromagnetischen und - um hohe Schaltgeschwindigkeiten zu erreichen - auch dem piezoelektrischen Prinzip arbeiten.In automotive engineering, memory injection systems are increasingly used used in those with very high Injection pressures are worked. In such e.g. under the Designation "common rail system" known injection systems fuel is placed under high pressure in the cylinders Injectors created. The injection process in The cylinder is opened and closed by these injectors triggered, the injectors via actuators can be controlled according to the electromagnetic and - to achieve high switching speeds - also that work piezoelectric principle.

Der Aktor im Einspritzventil betätigt dabei in der Regel ein Servoventil, das hydraulisch einen Druck auf eine Düsennadel im Einspritzventil steuert. Durch die Zwischenschaltung des Servoventils ist es insbesondere möglich, den zeitlichen Verlauf des Einspritzvorgangs exakt festzulegen und darüber hinaus die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Düsennadel einzustellen. Aus verbrennungstechnischen Gründen ist es insbesondere wünschenswert, die Düsennadel kontrolliert langsam zu öffnen.The actuator in the injection valve usually actuates a servo valve that hydraulically presses a nozzle needle controls in the injector. Through the intermediary of the servo valve, it is in particular possible to determine the time Define the course of the injection process exactly and above the opening and closing speed of the nozzle needle adjust. For combustion reasons it is Particularly desirable, the nozzle needle controls slowly to open.

Um die Auslenkung des Aktors auf einen Antriebsstempel des Servoventils zu übertragen, ist aus der DE 197 08 304 A1 ein Übertragungsmodul bekannt, das im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine Druckkammer aufweist, die von einer flexiblen Membran begrenzt wird. An dieser flexiblen Membran liegt der Antriebsstempel des Servoventils an. Die Druckkammer des Übertragungsmoduls ist über eine Verbindungsbohrung mit Drosselwirkung mit einer weiteren, im Inneren des Übertragungsmoduls vorgesehenen Ausgleichskammer verbunden, wobei die Druckkammer und die Ausgleichskammer mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind.To deflect the actuator onto a drive stamp to transmit the servo valve is known from DE 197 08 304 A1 known a transmission module that is substantially cylindrical is formed and has a pressure chamber which of a flexible membrane is limited. At this flexible The drive stamp of the servo valve lies against the membrane. The The pressure chamber of the transmission module is through a connection hole with throttling effect with another, inside the Transmission module provided compensation chamber connected, the pressure chamber and the compensation chamber with a hydraulic fluid are filled.

Im Ruhezustand wird über die Verbindungsbohrung der in der Ausgleichskammer herrschende Druck der Hydraulikflüssigkeit auf die Druckkammer übertragen, so daß die flexible Membran immer am Antriebsstempel des Servoventils anliegt, auch wenn sich aufgrund thermischer Effekte oder Alterungsprozesse Verschiebungen in der Anordnung der einzelnen Komponenten im Einspritzventil ergeben. Bei einer Betätigung des Aktors wird die Auslenkung dieses Aktors über das Übertragungsmodul im wesentlichen unverändert auf den Antriebsstempel des Servoventils übertragen. Die Verbindungsbohrung zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer ist so ausgelegt, daß aufgrund der im Bereich von Millisekunden liegenden Ansteuerzeiten im wesentlichen keine Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer abfließen kann.In the idle state, the in pressure of the hydraulic fluid prevailing in the compensation chamber transferred to the pressure chamber so that the flexible membrane always on the drive stamp of the servo valve, too if due to thermal effects or aging processes Shifts in the arrangement of the individual components in the Injector result. When the actuator is actuated the deflection of this actuator via the transmission module in the essentially unchanged on the drive stamp of the servo valve transfer. The connecting hole between the Pressure chamber and the compensation chamber is designed so that due to the activation times in the range of milliseconds essentially no hydraulic fluid from the Pressure chamber can drain.

Da bei dem in der DE 197 08 304 A1 verwendeten Übertragungsmodul die Hydraulikflüssigkeit im Übertragungsmodul eingeschlossen ist, besteht die Gefahr, daß durch Flüssigkeitsleckage aufgrund von Undichtigkeiten ein Druckabfall im Übertragungsmodul auftritt, der die Funktionsfähigkeit des Übertragungsmoduls und damit des Einspritzventils beeinträchtigt. Weiterhin wird bei dem bekannten Übertragungsmodul die Auslenkung des Aktors nahezu ungedämpft und zeitlich nicht verzögert auf den Antriebsstempel des Servoventils übertragen. Dies hat wiederum zur Folge, daß das Servoventil ungebremst die Düsennadel im Einspritzventil öffnet, was die Qualität des Verbrennungsprozesses verschlechtert.Since in the transmission module used in DE 197 08 304 A1 the hydraulic fluid trapped in the transmission module there is a risk of fluid leakage a pressure drop in the transmission module due to leaks occurs, the functionality of the transmission module and thus affects the injector. Furthermore, the deflection in the known transmission module of the actuator almost undamped and not delayed transferred to the drive stamp of the servo valve. This in turn means that the servo valve is not braked the nozzle needle in the injector opens what the quality of the combustion process worsened.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übertragungsmodul bereit zu stellen, daß sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer auszeichnet und eine gedämpfte Übertragung der Aktorauslenkung auf ein Stellglied ermöglicht. The object of the present invention is a transmission module ready to provide high reliability and long service life and a subdued Transfer of actuator deflection to an actuator allows.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Übertragungsmodul wird vorzugsweise in einem Einspritzventil für Verbrennungsmotoren angewendet.This object is achieved through the features of the patent claim 1 solved. Preferred embodiments are in the dependent claims specified. The transmission module according to the invention is preferably used in an injection valve for Internal combustion engines applied.

Ein erfindungsgemäße Übertragungsmodul zeichnet sich durch ein Kolbenelement und ein Aufnahmeelement aus, die teleskopartig ineinandergreifen und eine Druckkammer mit dem hydraulischen Medium umschließen. Das Kolbenelement und das Aufnahmeelement sind dabei axial zueinander verschiebbar ausgelegt, wobei sie durch eine Aktorauslenkung aus einer Ruhestellung, bei der eine Verbindung zwischen der Druckkammer und einer Ausgleichskammer völlig offen ist, in eine zweite Stellung, bei der die Verbindung zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer im wesentlichen unterbrochen ist, gebracht werden.A transmission module according to the invention is distinguished by a piston element and a receiving element, which is telescopic interlock and a pressure chamber with the Enclose hydraulic medium. The piston element and that Receiving elements are designed to be axially displaceable relative to one another, with an actuator deflection from a rest position, where a connection between the pressure chamber and one compensation chamber is completely open, in a second Position in which the connection between the pressure chamber and the compensation chamber is essentially interrupted become.

Das erfindungsgemäße Übertragungsmodul zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, wobei Bauteilveränderungen aufgrund von Herstellungstoleranzen, Temperaturschwankungen sowie Abnutzungseffekten zuverlässig ausgeglichen und überbrückt werden. Weiterhin steht das hydraulische Medium im Übertragungsmodul nicht unter einem erhöhten Druck, der zu einer Flüssigkeitsleckage und damit einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Übertragungsmoduls führen kann. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Übertragungsmodul eine kraftgedämpfte und zeitlich verzögerte Übertragung der Aktorauslenkung auf ein Stellglied. Hierdurch wird die Dynamik des Stellgliedes beim Öffnen vermindert, so daß sich z.B. ein verbrennungstechnisch günstiger Verlauf beim Öffnen eines Einspritzventils einstellen läßt.The transmission module according to the invention stands out by a simple structure, with component changes due to manufacturing tolerances, temperature fluctuations and wear effects are reliably balanced and bridged become. Furthermore, the hydraulic medium is in the Transmission module not under an increased pressure, which too a liquid leakage and thus an impairment the functionality of the transmission module. In addition, the transmission module according to the invention enables a damped and delayed transmission the actuator deflection on an actuator. This will make the Dynamic of the actuator is reduced when opening, so that e.g. a combustion-technically favorable course when opening of an injection valve can be adjusted.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in den einander gegenüberstehenden Berührflächen des Kolbenelements und des Aufnahmeelements quer zur Strömungsrichtung Aussparungen ausgeführt, die aufgrund einer erhöhten Reibung das Ausströmen von hydraulischem Medium aus der Druckkammer über den Zwischenraum zwischen dem Kolbenelement und dem Aufnahmeelement und damit den Dämpfungsverlauf des Übertragungsmoduls beeinflussen.According to a preferred embodiment are in each other opposing contact surfaces of the piston element and of the receiving element transversely to the direction of flow executed, the leakage due to increased friction of hydraulic medium from the pressure chamber over the Clearance between the piston element and the receiving element and thus the attenuation curve of the transmission module influence.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Stellantrieb eines Einspritzventils; und
  • Fig. 2 einen Schnitt entlang der A-A Linie in Fig. 1.
    • An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows
  • 1 shows a cross section through an actuator of an injection valve. and
  • FIG. 2 shows a section along the AA line in FIG. 1.

    • Der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt durch einen Stellantrieb eines Einspritzventils besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1 mit einer stufenartig ausgebildeten Innenbohrung 11, einem piezoelektrischen Aktor 2 und einem Servoventil 3. Der piezoelektrische Aktor 2 ist dabei vorzugsweise aus mehreren übereinandergestapelten piezoelektrischen Elementen aufgebaut, die in einem als Rohrfeder ausgebildeten Hohlkörper 22 angeordnet sind. Dieser Hohlkörper 22 ist mit einer Kopfplatte 23 und einer Bodenplatte 24 versehen, wobei der piezoelektrische Aktor 2 mit einer definierten Kraft von vorzugsweise 800 bis 1000 N vorgespannt wird. Der piezoelektrische Aktor 2 ist leitend über aus der Kopfplatte 23 hervorstehenden Kontaktstiften mit einem Aktoranschluß 4 verbunden, wobei über den Aktoranschluß Spannung an den piezoelektrischen Aktor 2 angelegt und so eine Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors hervorgerufen wird.The cross section shown in Fig. 1 by an actuator an injection valve consists essentially of a Valve housing 1 with a step-like inner bore 11, a piezoelectric actuator 2 and a servo valve 3. The piezoelectric actuator 2 is preferred from several stacked piezoelectric Elements built up in a tube spring designed Hollow body 22 are arranged. This hollow body 22 is with a head plate 23 and a bottom plate 24, wherein the piezoelectric actuator 2 with a defined force of preferably 800 to 1000 N is biased. The piezoelectric Actuator 2 is conductive via protruding from the top plate 23 Contact pins connected to an actuator connection 4, voltage across the actuator via the actuator connection Actuator 2 created and so a longitudinal expansion of the piezoelectric Actuator is caused.

    Der piezoelektrische Aktor 2 ist weiter in einem Aktorgehäuse 25 angeordnet, das am oberen Ende der stufig ausgebildeten Innenbohrung 11 im Ventilgehäuse 1 fest eingespannt ist, wobei das Aktorgehäuse 25 auf eine ringförmig umlaufende Auflagescheibe 8 gedrückt wird, die gegen einen Absatz in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 abgestützt ist. Das Aktorgehäuse 25 wird außerdem von einer Hohlschraube 7 festgehalten, die an einen um das Aktorgehäuse 25 umlaufenden Spannring 26 angreift und mit dem Ventilgehäuse 1 verschraubt ist.The piezoelectric actuator 2 is further in an actuator housing 25 arranged at the upper end of the stepped Inner bore 11 firmly clamped in the valve housing 1 is, the actuator housing 25 to an annular circumferential Washer 8 is pressed against a paragraph in the Inner bore 11 of the valve housing 1 is supported. The actuator housing 25 is also held by a hollow screw 7, the one around the actuator housing 25 Tension ring 26 attacks and screwed to the valve housing 1 is.

    Die Bodenplatte 24 des piezoelektrischen Aktors 2 ist mittig mit einem vorzugsweise kreisrunden Aufsatz 241 versehen, an dem eine scheibenförmige Membran 6 angeordnet ist, die sich von der Bodenplatte 24 bis zur Innenwandung des Ventilgehäuses 1 erstreckt. Dabei wird die Membran 6 in ihrem Außenbereich zwischen der Auflagescheibe 8 und dem Aktorgehäuse 25 festgehalten. Die Membran 6 dient dazu, den piezoelektrischen Aktor 2 vor einer Kraftstoffleckage aus dem Einspritzventil zu schützen.The bottom plate 24 of the piezoelectric actuator 2 is provided with a preferably circular attachment 241 in the center, on which a disc-shaped membrane 6 is arranged, extending from the base plate 24 to the inner wall of the valve housing 1 extends. The membrane 6 in her Outside area between the support plate 8 and the actuator housing 25 captured. The membrane 6 serves the piezoelectric Actuator 2 before a fuel leak from the injection valve to protect.

    Die durch Elektrostriktion erzeugte Auslenkung des piezoelektrischen Aktors 2 wird von einem Übertragungsmodul 5 auf das Servoventil 3 übertragen. Das Übertragungsmodul 5 besteht im wesentlichen aus einem Kolbenelement 51, im weiteren auch als Antriebskolben bezeichnet, und einem Aufnahmeelement 52. Der Antriebskolben 51 hat im Querschnitt im wesentlichen T-Form und ist mit seinem Fuß 511 in eine zentral in der Bodenplatte 24 ausgeführte Innenbohrung fest eingeschraubt und vorzugsweise zusätzlich verklebt. Weiterhin liegt der Antriebskolben 51 mit der Rückseite seines im wesentlichen zylindrischen Tellers 512 auf dem Aufsatz 241 der Bodenplatte 24 des Aktors 2 auf, wobei die scheibenförmige Membran 6 mit ihrem Innenbereich zwischen dem Aufsatz 241 und dem Teller 512 festgeklemmt ist.The deflection of the piezoelectric generated by electrostriction Actuator 2 is operated by a transmission module 5 transferred to the servo valve 3. The transmission module 5 exists essentially from a piston element 51, hereinafter also referred to as a drive piston, and a receiving element 52. The drive piston 51 has essentially in cross section T-shape and is with its foot 511 in a central position in the base plate 24 inner bore screwed in and preferably additionally glued. The drive piston is also located 51 with the back of its substantially cylindrical Plates 512 on top 241 of the base plate 24 of the actuator 2, with the disc-shaped membrane 6 with their interior between the attachment 241 and the plate 512 is clamped.

    Das Aufnahmeelement 52 des Übertragungsmoduls 5 hat in seinem Querschnitt auch im wesentlichen T-Form und ist einstückig mit einem in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 angeordneten Ventilkolben 31 verbunden. Dieser Ventilkolben 31 ist Teil des Servoventils 3. Das Servoventil 3 umfaßt weiterhin einen Ventilpilz 32, auf dem der Ventilkolben 23 anliegt, wobei der Ventilpilz 32 im Ruhezustand von einer Ventilfeder 33 auf einen Ventilsitz 111 im Ventilgehäuse 1 gedrückt wird.The receiving element 52 of the transmission module 5 has in its cross section is also essentially T-shaped and is in one piece with one in the inner bore 11 of the valve housing 1 arranged valve piston 31 connected. This valve piston 31 is part of the servo valve 3. The servo valve 3 further comprises a valve mushroom 32, on which the valve piston 23 rests, the valve mushroom 32 being at rest by a valve spring 33 pressed onto a valve seat 111 in valve housing 1 becomes.

    Das Aufnahmeelement 52 weist in seinem im wesentlichen zylindrischen Teller 521 eine zylinderförmig ausgestaltete axiale Vertiefung 522 auf, deren Innendurchmesser etwas größer ausgelegt ist als der Außendurchmesser des Antriebskolben-Tellers 512. Der Antriebskolben 51 erstreckt sich mit seinem Teller 512 in die Vertiefung im Teller 521 des Aufnahmeelements 52, wobei ein Abstand Δs zwischen einer Stirnfläche 513 des Antriebskolbens 51 und einer Anschlagfläche 523 in der Vertiefung 522 des Aufnahmeelements 52 vorgesehen ist. Der Antriebskolben 51 und das Aufnahmeelement 52 bilden dabei eine Teleskopanordnung, die um die Strecke Δs ineinandergeschoben werden können.The receiving element 52 essentially has cylindrical plate 521 a cylindrical axial recess 522, the inside diameter of which is somewhat larger is designed as the outer diameter of the drive piston plate 512. The drive piston 51 extends with his plate 512 into the recess in the plate 521 of the receiving element 52, with a distance Δs between an end face 513 of the drive piston 51 and a stop surface 523 is provided in the recess 522 of the receiving element 52. The drive piston 51 and the receiving element 52 form a telescopic arrangement that is pushed together by the distance Δs can be.

    In der Stirnfläche 513 des Tellers 512 im Antriebskolbens 51 und in der Anschlagfläche 523 der Vertiefung 522 im Aufnahmeelement 52 sind Aussparungen vorgesehen, die eine Druckkammer 91 bilden. Die Druckkammer 91 ist vorzugsweise radialsymmetrisch um die Längsachse des Übertragungsmoduls 5 ausgebildet. In der Druckkammer 91 ist ein Federelement 53 angeordnet, vorzugsweise in Form einer Spiralfeder, die den Antriebskolben 51 und das Aufnahmeelement 52 in Axialrichtung auseinanderdrücken. Das Federelement 53 bewirkt, daß der Ventilkolben 31 auch im Ruhezustand unabhängig von Längstoleranzen, thermischen Längenänderungen oder Verschleiß immer spielfrei sowohl an dem mit dem piezoelektrischen Aktor 2 verbundenen Antriebskolben 51 als auch an dem Ventilpilz 32 des Servoventils 3 anliegt.In the end face 513 of the plate 512 in the drive piston 51 and in the stop surface 523 of the recess 522 in Recessing element 52, recesses are provided, the one Form pressure chamber 91. Pressure chamber 91 is preferred radially symmetrical about the longitudinal axis of the transmission module 5 educated. A spring element 53 is located in the pressure chamber 91 arranged, preferably in the form of a spiral spring, the Drive piston 51 and the receiving element 52 in the axial direction Press apart. The spring element 53 causes the valve piston 31 even in idle state regardless of longitudinal tolerances, thermal changes in length or wear always backlash-free on both with the piezoelectric actuator 2 connected drive piston 51 as well as on the valve mushroom 32 of the servo valve 3 is present.

    In der Innenbohrung 11 ist zwischen dem Übertragungsmodul 5 und dem Ventilgehäuse 1, begrenzt durch die Membran 6, zusätzlich eine Ausgleichskammer 92 ausgebildet. Im Betrieb ist sowohl die Druckkammer 91 im Übertragungsmodul 5 als auch die Ausgleichskammer 92 um das Übertragungsmodul 5 herum mit einem hydraulischen Medium gefüllt. Das hydraulische Medium ist dabei vorzugsweise der Kraftstoff für den jeweiligen Motor. Es ist dabei nicht erforderlich, daß das hydraulische Medium in der Ausgleichskammer 92 unter einem erhöhten Druck steht. Die Ausgleichskammer 92 kann daher, wenn das hydraulische Medium der Kraftstoff ist, z.B. mit einer im wesentlichen drucklosen Kraftstoff-Rückleitung vom Einspritzventil zu einem Kraftstofftank des Fahrzeugs in Verbindung stehen. Die Ausgleichskammer 92 kann aber auch durch Membrane, Dichtscheiben o.ä. nach außen abgeschlossen sein.In the inner bore 11 is between the transmission module 5 and the valve housing 1, delimited by the membrane 6, in addition, a compensation chamber 92 is formed. Operational is both the pressure chamber 91 in the transmission module 5 and the compensation chamber 92 around the transmission module 5 with filled with a hydraulic medium. The hydraulic medium is preferably the fuel for the respective engine. It is not necessary that the hydraulic Medium in the compensation chamber 92 under an increased pressure stands. The compensation chamber 92 can therefore, if the hydraulic Medium is the fuel, e.g. with one essentially unpressurized fuel return line from the injection valve are connected to a vehicle fuel tank. The Compensation chamber 92 can also be through diaphragm, sealing washers etc. be completed externally.

    Der in Fig. 1 dargestellte Stellantrieb für eine Einspritzventil mit dem Übertragungsmodul 5 arbeitet wie folgt:The actuator shown in Fig. 1 for an injection valve with the transmission module 5 works as follows:

    Im Ruhezustand, d.h. bei geschlossenem Einspritzventil und nicht angesteuertem piezoelektrischen Aktor 2, ist die Druckkammer 91 über den Abstand Δs, der zwischen der Stirnfläche 513 des Tellers 511 im Antriebskolben 51 und der Anschlagfläche 523 der Vertiefung 522 im Aufnahmeelement 52 ausgebildet ist, sowie über einen Spalt, der zwischen der zylindrischen Außenwandung des Tellers 512 im Antriebskolben 51 und der zylindrischen Innenwandung der Vertiefung 522 des Aufnahmeteils 52 ausgebildet ist, mit der Ausgleichskammer 92 verbunden, so daß hydraulisches Medium zwischen der Druckkammer 91 und der Ausgleichskammer 92 ausgetauscht werden kann. Es herrscht deshalb im Ruhezustand in der Druckkammer 91 der gleiche Druck wie in der Ausgleichskammer 92, wobei vorzugsweise ein druckloser Zustand eingestellt ist.At rest, i.e. with the injector closed and not driven piezoelectric actuator 2, is the Pressure chamber 91 over the distance Δs between the end face 513 of the plate 511 in the drive piston 51 and the stop surface 523 of the recess 522 in the receiving element 52 is formed, as well as a gap between the cylindrical Outer wall of plate 512 in drive piston 51 and the cylindrical inner wall of the recess 522 of the Receiving part 52 is formed with the compensation chamber 92nd connected so that hydraulic medium between the pressure chamber 91 and the compensation chamber 92 can be replaced. It is therefore in the idle state in the pressure chamber 91 of the same pressure as in the compensation chamber 92, preferably a depressurized state is set.

    Bei einer Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 2 bewirkt die durch Elektrostriktion hervorgerufene Längsdehnung des Aktors, daß die Bodenplatte 24 in die Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 vorgeschoben wird. Dabei wird der mit der Bodenplatte 24 fest verbundene Antriebskolben 51 ebenfalls ausgelenkt, wodurch der Druck auf das hydraulische Medium in der Druckkammer 91 ansteigt. Dieser Druckanstieg bewirkt, daß das hydraulisches Medium aus der Druckkammer 91 über den zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 im Ruhezustand bestehenden Zwischenraum in die Ausgleichskammer 52 gedrückt wird. Da dieser Zwischenraum, der durch den Abstand Δs zwischen der Stirnfläche 513 des Antriebskolben-Tellers 512 und der Anschlagfläche 523 in der Vertiefung 522 des Aufnahmeelement-Tellers 521 und den Spalt zwischen der zylindrischen Außenwandung des Antriebskolben-Tellers 512 und der zylindrischen Innenwandung der Vertiefung 522 des Aufnahmeelement-Tellers 521 festgelegt ist, nicht ausreicht, durch Ausströmen von hydraulischem Medium den schnellen Druckanstieg in der Druckkammer 91, der durch die Auslenkung des Antriebskolbens 51 bewirkt wird, abzubauen, wird dieser Druck über das Aufnahmeelement 52 an den Ventilkolben 31 weitergegeben, so daß sich der Antriebskolben 51, das Aufnahmeelement 52 und der Ventilkolben 31 zusammen nach unten bewegen, wodurch der Ventilpilz 32 gegen die Wirkung der Ventilfeder 33 vom Ventilsitz 111 in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 abgehoben wird. Dieses Öffnen des Ventilpilzes 32 des Servoventils 3 wird dann dazu genutzt, um z.B. eine Düsennadel im Einspritzventil zu öffnen und so den Einspritzvorgang auszulösen.When the piezoelectric actuator 2 is actuated the elongation caused by electrostriction of the actuator that the bottom plate 24 in the inner bore 11 of the Valve housing 1 is advanced. The one with the Bottom plate 24 also firmly connected drive piston 51 deflected, causing the pressure on the hydraulic medium in the pressure chamber 91 rises. This increase in pressure causes the hydraulic medium from the pressure chamber 91 over the between the drive piston 51 and the receiving element 52 in the idle state existing space in the compensation chamber 52nd is pressed. Because this space, which is due to the distance Δs between the end face 513 of the drive piston plate 512 and the stop surface 523 in the recess 522 of the receiving element plate 521 and the gap between the cylindrical External wall of the drive piston plate 512 and the cylindrical Inner wall of the recess 522 of the receiving element plate 521 is set, not sufficient, by leakage of hydraulic medium the rapid rise in pressure in the pressure chamber 91, which is caused by the deflection of the drive piston 51 is caused to release, this pressure is about the receiving element 52 passed on to the valve piston 31, so that the drive piston 51, the receiving element 52 and the valve piston 31 move down together, whereby the Valve mushroom 32 against the action of the valve spring 33 from the valve seat 111 lifted off in the inner bore 11 of the valve housing 1 becomes. This opening of the valve mushroom 32 of the servo valve 3 is then used to e.g. a nozzle needle in the Open the injection valve and thus trigger the injection process.

    Der Zwischenraum zwischen dem Teller 512 des Antriebskolbens 51 und den Teller 521 des Aufnahmeelements 52 ist im Ruhezustand so ausgelegt, daß der durch die Auslenkung des Antriebskolbens 51 des Übertragungsmoduls 5 hervorgerufene Druckanstieg zu Beginn immer etwas hydraulisches Medium aus der Druckkammer 91 in die Ausgleichskammer 92 drückt. Dies bewirkt, daß die vom piezoelektrischen Aktor 2 auf den Antriebskolben 51 übertragene Kraft gedämpft auf das Aufnahmeelement 52 des Übertragungsmoduls 5 und damit über dem Ventilkolben 31 auf den Ventilpilz 32 des Servoventils 3 übertragen wird. Weiterhin wird der Ventilpilz 32 von der Auslenkung des Übertragungsmoduls 5 zeitlich verzögert, bezogen auf die Aktoransteuerung, geöffnet, da sich aufgrund des Ausströmens des hydraulischen Mediums aus der Druckkammer 91 zu Beginn des Ansteuerungsvorgangs der Antriebskolben 51 sich aus seiner Ruhestellung, bei der die Stirnfläche 513 seines Tellers 512 von der Anschlagfläche 523 in der Vertiefung 522 des Aufnahmeelements 51 um die Strecke Δs beabstandet ist, tiefer in die Vertiefung 512 vorbewegt, und zwar maximal soweit, bis die Stirnfläche 513 an der Anschlagfläche 523 anliegt. Durch diese zeitlich verzögerte und gedämpfte Übertragung der Auslenkung des piezoelektrischen Aktors 2 über das Übertragungsmodul 5 auf den Ventilpilz 32 des Servoventils 3 wird die Dynamik beim Öffnen des Ventilpilzes 32 vermindert, was eine präzise Ansteuerung des Einspritzventils bei den im Einspritzventil gewünschten hohen Schaltgeschwindigkeiten gewährleistet. Insbesondere kann der Beginn des Einspritzvorgangs und die Geschwindigkeit, mit der sich das Einspritzventil öffnet, optimal eingestellt werden, was die Qualität des Verbrennungsvorgangs erhöht.The space between the plate 512 of the drive piston 51 and the plate 521 of the receiving element 52 is in Hibernate designed so that the deflection of the Drive piston 51 of the transmission module 5 caused Pressure increase always starts with some hydraulic medium the pressure chamber 91 presses into the compensation chamber 92. This causes the piezoelectric actuator 2 on the drive piston 51 transmitted force damped on the receiving element 52 of the transmission module 5 and thus above the valve piston 31 transferred to the valve mushroom 32 of the servo valve 3 becomes. Furthermore, the valve mushroom 32 from the deflection of the Transmission module 5 with a time delay, based on the actuator control, opened because of the outflow of the hydraulic medium from the pressure chamber 91 at the beginning the actuation process of the drive piston 51 itself Rest position, in which the face 513 of his plate 512 of the stop surface 523 in the recess 522 of the receiving element 51 is spaced apart by the distance Δs, deeper in the recess 512 is advanced, to the extent that is possible until the end face 513 abuts the stop face 523. By this delayed and damped transmission of the deflection of the piezoelectric actuator 2 via the transmission module 5 on the valve mushroom 32 of the servo valve 3, the dynamics reduced when opening the valve mushroom 32, which a precise control of the injection valve in the in the injection valve desired high switching speeds guaranteed. In particular, the start of the injection process and the speed at which the injector opens, can be optimally set, what the quality of the Incineration process increased.

    Um einen optimalen Dämpfungsverlauf zu erreichen, sind entweder in der Stirnfläche 513 im Antriebskolben-Teller 512 oder in der Anschlagfläche 523 der Vertiefung 522 im Aufnahmeelement 51 oder in beiden zusätzliche Aussparungen, vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung, ausgeführt, die die Reibung beim Austritt des hydraulischen Mediums aus der Druckkammer 91 über den Zwischenraum zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 erhöhen.To achieve an optimal damping curve, are either in the end face 513 in the drive piston plate 512 or in the stop surface 523 of the recess 522 in the receiving element 51 or in both additional recesses, preferably transverse to the direction of flow, which the Friction when the hydraulic medium emerges from the Pressure chamber 91 over the space between the drive piston 51 and the receiving element 52 increase.

    Wie Fig. 2 zeigt, sind die zusätzlichen Aussparungen als konzentrische Rillen 514 quer zur Strömungsrichtung des hydraulischen Mediums ausgebildet. Ähnliche Rillen können in der Anschlagfläche 523 des Aufnahmeelements 52 vorhanden sein. Vorzugsweise sind die Rillen 514 aber in der Stirnfläche 513 des Antriebskolbens 51 ausgebildet.As shown in Fig. 2, the additional recesses are as concentric grooves 514 transverse to the direction of flow of the hydraulic Medium trained. Similar grooves can be found in the stop surface 523 of the receiving element 52 his. However, the grooves 514 are preferably in the end face 513 of the drive piston 51 is formed.

    Durch die erfindungsgemäße Auslegung des Übertragungsmoduls 5 ist ein einfacher Aufbau gewährleistet. Es sind lediglich drei einfach gestaltete Teile notwendig. Der Antriebskolben 51, der fest am piezoelektrischen Aktor 2 des Einspritzventils angebracht ist, wobei alternativ zu der in Fig. 1 gezeigten Lösung, der Antriebskolben 51 auch einstückig mit der Bodenplatte 24 des Aktors ausgebildet sein kann; das Aufnahmeelement 52, das einstückig mit dem Ventilkolben 31 des Servoventils 3 ausgebildet ist, jedoch auch alternativ z.B. über eine Schraub- oder Klebverbindung mit dem Ventilkolben 31 verbunden sein kann; und das Federelement 53, das zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 angeordnet ist. Die im Übertragungsmodul 5 ausgebildete Druckkammer 91 kann - wie in Fig. 1 gezeigt - aus Vertiefungen sowohl im Antriebskolben 51 als auch im Aufnahmeelement 52 bestehen, jedoch auch alternativ nur in einem dieser beiden Teile vorgesehen sein. Durch die Verbindung zwischen der Druckkammer 91 und der Ausgleichskammer 92 über einen Zwischenraum zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 sowie durch das zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 vorgesehene Federelement 53 wird gewährleistet, daß Bauteiltoleranzen sowie aufgrund thermischer und Abnutzungseffekte auftretende Veränderungen in der Anordnung der Einspritzventil-Komponenten ausgeglichen werden. Durch das Austreten von hydraulischem Medium aus der Druckkammer 91 in die Ausgleichskammer 92 zu Beginn des Ansteuervorgangs des piezoelektrischen Aktors 2 wird darüber hinaus für eine gedämpfte Kraftübertragung der Aktorauslenkung auf das Servoventil 3 und damit für ein optimiertes Öffnen des Einspritzventils gesorgt.The inventive design of the transmission module 5, a simple structure is guaranteed. They are just three simply designed parts necessary. The drive piston 51, which is fixed to the piezoelectric actuator 2 of the injection valve is attached, alternatively to that in Fig. 1 solution shown, the drive piston 51 also in one piece the bottom plate 24 of the actuator can be formed; the receiving element 52, which is integral with the valve piston 31 of the Servo valve 3 is formed, but also alternatively e.g. via a screw or adhesive connection with the valve piston 31 can be connected; and the spring element 53 which between the drive piston 51 and the receiving element 52 is. The pressure chamber 91 formed in the transmission module 5 can - as shown in Fig. 1 - from depressions in both the drive piston 51 as well as in the receiving element 52, however alternatively only provided in one of these two parts his. Through the connection between the pressure chamber 91 and the compensation chamber 92 via a space between the drive piston 51 and the receiving element 52 and by that between the drive piston 51 and the receiving element 52 provided spring element 53 ensures that component tolerances as well as due to thermal and wear effects Changes occurring in the arrangement of the injector components be balanced. By leaking from hydraulic medium from the pressure chamber 91 into the compensation chamber 92 at the beginning of the actuation process of the piezoelectric Actuator 2 is also used for a damped Power transmission of the actuator deflection to the servo valve 3 and thus ensures an optimized opening of the injection valve.

    Claims (10)

    1. Device for transferring a deflection of a piezoelectric actuator (2) to a final control element (3) with a transfer module (5), which creates an active connection between the actuator and the final control element and defines a pressure chamber (91) and an equalisation chamber (92), which are at least partially filled with a hydraulic medium and are in contact with each other via a connection, characterised in that the transfer module has a male piston element (51) and a female element (52), which interlock telescopically, whereby the pressure chamber (91) is configured between the male piston element and the female element and the male piston element and the female element can be moved axially in respect of each other by the deflection of the actuator from an initial neutral position, in which the connection between the pressure chamber and the equalisation chamber (92) is fully open, into a second position, in which the connection between the pressure chamber and the equalisation chamber is essentially broken.
    2. Device according to Claim 1, characterised in that between the male piston element (51) and the female element (52) there is a spring element (53), which holds the male piston element and the female element in the initial neutral position.
    3. Device according to Claim 1 or 2, characterised in that the female element (52) has a recess (522), into which the male piston element (51) projects, with a gap between the external wall of the male piston element and the internal wall of the recess in the female element, and that the male piston element is moved by the deflection of the actuator (2) so that its front face comes into contact with a stop face (523) in the recess in the female element.
    4. Device according to one of Claims 1 to 3, characterised in that there are openings in the front face (513) of the male piston element (51) and/or in the stop face (523) of the recess (522) in the female element (52).
    5. Device according to Claim 4, characterised in that these openings are in the form of concentric channels (514).
    6. Device according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the pressure chamber (91) is formed by a recess in the male piston element (51) and/or the female element (52).
    7. Device according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the male piston element (51) is securely connected to the actuator (2).
    8. Device according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the female element (52) is securely connected to and therefore an integral part of a valve piston (31), which acts on a valve stem (32).
    9. Injection valve for injecting fuel in an internal combustion engine, characterised in that the injection valve has a device according to one of Claims 1 to 8, with the device located between a piezoelectric actuator (2) and a valve piston (31) of a servo valve (3).
    10. Injection valve according to Claim 9, characterised in that the hydraulic medium is the fuel used for the engine.
    EP99962111A 1998-12-17 1999-12-01 Device for transmitting an actuator displacement to a modulator and an injection valve having such a device Expired - Lifetime EP1144845B1 (en)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19858476A DE19858476B4 (en) 1998-12-17 1998-12-17 Device for transmitting an Aktorauslenkung on an actuator and injector with such a device
    DE19858476 1998-12-17
    PCT/DE1999/003847 WO2000036293A1 (en) 1998-12-17 1999-12-01 Device for transmitting an actuator displacement to a modulator and an injection valve having such a device

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1144845A1 EP1144845A1 (en) 2001-10-17
    EP1144845B1 true EP1144845B1 (en) 2002-10-23

    Family

    ID=7891561

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP99962111A Expired - Lifetime EP1144845B1 (en) 1998-12-17 1999-12-01 Device for transmitting an actuator displacement to a modulator and an injection valve having such a device

    Country Status (3)

    Country Link
    EP (1) EP1144845B1 (en)
    DE (2) DE19858476B4 (en)
    WO (1) WO2000036293A1 (en)

    Families Citing this family (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1325224B1 (en) 2000-10-11 2006-05-03 Siemens VDO Automotive Corporation A pressure responsive valve for a compensator in a solid state actuator
    US6991187B2 (en) 2000-11-13 2006-01-31 Siemens Automotive Corporation Magneto-hydraulic compensator for a fuel injector
    DE10118563A1 (en) 2001-04-14 2002-11-07 Bosch Gmbh Robert Piezoelectric actuator module
    US6749127B2 (en) 2002-02-11 2004-06-15 Siemens Vdo Automotive Corporation Method of filling fluid in a thermal compensator
    DE10344061A1 (en) * 2003-09-23 2005-04-28 Siemens Ag Injection valve with a hydraulic compensation element
    DE102004046095B4 (en) * 2004-09-23 2018-02-15 Robert Bosch Gmbh Fuel injector

    Family Cites Families (7)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3509858A (en) * 1968-05-20 1970-05-05 Gen Motors Corp Overhead cam valve lifter
    EP0030781B1 (en) * 1979-12-05 1989-12-13 Eaton Corporation Hydraulic tappet for direct-acting valve gear
    DE3742241A1 (en) * 1987-02-14 1988-08-25 Daimler Benz Ag Piezocontrol valve for controlling fuel injection via an injection valve in internal combustion engines
    US4913106A (en) * 1989-08-28 1990-04-03 Rhoads Jack L Variable duration valve lifter improvements
    DE19500706C2 (en) * 1995-01-12 2003-09-25 Bosch Gmbh Robert Metering valve for dosing liquids or gases
    DE19627982A1 (en) * 1996-07-11 1998-01-15 Schaeffler Waelzlager Kg Hydraulic lash adjuster
    DE19708304C2 (en) * 1997-02-28 1999-09-30 Siemens Ag Movement transmission device and injection valve with a movement transmission device

    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP1144845A1 (en) 2001-10-17
    DE19858476A1 (en) 2000-06-29
    WO2000036293A1 (en) 2000-06-22
    DE59903211D1 (en) 2002-11-28
    DE19858476B4 (en) 2006-07-27

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1111230B1 (en) Hydraulic device for transmitting an actuator movement
    EP1117920B1 (en) Common rail injector
    DE19519192C1 (en) Injector
    DE19817320C1 (en) Injector for fuel injection systems
    EP1379775B1 (en) Valve for controlling liquids
    WO1998040623A1 (en) Valve for controlling fluids
    WO2005014995A1 (en) Injector for fuel injection systems of combustion engines, particularly direct injection diesel engines
    DE10039424A1 (en) Dosing valve with a hydraulic transmission element
    DE10162045A1 (en) Actuator deflection transmission device has tensioning device in form of clamping spring between casing and second piston
    EP1144845B1 (en) Device for transmitting an actuator displacement to a modulator and an injection valve having such a device
    DE19956510A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engine has axially movable control piston those controls maximum degree valve element opening at least partly in form of piezo-actuator
    EP1252433A2 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
    EP1658427B1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
    DE102005042786B4 (en) Fuel injector with hermetically sealed hydraulic system
    DE19946732B4 (en) Device for transmitting a deflection of an actuator to an actuator and fuel injector with such a device
    WO2011051060A1 (en) Fuel injection device
    WO2000034645A1 (en) Element for the transmission of a movement and injection valve provided with such an element
    DE102004042190A1 (en) Fuel injector with two separately controlled by a servo valve control chambers
    EP0198233B1 (en) Piezoelectrically actuated valve
    DE102006036782B4 (en) injector
    DE10333693B3 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine comprises a filling chamber arranged between two pistons and connected to a feed line
    DE10003252A1 (en) Injector
    WO2006079425A1 (en) Fuel injection device
    DE10254985A1 (en) Valve for controlling liquids with a nozzle and a control module
    WO2008049726A1 (en) Fluid-dosing device

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20010504

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20020503

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): DE FR GB IT

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: NOT ENGLISH

    GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

    Effective date: 20021023

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 59903211

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 20021128

    ET Fr: translation filed
    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    26N No opposition filed

    Effective date: 20030724

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: FR

    Payment date: 20081212

    Year of fee payment: 10

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Payment date: 20081219

    Year of fee payment: 10

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Payment date: 20081216

    Year of fee payment: 10

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Payment date: 20081227

    Year of fee payment: 10

    GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

    Effective date: 20091201

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: ST

    Effective date: 20100831

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: FR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20091231

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20100701

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20091201

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20091201