DE19857615C1 - Lever translator - Google Patents

Lever translator

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Abstract

Zur Übertragung einer Auslenkung eines Aktors auf ein Stellglied, insbesondere bei einem Einspritzventil, wird ein Hebelübersetzer verwendet, der sich mit Gleitelementen in Kontakt mit dem Aktor und dem Stellglied befindet, wobei die Berührflächen mit den Gleitelementen bzw. mit einem Gegenlager konvex oder konkav gewölbt ausgebildet sind.A lever translator is used to transmit a deflection of an actuator to an actuator, in particular in the case of an injection valve are.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors auf ein Stellglied gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung, im wei­ teren auch als Hebelübersetzer bezeichnet, ist aus der US- 4,101,076 bekannt.The invention relates to a device for transmission a deflection of an actuator on an actuator according to Preamble of claim 1. Such a device, in white teren also called lever translator, is from the US 4,101,076.

In der US-4,101,076 wird ein Einspritzventil beschrie­ ben, das einen piezoelektrischen Aktor aufweist, der mittels eines Hebelübersetzers direkt eine Einspritznadel ansteuert. Der Hebelübersetzer weist zwei unterschiedlich lange Hebel­ arme auf, die im rechten Winkel miteinander verbunden sind. Der kürzere Hebelarm befindet sich in Kontakt mit dem pie­ zoelektrischen Aktor und der längere Hebelarm in Kontakt mit der Einspritznadel. Der Hebelübersetzer ist weiterhin in sei­ nem Winkelbereich am Gehäuse des Einspritzventils abgestützt. Bei einer Auslenkung des piezoelektrischen Aktors wird der Hebelübersetzer um einen Drehpunkt im Winkelbereich gedreht und erzeugt aufgrund der unterschiedlichen Längen der zwei Hebelarme eine größere Auslenkung der Einspritznadel.An injector is described in US-4,101,076 ben, which has a piezoelectric actuator, which means of a lever translator directly controls an injection needle. The lever translator has two levers of different lengths arms that are connected at right angles. The shorter lever arm is in contact with the pie zoelectric actuator and the longer lever arm in contact with the injection needle. The lever translator is still in nem angular range supported on the housing of the injection valve. When the piezoelectric actuator is deflected, the Lever translator rotated around a pivot point in the angular range and created due to the different lengths of the two Lever arms a greater deflection of the injection needle.

Die Form des in der US-4,101,076 eingesetzten Hebelüber­ setzers zeigt nur eine mäßige Steifigkeit, die insbesondere bei hochdynamischen Schaltvorgängen des Einspritzventils zu einer Ungenauigkeit bei der Übertragung der Auslenkung führt. Weiterhin hat der Hebelübersetzer an seinen drei Auflagepunk­ ten am piezoelektrischen Aktor, an der Einspritznadel bzw. am Gehäuse des Einspritzventils nur eine linienförmige Berüh­ rung, so daß sich aufgrund der auftretenden Druckkräfte Ver­ formungen und Spannungen ergeben, die zu einem hohen Ver­ schleiß führen, der wiederum unmittelbar einen Hubverlust be­ wirken kann.The shape of the lever used in U.S. 4,101,076 Setzers shows only moderate stiffness, in particular with highly dynamic switching operations of the injection valve leads to an inaccuracy in the transmission of the deflection. The lever translator also has three points of support ten on the piezoelectric actuator, on the injection needle or on Injector housing only a linear contact tion, so that due to the pressure forces Ver Formations and tensions result in a high ver wear, which in turn immediately causes a stroke loss can work.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich­ tung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors auf ein Stellglied bereitzustellen, die sich durch einen geringen Verschleiß auch bei hochdynamischen Schaltvorgängen auszeich­ net.The object of the present invention is a Vorrich device for transmitting a deflection of an actuator to a Provide actuator, which is characterized by a low  Characterized wear even with highly dynamic switching operations net.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors auf ein Stellglied ermöglicht durch eine gewölbte Formgebung der Berührungsflächen mit dem Aktor, dem Stellglied bzw. einem Gegenlager eine Flächenberührung, wodurch die vertikal wirkenden Druckkräfte großflächig ver­ teilt und damit die daraus resultierenden Verformungen und Verspannungen verringert werden. Dies führt zu einer Reduzie­ rung des Verschleißes beim Hebelübersetzer und damit zu einer zuverlässigen Einhaltung des übertragenen Hubes auch bei den hohen Schaltgeschwindigkeiten und der großen Anzahl von Zy­ klen des Aktors.This object is achieved by the features of claim 1 solved. The inventive device for transmitting a Deflection of an actuator on an actuator enabled by a curved shape of the contact surfaces with the actuator, the actuator or a counter bearing is in contact with the surface, whereby the vertically acting pressure forces ver divides and thus the resulting deformations and Tensions can be reduced. This leads to a reduction wear of the lever translator and thus to one reliable compliance with the transmitted stroke even with the high switching speeds and the large number of Zy cool the actuator.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen dem Hebelübersetzer und dem Aktor bzw. dem Hebelübersetzer und dem Stellglied jeweils Gleitelemente angeordnet, die eine ebene Auflagefläche mit dem Aktor bzw. dem Stellglied bilden, so daß die bei der Drehung des Hebelübersetzers auftretenden Horizontalbewegung zwischen dem Hebelübersetzer und dem Aktor bzw. dem Hebelübersetzer und dem Stellglied durch die großen Reibflächen aufgenommen werden können. Durch diese konstruk­ tive Ausgestaltung wird die Flächenpressung zwischen dem He­ belübersetzer und dem Aktor bzw. dem Hebelübersetzer und dem Stellglied verringert und somit die Verschleißfestigkeit wei­ ter verbessert.According to a preferred embodiment, between the lever translator and the actuator or the lever translator and the actuator each arranged sliding elements, the one form a flat contact surface with the actuator or actuator, so that those occurring when the lever translator rotates Horizontal movement between the lever translator and the actuator or the lever translator and the actuator through the large ones Friction surfaces can be included. By this construct tive design is the surface pressure between the He bel translator and the actuator or the lever translator and the Actuator reduced and thus the wear resistance white ter improved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures explained; show it:

Fig. 1 ein Einspritzventil mit einem erfindungsgemä­ ßen Hebelübersetzer, und Fig. 1 shows an injection valve with a lever translator according to the invention, and

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Hebelübersetzers. Fig. 2 is a detailed illustration of the lever translator shown in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Stellantrieb eines Kraftstoffeinspritzventils, der sich im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1 mit einer stufenartig ausgebildeten Innenbohrung 11, einem piezoelektrischen Aktor 2 und einem Stellglied 3 zusammensetzt. Der piezoelektrische Aktor 2 ist dabei aus mehreren übereinandergestapelten pie­ zoelektrischen Elementen 21 aufgebaut, die in einem als Rohr­ feder ausgebildeten Hohlkörper 22 angeordnet sind. Dieser Hohlkörper 22 ist mit einer Kopfplatte 23 und einer Boden­ platte 24 verbunden, wobei die aufeinandergestapelten pie­ zoelektrischen Aktorelemente 21 mit einer definierten Kraft von vorzugsweise 800 bis 1000 N vorgespannt werden. Zum An­ steuern des piezoelektrischen Aktors 2 sind die Aktorelemente 21 leitend mit aus der Kopfplatte 23 hervorstehenden Kontakt­ stiften (nicht gezeigt) verbunden, die in einem auf dem Aktor aufgesetzten Aktoranschluß 4 mit einer Spannung belegt wer­ den, wodurch eine Längsdehnung beim piezoelektrischen Aktor 2 hervorgerufen wird. Fig. 1 shows schematically a cross section through an actuator of a fuel injection valve, which is composed essentially of a valve housing 1 with a step-like inner bore 11 , a piezoelectric actuator 2 and an actuator 3 . The piezoelectric actuator 2 is constructed from several stacked pie zoelectric elements 21 which are arranged in a hollow body 22 designed as a tubular spring. This hollow body 22 is connected to a top plate 23 and a bottom plate 24 , the stacked pie zoelectric actuator elements 21 being biased with a defined force of preferably 800 to 1000 N. To control the piezoelectric actuator 2 , the actuator elements 21 are conductively connected with pins protruding from the top plate 23 (not shown), which are connected to a voltage on the actuator connector 4 , which causes a longitudinal expansion of the piezoelectric actuator 2 becomes.

Der piezoelektrische Aktor 2 ist weiter in einem Aktor­ gehäuse 25 angeordnet, das am oberen Ende der stufig ausge­ bildeten Innenbohrung 11 im Ventilgehäuse 1 fest eingespannt ist. Hierbei wird das Aktorgehäuse 25 auf eine ringförmig um­ laufende Auflagescheibe 51 gedrückt, die wiederum mit einer ringförmig umlaufenden Einstellscheibe 52 gegen einen Absatz an der Innenbohrung 11 abgestützt ist. Das Aktorgehäuse 25 wird dabei von einer Hohlschraube 12 festgehalten, die an ei­ nem um das Aktorgehäuse 25 umlaufenden Spannring 26 angreift und mit dem Ventilgehäuse 1 verschraubt ist.The piezoelectric actuator 2 is further arranged in an actuator housing 25 which is firmly clamped in the valve housing 1 at the upper end of the stepped inner bore 11 . In this case, the actuator housing 25 is pressed onto a ring-shaped support disk 51 , which in turn is supported with a ring-shaped adjusting disk 52 against a shoulder on the inner bore 11 . The actuator housing 25 is held by a hollow screw 12 which engages on egg NEM around the actuator housing 25 clamping ring 26 and is screwed to the valve housing 1 .

Die Bodenplatte 24 des piezoelektrischen Aktors 2 ist mittig mit einem vorzugsweise kreisrunden Aufsatz 241 verse­ hen. Um diesen Aufsatz 241 herum ist, fest mit der Boden­ platte 24 verbunden, eine scheibenförmige Membran 6 angeord­ net, die sich von der Bodenplatte 24 bis zur Innenwandung des Ventilgehäuses 1 erstreckt. Die scheibenförmige Membran 6 wird dabei in ihrem Außenbereich zwischen der Auflagescheibe 51 und dem Aktorgehäuse 25 festgehalten. Die Membran 6 dient dazu, den piezoelektrischen Aktor 2 vor einer Leckage von Kraftstoff aus dem Einspritzventil zu schützen.The bottom plate 24 of the piezoelectric actuator 2 is hen in the middle with a preferably circular attachment 241 verses. Around this attachment 241 is firmly connected to the bottom plate 24 , a disc-shaped membrane 6 angeord net, which extends from the bottom plate 24 to the inner wall of the valve housing 1 . The disk-shaped membrane 6 is held in its outer region between the support disk 51 and the actuator housing 25 . The membrane 6 serves to protect the piezoelectric actuator 2 from leakage of fuel from the injection valve.

Die durch Elektrostriktion erzeugte Auslenkung des pie­ zoelektrischen Aktors 2 wird von einem Hebelübersetzer 8 auf ein Stellglied 3 übertragen. Der Hebelübersetzer 8 steht da­ bei über ein erstes Gleitelement 9 mit dem Aufsatz 241 der Bodenplatte 24 und über ein zweites Gleitelement 10 mit einem Ventilkolben 31 des Stellglieds 3 in Verbindung. Der Hebel­ übersetzer 8 ist von der Einstellscheibe 52 eingefaßt und mit einem weiteren Schenkel auf einer unterhalb der Einstell­ scheibe 52 angeordneten Gegenlagerscheibe 53, die auf einem in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 ausgebildeten Ab­ satz aufliegt, abgestützt.The deflection of the piezoelectric actuator 2 generated by electrostriction is transmitted from a lever translator 8 to an actuator 3 . The lever translator 8 is connected to the top 241 of the base plate 24 via a first sliding element 9 and to a valve piston 31 of the actuator 3 via a second sliding element 10 . The lever translator 8 is enclosed by the shim 52 and, supported by another leg on a disk below the setting 52 is arranged counter-bearing plate 53, which rests on a set formed in the inner bore 11 of the valve housing 1 Ab.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hebel­ übersetzer 8 mit dem ersten Gleitelement 9 und dem zweiten Gleitelement 10 sowie Teilen der Gegenlagerscheibe 53 und des Ventilkolbens 31. Der Hebelübersetzer 8 ist im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, wobei die seitlichen Begrenzungs­ flächen weitgehend der Form eines Dreiecks mit einer abge­ platteten Spitze und abgerundeten Ecken entspricht. Die Drei­ ecksform sorgt für eine hohe Steifigkeit des Hebelübersetzers 8 gegen Verformungen und Verspannungen. Die scheibenförmige Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Herstellung, da sich die Konturen des Hebelübersetzers in einfacher Weise in eine Stange einschleifen lassen. Der Hebelübersetzer 8 kann dann durch Abschneiden von Scheiben aus dieser Stange hergestellt werden. Dieses Verfahren ermöglicht weiterhin mit einer hohen Genauigkeit die Herstellung identischer Hebelübersetzer. Fig. 2 shows a perspective view of the lever translator 8 with the first sliding element 9 and the second sliding element 10 and parts of the thrust washer 53 and the valve piston 31 . The lever translator 8 is substantially disc-shaped, the lateral boundary surfaces largely correspond to the shape of a triangle with a flattened tip and rounded corners. The triangular shape ensures a high rigidity of the lever translator 8 against deformation and tension. The disk-shaped design enables simple manufacture, since the contours of the lever translator can be easily ground into a rod. The lever translator 8 can then be produced by cutting disks from this rod. This method also enables the production of identical lever translators with a high degree of accuracy.

Der Hebelübersetzer 8 ist an seiner dem piezoelektri­ schen Aktor 2 zugeordneten abgeplatteten Dreieckspitze mit einer halbkreisförmigen Nut 81 versehen, in die das zwischen dem piezoelektrischen Aktor 2 und dem Hebelübersetzer 8 ange­ ordnete Gleitelement 9 eingreift. Dieses erste Gleitelement 9 hat, wie die Nut 81 im Hebelübersetzer 8, im wesentlichen die Form eines mittig durchgeschnittenen geraden Kreiszylinders, wobei die Form einer Mantelfläche 91 an die Form der Nut 81 angepaßt ist. Eine Rückfläche 92 des ersten Gleitelements 9 ist im wesentlichen eben ausgebildet und liegt, wie Fig. 1 zeigt, am Aufsatz 241 des Aktorbodens 24 an.The lever translator 8 is provided on its flattened triangular tip assigned to the piezoelectric actuator 2 with a semicircular groove 81 into which the sliding element 9 arranged between the piezoelectric actuator 2 and the lever translator 8 engages. This first sliding element 9 , like the groove 81 in the lever translator 8 , essentially has the shape of a straight circular cylinder cut through in the middle, the shape of a lateral surface 91 being adapted to the shape of the groove 81 . A rear surface 92 of the first sliding element 9 is essentially flat and, as shown in FIG. 1, bears on the attachment 241 of the actuator base 24 .

An einer Basisfläche des Hebelübersetzers 8 im Bereich der abgerundeten Enden sind weiterhin jeweils ein halbkreis­ förmiger Höcker 82, 83 ausgebildet, die im wesentlichen die Form eines mittig durchgeschnittenen geraden Kreiszylinders aufweisen. Der erste Höcker 82 greift in eine im zweiten Gleitelement 10 ausgebildete halbkreisförmige Nut 101 ein, deren Form an die Außenform des ersten Höckers 82 angepaßt ist. Eine der Nut 101 am zweiten Gleitelement 10 gegenüber­ liegende Rückfläche 102 ist im wesentlichen eben ausgebildet und liegt auf einer Stirnfläche 311 des Ventilkolbens 31 auf. Der zweite Höcker 83 am Hebelübersetzer 8 greift in eine in der Gegenlagerscheibe 53 ausgebildete Nut 531 ein, wobei die Form der Nut 531 an die Außenform des zweiten Höckers 83 an­ gepaßt ist. Die innenliegende Kante 532 der Gegenlagerscheibe 53 ist weiterhin so abgerundet, daß sie eine Drehbewegung des Hebelübersetzers 8 um den Höcker 83 nicht behindert.On a base surface of the lever translator 8 in the region of the rounded ends, a semicircular bumps 82 , 83 are also each formed, which essentially have the shape of a straight circular cylinder cut through in the middle. The first bump 82 engages in a semicircular groove 101 formed in the second sliding element 10 , the shape of which is adapted to the outer shape of the first bump 82 . A rear surface 102 opposite the groove 101 on the second sliding element 10 is essentially flat and rests on an end surface 311 of the valve piston 31 . The second protuberance 83 engages the lever transmission 8 a in an opening formed in the thrust bearing disc 53 groove 531, wherein the shape of the groove is fitted to the outer shape of the second bump 83 at the 531st The inner edge 532 of the thrust washer 53 is also rounded in such a way that it does not hinder a rotary movement of the lever translator 8 around the hump 83 .

Der in Fig. 1 dargestellte Stellantrieb mit einem He­ belübersetzer 8, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, funktioniert wie folgt:The actuator shown in Fig. 1 with a Bel translator 8 , as shown in Fig. 2, works as follows:

Bei einer Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 2 be­ wirkt die durch Elektrostriktion hervorgerufene Längsdehnung des Aktors, daß die Bodenplatte 24 in die Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 vorgeschoben wird, wobei sich die Membran 6 ausdehnt. Dabei drückt der Aufsatz 241 am Aktorboden 24 gegen die Rückfläche 92 am ersten Gleitelement 9. Das erste Gleit­ element 9 überträgt diesen Druck mit seiner Mantelfläche 91 weiter auf die Nut 81 im Hebelübersetzer 8, wodurch sich der Hebelübersetzer 8 um einen Drehpunkt, der senkrecht über der Berührfläche zwischen dem zweiten Höcker 83 und der Nut 531 in der Gegenlagerscheibe 53 liegt, dreht. Durch diese Drehbe­ wegung wird über den ersten Höcker 82 Druck auf die Nut 101 im zweiten Gleitelement 10 ausgeübt, der von der Rückfläche 102 des zweiten Gleitelements 10 weiter auf die Stirnfläche 311 des Ventilkolbens 31 übertragen wird, wodurch der Ventil­ kolben 31 tiefer in die Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 vorgeschoben wird. Die Bewegung des Ventilkolbens 31 des Stellgliedes 3 kann dann im Kraftstoffeinspritzventil z. B. zum Öffnen einer Einspritznadel (nicht gezeigt) genutzt wer­ den.When the piezoelectric actuator 2 is actuated, the longitudinal expansion of the actuator caused by electrostriction causes the base plate 24 to be pushed into the inner bore 11 of the valve housing 1 , the membrane 6 expanding. The attachment 241 on the actuator base 24 presses against the rear surface 92 on the first sliding element 9 . The first sliding element 9 transmits this pressure with its lateral surface 91 on the groove 81 in the lever translator 8 , whereby the lever translator 8 is about a pivot point that is perpendicular to the contact surface between the second bump 83 and the groove 531 in the counter bearing plate 53 , turns. By this Drehbe movement 82 pressure on the groove 101, is exerted on the second sliding member 10 via the first bump is further transmitted from the rear surface 102 of the second sliding member 10 on the end face 311 of the valve piston 31 whereby the valve piston 31 deeper into the inner bore 11 of the valve housing 1 is advanced. The movement of the valve piston 31 of the actuator 3 can then in the fuel injector z. B. used to open an injection needle (not shown) who the.

Das Übersetzungsverhältnis der Aktorbewegung auf die Ventilkolbenbewegung wird durch ein Verhältnis des ersten ef­ fektiven Abstands b zwischen dem zweiten Höcker 83, der in der Nut 531 der Gegenlagerscheibe 53 angeordnet ist, und dem ersten Höcker 82, der in der Nut 101 der zweiten Gleitele­ ments 10 sitzt, zum effektiven Abstand a zwischen dem zweiten Höcker 83 und der Nut 81, in das das erste Gleitelement 9 eingreift, bestimmt. Hierdurch kann die Auslenkung des pie­ zoelektrischen Aktors 2 in eine vergrößerte Auslenkung des Ventilkolbens 31 umgesetzt werden.The transmission ratio of the actuator movement to the valve piston movement is determined by a ratio of the first effective distance b between the second bump 83 , which is arranged in the groove 531 of the thrust washer 53 , and the first bump 82 , which is in the groove 101 of the second sliding element 10 sits, determined for the effective distance a between the second bump 83 and the groove 81 , in which the first sliding element 9 engages. As a result, the deflection of the piezoelectric actuator 2 can be converted into an enlarged deflection of the valve piston 31 .

Wesentlich für die erfindungsgemäße Auslegung des Hebel­ übersetzers 8 ist es, eine große Fläche bei der Kraftüber­ tragung vom piezoelektrischen Aktor 2 auf den Hebelübersetzer 8 und vom Hebelübersetzer 8 weiter auf das Stellglied 3 zu erreicht. Dies wird durch die konvex bzw. konkav gewölbten Kontaktflächen in der Nut 81 sowie an dem ersten Höcker 82 und dem zweiten Höcker 83 erreicht, die für eine große Flä­ chenberührung und damit eine Verringerung der Flächenpressung sorgen.Essential to the inventive design of the lever 8, it is the translator, a large area in the power transfer from the piezoelectric actuator 2 on the lever booster 8 and from the booster lever 8 further on the actuator 3 to be achieved. This is achieved by the convexly or concavely curved contact surfaces in the groove 81 and on the first bump 82 and the second bump 83 , which ensure a large surface contact and thus a reduction in the surface pressure.

Durch den Einsatz des ersten Gleitelements 9 zwischen dem Hebelübersetzer 8 und dem piezoelektrischen Aktor 2 bzw. des zweiten Gleitelements 10 zwischen dem Hebelübersetzer 8 und dem Stellglied 3 wird weiterhin die aufgrund der Drehbe­ wegung des Hebelübersetzers 8 auftretende horizontale Ver­ schiebung der Kontaktbereiche des Hebelübersetzers 8 mit dem Aufsatz 241 der Aktorbodenplatte 24 bzw. der Stirnfläche 311 des Ventilkolbens 31 durch diese Gleitelemente aufgenommen. Die Horizontalverschiebung erfolgt dann zwischen der am Auf­ satz 241 anliegende Rückfläche 92 des ersten Gleitelements 9 und der an der Stirnfläche 311 des Ventilkolbens 31 auflie­ genden Rückfläche 102 des zweiten Gleitelements 10. Aufgrund der großen Reibflächen tritt jedoch nur eine geringe Flächen­ pressung auf, so daß sich der aufgrund von Spannungen und Verformungen hervorgerufene Verschleiß wesentlich reduzieren läßt. Weiterhin wird durch die Zwischenschaltung des ersten Gleitelements 9 zwischen dem piezoelektrischen Aktor 2 und dem Hebelübersetzer 8 und des zweiten Gleitelements 10 zwi­ schen dem Hebelübersetzer 8 und dem Stellglied 3 gewähr­ leistet, daß bei jeder Winkellage des Hebelübersetzers 8 eine Flächenberührung in der Nut 81 bzw. am ersten Höcker 82 bei der Kraftübertragung stattfindet, wodurch sich die Flächen­ pressung und damit der Verschleiß am Hebelübersetzer 8 weiter verringern lassen. Dies führt angesichts der hohen Kräfte, die auf den Hebelübersetzer 8 wirken, sowie die großen Schaltgeschwindigkeiten bei Kraftstoffeinspritzventilen zu einer wesentlichen Verbesserung.Through the use of the first sliding member 9 between the lever transmission 8 and the piezoelectric actuator 2 and the second sliding member 10 between the lever transmission 8 and the actuator 3 will continue by virtue of the Drehbe the lever translator movement 8 occurring horizontal Ver shift of the contact portions of the lever translator 8 the top 241 of the actuator base plate 24 or the end face 311 of the valve piston 31 is received by these sliding elements. The horizontal displacement is then carried out between the on to block 241 abutting rear face 92 of the first sliding member 9 and the auflie on the end face 311 of the valve piston 31 constricting rear surface 102 of the second sliding member 10th Due to the large friction surfaces, however, only a small surface pressure occurs, so that the wear caused by tensions and deformations can be significantly reduced. Furthermore, the interposition of the first sliding element 9 between the piezoelectric actuator 2 and the lever translator 8 and the second sliding element 10 between the lever translator 8 and the actuator 3 ensures that, for each angular position of the lever translator 8, a surface contact in the groove 81 or on the first hump 82 takes place during the power transmission, whereby the surface pressure and thus the wear on the lever translator 8 can be further reduced. In view of the high forces acting on the lever translator 8 and the high switching speeds in fuel injection valves, this leads to a significant improvement.

Alternativ zu der in Fig. 2 dargestellten halbzylinder­ förmigen Ausgestaltung der Berührungsflächen in der Nut 81 sowie an den Höckern 82, 83 könnte auch eine Ausgestaltung in Form von Kugelmantelabschnitten erfolgen. Je nach konstrukti­ ver Ausgestaltung des Einspritzventils könnten jedoch auch nur die Nut oder einer der Höcker in Form eines Kugelman­ telabschnitts ausgebildet werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, einen der beiden Höcker 81, 82 bzw. beide Höcker am Hebelübersetzer 8 durch eine Nut zu ersetzen bzw. statt der Nut 81 am Hebelübersetzer 8 einen Höcker auszuführen.As an alternative to the semi-cylindrical configuration of the contact surfaces in the groove 81 and on the bumps 82 , 83 shown in FIG. 2, an embodiment in the form of spherical jacket sections could also take place. Depending on the design of the injection valve, however, only the groove or one of the humps could be formed in the form of a Kugelman section. Furthermore, there is also the possibility of replacing one of the two cusps 81 , 82 or both cusps on the lever translator 8 with a groove or of executing a cusp instead of the groove 81 on the lever translator 8 .

Alternativ zu der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausfüh­ rungsform kann, wenn nur ein geringer Hub übertragen wird und darüber hinaus ein ausreichendes Spiel vorhanden ist, die Bo­ denplatte 24 des Aktors 2 über einen Höcker direkt in die Nut 81 am Hebelübersetzer 8 bzw. der erste Höcker 82 am Hebel­ übersetzer 8 in eine Nut in der Stirnfläche 311 des Ventil­ kolbens 31 eingreifen, wodurch für eine ausreichende Berühr­ fläche und damit eine geringe Flächenpressung gesorgt ist. Statt der in Fig. 1 gezeigten Anordnung mit einem Hebelüber­ setzer besteht auch die Möglichkeit, zwei oder mehrere Hebel­ übersetzer zwischen dem piezoelektrischen Aktor 2 und dem Stellglied 3 zu verwenden. Für eine reibungsfreie Ansteuerung des Stellglieds ist jedoch bei der Anordnung von mehreren He­ belübersetzern darauf zu achten, daß die Kraft vom Aktor mit­ tig oder gleichmäßig verteilt auf das Stellglied übertragen wird, damit kein Drehmoment im Stellglied auftritt. Hierzu werden die Hebelübersetzer vorzugsweise symmetrisch zu einer Mittelachse durch das Stellglied ausgerichtet.As an alternative to the embodiment shown in FIGS . 1 and 2, if only a small stroke is transmitted and there is also sufficient play, the bottom plate 24 of the actuator 2 via a hump can be directly inserted into the groove 81 on the lever translator 8 or the first hump 82 on the lever translator 8 engage in a groove in the end face 311 of the valve piston 31 , so that there is sufficient contact area and thus a low surface pressure is ensured. Instead of the arrangement shown in FIG. 1 with a lever translator, there is also the possibility of using two or more lever translators between the piezoelectric actuator 2 and the actuator 3 . For a smooth control of the actuator, however, when arranging several He bel translators make sure that the force is transmitted from the actuator with tig or evenly distributed to the actuator so that no torque occurs in the actuator. For this purpose, the lever translators are preferably aligned symmetrically to a central axis by the actuator.

Claims (7)

1. Vorrichtung, insbesondere für ein Ventil eines Kraft­ stoffeinspritzsystems zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors (2) auf ein Stellglied (3) mit einem Übertragungsele­ ment (8), das einen ersten, zweiten und dritten Auflagebe­ reich (81, 82, 83) aufweist, wobei der erste Auflagebereich (81) sich in Kontakt mit einem ersten Berührbereich (91), der dem Aktor zugeordnet ist, der zweite, vom ersten beabstandete Auflagebereich (82) sich in Kontakt mit einem zweiten Berühr­ bereich (101), der dem Stellglied zugeordnet ist, und der dritte, vom ersten und zweiten beabstandete Auflagebereich (83) sich in Kontakt mit einem dritten Berührbereich (531), der einem festen Gegenlager (53) zugeordnet ist, befindet und wobei das Übertragungselement so angeordnet ist, dass die Auslenkung des Aktors durch eine Drehbewegung des Übertra­ gungselements um einen Drehpunkt auf das Stellglied vergrö­ ßert übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite und dritte Auflagebereich (81, 82, 83) jeweils einen konvex oder konkav gewölbten Oberflächenbereich aufweisen, die in einen zugehörigen entgegengesetzt konkav o­ der konvex gewölbten Oberflächenbereich im ersten, zweiten bzw. dritten Berührbereich (91, 101, 531) eingreifen, wobei die einander zugehörigen Oberflächenbereiche in ihren Radien zur Verringerung der Flächenpressung aneinander angepasst sind.1. Device, in particular for a valve of a fuel injection system for transmitting a deflection of an actuator ( 2 ) to an actuator ( 3 ) with a transmission element ( 8 ), the first, second and third Auflagebe rich ( 81 , 82 , 83 ) The first contact area ( 81 ) is in contact with a first contact area ( 91 ), which is assigned to the actuator, the second contact area ( 82 ), which is spaced apart from the first contact area, is in contact with a second contact area ( 101 ), which Actuator is assigned, and the third, from the first and second spaced support area ( 83 ) is in contact with a third contact area ( 531 ) which is associated with a fixed counter-bearing ( 53 ), and wherein the transmission element is arranged so that the deflection the actuator by a rotary movement of the transmission element by a pivot point is transferred to the actuator enlarged, characterized in that the first, second un d third contact areas ( 81 , 82 , 83 ) each have a convex or concave curved surface area which engage in an associated oppositely concave o the convex curved surface area in the first, second or third contact area ( 91 , 101 , 531 ), the two associated surface areas are adapted to each other in their radii to reduce the surface pressure. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Berührbereich (91) Teil eines Gleitelements (9) ist, das eine ebene Auflagefläche (92) aufweist, die sich in Kontakt mit einer ebenen Berührfläche (241) am Aktor (2) befindet.2. Device according to claim 1, characterized in that the first contact area ( 91 ) is part of a sliding element ( 9 ) which has a flat contact surface ( 92 ) which is in contact with a flat contact surface ( 241 ) on the actuator ( 2 ) located. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der zweite Berührbereich (101) Teil eines Gleitelements (10) ist, das eine ebene Auflagefläche (102) aufweist, die sich in Kontakt mit einer ebenen Berührfläche (311) am Stellglied (3) befindet.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second contact area ( 101 ) is part of a sliding element ( 10 ) which has a flat bearing surface ( 102 ) which is in contact with a flat contact surface ( 311 ) on the actuator ( 3 ) located. 4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav oder konvex gewölbte Oberflä­ chenbereiche an den ersten, zweiten und dritten Auflageberei­ chen (81, 82, 83) des Übertragungselements (8) und die zuge­ hörigen entgegengesetzt konvex oder konkav gewölbten Oberflä­ chenbereichen an den ersten, zweiten und dritten Berührberei­ chen (91, 101, 531) jeweils entweder die Form eines Zylinder­ mantelabschnitts oder die Form eines Kugelmantelabschnitts aufweisen.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the concave or convex curved surface areas at the first, second and third support areas ( 81 , 82 , 83 ) of the transmission element ( 8 ) and the associated opposite convex or concave curved surface areas on the first, second and third contact areas ( 91 , 101 , 531 ) each have either the shape of a cylindrical jacket section or the shape of a spherical jacket section. 5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) im Quer­ schnitt im wesentlichen eine Dreiecksform aufweist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission element ( 8 ) has a triangular shape in cross section substantially. 6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (8) scheibenför­ mig ausgebildet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmission element ( 8 ) is disc-shaped. 7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) ein Piezoaktor ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuator ( 2 ) is a piezo actuator.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10154576C1 (en) * 2001-11-07 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Fuel injector for direct fuel injection IC engine has control space for operation of jet needle vented under control of magnetic valve positioned above control space within injector body
WO2004016939A1 (en) * 2002-07-20 2004-02-26 Robert Bosch Gmbh Piezoelectric actuator module and method for assembling a piezoelectric actuator module
DE10308613A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-16 Siemens Ag Valve with a lever, lever and method for producing a lever
WO2004109087A1 (en) 2003-06-11 2004-12-16 Westport Research Inc. Valve device and method for injecting a gaseous fuel
DE102008054646A1 (en) 2008-12-15 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve for air-compressing self-igniting internal combustion engine i.e. diesel engine, has transition piece with front side facing both contact surface of guide plate and front side of plunger rod
DE102011090200A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Lever and injector
DE102011090196A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Lever and injector
DE102005025138B4 (en) * 2005-06-01 2013-12-05 Continental Automotive Gmbh metering valve
DE102010063246B4 (en) * 2010-12-16 2015-12-03 Continental Automotive Gmbh Drive device for an injection valve and injection valve

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19939523B4 (en) 1999-08-20 2004-02-26 Robert Bosch Gmbh Valve for controlling liquids
DE10254186A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-17 Siemens Ag Injector with a directly driven register nozzle needle for fuel injection into an internal combustion engine
FR2944064A3 (en) * 2009-04-03 2010-10-08 Renault Sas Fluid i.e. pressurized fuel, injecting device for internal combustion engine, has lever subjected to movement of actuator for amplifying opening and closing strokes of flap, where lever is arranged between actuator and needle
CN112459941B (en) * 2020-11-05 2021-11-12 上海工程技术大学 Piezoelectric type common rail oil injector for directly controlling opening and closing of oil nozzle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101076A (en) * 1975-04-03 1978-07-18 Teledyne Industries, Inc. Piezoelectric fuel injector valve
DE3909893A1 (en) * 1989-03-25 1990-09-27 Bosch Gmbh Robert ELECTROMAGNETICALLY ACTUABLE VALVE
DE19714486A1 (en) * 1997-04-08 1998-10-22 Siemens Ag Motion transmitter from actuator to regulator e.g. for vehicle engine fuel injector

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6607178B1 (en) * 1997-09-29 2003-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Thrust device, fuel injection valve having such a device, and method for manufacturing a thrust transfer element
DE19757659C1 (en) * 1997-12-23 1999-06-17 Siemens Ag Fuel injection valve with compensation surface e.g. for motor vehicle IC engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101076A (en) * 1975-04-03 1978-07-18 Teledyne Industries, Inc. Piezoelectric fuel injector valve
DE3909893A1 (en) * 1989-03-25 1990-09-27 Bosch Gmbh Robert ELECTROMAGNETICALLY ACTUABLE VALVE
DE19714486A1 (en) * 1997-04-08 1998-10-22 Siemens Ag Motion transmitter from actuator to regulator e.g. for vehicle engine fuel injector

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10154576C1 (en) * 2001-11-07 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Fuel injector for direct fuel injection IC engine has control space for operation of jet needle vented under control of magnetic valve positioned above control space within injector body
CN100385108C (en) * 2002-07-20 2008-04-30 罗伯特-博希股份公司 Piezoelectric actuator module and method for assembling a piezoelectric actuator module
WO2004016939A1 (en) * 2002-07-20 2004-02-26 Robert Bosch Gmbh Piezoelectric actuator module and method for assembling a piezoelectric actuator module
DE10308613A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-16 Siemens Ag Valve with a lever, lever and method for producing a lever
WO2004109087A1 (en) 2003-06-11 2004-12-16 Westport Research Inc. Valve device and method for injecting a gaseous fuel
US7225790B2 (en) 2003-06-11 2007-06-05 Westport Power Inc. Valve device and method for injecting a gaseous fuel
DE10326707B3 (en) * 2003-06-11 2005-01-27 Westport Germany Gmbh Valve device and method for injecting gaseous fuel
DE102005025138B4 (en) * 2005-06-01 2013-12-05 Continental Automotive Gmbh metering valve
DE102008054646A1 (en) 2008-12-15 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve for air-compressing self-igniting internal combustion engine i.e. diesel engine, has transition piece with front side facing both contact surface of guide plate and front side of plunger rod
DE102010063246B4 (en) * 2010-12-16 2015-12-03 Continental Automotive Gmbh Drive device for an injection valve and injection valve
DE102011090200A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Lever and injector
DE102011090196A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Lever and injector
US9376993B2 (en) 2011-12-30 2016-06-28 Continental Automotive Gmbh Lever device and a fuel injection valve
US9500169B2 (en) 2011-12-30 2016-11-22 Continental Automotive Gmbh Lever device and a fuel injection valve

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FR2787144B1 (en) 2005-09-16
FR2787144A1 (en) 2000-06-16

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