DE10246618B4

DE10246618B4 - Fuel injector

Info

Publication number: DE10246618B4
Application number: DE10246618A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. Scheibe; Hans-Joachim Koch
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: LOrange GmbH
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: DE10246618A1

Abstract

Kraftstoff-Injektor mit einem dessen Steuerventil beaufschlagenden Piezosteller und mit zwischen dem Piezosteller und dem Stellglied des Steuerventiles liegendem hydraulischen Umsetzer, dessen Druckraum über ein entgegen der Befüllrichtung sperrendes Rückschlagventil an eine Versorgungsleitung angeschlossen ist und der, jeweils auf den Druckraum auslaufend, einen vom Piezosteller beaufschlagten Druckkolben und einen im Druckkolben geführten, in Anlage zum Stellglied gehaltenen Plunger aufweist, von denen der Druckkolben in Richtung auf den Piezosteller und der Plunger federnd gegen den Druckkolben abgestützt ist, wobei die Federabstützung für den Druckkolben außerhalb des dem Druckraum zugehörigen Volumens liegt, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückschlagventil ein im Druckraum (22) angeordnetes, das Stellglied (6) umschließendes Plattenventil (26) vorgesehen ist und dass die über das Plattenventil (26) gesteuerte Mündung (33) der Versorgungsleitung (31) auf den Druckraum (22) in der zum Druckkolben (7) gegenüberliegenden Bodenzone des Druckraumes (22) angeordnet ist.Fuel injector with a control valve acting on the piezo actuator and with between the piezo actuator and the actuator of the control valve lying hydraulic converter whose pressure chamber over a against the filling direction locking check valve is connected to a supply line and, respectively, on expiring the pressure chamber, one acted upon by the piezo actuator Pressure piston and a guided in the pressure piston, in contact with the actuator having held plunger, of which the pressure piston in the direction on the piezo plate and the plunger resiliently against the pressure piston supported is, with the spring support for the Pressure piston outside of the pressure chamber associated Volume is, characterized in that as a check valve a in the pressure chamber (22) arranged, the actuator (6) enclosing plate valve (26) is provided and that via the plate valve (26) controlled estuary (33) of the supply line (31) to the pressure chamber (22) in the Pressure piston (7) opposite Bottom zone of the pressure chamber (22) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a fuel injector according to the preamble of the claim 1.

Kraftstoff-Injektoren der vorgenannten Art, die unter Umkehrung der Stellrichtung mit Hubübersetzung arbeiten, sind aus der DE 198 21 768 C2 bekannt, bei der über den Druckraum ein Spülstrom geführt wird, der über eine Bohrung im Druckkolben läuft, welche einen das Stellglied beaufschlagenden, federbelasteten Plunger aufnimmt, und der längs der Bohrung – als gewollte Leckage – auf den Druckraum und von dort längs des Stellgliedes zum Rückraum des vom Stellglied beaufschlagten Ventilgliedes gelangt. Der Rückraum ist an einen Rücklauf angeschlossen. Auf den Druckraum, der – bezogen auf die Öffnungsrichtung des Stellgliedes – einen Anschlag aufnimmt sowie eine den Druckkolben gegen den Piezosteller beaufschlagende Federanordnung, mündet, gegen die Zulaufrichtung über ein Rückschlagventil abgesichert, eine Versorgungsleitung, über die der Druckraum bei Abfall des Piezostellers aufgefüllt wird, so dass für den jeweils nächstfolgenden Arbeitstakt wiederum gleiche Ausgangsgegebenheiten – gefüllter Druckraum – gegeben sind. Bedingt durch die Anordnung eines den Druckkolben beaufschlagenden Federelementes im Druckraum, die Absicherung des in den Druckraum einlaufenden und damit einen Teil des Volumens des Druckraumes bildenden Be reiches der Versorgungsleitung über ein Rückschlagventil und die für die Aufrechterhaltung eines Spülstromes gewollten Leckagekanäle ergibt sich bei einer derartigen Lösung, bezogen auf die kleinen Hubwege eines Piezostellers, ein verhältnismäßig großes Kompressionsvolumen, aufgrund dessen, infolge der druckabhängigen Kompressibilität der Flüssigkeit, der Nutzhub verringert wird und insbesondere auch Schwankungen in dessen Größe eintreten.Fuel injectors of the aforementioned type, which operate by reversing the direction of adjustment with Hubübersetzung are from the DE 198 21 768 C2 known in which over the pressure chamber, a purge flow is performed, which passes through a bore in the pressure piston, which receives an actuator acting on the spring-loaded plunger, and along the bore - as a desired leak - on the pressure chamber and from there along the actuator to Rear space of the acted upon by the actuator valve member passes. The back room is connected to a return. On the pressure chamber, which - based on the opening direction of the actuator - receives a stop and the pressure piston against the piezoelectric actuator acting spring arrangement opens, secured against the inlet direction via a check valve, a supply line through which the pressure chamber is filled in waste of the piezoelectric actuator, so that in each case for the next following stroke equal output conditions - filled pressure chamber - are given. Due to the arrangement of a pressure piston acting on the spring element in the pressure chamber, the protection of the incoming into the pressure chamber and thus forming part of the volume of the pressure chamber Be rich the supply line via a check valve and the desired for maintaining a purge flow leakage channels results in such a solution , Based on the small strokes of a piezoelectric actuator, a relatively large compression volume, due to which, as a result of the pressure-dependent compressibility of the liquid, the Nutzhub is reduced and in particular also enter fluctuations in its size.

Bei einem weiteren bekannten Kraftstoff-Einspritzinjektor gemäß der DE 195 00 706 A1 , der in der Ausgestaltung gemäß 3 bis 7 unter Umkehrung der Stellrichtung von Druckkolben und Stellkolben mit Hubübersetzung arbeitet, erfolgt zwar die Abstützung des Druckkolbens in Richtung auf den Aktuator über eine außerhalb des Druckraumes liegende Federanordnung und es ist auch keine ventilgesicherte Versorgungsleitung für den Druckraum vorgesehen. Dadurch ist zwar die Größe des Druckraumes reduziert, zur Versorgung des Druckraumes sind aber die Führungen zwischen Druckkolben und diesen aufnehmenden Gehäuseteil sowie zwischen Druckkolben und von diesem umschlossenen Stellkolben als Drosselspalte ausgebildet, die einerseits, bezogen auf die auftretenden kurzzeitigen dynamischen Belastungen, die Füllung des Druckraumes und andererseits unter Druckbeaufschlagung ein konstantes Volumen des Druckraumes gewährleisten sollen. Erreichbar ist dies allenfalls bei hohem fertigungstechnischen Aufwand.In another known fuel injection injector according to DE 195 00 706 A1 in the embodiment according to 3 to 7 operates under the reversal of the direction of pressure piston and actuator piston with stroke ratio, although the support of the pressure piston in the direction of the actuator via a spring chamber located outside the pressure chamber and there is also no valve-secured supply line for the pressure chamber. As a result, although the size of the pressure chamber is reduced, for supplying the pressure chamber but the guides between the pressure piston and this receiving housing part and between the pressure piston and enclosed by this actuator piston formed as throttle gaps, on the one hand, based on the occurring short-term dynamic loads, the filling of the pressure chamber and on the other hand under pressurization to ensure a constant volume of the pressure chamber. At best, this can be achieved with a high manufacturing outlay.

Mit einem im Volumen verhältnismäßig großen Druckraum wird auch bei einem Kraftstoff-Einspritzinjektor gemäß der US 5 875 764 gearbeitet, bei der der Druckraum einerseits über einen vom Piezosteller beaufschlagten Druckkolben und andererseits durch einen dem Stellglied zugeordneten Stellkolben begrenzt ist und bei der die durch die Flächenverhältnisse von Druckkolben und Stellkolben bedingte Hubübersetzung im Sinne einer Umsetzung des Hubweges des Druckkolbens in eine vergrößerte, gleichge richtete Hubbewegung des Stellkolbens genutzt wird. Die Abstützung des Druckkolbens gegen den Piezosteller erfolgt bei dieser Lösung zwar über ein außerhalb des Druckraumes angeordnetes Federelement, die Versorgungsleitung des Druckraumes ist aber auch hier über ein Rückschlagventil abgesichert, was eine weitere Vergrößerung des Kompressionsvolumens des Druckraumes bedingt. Ein großes Kompressionsvolumen ist auch bei einer Anordnung der Mündung der Versorgungsleitung auf den Druckraum im Überfahrweg des Druckkolbens notwendig, da die Mündung zum Boden des Druckraumes, um übersteuert werden zu können, einen hinreichenden Abstand aufweisen muss.With a relatively large volume in the pressure chamber is also in a fuel injection injector according to the US 5,875,764 worked, in which the pressure chamber is limited on the one hand via a piezoelectric piston acted upon by the piezoelectric piston and on the other hand by an actuator associated with the actuator piston and in the conditional by the area ratios of the pressure piston and actuator piston stroke ratio in terms of implementation of the stroke of the pressure piston in an enlarged, gleichge directed Lifting movement of the actuating piston is used. Although the support of the pressure piston against the piezoelectric actuator takes place in this solution via a spring element arranged outside the pressure chamber, the supply line of the pressure chamber is also secured here via a check valve, which causes a further increase in the compression volume of the pressure chamber. A large compression volume is necessary even with an arrangement of the mouth of the supply line to the pressure chamber in the Überfahrweg of the pressure piston, since the mouth to the bottom of the pressure chamber in order to be oversteered, must have a sufficient distance.

Einen Kraftstoff-Einspritzinjektor grundsätzlich gleichen Aufbaus zeigt die EP 0 907 017 A1 . Druckkolben und Stellkolben sind bei dieser Lösung gegeneinander über eine im Druckraum liegende Federscheibe abgestützt und auf den Druckraum mündet eine Versorgungsleitung aus. Das in dieser liegende Rückschlagventil weist ein Sperrglied auf, das durch eine außerhalb des Druckraumes liegende Zugfeder beaufschlagt ist, so dass sich über die Versorgungsleitung zwar eine Vergrößerung des Druckraumvolumens ergibt, der auf die Versorgungsleitung entfallende Anteil aber verhältnismäßig klein gehalten werden kann.A fuel injection injector basically the same structure shows the EP 0 907 017 A1 , Pressure piston and actuating piston are supported in this solution against each other via a spring washer located in the pressure chamber and on the pressure chamber opens a supply line. The non-return valve lying in this has a locking member which is acted upon by a tension spring located outside of the pressure chamber, so that there is an enlargement of the pressure chamber volume via the supply line, but the proportion attributable to the supply line can be kept relatively small.

Bei einem weiteren Kraftstoff-Einspritzinjektor gemäß der DE 101 49 052 A1 wird ebenfalls mit einer Übersetzung gearbeitet, bei der der Hubweg des Druckkolbens in eine vergrößerte, gleich gerichtete Hubbewegung des ein Steuerventil beaufschlagenden Stellkolbens umgesetzt wird. Angeschlossen ist der Druckraum an einen Niederdruckbereich durch eine den Druckkolben durchsetzende Versorgungsleitung, die durch ein im Druckraum liegendes und dem Druckkolben zugeordnetes, in Richtung auf seine Schließlage federbelastetes Plattenventil abgesichert ist. Die Federabstützung erfolgt gegen den Boden eines mit dem Hubkolben verbundenen Napfes, und der das Plattenventil aufnehmende Napf raum bildet einen Teil des Druckraumes. Dieser Teil steht mit dem dem Stellkolben zugewandten Teil des Druckraumes über eine im Napfboden vorgesehene Öffnung in Verbindung.In another fuel injection injector according to the DE 101 49 052 A1 is also worked with a translation in which the stroke of the pressure piston is converted into an enlarged, same-directional lifting movement of the control piston acting on a control piston. Connected to the pressure chamber to a low pressure region through a pressure piston passing through the supply line, which is secured by a lying in the pressure chamber and the pressure piston associated, spring-loaded in the direction of its closed position plate valve. The spring support is against the bottom of a cup connected to the reciprocating piston, and the plate valve receiving the cup space forms part of the pressure chamber. This part communicates with the actuating piston facing part of the pressure chamber via an opening provided in the cup bottom opening.

Bei einer derartigen Lösung ist das Plattenventil überlagert zu den durch Druckschwankungen im Druckraum bedingten und zum Auffüllen von Leckverlusten im Druckraum erforderlichen Bewegungen Beschleunigungskräften ausgesetzt, die sich durch die hochfrequenten Bewegungen des Druckkolbens ergeben, so dass die Aufrechterhaltung einer gleich bleibenden Befüllung des Druckraumes Schwierigkeiten bereitet, zumal bei den sehr kleinen Hüben und kleinen Leitungsquerschnitten beim abgehobenen Plattenventil kaum Ventilquerschnitte zu realisieren sind, die in den gegebenen kurzen Zeitintervallen eine sichere Befüllung des Druckraumes gewährleisten. Ergibt sich aber keine volle Befüllung des Druckraumes, so ergibt sich ein um einen entsprechenden Leerhub reduzierter effektiver Hub, der zu Abweichungen von der Sollgröße der jeweils vorgegebenen Stellwege führt.at such a solution the plate valve is superimposed to those caused by pressure fluctuations in the pressure chamber and to fill in leakage movements required in the pressure chamber are exposed to acceleration forces, which result from the high-frequency movements of the pressure piston, so that maintaining a consistent filling of the Druckraumes difficulties, especially with the very small strokes and small pipe cross-sections barely lifted when the plate valve Valve sections are to be realized in the given short Time intervals a safe filling ensure the pressure chamber. However, there is no full filling of the Pressure chamber, this results in a corresponding idle stroke reduced effective stroke resulting in deviations from the target size of each leads predetermined travel paths.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftstoff-Injektor der eingangs genannten Art eine Minimierung des Druckraumes zu erreichen, um Abweichungen vom durch die Flächenverhältnisse des hydraulischen Umsetzers vorgegebenen Übersetzungsverhältnis und damit Abweichungen von der Sollgröße der Stellwege zu vermeiden.Of the Invention is based on the object at a fuel injector the above mentioned type to achieve a minimization of the pressure chamber to Deviations from the area ratios the hydraulic converter predetermined transmission ratio and thus to avoid deviations from the nominal size of the travel paths.

Bei einem Kraftstoff-Injektor der eingangs genannten Art wird dies dadurch erreicht, dass als Rückschlagventil ein im Druckraum angeordnetes, das Stellglied umschließendes Plattenventil vorgesehen wird, so dass das Druckraumvolumen sowohl von durch Einbauteile bedingten Toträumen freigehalten ist als auch durch Leitungsabschnitte der Versorgungsleitung nicht vergrößert wird. Die Anordnung der Versorgungsleitung im Boden des Druckraumes, mit der Mündung gegenüberliegend zum Druckkolben, macht darüber hinaus eine dem Boden zugeordnete und damit von Hubbewegungen des Druckkolbens und des Stellkolbens weitgehend unbeeinflusste Anordnung des Plattenventiles möglich, wobei die Zuordnung der Mündung der Versorgungsleitung zum Boden durch deren Ringform auch große Mündungsumfänge und damit bei kleinem Hub relativ große Übertrittsquerschnitte auf den Druckraum ergibt. Insgesamt wird somit eine besonders einfache, raumsparende sowie auch im Hinblick auf Totraumvolumina unkritische Konstruktion erreicht.at a fuel injector of the type mentioned this is characterized achieved that as a check valve a arranged in the pressure chamber, the actuator enclosing plate valve is provided, so that the pressure chamber volume of both by built-in parts conditional dead spaces is kept free as well by line sections of the supply line not enlarged. The arrangement of the supply line in the bottom of the pressure chamber, with the estuary opposite to the plunger, do about it In addition, a ground associated with and thus of strokes of the pressure piston and the control piston largely unaffected arrangement of the plate valve possible, where the assignment of the mouth the supply line to the ground through the ring shape and large mouth circumferences and so that with a small stroke relatively large crossover cross sections on the Pressure chamber results. Overall, therefore, a particularly simple, space-saving as well as with regard to dead space uncritical construction reached.

Das Plattenventil kann bezüglich seiner Ventilplatte in Richtung auf seine Schließlage federnd vorgespannt sein, so dass eine separate federnde Abstützung auf die Schließlage nicht erforderlich ist, wenn eine solche auch mit einfachen Mitteln zu realisieren ist, sei es durch eine eingelegte, gegen den insbesondere hülsenförmig ausgestalteten Druckkolben abgestützte Ringfeder, insbesondere eine Tellerfeder, sei es durch ausgestellte Laschen der Ventilplatte des Plattenventiles. Des Weiteren kann die Ventilplatte außerhalb des Überdeckungsbereiches zur Mündung auch durchbrochen ausgeführt sein kann, zum Beispiel durch nierenförmige Ausnehmungen, die radial zur Mündung versetzt sind, wodurch sich die Überströmverhältnisse auf den Druckraum weiter verbessern lassen.The Plate valve can re his valve plate to be resiliently biased towards its closed position, so that a separate resilient support on the closed position is not is necessary, if such also with simple means too Realize, be it through an inserted, against the particular sleeve-shaped Supported piston Ring spring, in particular a plate spring, be it issued by Tabs of the valve plate of the plate valve. Furthermore, can the valve plate outside the coverage area to muzzle also executed broken may be, for example, by kidney-shaped recesses, the radial to the mouth are offset, causing the Überströmverhältnisse to improve the pressure room on.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the claims. Furthermore, will the invention explained below with reference to an embodiment. It demonstrate:

1 in schematischer vereinfachter Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus einem Kraftstoff-Injektor, 1 in a schematic simplified sectional view of a section of a fuel injector,

2 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches des Druckraumes des hydraulischen Umsetzers, mit dem der Kraftstoff-Injektor ausgerüstet ist, wobei die Versorgungsleitung über eine Bohrung auf den Druckraum ausmündet, und 2 an enlarged view of the region of the pressure chamber of the hydraulic converter, with which the fuel injector is equipped, wherein the supply line opens through a bore to the pressure chamber, and

3 eine der 2 entsprechende Darstellung, bei der die Versorgungsleitung zum Druckraum auf einen Ringkanal ausmündet, der die Mündung bildet. 3 one of the 2 corresponding representation in which the supply line opens to the pressure chamber on an annular channel which forms the mouth.

Der in 1 in einem schematisierten Schnitt ausschnittsweise dargestellte Kraftstoff-Injektor zeigt einen Aufbau, wie er grundsätzlich der DE 198 21 768 C2 zu entnehmen ist, wobei der Ausschnitt auf die Darstellung der Betätigungsvorrichtung 1 des Steuerventiles 2 des Kraftstoff-Injektors beschränkt ist und lediglich einen Teil des Gehäuses 3 zeigt, in dem der Piezosteller 4 befestigt ist, der über einen hydraulischen Umsetzer 5 das Stellglied 6 des nicht gezeigten Ventilgliedes des Steuerventiles 2 beaufschlagt.The in 1 in a schematic section fragmentary illustrated fuel injector shows a structure as he basically the DE 198 21 768 C2 it can be seen, the section on the representation of the actuator 1 of the control valve 2 of the fuel injector is limited and only a part of the housing 3 shows in which the piezo plate 4 is attached, via a hydraulic converter 5 the actuator 6 the valve member, not shown, of the control valve 2 applied.

Der hydraulische Umsetzer 5 weist einen Druckkolben 7 auf, der als Hülse ausgebildet ist, die an ihrem dem Piezosteller 4 zugewandten, in der Zeichnung oberem Ende einen nach radial außen auskragenden Bund 8 aufweist. Der hülsenförmige Druckkolben 7 umschließt und führt einen Plunger 9, der das stangenförmige Stellglied 6 beaufschlagt, wobei das Stellglied 6 in Richtung auf den Plunger 9, was hier nicht gezeigt ist, federbelastet und dadurch in Anlage zum Plunger 9 gehalten ist, oder mit dem Plunger 9 auch fest verbunden sein kann. Der Plunger 9 ist seinerseits gegen den ihn führenden Druckkolben 7 in Richtung auf das Stellglied 6 über ein Federelement 10 abgestützt, und hierzu entgegengerichtet ist der Druckkolben 7 über ein Federelement 11 gegen eine zum Gehäuse 3 feste Hülse 12 abgestützt, wobei das Federelement 11 zwischen dem Bund 8 des Druckkolbens 7 und einer Schulter 13 der Hülse 12 eingespannt ist, die eine radial innere, ringförmige, mit einer Leckageleitung 32 verbundene Erweiterung 14 der Hülse 12 nach der vom Piezosteller 4 abgewandten Seite axial begrenzt.The hydraulic converter 5 has a pressure piston 7 on, which is designed as a sleeve, at its the piezoelectric actuator 4 facing, in the drawing upper end a radially outwardly projecting collar 8th having. The sleeve-shaped pressure piston 7 encloses and guides a plunger 9 , the rod-shaped actuator 6 acted upon, wherein the actuator 6 towards the plunger 9 , which is not shown here, spring-loaded and thereby in abutment with the plunger 9 is held, or with the plunger 9 can also be firmly connected. The plunger 9 is in turn against the pressure piston leading him 7 towards the actuator 6 via a spring element 10 supported, and for this purpose is opposite to the pressure piston 7 via a spring element 11 against one to the housing 3 solid sleeve 12 supported, wherein the spring element 11 between the covenant 8th of the pressure piston 7 and a shoulder 13 the sleeve 12 is clamped, which is a radially inner, annular, with a leakage line 32 connected extension 14 the sleeve 12 after that of the piezosteller 4 axially facing away from the opposite side.

Die in einer Bohrung 15 des Gehäuses 3 liegende Hülse 12 ist nach der vom Piezosteller 4 abgelegenen, unteren Seite gegen eine in der Bohrung 15 angeordnete Bodenplatte 16 abgestützt, die zentral von dem stangenförmigen Stellglied 6 durchsetzt ist, wobei im Ausführungsbeispiel die Hülse 12 gegen die Bodenplatte 16 über eine Spannmutter 17 verspannt und gegenüber dem Gehäuse 3 fixiert ist und über die Spannmutter 17 auch die Festlegung des Piezostellers 4 gegenüber dem Gehäuse 3 erfolgt. Der Piezosteller 4, der im Einzelnen nicht dargestellt ist und bevorzugt als aus Scheiben aufgebauter Schichtkörper ausgebildet ist, dessen elektrische, nicht gezeigte Anschlüsse durch die Anschlusskappe 18 laufen, läuft gegen den Umsetzer 5 in einem Druckstück 19 aus, das über ein Übertragungsglied 20 gegen den Druckkolben 7 stirnseitig abgestützt ist, wobei das Übertragungsglied 20 einen Stützbund 21 aufweist.The one in a hole 15 of the housing 3 lying sleeve 12 is after the piezosteller 4 remote, lower side against one in the hole 15 arranged base plate 16 supported, the central of the rod-shaped actuator 6 is penetrated, wherein in the embodiment, the sleeve 12 against the bottom plate 16 over a clamping nut 17 clamped and opposite the housing 3 is fixed and over the clamping nut 17 also the determination of the piezo plate 4 opposite the housing 3 he follows. The piezo plate 4 , which is not shown in detail and is preferably designed as a slices constructed of laminated body, whose electrical, not shown connections through the connection cap 18 run, runs against the converter 5 in a pressure piece 19 out, that via a transmission link 20 against the pressure piston 7 is supported frontally, wherein the transmission member 20 a support collar 21 having.

Gegenüberliegend zum Übertragungsglied 20 grenzen der Druckkolben 7 und der Plunger 9 gegen die Bodenplatte 16, wie insbesondere 2 und 3 zeigen, einen Druckraum 22 ab, auf den eine bevorzugt unter Niederdruck stehende Versorgungsleitung 31 mündet, wobei die Mündung 23 in 2 und 33 in 3 in der druckraumseitigen Bodenfläche 24 liegt und über die Ventilplat te 25 eines als Rückschlagventil vorgesehenen Plattenventiles 26 in dessen Schließlage abgedeckt ist. Auf diese Schließlage ist die Ventilplatte 25 federbelastet, wobei diese federnde Abstützung im Ausführungsbeispiel durch eine Tellerfeder 27 veranschaulicht ist, die das Stellglied 6 mit Spiel umschließt und radial innen gegen die Ventilplatte 25 und radial außen gegen den Druckkolben 7 abgestützt ist, wobei seitens des Druckkolbens 7 die Tellerfeder 27 in einer stirnseitigen, ringförmigen Ausnehmung 28 liegt und über diese zentriert ist.Opposite to the transmission link 20 boundaries of the pressure piston 7 and the plunger 9 against the bottom plate 16 in particular 2 and 3 show a pressure room 22 on which a preferably under low pressure supply line 31 flows, with the mouth 23 in 2 and 33 in 3 in the pressure chamber side floor area 24 lies and over the Ventilplat te 25 a provided as a check valve plate valve 26 is covered in its closed position. In this closed position is the valve plate 25 spring loaded, this resilient support in the embodiment by a plate spring 27 which illustrates the actuator 6 encloses with play and radially inward against the valve plate 25 and radially outward against the pressure piston 7 supported, being on the part of the pressure piston 7 the plate spring 27 in a frontal, annular recess 28 lies and is centered over these.

Die Ausgestaltung des Plattenventiles 26 in vorgeschilderter Weise ist vorteilhaft, es kann das Plattenventil 26 aber beispielsweise durch eine Ventilplatte 25 gebildet sein, die, in der Wirkung der Tellerfeder 27 entsprechend, mit gegen den Druckkolben 7 ausgestellten Federlaschen versehen ist. Zweckmäßigerweise sind bei einer derartigen Ausgestaltung die Federlaschen in einem Umfangsbereich der Ventilplatte 25 freigeschnitten und ausgestellt, der außerhalb der Überdeckung zur Mündung 23 liegt, so dass auf eine Drehfixierung für die Ventilplatte 25 verzichtet werden kann.The embodiment of the plate valve 26 in an illustrated manner is advantageous, it may be the plate valve 26 but for example by a valve plate 25 be formed, which, in the effect of the diaphragm spring 27 accordingly, with against the pressure piston 7 Issued spring tabs is provided. Appropriately, in such an embodiment, the spring tabs in a peripheral region of the valve plate 25 cut and issued, the outside of the overlap to the mouth 23 lies, allowing for a rotational fixation for the valve plate 25 can be waived.

Über den Umsetzer 5 wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Stellrichtung 29 des Piezostellers 4 bei entsprechender Übersetzung in eine entgegengerichtete Stellrichtung 30 des Stellgliedes 6 umgesetzt, da bei über das Plattenventil 26 als Rückschlagventil gegen die Versorgungsleitung 31 abgesperrten Druckraum 22 der Volumenausgleich eine zum Druckkolben 7 gegenläufige Bewegung des Plungers 9 bedingt und damit eine Verstellung des Stellgliedes 6 in Stellrichtung 30, die der Öffnungsrichtung des nicht gezeigten, vom Stellglied 6 beaufschlagten Ventilgliedes des Steuerventiles 2 entspricht.About the converter 5 is in the embodiment of the invention, the adjustment direction 29 the piezo plate 4 with appropriate translation in an opposite direction 30 of the actuator 6 implemented, as with the plate valve 26 as a check valve against the supply line 31 locked pressure chamber 22 the volume compensation one to the pressure piston 7 opposite movement of the plunger 9 conditionally and thus an adjustment of the actuator 6 in direction of adjustment 30 that is the opening direction of the actuator, not shown 6 acted upon valve member of the control valve 2 equivalent.

Die Anordnung des den Druckkolben 7 gegen den Piezosteller 4 verspannenden Federelementes 11 außerhalb des Druckraumes 22 zwischen Gehäuse 3 bzw. gehäusefester Hülse 12 und Druckkolben 7 ermöglicht eine Minimierung des Volumens des Druckraumes 22, und insbesondere des jeweiligen Kompressionsvolumens, das dem von Einbauteilen freien Volumenanteil des Druckraumes 22 entspricht, zumal durch die Ausbildung des Rückschlagventiles als Plattenventil 26 und die Anordnung desselben im Druckraum 22 in Überdeckung zur Mündung 23 bzw. 33 auch Totraumvolumina zwischen Rückschlagventil und Druckraum 22 entfallen, die dem Kompressionsvolumen zuzurechnen wären, und das Plattenventil 26 bauartbedingt selbst praktisch keine Totraumvolumina bedingt. Aufgrund der Minimierung des Kompressionsvolumens ergibt sich eine Maximierung in der Umsetzung der sehr kleinen Hubwege des Piezostellers 4 bei kleinbauendem hydraulischem Umsetzer 5 sowie eine sehr hohe Verstellgenauigkeit, da sich mit Verringerung des Kompressionsvolumens auch kompressionsbedingte Abweichungen und Streuungen reduzieren.The arrangement of the pressure piston 7 against the piezo plate 4 tensioning spring element 11 outside the pressure room 22 between housing 3 or housing-fixed sleeve 12 and plunger 7 allows a minimization of the volume of the pressure chamber 22 , And in particular of the respective compression volume, the volume of the pressure space free of built-in components 22 corresponds, especially by the formation of the check valve as a plate valve 26 and the arrangement of the same in the pressure chamber 22 in cover to the mouth 23 respectively. 33 also dead space volumes between check valve and pressure chamber 22 omitted, which would be attributable to the compression volume, and the plate valve 26 Due to the design itself practically no dead space volumes due. Due to the minimization of the compression volume results in a maximization in the implementation of the very small stroke paths of the piezoelectric actuator 4 with small hydraulic converter 5 and a very high adjustment accuracy, since with reduction of the compression volume also compression-related deviations and variations reduce.

Mit der Erfindung wird somit ein Kraftstoff-Injektor geschaffen, der eine sehr genaue Dosierung der eingespritzten Kraftstoffmengen ermöglicht, und zwar bei hoher Wiederholgenauigkeit sowie auch kleinem und vereinfachtem Aufbau.With The invention thus provides a fuel injector, the allows a very accurate metering of the injected fuel quantities, and with high repeat accuracy as well as small and simplified Construction.

Eine weitere Vereinfachung und Reduzierung des Bauaufwandes lässt sich im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls auch noch dadurch erreichen, dass die Funktion des Federelementes 11 in der Abstützung des Druckkolbens 7 gegen die Piezosteller 4 vom Federelement 10 mitübernommen wird, sofern dies die Belastungsverhältnisse für das Ventilglied des Steuerventiles zulassen.In the context of the invention, a further simplification and reduction of the construction costs can possibly also be achieved in that the function of the spring element 11 in the support of the pressure piston 7 against the piezosteller 4 from the spring element 10 is taken over, if allowed by the loading conditions for the valve member of the control valve.

Die Mündung 23 bzw. 33 der Versorgungsleitung 31 auf den Druckraum 22 ist in 2 durch den Bohrungsquerschnitt der Versorgungsleitung 31 vorgegeben. Im Rahmender Erfindung liegt es, der Versorgungsleitung auch mehrere auf den Druckraum als Bohrungen ausmündende Abschnitte zuzuordnen.The estuary 23 respectively. 33 the supply line 31 on the pressure room 22 is in 2 through the bore cross section of the supply line 31 specified. In the context of the invention it is to assign the supply line also several opening out to the pressure chamber as holes sections.

3 zeigt demgegenüber eine Lösung, bei der die Mündung 33 der Versorgungsleitung 31 auf den Druckraum 22 als Ringnut bzw. Ringkanal ausgebildet ist, der in der Bodenplatte 16 vorgesehen ist, womit sich für die Versorgungsleitung 31 zum Druckraum 22 ein wesentlich vergrößerter Mündungsquerschnitt ergibt, der sich in Anbetracht der kleinen Hubwege und der dadurch bedingten, sehr flachen Ringspalte zwischen Ventilplatte 25 und Bodenfläche 24 vorteilhaft auswirkt. Dies insbesondere in Verbindung mit schmalen radialen Überdeckungen der Ventilplatte 25 zur Mündung 23 bzw. 33. Anstelle eines Ringkanals oder einer Ringnut können auch mehrere derartige Kanäle oder Nuten vorgesehen sein. Dies auch in Verbindung mit einer Ausgestaltung der Ventilplatte, bei der die Ventilplatte bezogen auf die jeweilige Mündung ringförmige Überdeckungsbereiche aufweist, an die, radial gesehen, frei geschnittene Flächen, zum Beispiel nierenförmiger Ausnehmungen anschließen, so dass die Ventilplatte in Bereichen ohne Dichtfunktion gegebenenfalls im Wesentlichen durchbrochen ist. 3 In contrast, shows a solution in which the mouth 33 the supply line 31 on the pressure room 22 is designed as an annular groove or annular channel, in the bottom plate 16 is provided, bringing with it for the supply line 31 to the pressure room 22 a much enlarged muzzle cross resulting in view of the small strokes and the consequent, very shallow annular gaps between the valve plate 25 and floor space 24 beneficial effect. This especially in connection with narrow radial overlaps of the valve plate 25 to the mouth 23 respectively. 33 , Instead of an annular channel or an annular groove also several such channels or grooves may be provided. This also in connection with an embodiment of the valve plate, in which the valve plate relative to the respective mouth annular cover areas, to which, seen radially, free cut surfaces, for example, kidney-shaped recesses connect, so that the valve plate in areas without sealing function, if necessary substantially is broken.

In den Darstellungen ist die die Ventilplatte 25 des Plattenventiles 26 beaufschlagende Feder als Tellerfeder 27 ausgebildet, die als Druckfeder zwischen dem Druckkolben 7 und der Ventilplatte 25 angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, die Ventilplatte zugbelastet federnd gegen die Bodenplatte 16 zu verspannen, wobei die federnde Verspannung beispielsweise – dies ist nicht gezeigt – über der Ventilplatte zugeordnete und mit dieser verbundene Stelzen erfolgen kann, die in Bohrungen der Bodenplatte, so gegebenenfalls auch Bohrungen der Versorgungsleitung eingreifen und gegen die Bodenplatte federnd verspannt sind. Eine solche Lösung ermöglicht eine weitere Minimierung des Druckraumes.In the illustrations, this is the valve plate 25 the plate valve 26 acting spring as a plate spring 27 formed as a compression spring between the pressure piston 7 and the valve plate 25 is arranged. In the context of the invention, it is also the train valve train loaded resiliently against the bottom plate 16 to brace, the resilient tension, for example - this is not shown - can be done on the valve plate and associated with this stilts, which engage in holes in the bottom plate, so possibly also holes in the supply line and are resiliently clamped against the bottom plate. Such a solution allows a further minimization of the pressure chamber.

Claims

Fuel injector with a control valve acting on the piezoelectric actuator and lying between the piezoelectric actuator and the actuator of the control valve hydraulic converter, the pressure chamber is connected via a counter to the filling direction blocking check valve to a supply line and, each expiring on the pressure chamber, acted upon by the piezoelectric actuator Pressure piston and a guided in the pressure piston, held in contact with the actuator plunger, of which the pressure piston is supported in the direction of the piezoelectric actuator and the plunger resiliently against the pressure piston, wherein the spring support for the pressure piston is outside of the pressure chamber associated volume, characterized in that as check valve a in the pressure chamber ( 22 ), the actuator ( 6 ) enclosing plate valve ( 26 ) and that via the plate valve ( 26 ) controlled mouth ( 33 ) of the supply line ( 31 ) on the pressure chamber ( 22 ) in the pressure piston ( 7 ) opposite bottom zone of the pressure chamber ( 22 ) is arranged.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the plate valve ( 26 ) one the actuator ( 6 ) of the control valve ( 2 ) enclosing valve plate ( 25 ) having.

Fuel injector according to claim 2, characterized in that the valve plate ( 25 ) towards their mouth ( 33 ) of the supply line ( 31 ) shut-off position is spring-loaded.

Fuel injector according to claim 3, characterized in that the valve plate ( 25 ) via a against the pressure piston ( 7 ) supported disc spring ( 27 ) is charged.

Fuel injector according to claim 3, characterized in that the valve plate ( 25 ) with against the pressure piston ( 7 ) issued spring tabs is provided.

Fuel injector according to claim 3, characterized in that the valve plate ( 25 ) in the direction of the mouth to be covered ( 33 ) of the supply line ( 31 ) loading spring means on the mouth ( 33 ) facing side of the valve plate ( 25 ) lie.

Fuel injector according to claim 6, characterized in that the spring means in the valve plate ( 25 ) covered area lie.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the mouth ( 33 ) of the supply line ( 31 ) is formed by at least one annular channel.