VORRICHTUNG ZUM ÜBERTRAGEN EINER AKTORAUSLENKUNG AUF EIN STELLGLIED UND EINSPRITZVENTIL MIT EINER SOLCHEN VORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Bewegung eines Aktors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere ein Einspritzventil mit einer solchen Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung - im weiteren auch als Übertragungsmodul bezeichnet - ist aus der DE 197 08 304 A1 bekannt.

[0002] In der Kraftfahrzeugtechnik werden zunehmend Speichereinspritzsysteme eingesetzt, bei denen mit sehr hohen Einspritzdrücken gearbeitet wird. Bei solchen z.B. unter der Bezeichnung "Common-Rail-System" bekannten Einspritzsystemen wird Kraftstoff unter hohem Druck an in den Zylindern angeordneten Einspritzventilen angelegt. Der Einspritzvorgang in die Zylinder wird durch Öffnen und Schließen dieser Einspritzventile ausgelöst, wobei die Einspritzventile über Aktoren angesteuert werden, die nach dem elektromagnetischen und - um hohe Schaltgeschwindigkeiten zu erreichen - auch dem piezoelektrischen Prinzip arbeiten.

[0003] Der Aktor im Einspritzventil betätigt dabei in der Regel ein Servoventil, das hydraulisch einen Druck auf eine Düsennadel im Einspritzventil steuert. Durch die Zwischenschaltung des Servoventils ist es insbesondere möglich, den zeitlichen Verlauf des Einspritzvorgangs exakt festzulegen und darüber hinaus die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Düsennadel einzustellen. Aus verbrennungstechnischen Gründen ist es insbesondere wünschenswert, die Düsennadel kontrolliert langsam zu öffnen.

[0004] Um die Auslenkung des Aktors auf einen Antriebsstempel des Servoventils zu übertragen, ist aus der DE 197 08 304 A1 ein Übertragungsmodul bekannt, das im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine Druckkammer aufweist, die von einer flexiblen Membran begrenzt wird. An dieser flexiblen Membran liegt der Antriebsstempel des Servoventils an. Die Druckkammer des Übertragungsmoduls ist über eine Verbindungsbohrung mit Drosselwirkung mit einer weiteren, im Inneren des Übertragungsmoduls vorgesehenen Ausgleichskammer verbunden, wobei die Druckkammer und die Ausgleichskammer mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt sind.

[0005] Im Ruhezustand wird über die Verbindungsbohrung der in der Ausgleichskammer herrschende Druck der Hydraulikflüssigkeit auf die Druckkammer übertragen, so daß die flexible Membran immer am Antriebsstempel des Servoventils anliegt, auch wenn sich aufgrund thermischer Effekte oder Alterungsprozesse Verschiebungen in der Anordnung der einzelnen Komponenten im Einspritzventil ergeben. Bei einer Betätigung des Aktors wird die Auslenkung dieses Aktors über das Übertragungsmodul im wesentlichen unverändert auf den Antriebsstempel des Servoventils übertragen. Die Verbindungsbohrung zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer ist so ausgelegt, daß aufgrund der im Bereich von Millisekunden liegenden Ansteuerzeiten im wesentlichen keine Hydraulikflüssigkeit aus der Druckkammer abfließen kann.

[0006] Da bei dem in der DE 197 08 304 A1 verwendeten Übertragungsmodul die Hydraulikflüssigkeit im Übertragungsmodul eingeschlossen ist, besteht die Gefahr, daß durch Flüssigkeitsleckage aufgrund von Undichtigkeiten ein Druckabfall im Übertragungsmodul auftritt, der die Funktionsfähigkeit des Übertragungsmoduls und damit des Einspritzventils beeinträchtigt. Weiterhin wird bei dem bekannten Übertragungsmodul die Auslenkung des Aktors nahezu ungedämpft und zeitlich nicht verzögert auf den Antriebsstempel des Servoventils übertragen. Dies hat wiederum zur Folge, daß das Servoventil ungebremst die Düsennadel im Einspritzventil öffnet, was die Qualität des Verbrennungsprozesses verschlechtert.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übertragungsmodul bereit zu stellen, daß sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer auszeichnet und eine gedämpfte Übertragung der Aktorauslenkung auf ein Stellglied ermöglicht.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Übertragungsmodul wird vorzugsweise in einem Einspritzventil für Verbrennungsmotoren angewendet.

[0009] Ein erfindungsgemäße Übertragungsmodul zeichnet sich durch ein Kolbenelement und ein Aufnahmeelement aus, die teleskopartig ineinandergreifen und eine Druckkammer mit dem hydraulischen Medium umschließen. Das Kolbenelement und das Aufnahmeelement sind dabei axial zueinander verschiebbar ausgelegt, wobei sie durch eine Aktorauslenkung aus einer Ruhestellung, bei der eine Verbindung zwischen der Druckkammer und einer Ausgleichskammer völlig offen ist, in eine zweite Stellung, bei der die Verbindung zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer im wesentlichen unterbrochen ist, gebracht werden.

[0010] Das erfindungsgemäße Übertragungsmodul zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, wobei Bauteilveränderungen aufgrund von Herstellungstoleranzen, Temperaturschwankungen sowie Abnutzungseffekten zuverlässig ausgeglichen und überbrückt werden. Weiterhin steht das hydraulische Medium im Übertragungsmodul nicht unter einem erhöhten Druck, der zu einer Flüssigkeitsleckage und damit einer Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Übertragungsmoduls führen kann. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Übertragungsmodul eine kraftgedämpfte und zeitlich verzögerte Übertragung der Aktorauslenkung auf ein Stellglied. Hierdurch wird die Dynamik des Stellgliedes beim Öffnen vermindert, so daß sich z.B. ein verbrennungstechnisch günstiger Verlauf beim Öffnen eines Einspritzventils einstellen läßt.

[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in den einander gegenüberstehenden Berührflächen des Kolbenelements und des Aufnahmeelements quer zur Strömungsrichtung Aussparungen ausgeführt, die aufgrund einer erhöhten Reibung das Ausströmen von hydraulischem Medium aus der Druckkammer über den Zwischenraum zwischen dem Kolbenelement und dem Aufnahmeelement und damit den Dämpfungsverlauf des Übertragungsmoduls beeinflussen.

[0012] Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Stellantrieb eines Einspritzventils; und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der A-A Linie in Fig. 1.

[0013] Der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt durch einen Stellantrieb eines Einspritzventils besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1 mit einer stufenartig ausgebildeten Innenbohrung 11, einem piezoelektrischen Aktor 2 und einem Servoventil 3. Der piezoelektrische Aktor 2 ist dabei vorzugsweise aus mehreren übereinandergestapelten piezoelektrischen Elementen aufgebaut, die in einem als Rohrfeder ausgebildeten Hohlkörper 22 angeordnet sind. Dieser Hohlkörper 22 ist mit einer Kopfplatte 23 und einer Bodenplatte 24 versehen, wobei der piezoelektrische Aktor 2 mit einer definierten Kraft von vorzugsweise 800 bis 1000 N vorgespannt wird. Der piezoelektrische Aktor 2 ist leitend über aus der Kopfplatte 23 hervorstehenden Kontaktstiften mit einem Aktoranschluß 4 verbunden, wobei über den Aktoranschluß Spannung an den piezoelektrischen Aktor 2 angelegt und so eine Längsdehnung des piezoelektrischen Aktors hervorgerufen wird.

[0014] Der piezoelektrische Aktor 2 ist weiter in einem Aktorgehäuse 25 angeordnet, das am oberen Ende der stufig ausgebildeten Innenbohrung 11 im Ventilgehäuse 1 fest eingespannt ist, wobei das Aktorgehäuse 25 auf eine ringförmig umlaufende Auflagescheibe 8 gedrückt wird, die gegen einen Absatz in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 abgestützt ist. Das Aktorgehäuse 25 wird außerdem von einer Hohlschraube 7 festgehalten, die an einen um das Aktorgehäuse 25 umlaufenden Spannring 26 angreift und mit dem Ventilgehäuse 1 verschraubt ist.

[0015] Die Bodenplatte 24 des piezoelektrischen Aktors 2 ist mittig mit einem vorzugsweise kreisrunden Aufsatz 241 versehen, an dem eine scheibenförmige Membran 6 angeordnet ist, die sich von der Bodenplatte 24 bis zur Innenwandung des Ventilgehäuses 1 erstreckt. Dabei wird die Membran 6 in ihrem Außenbereich zwischen der Auflagescheibe 8 und dem Aktorgehäuse 25 festgehalten. Die Membran 6 dient dazu, den piezoelektrischen Aktor 2 vor einer Kraftstoffleckage aus dem Einspritzventil zu schützen.

[0016] Die durch Elektrostriktion erzeugte Auslenkung des piezoelektrischen Aktors 2 wird von einem Übertragungsmodul 5 auf das Servoventil 3 übertragen. Das Übertragungsmodul 5 besteht im wesentlichen aus einem Kolbenelement 51, im weiteren auch als Antriebskolben bezeichnet, und einem Aufnahmeelement 52. Der Antriebskolben 51 hat im Querschnitt im wesentlichen T-Form und ist mit seinem Fuß 511 in eine zentral in der Bodenplatte 24 ausgeführte Innenbohrung fest eingeschraubt und vorzugsweise zusätzlich verklebt. Weiterhin liegt der Antriebskolben 51 mit der Rückseite seines im wesentlichen zylindrischen Tellers 512 auf dem Aufsatz 241 der Bodenplatte 24 des Aktors 2 auf, wobei die scheibenförmige Membran 6 mit ihrem Innenbereich zwischen dem Aufsatz 241 und dem Teller 512 festgeklemmt ist.

[0017] Das Aufnahmeelement 52 des Übertragungsmoduls 5 hat in seinem Querschnitt auch im wesentlichen T-Form und ist einstückig mit einem in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 angeordneten Ventilkolben 31 verbunden. Dieser Ventilkolben 31 ist Teil des Servoventils 3. Das Servoventil 3 umfaßt weiterhin einen Ventilpilz 32, auf dem der Ventilkolben 23 anliegt, wobei der Ventilpilz 32 im Ruhezustand von einer Ventilfeder 33 auf einen Ventilsitz 111 im Ventilgehäuse 1 gedrückt wird.

[0018] Das Aufnahmeelement 52 weist in seinem im wesentlichen zylindrischen Teller 521 eine zylinderförmig ausgestaltete axiale Vertiefung 522 auf, deren Innendurchmesser etwas größer ausgelegt ist als der Außendurchmesser des Antriebskolben-Tellers 512. Der Antriebskolben 51 erstreckt sich mit seinem Teller 512 in die Vertiefung im Teller 521 des Aufnahmeelements 52, wobei ein Abstand Δs zwischen einer Stirnfläche 513 des Antriebskolbens 51 und einer Anschlagfläche 523 in der Vertiefung 522 des Aufnahmeelements 52 vorgesehen ist. Der Antriebskolben 51 und das Aufnahmeelement 52 bilden dabei eine Teleskopanordnung, die um die Strecke Δs ineinandergeschoben werden können.

[0019] In der Stirnfläche 513 des Tellers 512 im Antriebskolbens 51 und in der Anschlagfläche 523 der Vertiefung 522 im Aufnahmeelement 52 sind Aussparungen vorgesehen, die eine Druckkammer 91 bilden. Die Druckkammer 91 ist vorzugsweise radialsymmetrisch um die Längsachse des Übertragungsmoduls 5 ausgebildet. In der Druckkammer 91 ist ein Federelement 53 angeordnet, vorzugsweise in Form einer Spiralfeder, die den Antriebskolben 51 und das Aufnahmeelement 52 in Axialrichtung auseinanderdrücken. Das Federelement 53 bewirkt, daß der Ventilkolben 31 auch im Ruhezustand unabhängig von Längstoleranzen, thermischen Längenänderungen oder Verschleiß immer spielfrei sowohl an dem mit dem piezoelektrischen Aktor 2 verbundenen Antriebskolben 51 als auch an dem Ventilpilz 32 des Servoventils 3 anliegt.

[0020] In der Innenbohrung 11 ist zwischen dem Übertragungsmodul 5 und dem Ventilgehäuse 1, begrenzt durch die Membran 6, zusätzlich eine Ausgleichskammer 92 ausgebildet. Im Betrieb ist sowohl die Druckkammer 91 im Übertragungsmodul 5 als auch die Ausgleichskammer 92 um das Übertragungsmodul 5 herum mit einem hydraulischen Medium gefüllt. Das hydraulische Medium ist dabei vorzugsweise der Kraftstoff für den jeweiligen Motor. Es ist dabei nicht erforderlich, daß das hydraulische Medium in der Ausgleichskammer 92 unter einem erhöhten Druck steht. Die Ausgleichskammer 92 kann daher, wenn das hydraulische Medium der Kraftstoff ist, z.B. mit einer im wesentlichen drucklosen Kraftstoff-Rückleitung vom Einspritzventil zu einem Kraftstofftank des Fahrzeugs in Verbindung stehen. Die Ausgleichskammer 92 kann aber auch durch Membrane, Dichtscheiben o.ä. nach außen abgeschlossen sein.

[0021] Der in Fig. 1 dargestellte Stellantrieb für eine Einspritzventil mit dem Übertragungsmodul 5 arbeitet wie folgt:

[0022] Im Ruhezustand, d.h. bei geschlossenem Einspritzventil und nicht angesteuertem piezoelektrischen Aktor 2, ist die Druckkammer 91 über den Abstand Δs, der zwischen der Stirnfläche 513 des Tellers 511 im Antriebskolben 51 und der Anschlagfläche 523 der Vertiefung 522 im Aufnahmeelement 52 ausgebildet ist, sowie über einen Spalt, der zwischen der zylindrischen Außenwandung des Tellers 512 im Antriebskolben 51 und der zylindrischen Innenwandung der Vertiefung 522 des Aufnahmeteils 52 ausgebildet ist, mit der Ausgleichskammer 92 verbunden, so daß hydraulisches Medium zwischen der Druckkammer 91 und der Ausgleichskammer 92 ausgetauscht werden kann. Es herrscht deshalb im Ruhezustand in der Druckkammer 91 der gleiche Druck wie in der Ausgleichskammer 92, wobei vorzugsweise ein druckloser Zustand eingestellt ist.

[0023] Bei einer Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors 2 bewirkt die durch Elektrostriktion hervorgerufene Längsdehnung des Aktors, daß die Bodenplatte 24 in die Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 vorgeschoben wird. Dabei wird der mit der Bodenplatte 24 fest verbundene Antriebskolben 51 ebenfalls ausgelenkt, wodurch der Druck auf das hydraulische Medium in der Druckkammer 91 ansteigt. Dieser Druckanstieg bewirkt, daß das hydraulisches Medium aus der Druckkammer 91 über den zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 im Ruhezustand bestehenden Zwischenraum in die Ausgleichskammer 52 gedrückt wird. Da dieser Zwischenraum, der durch den Abstand Δs zwischen der Stirnfläche 513 des Antriebskolben-Tellers 512 und der Anschlagfläche 523 in der Vertiefung 522 des Aufnahmeelement-Tellers 521 und den Spalt zwischen der zylindrischen Außenwandung des Antriebskolben-Tellers 512 und der zylindrischen Innenwandung der Vertiefung 522 des Aufnahmeelement-Tellers 521 festgelegt ist, nicht ausreicht, durch Ausströmen von hydraulischem Medium den schnellen Druckanstieg in der Druckkammer 91, der durch die Auslenkung des Antriebskolbens 51 bewirkt wird, abzubauen, wird dieser Druck über das Aufnahmeelement 52 an den Ventilkolben 31 weitergegeben, so daß sich der Antriebskolben 51, das Aufnahmeelement 52 und der Ventilkolben 31 zusammen nach unten bewegen, wodurch der Ventilpilz 32 gegen die Wirkung der Ventilfeder 33 vom Ventilsitz 111 in der Innenbohrung 11 des Ventilgehäuses 1 abgehoben wird. Dieses Öffnen des Ventilpilzes 32 des Servoventils 3 wird dann dazu genutzt, um z.B. eine Düsennadel im Einspritzventil zu öffnen und so den Einspritzvorgang auszulösen.

[0024] Der Zwischenraum zwischen dem Teller 512 des Antriebskolbens 51 und den Teller 521 des Aufnahmeelements 52 ist im Ruhezustand so ausgelegt, daß der durch die Auslenkung des Antriebskolbens 51 des Übertragungsmoduls 5 hervorgerufene Druckanstieg zu Beginn immer etwas hydraulisches Medium aus der Druckkammer 91 in die Ausgleichskammer 92 drückt. Dies bewirkt, daß die vom piezoelektrischen Aktor 2 auf den Antriebskolben 51 übertragene Kraft gedämpft auf das Aufnahmeelement 52 des Übertragungsmoduls 5 und damit über dem Ventilkolben 31 auf den Ventilpilz 32 des Servoventils 3 übertragen wird. Weiterhin wird der Ventilpilz 32 von der Auslenkung des Übertragungsmoduls 5 zeitlich verzögert, bezogen auf die Aktoransteuerung, geöffnet, da sich aufgrund des Ausströmens des hydraulischen Mediums aus der Druckkammer 91 zu Beginn des Ansteuerungsvorgangs der Antriebskolben 51 sich aus seiner Ruhestellung, bei der die Stirnfläche 513 seines Tellers 512 von der Anschlagfläche 523 in der Vertiefung 522 des Aufnahmeelements 51 um die Strecke Δs beabstandet ist, tiefer in die Vertiefung 512 vorbewegt, und zwar maximal soweit, bis die Stirnfläche 513 an der Anschlagfläche 523 anliegt. Durch diese zeitlich verzögerte und gedämpfte Übertragung der Auslenkung des piezoelektrischen Aktors 2 über das Übertragungsmodul 5 auf den Ventilpilz 32 des Servoventils 3 wird die Dynamik beim Öffnen des Ventilpilzes 32 vermindert, was eine präzise Ansteuerung des Einspritzventils bei den im Einspritzventil gewünschten hohen Schaltgeschwindigkeiten gewährleistet. Insbesondere kann der Beginn des Einspritzvorgangs und die Geschwindigkeit, mit der sich das Einspritzventil öffnet, optimal eingestellt werden, was die Qualität des Verbrennungsvorgangs erhöht.

[0025] Um einen optimalen Dämpfungsverlauf zu erreichen, sind entweder in der Stirnfläche 513 im Antriebskolben-Teller 512 oder in der Anschlagfläche 523 der Vertiefung 522 im Aufnahmeelement 51 oder in beiden zusätzliche Aussparungen, vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung, ausgeführt, die die Reibung beim Austritt des hydraulischen Mediums aus der Druckkammer 91 über den Zwischenraum zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 erhöhen.

[0026] Wie Fig. 2 zeigt, sind die zusätzlichen Aussparungen als konzentrische Rillen 514 quer zur Strömungsrichtung des hydraulischen Mediums ausgebildet. Ähnliche Rillen können in der Anschlagfläche 523 des Aufnahmeelements 52 vorhanden sein. Vorzugsweise sind die Rillen 514 aber in der Stirnfläche 513 des Antriebskolbens 51 ausgebildet.

[0027] Durch die erfindungsgemäße Auslegung des Übertragungsmoduls 5 ist ein einfacher Aufbau gewährleistet. Es sind lediglich drei einfach gestaltete Teile notwendig. Der Antriebskolben 51, der fest am piezoelektrischen Aktor 2 des Einspritzventils angebracht ist, wobei alternativ zu der in Fig. 1 gezeigten Lösung, der Antriebskolben 51 auch einstückig mit der Bodenplatte 24 des Aktors ausgebildet sein kann; das Aufnahmeelement 52, das einstückig mit dem Ventilkolben 31 des Servoventils 3 ausgebildet ist, jedoch auch alternativ z.B. über eine Schraub- oder Klebverbindung mit dem Ventilkolben 31 verbunden sein kann; und das Federelement 53, das zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 angeordnet ist. Die im Übertragungsmodul 5 ausgebildete Druckkammer 91 kann - wie in Fig. 1 gezeigt - aus Vertiefungen sowohl im Antriebskolben 51 als auch im Aufnahmeelement 52 bestehen, jedoch auch alternativ nur in einem dieser beiden Teile vorgesehen sein. Durch die Verbindung zwischen der Druckkammer 91 und der Ausgleichskammer 92 über einen Zwischenraum zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 sowie durch das zwischen dem Antriebskolben 51 und dem Aufnahmeelement 52 vorgesehene Federelement 53 wird gewährleistet, daß Bauteiltoleranzen sowie aufgrund thermischer und Abnutzungseffekte auftretende Veränderungen in der Anordnung der Einspritzventil-Komponenten ausgeglichen werden. Durch das Austreten von hydraulischem Medium aus der Druckkammer 91 in die Ausgleichskammer 92 zu Beginn des Ansteuervorgangs des piezoelektrischen Aktors 2 wird darüber hinaus für eine gedämpfte Kraftübertragung der Aktorauslenkung auf das Servoventil 3 und damit für ein optimiertes Öffnen des Einspritzventils gesorgt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines piezoelektrischen Aktors (2) auf ein Stellglied (3) mit
   einem Übertragungsmodul (5), das eine Wirkverbindung zwischen dem Aktor und dem Stellglied herstellt und eine Druckkammer (91) und eine Ausgleichskammer (92) festlegt, die mit einem hydraulischen Medium mindestens teilweise gefüllt und über eine Verbindung miteinander in Kontakt stehen,
   dadurch gekennzeichnet, daß
   das Übertragungsmodul ein Kolbenelement (51) und ein Aufnahmeelement (52) aufweist, die teleskopartig ineinandergreifen, wobei zwischen dem Kolbenelement und dem Aufnahmeelement die Druckkammer (91) ausgebildet ist und das Kolbenelement und das Aufnahmeelement durch die Auslenkung des Aktors axial zueinander verschiebbar sind aus seiner ersten Ruhestellung, bei der die Verbindung zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer (92) völlig offen ist, in eine zweite Stellung, bei der die Verbindung zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer im wesentlichen unterbrochen ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kolbenelement (51) und dem Ausnahmeelement (52) ein Federelement (53) angeordnet ist, das das Kolbenelement und das Aufnahmeelement in der ersten Ruhestellung hält.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement (52) eine Vertiefung (522) aufweist, in die das Kolbenelement (51) hineinragt, wobei ein Spalt zwischen der Außenwandung des Kolbenelements und der Innenwandung der Vertiefung im Aufnahmeelement vorgesehen ist, und daß das Kolbenelement durch die Auslenkung des Aktors (2) mit einer Stirnfläche (513) auf eine Anschlagfläche (523) in der Vertiefung im Aufnahmeelement zu bewegt wird.

4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (513) des Kolbenelements (51) und/oder in der Anschlagfläche (523) der Vertiefung (522) im Aufnahmeelement (52) Aussparungen vorgesehen sind.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Aussparungen als konzentrische Rillen (514) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (91) durch eine Vertiefung in dem Kolbenelement (51) und/oder dem Aufnahmeelement (52) gebildet wird.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement (51) fest mit dem Aktor (2) verbunden ist.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement (52) mit einem Ventilkolben (31), der auf einen Ventilpilz (32) einwirkt, fest verbunden und einstückig damit ausgebildet ist.

9. Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfaßt, wobei die Vorrichtung zwischen einem piezoelektrischen Aktor (2) und einem Ventilkolben (31) eines Servoventils (3) angeordnet ist.

10. Einspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Medium der für den Motor verwendete Kraftstoff ist.

Claims

1. Device for transferring a deflection of a piezoelectric actuator (2) to a final control element (3) with a transfer module (5), which creates an active connection between the actuator and the final control element and defines a pressure chamber (91) and an equalisation chamber (92), which are at least partially filled with a hydraulic medium and are in contact with each other via a connection, characterised in that the transfer module has a male piston element (51) and a female element (52), which interlock telescopically, whereby the pressure chamber (91) is configured between the male piston element and the female element and the male piston element and the female element can be moved axially in respect of each other by the deflection of the actuator from an initial neutral position, in which the connection between the pressure chamber and the equalisation chamber (92) is fully open, into a second position, in which the connection between the pressure chamber and the equalisation chamber is essentially broken.

2. Device according to Claim 1, characterised in that between the male piston element (51) and the female element (52) there is a spring element (53), which holds the male piston element and the female element in the initial neutral position.

3. Device according to Claim 1 or 2, characterised in that the female element (52) has a recess (522), into which the male piston element (51) projects, with a gap between the external wall of the male piston element and the internal wall of the recess in the female element, and that the male piston element is moved by the deflection of the actuator (2) so that its front face comes into contact with a stop face (523) in the recess in the female element.

4. Device according to one of Claims 1 to 3, characterised in that there are openings in the front face (513) of the male piston element (51) and/or in the stop face (523) of the recess (522) in the female element (52).

5. Device according to Claim 4, characterised in that these openings are in the form of concentric channels (514).

6. Device according to one of Claims 1 to 5, characterised in that the pressure chamber (91) is formed by a recess in the male piston element (51) and/or the female element (52).

7. Device according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the male piston element (51) is securely connected to the actuator (2).

8. Device according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the female element (52) is securely connected to and therefore an integral part of a valve piston (31), which acts on a valve stem (32).

9. Injection valve for injecting fuel in an internal combustion engine, characterised in that the injection valve has a device according to one of Claims 1 to 8, with the device located between a piezoelectric actuator (2) and a valve piston (31) of a servo valve (3).

10. Injection valve according to Claim 9, characterised in that the hydraulic medium is the fuel used for the engine.

Revendications

1. Dispositif pour transmettre une excursion d'un actionneur piézoélectrique (2) à un organe de réglage (3), comprenant un module de transmission (5) qui établit une liaison fonctionnelle entre l'actionneur et l'organe de réglage, et qui détermine une chambre de pression (91) et une chambre de compensation (92) qui sont au moins partiellement remplies d'un milieu hydraulique et qui sont en contact entre elles par une communication,
caractérisé
en ce que le module de transmission comprend un élément piston (51) et un élément récepteur (52) qui sont emmanchés télescopiquement l'un dans l'autre, la chambre de pression (91) étant formée entre l'élément piston et l'élément récepteur, et l'élément piston et l'élément récepteur pouvant être déplacés en translation axiale l'un par rapport à l'autre par l'excursion de l'actionneur, pour passer de leur première position, de repos, dans laquelle la communication entre la chambre de pression et la chambre de compensation (92) est entièrement ouverte, à une deuxième position dans laquelle la communication entre la chambre de pression et la chambre de compensation est sensiblement interrompue.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre l'élément piston (51) et l'élément récepteur (52) est disposé un élément élastique (53) qui maintient l'élément piston et l'élément récepteur dans la première position, de repos.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément récepteur (52) présente un creux (522) dans lequel l'élément piston (51) est engagé, une fente étant prévue entre la paroi extérieure de l'élément piston et la paroi intérieure du creux ménagé dans l'élément récepteur et en ce que l'élément piston est poussé, par l'excursion de l'actionneur (2), par une surface frontale (513), sur une surface de butée (523) prévue dans le creux de l'élément récepteur.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des évidements sont prévus dans la surface frontale (513) de l'élément piston (51) et/ou dans la surface de butée (523) du creux (522) ménagé dans l'élément récepteur (52).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ces évidements sont constitués par des sillons concentriques (514).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre de pression (91) est formée par un creux dans l'élément piston (51) et/ou dans l'élément récepteur (52).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément piston (51) est relié rigidement à l'actionneur (2).

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément récepteur (52) est relié rigidement à un piston de soupape (31) qui agit sur un champignon de soupape (32) et est réalisé en une seule pièce avec ce champignon.

9. Injecteur destiné à injecter du carburant dans un moteur à combustion interne, caractérisé en ce que l'injecteur comprend un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, le dispositif étant disposé entre l'actionneur piézoélectrique (2) et un piston de soupape (31) appartenant à une servosoupape (3).

10. Injecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le milieu hydraulique est le carburant utilisé pour le moteur.

Zeichnung