DE19708304A1 - Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung und Einspritzventil mit einer Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. und Ein­ spritzventile mit einer Vorrichtung zur Übertragung einer Be­ wegung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 6 und 7.

Eine Vorrichtung zur Kraftübertragung wird beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik dazu eingesetzt, um in einem Ein­ spritzventil die Bewegung eines piezoelektrischen Aktors auf ein Stellglied zu übertragen, wobei das Stellglied beispiels­ weise ein Servoventil öffnet, das wiederum das Öffnen und das Schließen eines Einspritzventiles steuert.

Aus EP 0 477 400 A1 ist eine Anordnung für einen in Hubrich­ tung wirkenden adaptiven Toleranzausgleich für den Wegtrans­ formator eines piezoelektrischen Aktors bekannt, bei der die Auslenkung eines Aktors 1 über eine Hydraulikkammer 2 auf ei­ nen Hubkolben 3 übertragen wird. Für einen mechanischen Tole­ ranzausgleich ist die Hydraulikkammer 2 über einen Kanal 16 mit einer Ausgleichskammer 17 verbunden.

Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, eine besonders kom­ pakte und einfach zu montierende Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung eines Aktors bereit zu stellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1, durch die Merkmale des Anspruchs 6 und durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung beruht darin, daß die Druckkammer und die Ausgleichskammer in einem kompakten Ge­ häuse eingebracht sind, und daß sich das Gehäuse zwischen dem Aktor und dem Stellglied befindet. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Fertigung der Vorrichtung, insbesondere für ein Einspritzventil möglich. Das Gehäuse mit der Vorrich­ tung zur Kraftübertragung ist vormontiert und wird bei der Fertigung in das Gehäuse des Einspritzventiles eingelegt.

Vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weiterhin ist es von Vorteil, in der Ausgleichskammer ein Druckmittel vorzusehen, das das Übertragungsmedium in der Ausgleichskammer mit einem vorgebbaren Druck beaufschlagt.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Kraftübertragung ohne Hubüber­ setzung,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Kraftübertragung mit einer Fe­ der als Druckmittel und

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Kraftübertragung mit Hubüber­ setzung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil eines Einspritzventiles mit einem Piezoaktor 1 und einem Servoventil 4. Der Piezoak­ tor 1 ist in ein Gehäuse 12 eingebracht und zwischen einem oberen Anschlag 13 und einem Übertragungsmodul 2 in Längs­ richtung des Einspritzventiles angeordnet. Der Piezoaktor 1 ist über Steuerleitungen 23 mit einem Ansteuermittel 27 ver­ bunden, mit dem die Länge des Piezoaktors 1 einstellbar ist. Vorzugsweise besteht der Piezoaktor 1 aus einem Stapel von Piezoelementen, mit dem eine größere Auslenkung erreicht wird.

Der obere Anschlag 13 ist über ein Schraubgewinde 40 mit dem Gehäuse 12 verbunden und kann je nach der gewünschten Vor­ spannung des Piezoaktors 1 in der Längsrichtung des Gehäuses 12 positioniert werden. Das Übertragungsmodul 2 ist im we­ sentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist eine Druck­ kammer 5 auf, die von einer ersten Membran 6 begrenzt ist. Im Übertragungsmodul 2 ist eine Verbindungsbohrung 10, die eine Drosselwirkung aufweist, angeordnet. Die Verbindungsbohrung 10 verbindet die erste Druckkammer 5 mit einer Ausgleichskam­ mer 7, die ebenfalls in das Übertragungsmodul 2 eingebracht ist. Die Ausgleichskammer 7 ist durch eine vorgespannte Fe­ derplatte 8 abgeschlossen. Die Druckkammer 5 ist mindestens teilweise mit einem Übertragungsmedium, beispielsweise einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt, die eine geringe Kompressibili­ tät aufweist. Vorzugsweise sind die Druckkammer 5 und die Ausgleichskammer 7 mit dem Übertragungsmedium vollständig ge­ füllt. Anstelle der Federplatte 8 können auch andere Mittel vorgesehen sein, die den Druck des Übertragungsmediums in der Ausgleichskammer 7 vorgeben, wie z. B. eine elastische Mem­ bran. Die Mittel sind vorzugsweise so ausgebildet, daß bei einem Zufluß von Übertragungsmedium in die Ausgleichskammer 7 der Druck in der Ausgleichskammer 7 erhöht wird.

Das Übertragungsmodul 2 ist von einer Führungshülse 11 umge­ ben, die im Einspritzventilgehäuse 12 eingebracht ist und die über eine Tellerfeder 14 in Längsrichtung des Einspritzventi­ les gegen das Gehäuse 12 vorgespannt ist. Das Übertragungsmo­ dul 2 liegt in einem kreisförmigen Randbereich auf einer ringförmigen Lagerfläche 34 der Führungshülse 11 auf. Die Tellerfeder 14 ist gegen einen ringförmig umlaufenden ersten Anschlag 30, der in das Gehäuse 12 eingebracht ist, gestützt. Das Übertragungsmodul 2 und die Führungshülse 11 sind in der Längsrichtung des Einspritzventiles gegen die Tellerfeder 14 verschiebbar angeordnet.

Das Übertragungsmodul 2 ist vorzugsweise in zwei getrennte Bauteile aufgeteilt. Das erste Bauteil ist eine Grundplatte 45, in die die Verbindungsbohrung 10 eingebracht ist, und mit der die erste Membran 6 und die Federplatte 8 verbunden sind. Als zweites Bauteil ist eine Abdeckplatte 46 vorgesehen, die über der Federplatte 8 angeordnet ist und an den Piezoaktor 1 anliegt. Vorzugsweise ist eine entsprechend dem Endbereich des Piezoaktors 1 ausgebildete Ausnehmung in die Abdeckplatte eingebracht, in der der Endbereich des Piezoaktors 1 einge­ bracht ist. Die Abdeckplatte 46 liegt vorzugsweise auf einer umlaufenden Ringfläche auf der Grundplatte 45 auf und weist eine Ausnehmung 9 auf, die einen Raum für eine Auswölbung der Federplatte 8 bereitstellt.

Der ersten Membran 6 ist ein Antriebskolben 3 zugeordnet, der von einer Feder 15 gegen einen unteren Anschlag 16 vorge­ spannt ist. Der untere Anschlag 16 ist über eine Schraubver­ bindung 42 mit dem Gehäuse 12 verbunden und somit in der Längsrichtung justierbar angeordnet. Der untere Anschlag 16 weist die Form eines Hohlzylinders auf, in dessen zylinder­ förmiger Ausnehmung der Antriebskolben 3 beweglich geführt ist. Der Antriebskolben 3 weist unterhalb des unteren An­ schlags 16 einen Ansatzring 17 auf, der einen größeren Durch­ messer als der Hohlzylinder des unteren Anschlags 16 auf­ weist. Zudem ist die Feder 15, die als Zylinderfeder ausge­ bildet ist und im unteren Bereich den Antriebskolben 3 um­ faßt, zwischen eine Anschlagfläche 31 und den Ansatzring 17 eingespannt. Damit wird der Ansatzring 17 gegen den unteren Anschlag 16 gedrückt. Der untere Anschlag 16 gibt somit die Ruheposition des Antriebskolbens 3 vor.

Der Antriebskolben 3 geht an seinem unteren Ende in eine An­ steuernadel 32 über, die sich durch einen Entlastungsraum 44 bis zu einem Ventilsitz 35 eines Servoventiles erstreckt. Der Entlastungsraum 44 steht mit einer im Gehäuse 12 eingebrach­ ten Entlastungsleitung 43 in Verbindung.

Als Schließglied ist eine Kugel 4 vorgesehen, die von einer Ventilfeder 33 gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Das Servo­ ventil dient zur Ansteuerung einer Einspritznadel, mit der die Einspritzung einer Brennkraftmaschine gesteuert wird.

Bei der Fertigung des Einspritzventiles erfolgt eine Vorju­ stierung des Piezoaktors 1, des Übertragungsmoduls 2 und des Antriebkolbens 3 über den oberen Anschlag 13 und den unteren Anschlag 16. Dabei wird der Piezoaktor 1, das Übertragungsmo­ dul 2 und der Antriebskolben 3 derart justiert, daß das Ser­ voventil 4 bei einer Nichtansteuerung des Piezoaktors 1 ge­ schlossen ist und der Piezoaktor 1 am Übertragungsmodul 2 mit einer vorgegebenen Vorspannung und der Antriebskolben 3 an der ersten Membran 6 anliegt.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Fig. 1 näher erläu­ tert: Im Ruhezustand ist der Piezoaktor 1 nicht angesteuert und das Schließglied 4 sitzt auf dem Ventilsitz 35 auf. Wei­ terhin liegen der Piezoaktor 1 und der Antriebskolben 3 an gegenüberliegenden Seiten des Übertragungsmoduls 2 an, wobei der Antriebskolben 3 an der ersten Membran 6 anliegt. In der Ruheposition ist der Piezoaktor 1 durch die Tellerfeder 14 über die Führungshülse 11 und das Übertragungsmodul 2 gegen den oberen Anschlag 13 vorgespannt. Der Antriebskolben 3 ist durch die Feder 15 gegen den unteren Anschlag 16 gedrückt, der so eingestellt ist, daß der Antriebskolben 3 an der er­ sten Membran 6 anliegt.

Wird nun der Piezoaktor 1 angesteuert, so drückt der Piezoak­ tor 1 das gesamte Übertragungsmodul 2 gegen die Federkraft der Tellerfeder 14 in Richtung auf den Antriebskolben 3, so daß über die erste Membran 6 und das in der Druckkammer 5 be­ findliche Übertragungsmedium ein Druck auf den Antriebskolben 3 ausgeübt wird.

Der Antriebskolben 3 wird dabei gegen die Federkraft der Spannfeder 15 in Richtung auf das Schließglied 4 verschoben, so daß das Schließglied 4 von der Ansteuernadel 32 vom Ven­ tilsitz 35 abgehoben wird. Dadurch wird ein Druckraum, der die Einspritznadel des Einspritzventils mit Hochdruck beauf­ schlagt, mit dem Entlastungsraum 44 und der Entlastungslei­ tung 42 verbunden, so daß der Druck im Druckraum sinkt und die Einspritznadel vom zugeordneten Ventilsitz abhebt und die Einspritzung beginnt.

Wird die Ansteuerung des Piezoaktors 1 beendet, so verkürzt sich der Piezoaktor 1 und das Übertragungsmodul 2 und die Führungshülse 11 werden von der Tellerfeder 14 in Richtung auf den Piezoaktor 1 verschoben. Der Antriebskolben 3 wird von der Feder 15 vom Schließglied 4 weggeschoben, so daß das Schließglied 4 von der Ventilfeder 33 wieder auf den zugeord­ neten Ventilsitz 35 gedrückt wird. Damit wird die Verbindung des Druckraumes mit der Entlastungsleitung 43 abgebrochen und die Ventilnadel wieder mit Hochdruck beaufschlagt, so daß die Ventilnadel auf den zugeordneten Ventilsitz gedrückt wird und somit die Einspritzung endet.

Die Justierung des piezoelektrischen Aktors 1, des Übertra­ gungsmoduls 2 und des Antriebskolbens 3 wird bei einem neuen Einspritzventil und bei einer vorgegebenen Temperatur vorge­ nommen. Ergibt sich nun durch Verschleiß oder durch eine Tem­ peraturveränderung, daß die Justierung nicht mehr paßt, so wird durch das Übertragungsmodul 2 eine automatische Justie­ rung erreicht.

Vorzugsweise ist dazu sowohl die Druckkammer 5 als auch die Ausgleichskammer 7 vollständig mit dem Übertragungsmedium ge­ füllt und der Antriebskolben 3 in der Ruheposition des Piezo­ aktors 1 gegen die erste Membran 6 vorgespannt, so daß das Übertragungsmedium in der Druckkammer 5 und in der Aus­ gleichskammer 7 unter einem vorgegebenen Druck steht.

Verkürzt sich nun der Piezoaktor 1 ohne Ansteuerung in der Ruhestellung aufgrund von thermischen Einflüssen oder von Al­ terungserscheinungen gegenüber dem Gehäuse 12, so wird von der Federplatte 8 über die Drossel 10 von der Ausgleichskam­ mer 7 Übertragungsmedium in den Druckraum 5 gedrückt, so daß die erste Membran 6 in Richtung auf den Antriebskolben 3 be­ wegt wird und somit der Antriebskolben 3 trotz der Verkürzung des Piezoaktors 1 an der ersten Membran 6 anliegt.

Wird jedoch der Abstand zwischen dem Piezoaktor 1 und dem An­ triebskolben 3 verkleinert, so wird die erste Membran 6 durch den Antriebskolben 3 eingedrückt, so daß Übertragungsmedium über die Drossel 10 in die Ausgleichskammer 7 gegen die Fe­ derkraft der Federplatte 8 gedrückt wird. Als Folge davon liegt auch in diesem Fall der Antriebskolben 3 immer an der ersten Membran 6 an.

Die Drossel 10 ist vorzugsweise derart in Bezug auf das Über­ tragungsmedium zu dimensionieren, daß während einer gewöhnli­ chen Ansteuerung des Antriebskolbens 3 nur sowenig Übertra­ gungsmedium in die Ausgleichskammer 7 abfließt, daß die An­ steuerung des Antriebskolbens nicht beeinträchtigt ist. Bei­ spielsweise wird mit dem Antriebskolben 3 ein Servoventil ei­ nes Einspritzventiles oder eine Düsennadel eines Einspritz­ ventiles angesteuert. In diesen Beispielen muß die Drossel 10 derart dimensioniert sein, daß während der Ansteuerzeiten für das Servoventil oder während der Ansteuerzeiten für die Dü­ sennadel nur unwesentlich Übertragungsmedium in die Aus­ gleichskammer 7 abfließt. Die Ansteuerzeiten liegen dabei im Bereich von Millisekunden, vorzugsweise zwischen 0 ms und 10 ms. Schnelle Ansteuerzeiten liegen bei 0,1 bis 1 ms.

Liegen jedoch zeitlich lang andauernde Druckunterschiede zwi­ schen der Druckkammer 5 und der Ausgleichskammer 7 vor, die eine Zeitdauer von einer Sekunde bis zu Minuten andauern, so wird Übertragungsmedium über die Drossel 10 zwischen der Aus­ gleichskammer 7 und der Druckkammer 5 ausgetauscht. Dies ist insbesondere bei thermischen Ausdehnungsunterschieden und ei­ nem allmählichen Verschleiß der Fall.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen dem Einspritzventil der Fig. 1 entspricht, wobei jedoch an Stelle der Federplatte 8 eine zweite Membran 20 zur Abgrenzung der Ausgleichskammer 7 vorgesehen ist. Die zweite Membran 20 weist einen Druckstempel 21 auf, der über eine Druckfeder 22 gegen das Übertragungsmodul 2, insbesonde­ re gegen die Abdeckplatte 46, gespannt ist. Auf diese Weise wirkt der Auslenkung der zweiten Membran 20 aus ihrer Ruhela­ ge die Federkraft der Druckfeder 22 entgegen. Somit wird der in der Druckkammer 5 und in der Ausgleichskammer 7 vorherr­ schende Druck des Übertragungsmediums durch die Federkraft der Druckfeder 22 eingestellt. Damit wird auch von der Druck­ feder 22 und der Drossel 10 ein Justageausgleich dadurch er­ reicht, daß die Druckkammer 5 mit einem Übertragungsmedium gefüllt ist, das einen entsprechenden Druck aufweist, so daß die erste Membran 6 immer an Antriebskolben 3 anliegt. Auf diese Weise wird entsprechend Fig. 1 eine automatische Ju­ stierung erreicht.

Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Teil eines Einspritzventiles mit einem Piezoaktor 1, der über einen Stempel 29 auf ein Übertragungsmodul 2 und einen Antriebskolben 3 einwirkt. Das in Fig. 3 dargestellt Einspritzventil unterscheidet sich von den Einspritzventilen der Fig. 2 und 1 in der Art der Kraftübertragung vom Piezoaktor 1 zum Antriebskolben 3. Dazu ist anliegend an den Piezoaktor 1 ein Stempel 29 im Gehäuse 12 vorgesehen, der in Längsrichtung des Gehäuses 12 ver­ schiebbar gegen eine Tellerfeder 14 gelagert ist. Die Teller­ feder 14 spannt über den Stempel 29 den Piezoaktor 1 gegen den oberen Anschlag 13 vor, der über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuse 12 in der Längsrichtung verstellbar verbunden ist. Die Tellerfeder 14 stützt sich gegen das Übertragungsmo­ dul 2, das auf einem unteren, in Längsrichtung des Gehäuse 12 verstellbar ausgebildeten, Anschlag 16 aufliegt. Der untere Anschlag 16 ist über eine Schraubverbindung 42 mit dem Gehäu­ se 12 verbunden. Der untere Anschlag 16 weist mittig eine zy­ linderförmige Ausnehmung auf, in der der Antriebskolben 3 in Längsrichtung beweglich gelagert ist. Der Antriebskolben 3 wird von einer Spiralfeder 15, die an einer Seite an einem Ansatzring 17 des Antriebkolbens 3 und an der anderen Seite am Gehäuse 12 anliegt, gegen den unteren Anschlag 16 vorge­ spannt, wobei die Spiralfeder 15 den Antriebskolben 3 umfaßt.

Das Übertragungsmodul 2 weist nun im Vergleich zu den Über­ tragungsmodulen der Fig. 1 und 2 eine zweite Druckkammer 28 auf, die dem Stempel 29 zugeordnet ist, und die über eine dritte Membran 26 abgeschlossen ist, wobei die dritte Membran 26 dem Stempel 29 zugeordnet ist. Die zweite Druckkammer 28 ist über zwei Leitungen 25 mit der ersten Druckkammer 5 ver­ bunden. Es können auch eine oder mehrere Leitungen 25 vorge­ sehen werden. In einer einfachen Ausführung ist eine Leitung 25 ausreichend. Die Druckkammer 5 ist über eine erste Membran 6 abgeschlossen, die dem Antriebskolben 3 zugeordnet ist. Die Leitungen 25 sind jeweils im Randbereich des Übertragungsmo­ duls 2 vorgesehen und derart ausgebildet, daß das in der Druckkammer 5 und der zweiten Druckkammer 28 befindliche Übertragungsmedium nahezu ohne Druckverlust zwischen der zweiten Druckkammer 28 und der Druckkammer 5 ausgetauscht werden kann.

Vorzugsweise sind sowohl die zweite Druckkammer 28, die Lei­ tungen 25, die erste Druckkammer 5 und die Ausgleichskammer 7 vollständig mit dem Übertragungsmedium gefüllt. In einer ein­ facheren, weniger vorteilhaften Ausführung sind die zweite Druckkammer 28, die Druckkammer 5 und die Ausgleichskammer 7 nur teilweise mit dem Übertragungsmedium gefüllt.

Die Druckkammer 5 ist über eine Verbindungsbohrung 10, die als Drossel ausgebildet ist, mit der Ausgleichskammer 7 ver­ bunden. Die Ausgleichskammer 7 ist mit einer Membran mit Fe­ derwirkung, in diesem Fall eine Federplatte 8, abgeschlossen. Anstelle der Federplatte 8 kann jedoch auch, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein anderes Mittel verwendet werden, mit dem der Druck in der Ausgleichskammer und das Volumen der Aus­ gleichskammer auf vorgebbare Werte einstellbar ist.

Die Anordnung nach Fig. 3 funktioniert folgendermaßen: In der Ruheposition wird der Piezoaktor 1 von der Tellerfeder 14 über den Stempel 29 gegen den oberen Anschlag 13 vorgespannt. Die Tellerfeder 14 stützt sich über das Übertragungsmodul 2' und den unteren Anschlag 16 gegen das Gehäuse 12 ab.

Das Übertragungsmodul 2 liegt mit der dritten Membran 26 an der kreisförmigen Druckfläche des Stempels 29 an. Zudem liegt das Übertragungsmodul 2 auf der ringförmigen Auflagefläche 36 des unteren Anschlages 16 auf. Der Antriebskolben 3 wird mit seiner kreisförmigen Kolbenfläche 37 gegen die erste Membran 6 gedrückt und das Schließglied 4 wird von der Ventilfeder 33 auf den zugeordneten Ventilsitz 35 gedrückt.

Wird nun der Piezoaktor 1 von den Ansteuermitteln 27 über die Ansteuerleitungen 23 angesteuert, so verlängert sich der Pie­ zoaktor 1, so daß als Folge davon der Stempel 29 gegen die Federkraft der Tellerfeder 14 in Richtung auf das Übertra­ gungsmodul 2 ausgelenkt wird. Das Übertragungsmodul 2 ist je­ doch von dem unteren Anschlag 16 in der Position festgelegt, so daß es der Längsbewegung des Stempels 29 nicht folgen kann. Als Folge davon wird die dritte Membran 26 von dem Stempel 29 mit der kreisförmigen Stempelfläche 38 nach unten eingedrückt, so daß als Folge davon das in der zweiten Druck­ kammer 28 befindliche Übertragungsmedium über die Leitungen 25 in die Druckkammer 5 gepreßt wird. Dadurch wird die erste Membran 6 in Richtung auf den Antriebskolben 3 ausgelenkt und somit der Antriebskolben 3 gegen die Federkraft der Feder 15 in Richtung auf das Schließglied 4 bewegt. Als Folge davon wird das Schließglied 4 durch die Ansteuernadel 32 vom Ven­ tilsitz 35 gegen die Kraft der Ventilfeder 33 abgehoben.

Zwischen der Druckkammer 5 und der Ausgleichskammer 7 besteht zwar eine Verbindung über die Verbindungsbohrung 10, diese ist jedoch als Drossel derart ausgebildet, daß kurzzeitige Druckerhöhungen in der Druckkammer 5 zu einem nur sehr gerin­ gen Abfluß von Übertragungsmedium in die Ausgleichskammer 7 führen. Zumindest sind die Drossel 10 und das Übertragungsme­ dium derart aufeinander abgestimmt, daß für die Zeiten, in denen der Piezoaktor 1 zur Ansteuerung des Schließgliedes 4 angesteuert wird, nur eine geringe Menge an Übertragungsmedi­ um in die Ausgleichskammer 7 fließt, so daß die Ansteuerung des Schließgliedes nicht beeinflußt wird.

Nach einem Abschalten der Ansteuerung des Piezoaktors 1 ver­ kürzt sich der Piezoaktor 1, so daß der Stempel 29 von der Tellerfeder 14 in Richtung auf den Piezoaktor 1 verschoben wird. Infolge der über den Antriebskolben 3 auf die Membran 6 einwirkenden Kraft der Feder 15 fließt Übertragungsmedium aus der ersten Druckkammer 5 durch die Leitungen 25 in die zwei­ te Druckkammer 28, so daß die erste und dritte Membran 6, 26 wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren.

Als Folge der Bewegung des Antriebskolbens 3 in Richtung auf das Übertragungsmodul 2 wird das Schließglied 4 von der Ven­ tilfeder 33 wieder auf den zugeordneten Ventilsitz 35 ge­ drückt wird. Das während der Ansteuerung des Piezoaktors 1 in die Ausgleichskammer 7 geflossene Übertragungsmedium wird von der Federplatte 8 über die Drossel 10 wieder zurück in die Druckkammer 5 gedrückt. Auf diese Weise wird wieder die vor­ gegebene Ruheposition erreicht.

Ergibt sich nun aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten oder aus Verschleißerscheinungen, daß sich der Piezoaktor 1, der Stempel 29, das Übertragungs­ modul 2, oder der Antriebskolben 3 gegenüber der voreinge­ stellten Justage verändern, so wird diese Dejustage durch das Übertragungsmodul 2 automatisch ausgeglichen. Verschiebt sich zum Beispiel der Piezoaktor 1 und der Stempel 29 gegenüber der voreingestellten Position in Richtung auf den Antriebs­ kolben 3, so wird als Folge davon die dritte Membran 26 an­ dauernd eingewölbt, so daß das Übertragungsmedium von der zweite Druckkammer 28 in die Druckkammer 5 gedrückt wird. Die erste Membran 6 der Druckkammer 5 wird von dem Antriebskolben 3 durch die Federkraft der Feder 15 von einer Durchbiegung in Richtung auf den Antriebskolben 3 behindert. Als Folge des hohen Druckes in der Druckkammer 5 fließt Übertragungsmedium in die Ausgleichskammer 7 gegen die Federkraft der Federplat­ te 8 ab. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch bei der vor­ liegenden Dejustage der Antriebskolben 3 in seiner vorgegebe­ nen Position bleibt und das Schließglied 4 nicht vom Ventil­ sitz 35 abgehoben wird.

Wird nun der vorgegebene Abstand zwischen dem Stempel 29 und dem Antriebskolben 3 vergrößert, so besteht die Gefahr, daß entweder der Stempel 29 und/oder der Antriebskolben 3 nicht mehr auf der dritten Membran 26 beziehungsweise auf der er­ sten Membran 6 aufliegen. Dies wird jedoch dadurch verhin­ dert, daß aus der Ausgleichskammer 7 Übertragungsmedium durch die Verbindungsbohrung 10 in die Druckkammer 5 und über die Leitungen 25 in die zweite Druckkammer 28 fließt. Auf diese Weise wird auch bei dieser Dejustage gewährleistet, daß der Stempel 29 und der Antriebskolben 3 direkt über das Übertra­ gungsmedium in Wirkverbindung miteinander stehen.

Die Federkraft der Federplatte 8, die Federkraft der ersten Membran 6 und der dritten Membran 26, sowie der Querschnitt der Verbindungsbohrung 10, also auch das Übertragungsmedium und der Füllstand der Druckkammer 5, der Leitungen 25, der zweiten Druckkammer 28 und der Ausgleichskammer 7 sind ent­ sprechend den Gegebenheiten anzupassen, damit eine automati­ sche Justage erreicht wird.

Die Stempelfläche 38, mit der der Stempel 29 an der dritten Membran 26 anliegt, ist vorteilhafter Weise größer als die Kolbenfläche 37, mit der der Antriebskolben 3 an der ersten Membran 6 anliegt. Auf diese Weise wird eine Hubübersetzung zwischen der Auslenkung des Piezoaktors 1 und der Auslenkung des Antriebkolbens 3 erreicht. Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Fläche der dritten Membran 26 größer ist, als die Fläche der ersten Membran 6, so daß schon über die unterschiedlich großen Flächen der ersten Membran 6 und der dritten Membran 26 eine Hubübersetzung zwischen der Auslenkung des Piezoak­ tors 1 und der Auslenkung des Antriebkolbens 3 erreicht wird.

Das Übertragungsmodul 2 weist im Randbereich Dichtringe 18 auf, die den Piezoaktor 1 gegenüber dem Antriebskolben 3 und dem Schließglied 4 dicht abschließen.

Die Anordnung der Fig. 3 bietet den Vorteil, daß bei einer Übertragung der Auslenkung des Piezoaktors 1 zum Antriebskol­ ben 3 das Übertragungsmodul nicht bewegt wird, sondern die Auslenkung direkt über die erste und die dritte Membran 6, 26 und das Übertragungsmedium übertragen wird. Auf diese Weise werden nur geringe Massen bewegt, so daß eine schnelle Bewe­ gungsübertragung insbesondere für die Ansteuerung eines Ein­ spritzventiles möglich ist.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Teile der Einspritz­ ventile sind rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse 19 auf­ gebaut.

Eine vorteilhafte Justierung eines Einspritzventiles entspre­ chend Fig. 1 oder 3 wird dadurch erreicht, daß der obere An­ schlag 13 in Richtung auf den Antriebskolben 3 verstellt wird und somit der Druck des Piezoaktors 1 über das Übertragungs­ modul 2 auf den Antriebskolben 3 erhöht wird. Gleichzeitig wird der Piezoaktor 1 wechselweise von dem Ansteuermittel 27 angesteuert, so daß sich der Piezoaktor 1 abwechselnd verlän­ gert und verkürzt. Gleichzeitig wird das Öffnungsverhalten des Servoventils 35, 4 gemessen und bei einem optimalen An­ steuerverhalten das Einschrauben des oberen Anschlages 13 ge­ stoppt. Die Justierung bietet vor allem Vorteile bei flexi­ blen Membranen 6, 8, 26, die eine progressive Kennlinie der Federkraft in bezug auf den Federweg aufweisen. Systeme mit entsprechenden Membranen sind im allgemeinen aufwendig zu ju­ stieren. Das beschriebene Verfahren ermöglicht jedoch eine einfache und präzise Einstellung. Vorzugsweise erfolgt sowohl das Einschrauben und die Ansteuerung des Piezoaktors 1 und das Messen des Öffnungsverhaltens des Servoventils 35, 4 auto­ matisch über eine entsprechend ausgebildete Prüfvorrichtung.

In einer Weiterführung der Erfindung wird anstelle des Öff­ nungsverhaltens des Servoventils 35, 5 das Einspritzverhalten des Einspritzventils gemessen, das vom Servoventil angesteu­ ert wird. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die vom Ein­ spritzventil während eines Einspritzvorganges abgegebene Kraftstoffmenge gemessen wird. Auf diese Weise wird auf ein­ fache Weise eine optimale Justierung des Einspritzventiles erreicht.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung mit einer Druckkammer (5), die mit einem Übertragungsmedium mindestens teilweise gefüllt ist, und die mindestens teilweise von einem ersten flexiblen Element (6) begrenzt ist, mit einer Ausgleichskammer (7), die über eine Verbindung (10) mit der Druckkammer (5) verbunden ist, wobei die Verbindung (10) und das Übertragungsmedium derart ausgebildet sind, daß kurzzeitige Druckunterschiede zwischen dem Druck in der Druckkammer (5) und dem Druck in der Ausgleichskammer (7) kaum und zeitlich lang anhaltende Druckunterschiede nahezu vollständig ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckkammer (5) und die Ausgleichskammer (7) in einem Übertragungsmodul (2) eingebracht sind, und daß die Ausgleichskammer (7) mit Mittel (8; 20, 21, 22) in Wirkverbindung steht, die den Druck in der Ausgleichskammer (7) und das Volumen der Ausgleichskammer (7) vorgeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Druckkammer (28) im Übertragungsmodul (2) vorgesehen ist, die mindestens teilweise mit dem Übertragungsmedium gefüllt ist,
daß die zweite Druckkammer (28) mit der ersten Druckkammer (5) in Verbindung steht,
daß die zweite Druckkammer (28) durch ein zweites, mindestens teilweise, flexibles Element (26) begrenzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche, mit der das erste flexible Element (6) die erste Druckkammer (5) begrenzt, unterschiedlich zu der Fläche ist, mit der das zweite flexible Element (26) die zweite Druckkammer (28) begrenzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel eine flexible Membran (8) vorgesehen ist, die die Ausgleichskammer (7) wenigstens teilweise begrenzt, und die den Druck in der Ausgleichskammer (7) und das Volumen der Ausgleichskammer (7) einstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel eine wenigstens teilweise flexible Membran (20) vorgesehen ist, die die Ausgleichskammer (7) begrenzt, daß Federmittel (22) vorgesehen sind, die in Wirkverbindung mit der Membran (20) stehen, und die einer Auslenkung der Membran (20) entgegenwirken.

6. Einspritzventil mit einem Aktor (1) und einem Stellglied (3), die durch ein Übertragungsmodul (2) miteinander in Wirkverbindung stehen mit folgenden Merkmalen:
das Übertragungsmodul (2) weist eine Druckkammer (5) auf, die mit einem Übertragungsmedium gefüllt ist und von einer ersten flexiblen Membran (6) begrenzt ist;
das Übertragungsmodul (2) weist eine Ausgleichskammer (7) auf, die über eine Verbindung (10) mit der Druckkammer (5) verbunden ist;
die Verbindung (10) und das Übertragungsmedium sind derart ausgebildet, daß kurzzeitige Druckunterschiede zwischen dem Druck in der Druckkammer (5) und dem Druck in der Ausgleichskammer (7) kaum und zeitlich lang anhaltende Druckunterschiede nahezu vollständig ausgeglichen werden;
der Aktor (1) ist einer oberen Seite des Übertragungsmoduls (2) zugeordnet;
das Stellglied (3) ist dem ersten flexiblen Element (6) an der unteren Seite des Übertragungsmoduls (2) zugeordnet;
das Übertragungsmodul (2) ist im Gehäuse (12) des Einspritzventils beweglich angeordnet, so daß bei einer Bewegung des Aktors (1) in Richtung auf das Übertragungsmodul (2) das Übertragungsmodul (2) im Gehäuse (12) in Richtung auf das Stellglied (3) verschoben und die Bewegung des Aktors (1) mindestens teilweise über eine Bewegung des Übertragungsmoduls (2) auf das Stellglied (3) übertragen wird.

7. Einspritzventil mit einem Aktor (1) und einem Stellglied (3), die durch ein Übertragungsmodul (2) miteinander in Wirkverbindung stehen mit folgenden Merkmalen:
das Übertragungsmodul (2) weist eine Druckkammer (5) auf, die mit einem Übertragungsmedium gefüllt ist und von einer ersten flexiblen Membran (6) begrenzt ist;
das Übertragungsmodul (2) weist eine Ausgleichskammer (7) auf, die über eine Verbindung (10) mit der Druckkammer (5) verbunden ist;
die Verbindung (10) und das Übertragungsmedium sind derart ausgebildet, daß kurzzeitige Druckunterschiede zwischen dem Druck in der Druckkammer (5) und dem Druck in der Ausgleichskammer (7) kaum und zeitlich lang anhaltende Druckunterschiede nahezu vollständig ausgeglichen werden;
das Übertragungsmodul (2) weist eine zweite Druckkammer (28) auf, die von einem zweiten flexiblen Element (26) begrenzt ist;
die erste und die zweite Druckkammer (5, 28) sind über eine Leitung (25) miteinander verbunden;
der Aktor (1) ist dem zweiten flexiblen Element (26) zugeordnet;
das Stellglied (3) ist dem ersten flexiblen Element (6) zugeordnet;
das Übertragungsmodul (2) ist in der Bewegungsrichtung des Aktors (1) festgelegt, so daß bei einer Bewegung des Aktors (1) in Richtung auf das Übertragungsmodul (2) das Übertragungsmodul (2) im Gehäuse (12) feststeht und die Bewegung des Aktors (1) über das erste flexible Element (6), das Übertragungsmedium und das zweite flexible Element (26) auf das Stellglied (3) übertragen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsmodul (2) über Mittel mit Federwirkung (14) mit dem Gehäuse (12) verbunden ist.

9. Verfahren zur Justierung eines Aktors (1) und eines Stellgliedes (3) und eines Übertragungsmoduls (2) in einem Einspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Stellglied (3) in Wirkverbindung mit einem Schließglied (4) eines Ventiles steht, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Aktor (1) zeitlich intermittierend angesteuert wird,
• - daß gleichzeitig über Einstellmittel (13, 40) die Position des Aktors (1) in Richtung auf das Übertragungsmodul (2) verändert wird,
• - daß in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Aktors (1) das Öffnungsverhalten des Ventiles überprüft wird, und
• - daß die Justierung beendet ist, wenn das Ventil ein vorgegebenes Öffnungs- und Schließverhalten aufweist.