DE19956256B4

DE19956256B4 - Idle stroke setting between an actuator and a transmission element of a valve in a fuel injector

Info

Publication number: DE19956256B4
Application number: DE19956256A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beckmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: EP1103718A3; DE50010220D1; EP1103718B1; DE19956256A1; EP1103718A2

Abstract

Verfahren zum Positionieren eines Stellantriebes (19) in einem Injektorkopf (7) eines Kraftstoffinjektors (1) mit einem Ventil (23), wobei der Stellantrieb (19) einen Aktor (21) mit einem Aktorgehäuse (17) und ein im Injektorkopf (7) angeordnetes Übertragungselement (35) zwischen dem Aktor (21) und dem Ventil (23) aufweist, um eine Längsbewegung des Aktors (21) auf das Ventil (23) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet,
dass das Einstellen der Position des Stellantriebes (19) im Kraftstoffinjektor (1) beim Verformen eines Abstandselementes (31) durch einen Pressvorgang mit dem Aktorgehäuse (17) selbst vorgenommen wird; wobei
das plastisch verformbare Abstandselement (31) in den Injektorkopf (7) eingelegt wird;
das Abstandselement (31) entsprechend dem gewünschten Leerhub des Ventils (23) bleibend zusammengepresst wird; und
an dem Abstandselement (31) anliegend das Aktorgehäuse (17) am Injektorkopf (7) befestigt wird.Method for positioning an actuator (19) in an injector head (7) of a fuel injector (1) with a valve (23), the actuator (19) comprising an actuator (21) with an actuator housing (17) and one in the injector head (7) arranged transmission element (35) between the actuator (21) and the valve (23) in order to transmit a longitudinal movement of the actuator (21) to the valve (23), characterized in that
that the position of the actuator (19) in the fuel injector (1) is deformed when a spacer element (31) is deformed by a pressing process with the actuator housing (17) itself; in which
the plastically deformable spacer element (31) is inserted into the injector head (7);
the spacer element (31) is permanently pressed together in accordance with the desired idle stroke of the valve (23); and
the actuator housing (17) is fastened to the injector head (7) in contact with the spacer element (31).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren eines Stellantriebes in einem Kraftstoffinjektor, eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens und einen Kraftstoffinjektor mit einem Stellantrieb.The invention relates to a method for positioning an actuator in a fuel injector, a device for performing of such a method and a fuel injector with a Actuator.

Bei der Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen werden Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei denen mit hohen Einspritzdrücken und schnellen Schaltgeschwindigkeiten gearbeitet wird. Bei diesem Speichereinspritzsystem wird Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher gefördert, von dem aus der Kraftstoff mit Hilfe von Kraftstoffinjektoren in Brennkraftmaschinen eingespritzt wird. Der Kraftstoffinjektor weist ein Einspritzventil auf, das von einem Servoventil geöffnet und geschlossen wird, um den zeitlichen Verlauf des Einspritzvorganges in die Brennkammer festzulegen. Das Servoventil wird dabei von einem elektrisch angesteuerten Aktor, insbesondere von einem Piezo-Aktor, betätigt. Bei einem derartigen Piezo-Aktor wird durch Anlegen von elektrischer Spannung eine Längsdehnung hervorgerufen. Diese wird auf das Servoventil übertragen, das wiederum das Einspritzventil steuert. Damit die im μm-Bereich liegende Längsdehnung des Piezo-Aktors das Servoventil geeignet betätigen kann, wird diese Längsdehnung z. B. mechanisch durch einen im Kraftstoff gelagerten Hebelübersetzer oder hydraulisch durch einen Druckraum verstärkt.When fueling from Internal combustion engines use memory injection systems those with high injection pressures and fast switching speeds. With this The storage injection system uses a high-pressure pump to fuel the vehicle conveyed into a high pressure accumulator, from which the fuel with the help of fuel injectors Internal combustion engines is injected. The fuel injector points an injection valve that is opened by a servo valve and is closed to the time course of the injection process in the combustion chamber. The servo valve is one electrically controlled actuator, in particular from a piezo actuator, actuated. In such a piezo actuator is by applying electrical Tension a longitudinal stretch caused. This is transferred to the servo valve, which in turn is the Injector controls. This means the longitudinal elongation in the μm range of the piezo actuator can actuate the servo valve appropriately, this longitudinal expansion z. B. mechanically by a lever translator mounted in the fuel or hydraulically reinforced by a pressure chamber.

Um die für einen optimalen Verbrennungsverlauf erforderlichen schnellen Schaltgeschwindigkeiten und kleinen Einspritzmengen beim Kraftstoffinjektor erzielen zu können, ist es erforderlich, den Kraftstoffinjektor sehr genau einzustellen. Dies gilt insbesondere für den sich zwischen dem Piezo-Aktor und dem Servoventil ergebenden Leerhub im Kraftstoffinjektor.In order for an optimal combustion process required fast switching speeds and small injection quantities to achieve with the fuel injector, it is necessary adjust the fuel injector very precisely. This is especially true for the resulting idle stroke between the piezo actuator and the servo valve in the fuel injector.

Diese Leerhubeinstellung wird gemäß dem Stand der Technik bisher so vorgenommen, dass die genaue Anordnung der einzelnen Komponenten des Kraftstoffinjektors, insbesondere deren Abstände zueinander, rechnerisch aus den Abmessungen dieser Komponenten ermittelt werden. Hierzu muss jede Komponente einzeln vermessen werden. Nach dem Ausmessen wird der Leerhub dann durch zwischen dem Injektorgehäuse und dem Aktorgehäuse angeordnete Einstellscheiben eingestellt, die lediglich minimale Toleranzen aufweisen dürfen und deshalb aufwendig zu fertigen sind. Um den so eingestellten Leerhub zu prüfen, ist es erforderlich, den Kraftstoffinjektor zusammenzubauen und unter Betriebsbedingungen zu testen. Falls Funktionsfehler festgestellt werden, muss der Kraftstoffinjektor nach dem Testlauf wieder zerlegt werden. Dann müssen die Einstellscheiben eventuell aufwendig nachgearbeitet oder ausgetauscht werden.This idle stroke setting is according to the status the technology so far made so that the exact arrangement of the individual components of the fuel injector, in particular their distances to each other, calculated from the dimensions of these components become. To do this, each component must be measured individually. To The empty stroke is then measured by between the injector housing and the actuator housing arranged shims, the minimal Tolerances and are therefore difficult to manufacture. At the idle stroke set in this way to consider, it is necessary to assemble the fuel injector and to test under operating conditions. If malfunctions are found the fuel injector must be dismantled after the test run become. Then have to the shims may be reworked or replaced become.

Aus der DE 44 31 128 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Einstellung des Restluftspalts zwischen Kern und Anker eines elektromagnetisch betätigten Einspritzventils bekannt, wobei durch ein Eingriff eines Verformungswerkzeugs am äußeren Umfang des Ventilgehäuses eine Verformung des Ventilgehäuses stattfindet, bis ein bestimmter Wert der gleichzeitig gemessenen dynamischen Durchflussmenge erreicht wird. Hierbei verändert sich die Größe des Restluftspaltes zwischen Kern und Anker und somit die Magnetkraft, so dass die Mediumströmungsmenge beeinflussbar und einstellbar ist.From the DE 44 31 128 A1 For example, a method for adjusting the residual air gap between the core and armature of an electromagnetically actuated injection valve is known, wherein an engagement of a deformation tool on the outer periphery of the valve housing causes the valve housing to deform until a certain value of the simultaneously measured dynamic flow rate is reached. Here, the size of the residual air gap between the core and the armature changes and thus the magnetic force, so that the medium flow rate can be influenced and adjusted.

Ferner ist aus der DE 195 12 338 A1 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ventilhubs bekannt, bei welcher ein in einem Gehäuse des Ventils voreingestellter Ventilsitz mittels plastischer Verformung axial im Gehäuse verschiebbar ist. Die Vorrichtung verfügt über eine Verstelleinrichtung, welche in Richtung der plastischen Verformung einer Zustellbewegung für ein Verdrückwerkzeug erzeugt, und über eine Messeinrichtung, welche den durch die plastische Verformung des Ventilsitzes veränderbaren Ventilhub ermittelt und mit einem vorgegebenen Sollwertvergleich, wobei die Verstelleinrichtung anhand des Soll-/Istwertvergleichs steuerbar ist.Furthermore, from the DE 195 12 338 A1 a device for adjusting a valve lift is known, in which a valve seat preset in a housing of the valve is axially displaceable in the housing by means of plastic deformation. The device has an adjusting device which generates a feed movement for a pressing tool in the direction of the plastic deformation, and a measuring device which determines the valve lift which can be changed by the plastic deformation of the valve seat and with a predetermined setpoint comparison, the adjusting device using the setpoint / Actual value comparison is controllable.

Die DE 42 11 723 A1 zeigt ein Verfahren, bei dem die Federkraft der Rückstellfeder des Ventilschließglieds verstellt wird und so eine Einstellung des Leerhubs unter der dynamischen Durchflussmenge erfolgt.The DE 42 11 723 A1 shows a method in which the spring force of the return spring of the valve closing member is adjusted and thus an adjustment of the idle stroke takes place under the dynamic flow rate.

Die DE 195 46 361 C2 offenbart ein Kraftstoff-Einspritzventil mit einem Ventilsitzelement, das in einem Düsenhalter gelagert ist und einer Ventilnadel, die um einen vorgegebenen Betrag entlang einer Hauptachse des Düsenhalters bewegbar ist. Der Düsenhalter weist einen dünnwandigen Abschnitt auf, der in einem vorgegebenen Verbindungsbereich mit dem Ventilsitzelement verbunden ist. Das Einstellen des Ankerhubs erfolgt hier mittels eines Verformungsabschnitts im Düsenhalter.The DE 195 46 361 C2 discloses a fuel injector having a valve seat member which is supported in a nozzle holder and a valve needle which is movable along a major axis of the nozzle holder by a predetermined amount. The nozzle holder has a thin-walled section which is connected to the valve seat element in a predetermined connection area. The anchor stroke is set here by means of a deformation section in the nozzle holder.

Die WO 1996 041 947 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem zuerst der Hub eines mit einem Distanzstück montierten Kraftstoff-Einspritzventils gemessen wird. Anschließend erfolgt die Zerlegung des Einspritzventils und das Distanzstück wird auf das für den gewünschten Hub erforderliche Maß verformt. Schließlich wird das Einspritzventil mit dem verformten Distanzstück wieder fertig montiert.WO 1996 041 947 A1 discloses a method in which the stroke of one first assembled with a spacer Fuel injector is measured. Then follows the disassembly of the injector and the spacer on that for the desired Stroke required dimension deformed. Eventually the injector with the deformed spacer is fully assembled again.

Bei dem aus der DE 35 31 153 A1 bekannten Kraftstoff-Einspritzventil erfolgt die Einstellung des Hubes über ein Außengewinde am Magnetkern.The one from the DE 35 31 153 A1 Known fuel injection valve, the stroke is adjusted via an external thread on the magnetic core.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum genauen Positionieren eines Stellantriebes in einem Kraftstoffinjektor, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie einen derartigen Kraftstoffinjektor bereitzustellen.Object of the present invention is a simple method for accurately positioning a Actuator in a fuel injector, a device for execution such a method and such a fuel injector provide.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the features of the independent claims. preferred Embodiments are specified in the dependent claims.

Das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 4 sind besonders einfach realisierbar dann, wenn das Einstellen der Position des Stellantriebes im Injektorgehäuse bereits beim Verformen des Abstandselementes durch den Pressvorgang mit dem Aktorgehäuse selbst vorgenommen werden kann. Um das Aktorgehäuse als Pressstempel verwenden zu können, ist es jedoch erforderlich, ein geeignet hartes Material für das Aktorgehäuse zu verwenden. Dabei wird der Aktor entsprechend dem gewünschten Leerhub angesteuert und das Aktorgehäuse mit dem entsprechend der Ansteuerung ge ringfügig ausgefahrenen Aktor auf das Abstandselement gepresst. Alternativ ist es auch möglich, dass bei ausgebautem Aktor bzw. Aktorgehäuse ein Pressstempel das Abstandselement gemäß dem gewünschten Leerhub des Ventils bleibend zusammenpresst. Dabei ist der Pressstempel derart ausgebildet, dass er bei Erreichen der Einstellung des gewünschten Leerhubes das Übertragungselement gerade berührt bzw. betätigt, wodurch der Press- bzw. Positionierungsvorgang mikrometergenau beendet wird.The method according to claim 1 and the Device according to claim 4 are particularly easy to implement when setting the Position of the actuator in the injector housing when deforming of the spacer element by the pressing process with the actuator housing itself can be made. To use the actuator housing as a press stamp to be able however, it is necessary to use a suitable hard material for the actuator housing. The actuator is controlled according to the desired idle stroke and the actuator housing with the actuator slightly extended according to the control the spacer is pressed. Alternatively, it is also possible that When the actuator or actuator housing is removed, a press stamp the spacer according to the desired The idle stroke of the valve is pressed together permanently. The stamp is like this trained that he reached the setting of the desired Leerhubes the transmission element just touched or operated, whereby the pressing or positioning process ends with micrometer precision becomes.

Zum Einstellen und Überprüfen der Positionierung des Stellantriebes im Injektorgehäuse, insbesondere zur Bestimmung des Leerhubs der Wirkverbindung zwischen dem Aktor und dem Servoventil, wird bspw. an den Aktor ein dessen Leerhub entsprechendes Ansteuersignal gelegt – oder ein passender Pressstempel verwendet – und der Pressvorgang begonnen sowie gleichzeitig der Druckverlauf im Injektor gemessen. Dabei wird mittels eines Druckerzeugers Kraftstoff unter einem hohen Druck in den Kraftstoffinjektor eingespeist und das Aktorgehäuse – oder der Pressstempel – so lange auf das Abtandselement gepresst und dieses entsprechend plastisch verformt, bis das Ventil gerade betätigt wird, was zu einem messbaren Druckabfall im Injektor führt. Dieser Zeitpunkt bzw. diese Position kann beispielsweise auch durch eine elektrische Widerstandsmessung zwischen dem Stempel- und dem Übertragungselement festgestellt werden.For setting and checking the Positioning the actuator in the injector housing, especially for determination the idle stroke of the operative connection between the actuator and the servo valve For example, a control signal corresponding to the idle stroke of the actuator laid - or a suitable press stamp is used - and the pressing process begins as well as the pressure curve measured in the injector. there becomes fuel under high pressure by means of a pressure generator fed into the fuel injector and the actuator housing - or the Press stamp - so pressed for a long time on the spacer element and plastically deformed accordingly, until the valve is actuated becomes, which leads to a measurable pressure drop in the injector. This Time or this position can also be determined by a electrical resistance measurement between the stamp and the transmission element be determined.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigenThe following is a schematic Illustrations are an example described the invention. Show it

1 einen Kraftstoffinjektor, 1 a fuel injector,

2 stark vereinfacht eine Einstellvorrichtung mit dem vergrößert, abschnittsweise und in einem Längsschnitt dargestellten Kraftstoffinjektor beim Pressvorgang des Stauchringes, und 2 greatly simplifies an adjusting device with the fuel injector shown enlarged, in sections and in a longitudinal section during the pressing process of the compression ring, and

3 abschnittsweise den zusammengebauten Kraftstoffinjektor in einem Längsschnitt gemäß 2. 3 in sections according to the assembled fuel injector in a longitudinal section 2 ,

Ein Kraftstoffinjektor 1 gemäß 1 besteht im wesentlichen aus einem Einspritzventil 3, einer Einspritzdüse 5, einem in einem Injektorkopf 7 enthaltenen Stellantrieb 19 ( 3) sowie einem Aktoranschluss 9. Im Injektorkopf 7 ist weiterhin ein Hochdruckzulauf 11, über den Kraftstoff unter sehr hohem Druck zugeführt werden kann, sowie ein Leckageablauf 13, über den überschüssiger Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 1 in einen Kraftstoffvorratsbehälter (nicht gezeigt) zurückgeführt werden kann, vorgesehen. Am Injektorkopf 7 ist mittels einer Hohlschraube 15 ein Aktorgehäuse 17 exakt festgelegt und insbesondere in Aktorlängsrichtung unverschiebbar befestigt.A fuel injector 1 according to 1 consists essentially of an injection valve 3 , an injector 5 , one in an injector head 7 included actuator 19 ( 3 ) and an actuator connection 9 , In the injector head 7 is still a high pressure inlet 11 , through which fuel can be supplied under very high pressure, as well as a leakage process 13 , about the excess fuel from the fuel injector 1 can be returned to a fuel tank (not shown). On the injector head 7 is by means of a banjo bolt 15 an actuator housing 17 precisely defined and fixed immovably, particularly in the longitudinal direction of the actuator.

Der Stellantrieb 19 im Injektorkopf 7 besteht gemäß 3 im wesentlichen aus einem im Aktorgehäuse 17 angeordneten Piezo-Aktor 21 und einem Servoventil 23, die in einer stufig ausgebildeten Innenbohrung 25 im Injektorkopf 7 montiert sind. Der Piezo-Aktor 21 setzt sich dabei in an sich bekannter Weise aus mehreren übereinander gestapelten Piezoelementen zusammen, die in dem Aktorgehäuse 17 zwischen einer Kopfplatte 27 und einer Bodenplatte 29, die ventilseitig einen kreisrunden Aufsatz aufweist, vorgespannt sind. Dabei ist die Position des Bodenplattenaufsatzes beispielsweise derart, dass dessen Stirnfläche exakt bündig mit der ventilseitigen Stirnfläche des Rktorgehäuses 17 bei nicht angesteuertem Aktor abschließt. Der Piezo-Aktor 21 ist weiter leitend über aus der Kopfplatte 27 hervorstehende Kontaktstifte mit dem Aktoranschluss 9 verbunden, so dass über den Aktoranschluss 9 Spannung an den Piezo-Aktor 21 angelegt und damit dessen Ausdehnung gesteuert hervorgerufen werden kann. Der Piezo-Aktor 21 ist am oberen Ende der stufig ausgebildeten Innenbohrung 25 im Injektorkopf 7 befestigt. Dabei wird das Aktorgehäuse 17 mit seiner ventilseitigen Stirnfläche auf einen an sich bekannten metallischen, plastisch geeignet verformten Stauchring 31 gedrückt. Der Stauchring 31 liegt auf einer ringförmig umlaufenden Auflagescheibe 33. Diese wiederum ist auf einem Absatz in der Innenbohrung 25 des Injektorkopfes 7 ange ordnet. Das Aktorgehäuse 17 ist dabei mittels der Hohlschraube 15 fest an den Stauchring 31 gedrückt und in dieser Position exakt definiert am Injektorkopf gehalten. Dazu können die Hohlschraube 15 und das Injektorgehäuse 17 korrespondierende Absätze aufweisen oder anders geeignet ausgebildet sein.The actuator 19 in the injector head 7 exists according to 3 essentially from one in the actuator housing 17 arranged piezo actuator 21 and a servo valve 23 that in a stepped inner bore 25 in the injector head 7 are mounted. The piezo actuator 21 is composed in a manner known per se from a plurality of piezo elements stacked one above the other, which are located in the actuator housing 17 between a headstock 27 and a bottom plate 29 , which has a circular attachment on the valve side, are preloaded. The position of the base plate attachment is, for example, such that its end face is exactly flush with the valve-side end face of the reactor housing 17 locks when the actuator is not triggered. The piezo actuator 21 is further conductive from the top plate 27 protruding contact pins with the actuator connection 9 connected so that via the actuator connection 9 Voltage to the piezo actuator 21 created and thus its expansion can be controlled. The piezo actuator 21 is at the upper end of the stepped inner bore 25 in the injector head 7 attached. The actuator housing 17 with its valve-side end face onto a known, plastically suitably shaped compression ring 31 pressed. The compression ring 31 lies on a ring-shaped supporting disc 33 , This in turn is on a shoulder in the inner bore 25 of the injector head 7 ordered. The actuator housing 17 is by means of the banjo bolt 15 firmly on the compression ring 31 pressed and held precisely defined on the injector head in this position. You can do this with the banjo bolt 15 and the injector housing 17 have corresponding paragraphs or be otherwise suitable.

Die durch Elektrostriktion erzeugte Längsdehnung des Piezo-Aktors 21 bzw. die Bewegung der Bodenplatte 29 in Längsrichtung des Aktors wird von einem als Hebelübersetzer 35 ausgebildeten Übertragungselement auf das Servoventil 23 übertragen und etwa den Faktor 1,5 verstärkt. Der Arbeitshub beträgt dabei typischerweise um etwa 40 μm. Der Hebelübersetzer 35 ist zwischen dem kreisrunden Aufsatz an der Bodenplatte 29 des Piezo-Aktors 21 und einem Ventilkolben 37 des Servoventils 23 angeordnet und mit einem Schenkel auf einer in der Innenbohrung 25 des Injektorkopfes 7 unterhalb der Führungsscheibe 39 angeordneten Auflagescheibe 33 unverschiebbar abgestützt. Bei der Hebelbewegung werden der Hebelübersetzer 35 durch die Auflagescheibe 33 und der Ventilkolben 37 durch die Führungsscheibe 39 geführt bzw. relativ zueinander positioniert. Der Ventilkolben 37 liegt weiterhin auf einem Ventilpilz 41 an, der im Ruhezustand an einer Ventilfeder 43 auf einen Ventilsitz 45 in der Innenbohrung 25 des Injektorkopfes 7 gedrückt wird.The longitudinal expansion of the piezo actuator generated by electrostriction 21 or the movement of the base plate 29 in the longitudinal direction of the actuator by a lever translator 35 trained transmission element on the servo valve 23 transferred and amplified about a factor of 1.5. The working stroke is typically around 40 μm. The lever translator 35 is between the circular attachment on the base plate 29 of the piezo actuator 21 and a valve piston 37 of the servo valve 23 arranged and with one leg on one in the inner bore 25 of the injector head 7 below the guide disc 39 arranged washer 33 supported immovably. When the lever is moved, the lever translator 35 through the washer 33 and the valve piston 37 through the guide disc 39 guided or positioned relative to each other. The valve piston 37 is still on a valve mushroom 41 on, at rest on a valve spring 43 on a valve seat 45 in the inner bore 25 of the injector head 7 is pressed.

Der in 3 dargestellte Kraftstoffinjektor 1 mit dem Stellantrieb 19 arbeitet beim Einsatz in einer Brennkraftmaschine wie folgt: Über den Hochdruckzulauf 11 (1) wird Kraftstoff unter einem sehr hohen Druck in den Kraftstoffinjektor 1 eingespeist. Im Ruhezustand, d. h. bei nicht angesteuertem Piezo-Aktor 21, wird der Ventilpilz 41 durch die Ventilfeder 43 auf den Ventilsitz 45 gedrückt, so dass die vom Servoventil 23 angesteuerte Einspritzdüse 5 bspw. geschlossen ist. Dabei entspricht der Abstand des Bodenplattenaufsatzes 29 zum Hebelübersetzer 35 exakt dem Leerhub des Ventils und beträgt in der Regel etwa 1 = 2 bis 4 μm. Beim Anlegen einer Spannung über den Aktoranschluss 9 an den Piezo-Aktor 21 bewirkt die durch Elektrostriktion hervorgerufenen Längsdehnung des Piezo-Aktors 21, dass sich dessen Bodenplatte 29 bzw. der Aufsatz auf den Hebelübersetzer 35 zu bewegt. Nach Zurücklegen des Leerhubes 1 drückt der Bodenplattenaufsatz 29 gegen den Anliegebereich des Hebelübersetzers 35, wodurch sich dieser auf der Führungsscheibe 39 abgestützt dreht. Infolge der Drehbewegung des Hebelübersetzers 35 wird der am Hebelübersetzer 35 anliegende Ventilkolben 37 tiefer in die Innenbohrung 25 des Injektorkopfes 7 vorgeschoben. Der am Ventilkolben 37 anliegende Ventilpilz 41 wird gegen die Haltekraft der Ventilfeder 43 von seinem Ventilsitz 45 abgehoben und so die vom Servoventil 23 angesteuerte Einspritzdüse 5 geöffnet. Nach Beenden der Stromzufuhr zieht sich der Piezo-Aktor 21 bzw. der Bodenpattenaufsatz 29 wieder aus der Innenbohrung 25 des Injektorkopfes 7 zurück, bis er in seiner Ruheposition beispielsweise wieder exakt bündig zur Stirnfläche des Aktorgehäuses 17 mit Abstand vom Hebelübersetzer steht. Dabei wird der Ventilpilz 41 durch die Ventilfeder 43 auf den Ventilsitz 45 gedrückt und damit die angesteuerte Einspritzdüse 5 wieder geschlossen.The in 3 fuel injector shown 1 with the actuator 19 works when used in an internal combustion engine as follows: Via the high pressure inlet 11 ( 1 ) fuel is injected into the fuel injector at a very high pressure 1 fed. In the idle state, ie when the piezo actuator is not activated 21 , the valve mushroom 41 through the valve spring 43 on the valve seat 45 pressed so that from the servo valve 23 controlled injection nozzle 5 For example, is closed. The distance between the base plate attachment corresponds 29 to the lever translator 35 exactly the idle stroke of the valve and is usually about 1 = 2 to 4 μm. When applying voltage across the actuator connection 9 to the piezo actuator 21 causes the longitudinal expansion of the piezo actuator caused by electrostriction 21 that its bottom plate 29 or the essay on the lever translator 35 too moved. After the idle stroke 1 presses the base plate attachment 29 against the contact area of the lever translator 35 , whereby this is on the guide disc 39 supported rotates. As a result of the rotary movement of the lever translator 35 becomes the lever translator 35 adjacent valve pistons 37 deeper into the inner bore 25 of the injector head 7 advanced. The one on the valve piston 37 adjacent valve mushroom 41 is against the holding force of the valve spring 43 from its valve seat 45 lifted off and so that from the servo valve 23 controlled injection nozzle 5 open. After the power supply has ended, the piezo actuator pulls out 21 or the floor slab attachment 29 again from the inner bore 25 of the injector head 7 until it is, for example, exactly flush with the end face of the actuator housing in its rest position 17 stands at a distance from the lever translator. The valve mushroom 41 through the valve spring 43 on the valve seat 45 pressed and thus the controlled injection nozzle 5 closed again.

Um eine genaue Einstellung des Leerhubes des Ventils vornehmen zu können, ist eine Einstellvorrichtung gemäß 2 vorgesehen. Die Einstellvorrichtung weist eine an sich bekannte Vorschubeinrichtung 51 auf, die die Vertikalbewegung eines Pressstempels 53 in Pfeilrichtung gemäß 2 mikrometergenau steuert. Der Pressstempel 53 weist ein absatzförmig aus der Stempelpressfläche hervorstehendes Leerhubeinstellelement 55 auf. Dieses ist aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet und elektrisch isoliert vom Pressstempel 53 in diesem befestigt. Der Überstand des Leerhubeinstellelementes 55 entspricht dabei dem gewünschten Leerhub 1 des einzustellenden Ventils, wobei jeweils die exakte Postion der Betätigungsfläche des Bodenplattenaufsatzes 29 (3) relativ zur ventilseitigen Auflagefläche des Aktorgehäuses im Ruhezustand des Aktors zu berücksichtigen ist.In order to be able to make an exact adjustment of the idle stroke of the valve, an adjusting device according to 2 intended. The adjusting device has a feed device known per se 51 on the vertical movement of a press ram 53 in the direction of the arrow 2 controls with micrometer precision. The stamp 53 has an idle stroke setting element protruding from the stamp press surface in the form of a shoulder 55 on. This is made of an electrically conductive material and is electrically insulated from the press ram 53 attached in this. The protrusion of the idle stroke setting element 55 corresponds to the desired idle stroke 1 of the valve to be adjusted, the exact position of the actuating surface of the base plate attachment 29 ( 3 ) relative to the valve-side support surface of the actuator housing in the idle state of the actuator is to be taken into account

Die Einstellvorrichtung gemäß 2 weist weiterhin eine Steuervorrichtung 57 auf, die über elektrische Leitungen einerseits den Injektor bzw. den Injektorkopf 7 und andererseits das Leerhubeinstellelement 55 elektrisch leitend miteinander verbindet. Weiterhin ist zwischen den Injektorkopf 7 und das Leerhubeinstellelement 55 eine Spannungsquelle und ein elektrisches Schaltelement, bspw. ein Relais geschaltet, welches die Stromversorgung der Vorschubeinrichtung 51 abschalten kann. Der Kraftstoffinjektor 1 ist beim Einstellvorgang in einem Tisch 59 eingespannt, der den Kraftstoffinjektor 1 gegen den vom Pressstempel 53 auf den Injektorkopf 7 nachfolgend ausgeübten Druck festhält.The adjustment device according to 2 also has a control device 57 on, on the one hand the injector or the injector head via electrical lines 7 and on the other hand the idle stroke setting element 55 electrically conductive interconnects. Furthermore is between the injector head 7 and the idle stroke setting element 55 a voltage source and an electrical switching element, for example a relay switched, which supplies the power to the feed device 51 can switch off. The fuel injector 1 is in the setting process in a table 59 clamped the fuel injector 1 against that of the stamp 53 on the injector head 7 subsequently applies pressure.

Die Einstellvorrichtung und das Verfahren zum Positionieren des Stellantriebes 19 funktionieren wie folgt: Zunächst wird der Überstand des Leerhubeinstellelementes 55 gegenüber der Pressfläche des Stempels 53 entsprechend dem gewünschten Leerhub 1 mikrometergenau eingestellt. Dabei wird die relative Position der Stirnfläche des Bodenplattenaufsatzes 29 zur Stirnfläche des Aktorgehäuses 17 bei nicht aktiviertem Aktor berücksichtigt. Ist bspw. die Betätigungs- bzw. Stirnfläche des Bodenplattenaufsatzes 29 im Ruhezustand exakt bündig zur ventilseitigen Stirnfläche bzw. Auflagefläche des Aktorgehäuses 17, wird der Überstand exakt gemäß dem gewünschten Leerhub des Ventils eingestellt. Der Injektorkopf 7 wird bei ausgebautem Aktorgehäuse 17 in den Arbeitstisch 59 eingespannt und der Stauchring 31 in das Injektorgehäuse eingelegt. Die Vorschubeinrichtung 51 fährt den Stempel 53 in die Innenbohrung 25 des Injektorkopfes 7. Schließlich berührt die Pressfläche des Stempels 53 den Stauchring 31. In dieser Position ist jedoch das Leerhubeinstellelement 55 noch von dem Hebelübersetzer 35 beispielsweise im Bereich von 1/10 mm beabstandet. Der durch die Steuervorrichtung 57 gebildete elektrische Kreis ist also noch unterbrochen. Die Vorschubeinrichtung 51 fährt den Stempel 53 weiter in die Innenbohrung 25 und deformiert bzw. staucht dabei den Stauchring 31 so weit, bis das Leerhubeinstellelement 55 die Berührfläche des Hebelübersetzers 35 gerade kontaktiert. In diesem Moment bzw. exakt in dieser Position ist der aus dem Leerhubeinstellelement 55, dem Hebelübersetzer 35, der Auflagescheibe 33 bzw. der Führungsscheibe 39, dem Injektorkopf 7 und den entsprechenden Leitungen der Steuervorrichtung 57 gebildete elektrische Kreis geschlossen. Das Relais unterbricht deshalb die Stromversorgung der Vorschubeinrichtung 51 und stoppt dadurch die Verfahrbewegung des Pressstempels 53 mikrometergenau. Anschließend wird der Stempel 53 wieder aus dem Injektorkopf 7 bewegt. Dieser Zustand ist in 2 dargestellt. Danach wird der Kraftstoffinjektor 1 komplett zusammengebaut, wie in 1 und 3 gezeigt.The adjustment device and the method for positioning the actuator 19 work as follows: First, the protrusion of the idle stroke adjusting element 55 opposite the pressing surface of the stamp 53 according to the desired idle stroke 1 set with micrometer accuracy. The relative position of the end face of the base plate attachment 29 to the end face of the actuator housing 17 taken into account when the actuator is not activated. Is, for example, the actuating or end face of the base plate attachment 29 in the idle state, it is exactly flush with the valve-side end face or contact surface of the actuator housing 17 , the overhang is set exactly according to the desired idle stroke of the valve. The injector head 7 when the actuator housing is removed 17 in the work table 59 clamped and the compression ring 31 inserted into the injector housing. The feed device 51 drives the stamp 53 into the inner bore 25 of the injector head 7 , Finally, the press surface of the stamp touches 53 the compression ring 31 , However, the idle stroke adjustment element is in this position 55 still from the lever translator 35 spaced for example in the range of 1/10 mm. The one by the control device 57 The electrical circuit formed is still interrupted. The feed device 51 drives the stamp 53 further into the inner bore 25 and deforms or compresses the compression ring 31 until the idle stroke adjustment element 55 the contact surface of the lever translator 35 just contacted. At this moment or exactly in this position, it is from the idle stroke setting element 55 , the lever translator 35 , the washer 33 or the guide disc 39 , the injector head 7 and the corresponding lines of the control device 57 formed electrical circuit closed. The relay therefore interrupts the power supply to the feed device 51 and thereby stops the movement of the press ram 53 micrometer accuracy. Then the stamp 53 out of the injector head again 7 emotional. This state is in 2 shown. Then the fuel injector 1 completely assembled as in 1 and 3 shown.

Die Erfindung ist auch bei bekannten Kraftstoffinjektoren einsetzbar, die einen bspw. elektromagnetisch betriebenen Aktor aufweisen, der ohne Hubübersetzer, z. B. Hebelübersetzer, und ohne Servoventil direkt über ein Übertragungselement, z. B. einen Kolben, mit der Düsennadel in Verbindung steht. Der Leerhub entspricht hier der Differenz zwischen der Auslenkung des Aktors in dessen Ruhezustand und der Auslenkung des Aktors, bei der das Einspritzventil sich gerade zu öffnen beginnt. Somit weist der Stellantrieb eines Kraftstoffinjektors einen Aktor und ein Ventil auf, zwischen denen ein Übertragungselement angeordnet ist und zwischen denen ein vorgegebener Leerhub eingestellt ist. Dabei kann bspw. das Ventil als Servoventil oder als Einspritzventil ausgebildet und das Übertragungselement als Kolben- oder als Hebelelement ausgebildet sein. Die Merkmale der vorherigen Ausführungsbeispiele können mit den hier beschriebenen Ausführungsformen des Stellantriebes des Kraftstoffinjektors kombiniert werden.The invention is also known Fuel injectors can be used, for example, electromagnetic have operated actuator that without stroke translator, for. B. lever translator, and directly above without a servo valve a transmission element, z. B. a piston with the nozzle needle communicates. The idle stroke corresponds to the difference between the Deflection of the actuator in its idle state and the deflection of the Actuator at which the injection valve is just beginning to open. The actuator of a fuel injector thus has an actuator and a valve, between which a transmission element is arranged and between which a predetermined idle stroke is set. For example, the valve can be used as a servo valve or as an injection valve trained and the transmission element be designed as a piston or as a lever element. The characteristics of the previous embodiments can with the embodiments of the described here Actuator of the fuel injector can be combined.

Claims

Actuator positioning method ( 19 ) in an injector head ( 7 ) of a fuel injector ( 1 ) with a valve ( 23 ), the actuator ( 19 ) an actuator ( 21 ) with an actuator housing ( 17 ) and one in the injector head ( 7 ) arranged transmission element ( 35 ) between the actuator ( 21 ) and the valve ( 23 ) has a longitudinal movement of the actuator ( 21 ) on the valve ( 23 ) to transfer, characterized in that the setting of the position of the actuator ( 19 ) in the fuel injector ( 1 ) when deforming a spacer ( 31 ) by pressing with the actuator housing ( 17 ) is done by yourself; the plastically deformable spacer element ( 31 ) in the injector head ( 7 ) is inserted; the spacer ( 31 ) according to the desired idle stroke of the valve ( 23 ) is pressed together permanently; and on the spacer ( 31 ) the actuator housing ( 17 ) on the injector head ( 7 ) is attached.

A method according to claim 1, characterized in that the electrical resistance between the transmission element ( 35 ) and a base plate ( 29 ) is measured and that the pressing movement is stopped when the transmission element ( 35 ) the base plate ( 29 ) touched or contacted.

A method according to claim 1, characterized in that the spacer element ( 31 ) is formed by a compression ring.

Positioning device for an actuator ( 19 ) in a fuel injector ( 1 ), the actuator ( 19 ) an actuator ( 21 ) with an actuator housing ( 17 ) and a transmission element ( 35 ) between the actuator ( 21 ) and a valve ( 23 ) has a longitudinal movement of the actuator ( 21 ) on the valve ( 23 ) to transfer, characterized in that the setting of the position of the actuator ( 19 ) in the fuel injector ( 1 ) when deforming a spacer ( 31 ) by pressing with the actuator housing ( 17 ) can be performed itself; a feed device ( 51 ) for pressing the actuator housing ( 17 ) in the injector head ( 7 ) inserted plastically deformable spacer element ( 31 ) is provided; and the actuator ( 21 ) a base plate ( 29 ) having; and a control device ( 57 ) is provided, which the movement of the feed device ( 51 ) stops as soon as the base plate ( 29 ) on the transmission element ( 35 ) of the actuator ( 19 ) hits or actuates it.

Device according to claim 4, characterized in that the control device ( 57 ) the electrical resistance between the transmission element ( 35 ) and the floor slat ( 29 ) measures and the pressing movement of the feed device ( 51 ) stops as soon as the transmission element hits the base plate ( 29 ) touched or contacted.

Device according to claim 4, characterized in that the spacer element ( 31 ) is formed by a compression ring.

Fuel injector ( 1 ) with an injector head ( 7 ) in which an actuator ( 19 ) is arranged, which is an actuator ( 21 ) with an actuator housing ( 17 ) and a transmission element ( 35 ) between the actuator ( 21 ) and a valve ( 23 ) has a longitudinal movement of the actuator ( 21 ) on the valve ( 23 ) to be transferred, whereby the actuator housing ( 17 ) on the injector head ( 7 ) is fastened, characterized in that to define the relative position of the actuator housing ( 17 ), and thus the actuator ( 21 ) to the injector head ( 7 ), and the transmission element ( 35 ) between the two ( 17 ; 35 ) corresponding to a desired idle stroke of the valve ( 23 ) permanently deformed plastic spacer ( 31 ) is arranged; an adjustment of the position of the actuator ( 19 ) in the fuel injector ( 1 ) when deforming the spacer ( 31 ) by pressing with the actuator housing ( 17 ) can be performed itself.

Fuel injector according to claim 7, characterized in that the spacer element ( 31 ) is formed by a compression ring.