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EP 1 144 841 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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20.07.2005 Patentblatt 2005/29 |
(22) |
Anmeldetag: 04.05.2000 |
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE2000/001408 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2000/068563 (16.11.2000 Gazette 2000/46) |
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(54) |
VERFAHREN ZUM POSITIONIEREN DES STELLANTRIEBS IN EINEM KRAFTSTOFFINJEKTOR UND VORRICHTUNG
ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
METHOD FOR POSITIONING THE ACTUATING DRIVE IN A FUEL INJECTOR AND DEVICE FOR IMPLEMENTING
SAID METHOD
PROCEDE POUR POSITIONNER L'ENTRAINEMENT DE REGLAGE DANS UN INJECTEUR DE CARBURANT,
ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
(30) |
Priorität: |
07.05.1999 DE 19921242
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.10.2001 Patentblatt 2001/42 |
(60) |
Teilanmeldung: |
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04026927.6 / 1505295 |
(73) |
Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
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80333 München (DE) |
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Erfinder: |
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- RIZK, Reda
D-51143 Köln (DE)
- NEUMAIER, Martin
D-85669 Reithofen (DE)
- FRANK, Wilhelm
D-96049 Bamberg (DE)
- LEWENTZ, Günter
D-93055 Regensburg (DE)
- KLÜGL, Wendelin
D-92358 Seubersdorf (DE)
- LEHMANN, Stefan
D-93053 Regensburg (DE)
- SCHMUTZLER, Gerd
D-93138 Kareth (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 816 670 WO-A-99/17014 US-A- 4 610 080
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WO-A-96/41947 US-A- 4 365 747 US-A- 5 740 969
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Bemerkungen: |
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Derzeit sind die WIPO-Publikationsdaten A3 nicht verfügbar. |
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren des Stellantriebs in einem
Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1; eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 und einen
Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
[0002] Bei der Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren werden zunehmend Speichereinspritzsysteme
verwendet, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken und schnellen Schaltgeschwindigkeiten
gearbeitet wird. Solche Einspritzsysteme sind als Common-Rail-Systeme (für Dieselmotoren)
und HPDI-Einspritzsysteme (für Ottomotoren) bekannt. Bei diesen Speichereinspritzsystemen
wird der Kraftstoff mittels einer Hochdruckpumpe in einen allen Zylindern des Motors
gemeinsamen Hochdruckspeicher gefördert, von dem aus der Kraftstoff mit Hilfe von
Kraftstoffinjektoren in die einzelnen Brennkammern des Verbrennungsmotors eingespritzt
wird.
[0003] Der Kraftstoffinjektor umfaßt im allgemeinen ein Einspritzventil, das hydraulisch
von einem Servoventil geöffnet und geschlossen wird, um den zeitlichen Verlauf des
Einspritzvorgangs in der Brennkammer genau festzulegen.
[0004] Das Servoventil wird dabei von einem elektrisch angesteuerten Aktor betätigt, wobei
sich vor allem der Einsatz von piezoelektrischen Aktoren zum Erzielen ausreichend
kurzer Schaltzeiten als günstig erwiesen hat. In einem solchen piezoelektrischen Aktor
wird durch Anlegen von Spannung eine Längsdehnung hervorgerufen, die auf das Servoventil
übertragen wird, das dann wiederum das Einspritzventil öffnet oder schließt.
[0005] Damit die im µm-Bereich liegende Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors das Servoventil
betätigen kann, wird diese Längsdehnung im allgemeinen entweder mechanisch durch einen
in Kraftstoff gelagerten Hebelübersetzer oder hydraulisch durch einen Druckraum verstärkt.
[0006] Ein Kraftstoffinjektor mit einem Piezoaktor und hydraulischer Verstärkung ist zum
Beispiel im US-Patent Nr. 5 779 149 beschrieben.
[0007] Um die für einen optimalen Verbrennungsverlauf erforderlichen hohen Schaltgeschwindigkeiten
und kleinen Einspritzmengen mit dem Kraftstoffinjektor erzielen zu können, ist es
erforderlich, den Kraftstoffinjektor sehr genau einzustellen.
[0008] Dies gilt insbesondere für den Leerhub zwischen dem piezoelektrischen Aktor und dem
Servoventil. Der Leerhub soll einerseits möglichst klein sein, um stets definierte
Bedingungen zu haben und um die dynamischen Belastungen gering zu halten. Andererseits
muß stets ein Mindestspiel zwischen Aktor und Stellelement gewährleistet sein, um
Fehlfunktionen im Betrieb zu vermeiden.
[0009] Die Einstellung des Leerhubs im Kraftstoffinjektor wird bisher so vorgenommen, daß
die genaue Anordnung der einzelnen Komponenten des Kraftstoffinjektors und insbesondere
deren Abstände zueinander rechnerisch aus den Abmessungen dieser Komponenten ermittelt
werden.
[0010] Dazu muß jede Komponente einzeln aufwendig vermessen werden. Nach dem Ausmessen wird
der Leerhub dann durch zwischen dem Injektorgehäuse und dem Aktor bzw. dem Servoventil
angeordnete Einstellscheiben eingestellt, die nur eine minimale Toleranz aufweisen
dürfen und die deshalb in der Fertigung sehr aufwendig sind.
[0011] Um den eingestellten Leerhub zu überprüfen, ist es bisher weiterhin erforderlich,
den Kraftstoffinjektor komplett zusammenzubauen und unter Betriebsbedingungen zu testen.
Falls Funktionsfehler festgestellt werden, muß der Kraftstoffinjektor nach dem Testlauf
wieder vollständig in seine Einzelteile zerlegt, neu vermessen und eventuell nachgearbeitet
werden bzw. es müssen Einstellscheiben ausgetauscht werden.
[0012] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Positionieren des Stellantriebs
in einem Kraftstoffinjektor und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens
zu schaffen, bei dem bzw. bei der mit geringem Aufwand ein zuverlässiges Positionieren
des Stellantriebs im Kraftstoffinjektor möglich ist und das bzw. die eine serientaugliche
Funktionsprüfung des Kraftstoffinjektors erlaubt.
[0013] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1, im Patentanspruch
4 oder im Patentanspruch 9 angegebenen Maßnahmen und alternativ mit den in den Patentansprüchen
5 und 6 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angeführt.
[0014] Die obige Aufgabe wird demnach erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstellung
des Leerhubs so vorgenommen wird, daß an den Piezoaktor vor dessen Einbau in den Kraftstoffinjektor
eine definierte Spannung angelegt wird, um eine Längsdehnung der Piezoelemente hervorzurufen,
die exakt dem gewünschten Leerhub entspricht. In diesem Zustand, das heißt bei anliegender
Spannung, wird die Bodenplatte des Piezoaktors mit dem Gehäuse des Aktors plan geschliffen.
Im strom- bzw. spannungslosen Zustand steht die Bodenplatte gegenüber dem Aktorgehäuse
dann um den Leerhub zurück. Ferner ist erfindungsgemäß ein Ausgleichsring zwischen
Piezoaktor und dem Gehäuse des Kraftstoffinjektors vorgesehen. Der Ausgleichsring
wird in den bis auf den Piezoaktor komplett zusammengebauten Kraftstoffinjektor eingelegt
und durch eine Vorspanneinrichtung mit planer Wirkfläche so lange verformt, bis das
Servoventil von seinem Ventilsitz abhebt. Schraubt man anschließend anstelle der Vorspanneinrichtung
den Piezoaktor bis zum Anschlag am Ausgleichsring in das Injektorgehäuse ein, so stellt
sich zwangsläufig der vorher wie oben angegeben eingestellte Leerhub zwischen der
Bodenplatte des Piezoaktors und dem Stellelement des Kraftstoffinjektor-Servoventils
ein. Damit wird eine Wirkverbindung zwischen dem Piezoaktor und dem Stellelement für
das Servoventil mit festgelegten Positionen derart ausgebildet, daß der Leerhub zwischen
Piezoaktor und Stellelement trotz der unvermeidlichen Herstellungstoleranzen der einzelnen
Bauteile immer dem vorgegebenen Wert entspricht.
[0015] Zum Planschleifen von Gehäuse und Bodenplatte des Piezoaktors wird dieser vorzugsweise
in eine Schleifmaschine eingespannt, wobei die vorgegebene Spannung über Schleifringe
an den Piezoaktor angelegt wird. Der Ausgleichsring besteht vorzugsweise aus Weicheisen
oder weichem Kupfer. Beim Vorspannen fließt das Material des Ausgleichsrings, wodurch
sich die Dicke des Ausgleichsrings bleibend verändert.
[0016] Alternativ kann auch der Piezoaktor vor seinem Einbau ohne anliegende Spannung plan
geschliffen werden, wobei der vorgesehene Leerhub bei der Verformung des Ausgleichsrings
über eine Erhebung an der Vorspanneinrichtung eingestellt wird. Bei dieser alternativen
Ausführungsform besteht somit die Vorspanneinrichtung nicht aus einem ebenen Stempel,
sondern aus einem Stempel mit geprägter Vorderseite.
[0017] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch eine Schnittansicht eines Kraftstoffinjektors
im Bereich der Verbindung zwischen einem Piezoaktor und einem Stellantrieb für ein
Servoventil.
[0018] Die Figur der Zeichnung zeigt im Schnitt einen Teil eines Injektors zur Kraftstoffeinspritzung
in den Brennraum eines Verbrennungsmotors bei einem Common-Rail-System. In das Gehäuse
1 des Kraftstoffinjektors ist ein Piezoaktor 2 mit einem Gehäuse 3 und einer Bodenplatte
4 eingeschraubt. Im Gehäuse 3 des Piezoaktors 2 befindet sich eine Piezoelementanordnung
(im einzelnen nicht gezeigt), mit der die Bodenplatte 4 in Verbindung steht. Wenn
an die Piezoelementanordnung über (ebenfalls nicht gezeigte) Zuleitungen eine Spannung
angelegt wird, verändert diese ihre Länge, und die Bodenplatte 4 verändert dadurch
ihre Lage bezüglich des Aktorgehäuses 3.
[0019] Der Piezoaktor 2 wirkt, wenn er elektrisch angesteuert wird, auf ein Übertragungselement
5 im Kraftstoffinjektorgehäuse 1 ein. Das heißt, daß sich beim Anlegen einer Spannung
an die genannte Piezoelementanordnung die Bodenplatte 4 des Piezoaktors 2 aufgrund
der von der angelegten Spannung hervorgerufenen Längsdehnung der Piezoelemente aus
dem Aktorgehäuse nach außen, in der Zeichnung nach unten, verschiebt, wobei auch das
Übertragungselement 5 entsprechend bewegt wird.
[0020] Das Übertragungselement 5 im Kraftstoffinjektorgehäuse 1 wirkt seinerseits auf einen
Ventilstößel 6 ein, der an einem Ventilelement 7 eines Servoventils anliegt. Das Ventilelement
7 wird, solange der Piezoaktor 2 nicht angesteuert ist, von einer Feder 8 in seinen
Ventilsitz gedrückt.
[0021] Statt des gezeigten Übertragungselements 5 kann auch eine hydraulische Übersetzung
des Hubs des Piezoaktors 2 vorgesehen werden. Im allgemeinen wirkt die Bodenplatte
4 des Piezoaktors 2 auf ein Stellelement für das Servoventil des Kraftstoffinjektors
ein. Piezoaktor 2 und Stellelement bilden den Stellantrieb für das Servoventil.
[0022] Beim Abheben des Ventilelements 7 von seinem Sitz, das heißt beim Öffnen des Servoventils,
kann auf die bekannte Weise (siehe z.B. das eingangs genannte US-Patent 5 779 149)
Kraftstoff aus der Steuerkammer des im Kraftstoffinjektor enthaltenen Einspritzventils
am Ventilelement 7 vorbei abfließen, wodurch sich der Druck in der Steuerkammer verringert
und das Einspritzventil öffnet.
[0023] Bei einer Beendigung der Ansteuerung des Piezoaktors 2 und der Rückkehr von Übertragungselement
5 und Ventilstößel 6 in die Ausgangsstellung wird das Ventilelement 7 des Servoventils
von der Feder 8 wieder in seinen Sitz gedrückt, so daß sich in der Folge der Druck
in der Steuerkammer des Einspritzventils wieder erhöht und das Einspritzventil schließt.
[0024] Zwischen dem Gehäuse 3 des Piezoaktors 2 und dem Gehäuse 1 des Kraftstoffinjektors
befindet sich ein Ausgleichsring 9.
[0025] Bei der Ansteuerung des Piezoaktors 2 bewegt sich somit die Bodenplatte 4 des Piezoaktors
relativ zu dessen Gehäuse 3, das im Einbauzustand fest in das Gehäuse 1 des Kraftstoffinjektors
eingeschraubt ist. Das Übertragungselement 5, das ein mechanischer Hebelübersetzer
oder ein hydraulischer Übersetzer sein kann, überträgt diese Bewegung verstärkt auf
den Ventilstößel 6, der das Ventilelement 7 des Servoventils betätigt.
[0026] Zur Einstellung eines definierten Leerhubes Δh im Stellantrieb aus Piezoaktor 2,
Übertragungselement 5 und Ventilstößel 6 wird der Piezoaktor 2 vor dem Einbau in das
Injektorgehäuse 1 so bearbeitet, daß die Bodenplatte 4 um genau den vorgegebenen Leerhub
Δh gegenüber dem Gehäuse 3 des Piezoaktors zurücksteht. Dazu wird an den Piezoaktor
2 vor dem Einbau in das Injektorgehäuse 1 genau die Spannung U angelegt, die eine
Längsdehnung der Piezoelementanordnung entsprechend dem vorgegebenen Leerhub Δh bewirkt,
und es werden das Gehäuse 3 und die Bodenplatte 4 des Piezoaktors 2 bei angelegter
Spannung U plangeschliffen.
[0027] Der Piezoaktor 2 kann dazu zum Beispiel in eine Schleifmaschine eingespannt werden,
wobei die Spannung U über Schleifringe zugeführt wird.
[0028] Nach dem Schleifvorgang und nach Wegnahme der Spannung U steht dann die Bodenplatte
4 um den vorgegebenen Leerhub Δh gegenüber dem Gehäuse 3 des Piezoaktors 2 zurück.
[0029] Die Herstellungs- und sonstigen Toleranzen seitens des Kraftstoffinjektors werden
durch den Ausgleichsring 9 ausgeglichen.
[0030] Der Ausgleichsring 9, der aus einem weichen, verformbaren Material wie Weicheisen
oder weichem Kupfer besteht, wird in den bis auf den Piezoaktor 2 komplett zusammengebauten
Kraftstoffinjektor eingelegt. Dann wird anstelle des Piezoaktors 2 eine Vorspanneinrichtung
in den Kraftstoffinjektor eingeschraubt, deren Vorderseite, die der Seite des Piezoaktors
2 mit der Bodenplatte 4 entspricht, vollständig plan ist. Die Vorspanneinrichtung
wird so weit eingeschraubt, bis aufgrund der Betätigung des Übertragungselements 5
durch die plane Vorderseite der Vorspanneinrichtung das Ventilelement 7 des Servoventils
von seinem Ventilsitz abzuheben beginnt. Dabei wird der aus einem weichen Material
bestehende Ausgleichsring 9, auf den ebenfalls die plane Vorderseite der Vorspanneinrichtung
einwirkt, durch Materialfließen dauerhaft verformt. Der Ausgleichsring 9 behält dann
beim Entfernen der Vorspanneinrichtung die Dicke, die er hatte, als die Vorspanneinrichtung
gerade so weit eingeschraubt war, daß sich das Servoventil zu öffnen begann.
[0031] Wird schließlich anstelle der Vorspanneinrichtung der Piezoaktor 2, dessen Bodenplatte
4 wie oben beschrieben um den vorgegebenen Leerhub Δh zurücksteht, bis zum Anschlag
in das Gehäuse 1 des Kraftstoffinjektors eingeschraubt, das heißt bis zur Anlage des
Piezoaktorgehäuses 3 am Ausgleichsring 9, so befindet sich die Vorderkante des Piezoaktorgehäuses
3 genau auf der Höhe, die die Vorderseite der Vorspanneinrichtung hatte, als sich
das Servoventil zu öffnen begann. Da demgegenüber im spannungslosen Zustand die Bodenplatte
4 des Piezoaktors 2 um den vorgegebenen Leerhub Δh zurücksteht, entspricht der Leerhub
des Stellantriebs im Kraftstoffinjektor, das heißt das Spiel zwischen Bodenplatte
4 des Piezoaktors 2 und Servoventil, genau dem vorgegebenen Wert Δh.
[0032] Bei einer alternativen Vorgehensweise wird der Piezoaktor 2 vor dem Einbau in das
Injektorgehäuse 1 so bearbeitet, daß die Bodenplatte 4 und das Gehäuse 3 des Piezoaktors
2 im einbaufertigen Zustand, aber ohne anliegende Spannung plan geschliffen werden.
Die Bodenplatte 4 des Piezoaktors 2 befindet sich somit nach dem Schleifvorgang auf
genau der gleichen Höhe wie das Gehäuse 3 des Piezoaktors 2. Dafür weist die Vorspanneinrichtung
zur Verformung des Ausgleichsrings 9 keine plane Vorderseite, sondern eine Vorderseite
auf, die an der oder den Stellen, an der oder denen die Vorspanneinrichtung auf das
Übertragungselement 5 einwirkt, eine Erhebung der Höhe Δh besitzt.
[0033] Die zentrale Wirkfläche an der Vorspanneinrichtung, die mit dem Übertragungselement
5 in Eingriff kommt, steht mit anderen Worten in Einbaurichtung um den vorgegebenen
Wert Δh für den Leerhub gegenüber der am Rand umlaufenden Wirkfläche vor, die mit
dem Ausgleichsring 9 in Eingriff kommt.
[0034] Die Vorspanneinrichtung wird wie bei der erstgenannten Ausführungsform anstelle des
Piezoaktors 2 so weit in den Kraftstoffinjektor eingeschraubt, bis durch die Betätigung
des Übertragungselements 5 durch den erhabenen Abschnitt an der Vorderseite der Vorspanneinrichtung
das Ventilelement 7 des Servoventils zu öffnen beginnt. Der Ausgleichsring 9 wird
dabei wie oben bleibend verformt. Anschließend wird statt der Vorspanneinrichtung
der Piezoaktor 2, bei dem Gehäuse 3 und Bodenplatte 4 ohne anliegende Spannung plan
geschliffen wurden, bis zum Anschlag am Ausgleichsring 9 in das Gehäuse 1 des Kraftstoffinjektors
eingeschraubt.
[0035] Auch bei dieser Ausführungsform weist der Leerhub zwischen Piezoaktor 2 und Servoventil
genau den vorgegebenen Wert Δh auf, da die Dicke des Ausgleichsrings 9 mit der Vorspanneinrichtung
so eingestellt wird, daß sich beim Betrieb des Kraftstoffinjektors das Servoventil
erst zu öffnen beginnt, nachdem die Bodenplatte 4 des Piezoaktors 2 bei dessen Ansteuerung
den Leerweg Δh zurückgelegt hat.
1. Verfahren zum Positionieren des Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektorgehäuse (1)
mit einem Piezoaktor (2) und einem Stellglied (5, 6, 7), die miteinander in einer
Wirkverbindung stehen, wobei der Piezoaktor (2) beweglich in einem Gehäuse (3) eingebracht
ist und eine Bodenplatte (4) aufweist, die einer Öffnung des Gehäuses (3) zugeordnet
ist,
gekennzeichnet durch
das Anlegen einer elektrischen Spannung (U) an den Piezoaktor (2), die einem vorgegebenen
Leerhub (Δh) entspricht, und
das Planschleifen von Gehäuse (3) und Bodenplatte (4) des Piezoaktors (2) bei anliegender
elektrischer Spannung (U).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Planschleifen von Gehäuse (3) und Bodenplatte (4) des Piezoaktors (2) der Piezoaktor
(2) in eine Schleifmaschine eingespannt wird, wobei die elektrische Spannung (U) über
Schleifringe an den Piezoaktor (2) angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichsring (9) zwischen dem Kraftstoffinjektorgehäuse (1) und dem Gehäuse
(3) des Piezoaktors (2) vorgesehen ist, der durch eine Vorspanneinrichtung mit einer
planen Vorderseite plastisch verformt wird, bis er eine Dicke hat, bei der sich das
Stellglied (5, 6, 7) aufgrund der Einwirkung der Vorderseite der Vorspanneinrichtung
zu öffnen beginnt.
4. Vorrichtung zum Positionieren des Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektorgehäuse
(1) mit einem Piezoaktor (2) und einem Stellglied (5, 6, 7), die miteinander in Wirkverbindung
stehen, wobei der Piezoaktor (2) beweglich in einem Gehäuse (3)eingebracht ist und
eine Bodenplatte (4) aufweist, die einer Öffnung des Gehäuses (3) zugeordnet ist
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Anlegen einer elektrischen Spannung (U) an den Piezoaktor
(2), die einem vorgegebenen Leerhub (Δh) entspricht; und
eine Einrichtung zum Planschleifen von Gehäuse (3) und Bodenplatte (4) des Piezoaktors
(2) bei anliegender elektrischer Spannung (U).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Ausgleichsring (9) zwischen dem Kraftstoffinjektorgehäuse (1) und dem Gehäuse
(3) des Piezoaktors (2), der durch eine Vorspanneinrichtung mit einer planen Vorderseite plastisch verformt wird, bis
er eine Dicke hat, bei der sich das Stellglied (5, 6, 7) aufgrund der Einwirkung der
Vorderseite der Vorspanneinrichtung zu öffnen beginnt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsring (9) zwischen zwei Planenflächen eingelegt wird und durch ein Zusammendrücken
der zwei Flächen auf eine vorgegebene Dicke plastisch verformt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsring (9) aus einem fließbaren Material besteht, wobei beim Zusammendrücken
des Ausgleichsrings das Material des Ausgleichsrings zu fließen beginnt und dadurch dauerhaft plastisch verformt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsring (9) aus Weicheisen und aus einem weichem Kupfer besteht
9. Krafstoffinjektor mit einem Piezoaktor (2) und einem Stellglied (5, 6, 7) die miteinander
in einer Wirkverbindung stehen, wobei der Piezoaktor (2) beweglich in einem Gehäuse
(3) eingebracht ist und eine Bodenplatte (4) aufweist, die einer Öffnung des Gehäuses
(3) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (4) des Piezoaktors (2), die in Wirkverbindung mit dem Stellglied
(5, 6, 7) steht, im spannungslosen Zustand einen vorgegebenen Leerhubabstand (Δh)
von der Vorderkante des Gehäuses (3) zurückgesetzt ist; und
die Vorderkante des Gehäuses (3) auf der Höhe des Stellglieds (5, 6, 7) angeordnet
ist.
1. Method for positioning the actuating drive in the housing of a fuel injector (1) with
a piezoactuator (2) and an actuating element (5, 6, 7) which are operatively connected
with each other, in which case the piezoactuator (2) is inserted in a movable manner
into a housing (3) and has a base plate (4) which is allocated to an opening in the
housing (3),
characterized by
applying an electrical voltage (U) to the piezoactuator (2) which corresponds to a
given idle travel (Δh) and
the grinding flat of the housing (3) and the base plate (4) of the piezoactuator (2)
when an electrical voltage (U) is applied.
2. Method according to Claim 1, characterized in that for grinding flat the housing (3) and the base plate (4) of the piezoactuator (2),
the piezoactuator (2) is clamped in a grinding machine in which case the electrical
voltage (U) is applied to the piezoactuator (2) via slip rings.
3. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that an equalizing ring (9) is provided between the housing of the fuel injector (1) and
the housing (3) of the piezoactuator (2) which by means of a pretensioning device
is plastically deformed with a flat front side until it has the thickness at which
the actuating element (5, 6, 7) starts to open because of the action of the front
side of the pretensioning device.
4. Device for positioning the actuating drive in the housing of a fuel injector (1) with
a piezoactuator (2) and an actuating element (5, 6, 7), which are operatively connected
with each other, in which case the piezoactuator (2) is inserted in a movable manner
into a housing (3) and has a base plate (4) which is allocated to an opening in the
housing (3), a device for applying an electrical voltage (U) to the piezoactuator
(2) which corresponds to a given idle travel (Δh); and
a device for grinding flat the housing (3) and the base plate (4) of the piezoactuator
(2) when an electrical voltage (U) is applied.
5. Device according to Claim 4, characterized by
an equalizing ring (9) between the housing of the fuel injector (1) and the housing
(3) of the piezoactuator (2), which by means of a pretensioning device is plastically
deformed with a flat front side until it has the thickness at which the actuating
element (5, 6, 7) starts to open on the basis of the action of the front side of the
pretensioning device.
6. Device according to Claim 5, characterized in that the equalizing ring (9) is inserted between two flat surfaces and by pressing together
the two surfaces is plastically deformed to a given thickness.
7. Device according to Claim 5 or 6,
characterized in that the equalizing ring (9) consists of a flowable material in which case on pressing
together the equalizing ring, the material of the equalizing ring starts flowing and
is therefore permanently plastically deformed.
8. Device according to Claim 7, characterized in that the equalizing ring (9) consists of soft iron and a soft copper.
9. Fuel injector with a piezoactuator (2) and an actuating element (5, 6, 7) which are
operatively connected with each other, in which case the piezoactuator (2) is inserted
in a movable manner into a housing (3) and has a base plate (4) which is allocated
to an opening in the housing (3),
characterized in that the base plate (4) of the piezoactuator (2) which is operatively connected to the
actuating element (5, 6, 7), has been moved back in the no-voltage state, by a given
idle travel distance (Δh) from the front edge of the housing (3); and
the front edge of the housing (3) is arranged at the level of the actuating element
(5, 6, 7).
1. Procédé pour positionner le mécanisme de commande dans un carter d'injecteur de carburant
(1) comprenant un actionneur piézo-électrique (2) et un élément de commande (5, 6,
7) qui sont en relation d'action l'un avec l'autre, l'actionneur piézo-électrique
(2) étant placé de manière mobile dans un boîtier (3) et comportant une plaque de
fond (4) associée à une ouverture du boîtier (3),
caractérisé par l'application à l'actionneur piézo-électrique (2) d'une tension électrique (U) correspondant
à une course à vide préétablie (Δh), et
la rectification plane du boîtier (3) et de la plaque de fond (4) de l'actionneur
piézo-électrique (2) pendant que la tension électrique (U) reste appliquée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur piézo-électrique (2) est serré dans une machine à rectifier pour effectuer
la rectification plane du boîtier (3) et de la plaque de fond (4) de l'actionneur
piézo-électrique (2), la tension électrique (U) étant appliquée à l'actionneur piézo-électrique
(2) par l'intermédiaire de bagues collectrices.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un anneau de compensation (9) est prévu entre le carter de l'injecteur de carburant
(1) et le boîtier (3) de l'actionneur piézo-électrique (2), l'anneau étant déformé
de manière plastique au moyen d'un dispositif de précontrainte ayant une face frontale
plane, jusqu'à une épaisseur à laquelle l'élément de commande (5, 6, 7) commence à
s'ouvrir par suite de l'action de la face frontale du dispositif de précontrainte.
4. Dispositif pour positionner le mécanisme de commande dans un carter d'injecteur de
carburant (1) comprenant un actionneur piézo-électrique (2) et un élément de commande
(5, 6, 7) qui sont en relation d'action l'un avec l'autre, l'actionneur piézo-électrique
(2) étant placé de manière mobile dans un boîtier (3) et comportant une plaque de
fond (4) qui est associée à une ouverture du boîtier (3),
caractérisé par un dispositif pour appliquer une tension électrique (U) à l'actionneur piézo-électrique
(2) correspondant à une course à vide préétablie (Δh); et
un dispositif pour rectifier le boîtier (3) et la plaque de fond (4) de l'actionneur
piézo-électrique (2) avec la tension électrique (U) appliquée.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par un anneau de compensation (9) inséré entre le carter d'injecteur de carburant (1)
et le boîtier (3) de l'actionneur piézo-électrique (2), l'anneau étant déformé de
manière plastique au moyen d'un dispositif de précontrainte ayant une face frontale
plane, jusqu'à une épaisseur à laquelle l'élément de commande (5, 6, 7) commence à
s'ouvrir par suite de l'action de la face frontale du dispositif de précontrainte.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'anneau de compensation (9) est inséré entre deux surfaces planes et déformé de
manière plastique par une compression entre ces deux surfaces jusqu'à une épaisseur
prédéterminée.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'anneau de compensation (9) est composé d'un matériau pouvant fluer, le matériau
de l'anneau de compensation commençant à fluer lors de la compression de l'anneau
de compensation et étant de cette façon déformé de manière plastique permanente.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anneau de compensation (9) est composé de fer doux et d'un cuivre doux.
9. Injecteur de carburant, comprenant un actionneur piézo-électrique (2) et un élément
de commande (5, 6, 7) qui sont en relation d'action l'un avec l'autre, l'actionneur
piézo-électrique (2) étant placé de manière mobile dans un boîtier (3) et comportant
une plaque de fond (4) associée à une ouverture du boîtier (3),
caractérisé en ce que la plaque de fond (4) de l'actionneur piézo-électrique (2) qui est en relation d'action
avec l'élément de commande (5, 6, 7), est en retrait d'une distance de course à vide
(Ah) par rapport au bord avant du boîtier (3) dans l'état sans tension, et
que le bord avant du boîtier (3) est disposé au niveau de l'élément de commande
(5, 6, 7).