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EP1505295A1 - Verfahren zum Positionieren des Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektor und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Positionieren des Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektor und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens Download PDF

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EP1505295A1
EP1505295A1 EP20040026927 EP04026927A EP1505295A1 EP 1505295 A1 EP1505295 A1 EP 1505295A1 EP 20040026927 EP20040026927 EP 20040026927 EP 04026927 A EP04026927 A EP 04026927A EP 1505295 A1 EP1505295 A1 EP 1505295A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
actuator
piezoelectric actuator
fuel injector
bottom plate
Prior art date
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Granted
Application number
EP20040026927
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1505295B1 (de
Inventor
Wilhelm Frank
Wendelin KLÜGL
Stefan Lehmann
Günter LEWENTZ
Martin Dr. Neumaier
Reda Rizk
Gerd Dr. Schmutzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1505295A1 publication Critical patent/EP1505295A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1505295B1 publication Critical patent/EP1505295B1/de
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    • Y10T29/49423—Valve or choke making with assembly, disassembly or composite article making with material shaping or cutting including metal deforming

Definitions

  • the invention relates to a method for positioning the Actuator in a fuel injector according to the preamble of claims 1; a device for carrying out the method according to the preamble of claim 2 and a fuel injector according to the preamble of the claim 6th
  • the fuel injector generally comprises an injection valve, the hydraulically opened by a servo valve and is closed to the timing of the injection process to specify exactly in the combustion chamber.
  • the servo valve is thereby controlled by an electrically Actuator actuated, in particular, the use of piezoelectric Actuators to achieve sufficiently short switching times has proved favorable.
  • a piezoelectric Actuator becomes a longitudinal strain by applying voltage caused to be transmitted to the servo valve, which in turn opens or closes the injection valve.
  • the lying in the micron range longitudinal expansion of the piezoelectric Actuator can operate the servo valve, this is Elongation generally either mechanically by a lever levers mounted in fuel or hydraulically reinforced by a pressure chamber.
  • a fuel injector with a piezo actuator and hydraulic Reinforcement is described, for example, in U.S. Patent No. 5,779,149.
  • the idle stroke should on the one hand be as small as possible, always with defined conditions and to minimize the dynamic loads hold. On the other hand, there must always be a minimum clearance between the actor and actuator can be guaranteed to malfunction in the To avoid operation.
  • the setting of the idle stroke in the fuel injector is so far so made that the exact arrangement of each Components of the fuel injector and in particular their Distances to each other mathematically from the dimensions of this Components are determined.
  • each component must be individually measured consuming. After measuring the idle stroke is then through between the Injector housing and the actuator or the servo valve arranged Shims set, the minimum tolerance and therefore very much in production are expensive.
  • the object of the present invention is to provide a method for Positioning the actuator in a fuel injector and an apparatus for carrying out such a method to create, in which or at a low cost Reliable positioning of the actuator in the Fuel injector is possible and the one or more suitable for serial production Function test of the fuel injector allowed.
  • the above object is therefore solved by the setting the idle stroke is made so that the piezoelectric actuator before its installation in the fuel injector a defined Voltage is applied to a longitudinal expansion of the piezo elements cause exactly the desired idle stroke equivalent.
  • a defined Voltage is applied to a longitudinal expansion of the piezo elements cause exactly the desired idle stroke equivalent.
  • the bottom plate of the piezoelectric actuator with the housing the actuator ground flat In the current or voltage-free Condition is the bottom plate relative to the actuator housing then to return to the idle stroke.
  • a compensation ring between the piezoelectric actuator and the housing of the fuel injector intended.
  • the compensation ring is in the down to the piezoelectric actuator completely assembled fuel injector inserted and by a pretensioner with a plane effective area so long deformed, until the servo valve lifts from its valve seat. Then screw in place of the biasing device the piezo actuator until it stops at the balancing ring in the Injector housing, so inevitably arises before as specified above Leerhub between the bottom plate the piezoelectric actuator and the actuator of the fuel injector servo-valve one.
  • This is an active connection between the piezoelectric actuator and the actuator for the servo valve formed with fixed positions such that the Leerhub between piezoelectric actuator and actuator despite the inevitable Manufacturing tolerances of the individual components always corresponds to the predetermined value.
  • the balancing ring is preferably made of soft iron or soft copper.
  • the piezoelectric actuator before its installation without voltage applied plan be ground, the intended Idle stroke during the deformation of the compensation ring via a survey is set on the pretensioner.
  • the Biasing device not from a flat stamp, but from a stamp with embossed front.
  • the drawing shows schematically a sectional view of a fuel injector in the area the connection between a piezoelectric actuator and a Actuator for a servo valve.
  • the figure of the drawing shows in section a part of an injector for fuel injection into the combustion chamber of a Internal combustion engine in a common rail system.
  • a piezoelectric actuator 2 with a Housing 3 and a bottom plate 4 screwed.
  • a piezoelectric element array (not shown in detail), with the bottom plate 4 communicates. If to the piezoelectric element via (Also not shown) supply lines applied a voltage is changed, this changes their length, and the bottom plate 4 changed thereby their position relative to the actuator housing. 3
  • the piezoelectric actuator 2 acts when it is electrically driven, to a transmission element 5 in the fuel injector housing. 1 one. This means that when applying a voltage to the said piezoelectric element arrangement, the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator 2 due to the voltage applied by the applied voltage Longitudinal expansion of the piezoelectric elements from the actuator housing outside, in the drawing down, shifts, and also the transmission element 5 is moved accordingly.
  • the transmission element 5 in the fuel injector housing 1 in turn acts on a valve stem 6, which at a Valve element 7 of a servo valve is applied.
  • the transmission element 5 shown can also be a provided hydraulic translation of the stroke of the piezoelectric actuator 2 become.
  • the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator acts 2 on an actuator for the servo valve of Fuel injector. Piezoelectric actuator 2 and actuator form the actuator for the servo valve.
  • the piezoelectric actuator 2 before installation in the injector 1 edited so that the bottom plate 4 to exactly the predetermined Leerhub .DELTA.h relative to the housing 3 of the piezoelectric actuator back is.
  • the piezoelectric actuator 2 before installation exactly the voltage U is applied in the injector housing 1, which corresponds to a longitudinal expansion of the piezoelectric element arrangement the predetermined idle stroke .DELTA.h causes, and it will be the case 3 and the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator 2 when applied Tension U flat ground.
  • the piezoelectric actuator 2 can do this, for example, in a grinding machine be clamped, the voltage U via slip rings is supplied.
  • the balancing ring 9 made of a soft, deformable material how soft iron or soft copper is made in the completely assembled except for the piezoelectric actuator 2 Fuel injector inserted. Then, instead of the piezoelectric actuator 2, a biasing device in the fuel injector screwed in, whose front, the side of the piezoelectric actuator 2 corresponds to the bottom plate 4, completely flat is. The pretensioner is screwed in until due to the actuation of the transmission element 5 by the plane front of the biasing device, the valve element. 7 of the servo valve begins to lift off its valve seat. There becomes the balancing ring made of a soft material 9, on the also the flat front of the Pretensioner acts permanently by material flow deformed. The balance ring 9 then retains when removing the Biasing means the thickness that he had as the biasing means just screwed in that far the servo valve began to open.
  • the piezoelectric actuator 2 instead of the biasing device, the piezoelectric actuator 2, the bottom plate 4 as described above to the given idle stroke .DELTA.h lags, until it stops in the Screwed housing 1 of the fuel injector, that is until the piezoelectric actuator housing 3 abuts against the compensation ring 9, so the leading edge of the Piezoaktorgepuruses 3 is exactly at the height, the front of the pretensioner had when the servo valve began to open.
  • the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator 2 is set back by the given idle stroke ⁇ h the idle stroke of the actuator in the fuel injector, that is the game between the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator. 2 and servo valve, exactly the predetermined value ⁇ h.
  • the piezoelectric actuator 2 before installation in the Injektorgepuruse 1 edited so that the bottom plate 4 and the housing 3 of the piezoelectric actuator 2 in the ready to install Condition, but ground without applied voltage become.
  • the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator 2 is located thus at night the grinding process on exactly the same Height as the housing 3 of the piezoelectric actuator 2 Biasing device for deformation of the compensation ring 9 no plane front but a front on that on the one or more locations at which or the biasing device acting on the transmission element 5, a survey the height ⁇ h has.
  • the central effective surface on the pretensioner, with the transmission element 5 engages stands with others Words in installation direction by the predetermined value .DELTA.h for the idle stroke with respect to the circumferential effect on the edge, which engages with the balancing ring 9.
  • the pretensioner is the same as in the former embodiment instead of the piezoelectric actuator 2 so far in the Fuel injector screwed in until actuated of the transmission element 5 through the raised portion the front of the biasing device, the valve element. 7 of the servo valve begins to open.
  • the balancing ring 9 is while remaining deformed as above. Subsequently, instead of the Biasing device of the piezoelectric actuator 2, in the housing 3 and Bottom plate 4 were ground without voltage applied, until it stops at the compensation ring 9 in the housing. 1 screwed the fuel injector.
  • the idle stroke between Piezo actuator 2 and servo valve exactly the predetermined value .DELTA.h on, since the thickness of the balancing ring 9 with the biasing means is adjusted so that during operation of the Fuel injector begins to open the servo valve after the bottom plate 4 of the piezoelectric actuator 2 in its control has covered the free travel ⁇ h.

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Abstract

Das Positionieren des Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektor mit einem Piezoaktor (2), der in das Gehäuse (1) des Kraftstoffinjektors eingeschraubt wird, erfolgt durch das Anlegen einer 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 Spannung (U). Zwischen dem Gehäuse (1) des Kraftstoffinjektors und dem Gehäuse (3) des Piezoaktors (2) ist darüber hinaus ein Ausgleichsring (9) mit passender Dicke vorgesehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren des Stellantriebs in einem Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1; eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 und einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
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.
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.
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.
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.
Ein Kraftstoffinjektor mit einem Piezoaktor und hydraulischer Verstärkung ist zum Beispiel im US-Patent Nr. 5 779 149 beschrieben.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1, im Patentanspruch 2 oder im Patentanspruch 6 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Die obige Aufgabe wird demnach 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. Erfindungsgemäß ist 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-Servo-ventils 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Zwischen dem Gehäuse 3 des Piezoaktors 2 und dem Gehäuse 1 des Kraftstoffinjektors befindet sich ein Ausgleichsring 9.
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.
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.
Der Piezoaktor 2 kann dazu zum Beispiel in eine Schleifmaschine eingespannt werden, wobei die Spannung U über Schleifringe zugeführt wird.
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.
Die Herstellungs- und sonstigen Toleranzen seitens des Kraftstoffinjektors werden durch den Ausgleichsring 9 ausgeglichen.
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.
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.
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 nacht 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.
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 Wirkflache vor, die mit dem Ausgleichsring 9 in Eingriff kommt.
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.
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.

Claims (6)

  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 (3) beweglich in einem Gehäuse (3) eingebracht ist und eine Bodenplatte 4 aufweist, die einer Öffnung des Gehäuses (3) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch
    ein Planschleifen von Gehäuse (3) und Bodenplatte (4) des Piezoaktors (2);
    ein Vorsehen eines Ausgleichsrings (9) zwischen dem Kraftstoffinjektor (1) und einem Gehäuse (3) des Piezoaktors (2), der durch eine Vorspanneinrichtung mit einer Vorderseite, die eine zentrale Erhebung aufweist, die einem vorgegebenen Leerhub (Δh) entspricht, plastisch verformt wird, bis er eine Dicke hat, bei der sich das Stellglied (5, 6, 7) aufgrund der Einwirkung der erhabenen Vorderseite der Vorspanneinrichtung zu öffnen beginnt.
  2. Vorrichtung 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
    einer Einrichtung zum Planschleifen von Gehäuse (3) und Bodenplatte (4) des Piezoaktors (2); und
    eine Vorspanneinrichtung mit einer Vorderseite mit einer zentralen Erhebung, die einen vorgegebenen Leerhub (Δh) entspricht, zum plastischen Verformen eines Ausgleichsrings (9) zwischen dem Kraftstoffinjektorgehäuse (1) und dem Gehäuse (3) des Piezoaktors (2) bis zu einer Dicke, bei der sich das Stellglied (5, 6, 7) aufgrund der Einwirkung der Vorderseite der Vorspanneinrichtung zu öffnen beginnt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsring (9) zwischen zwei Planflächen eingelegt wird und durch ein Zusammenrücken der zwei Flächen auf eine vorgegebene Dicke plastisch verformt wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsring (9) aus einem fließbaren Material besteht, wobei beim Zusammendrücken des Ausgleichsrings das Material des Ausgleichsrings fließend beginnt und dadurch dauerhaft plastisch verformt wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsring (9) aus Weicheisen oder aus einem Kupfer besteht.
  6. Kraftstoffinjektor 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,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bodenplatte (4) des Piezoaktors (2), die in der Wirkverbindung mit dem Stellglied (5, 6, 7) steht, im spannungslosen Zustand auf der Höhe der Vorderkante des Gehäuses (3) angeordnet ist und
    ein Ausgleichsring (9) zwischen einem Kraftstoffinjektorgehäuse (1) und dem Gehäuse (3) des Piezoaktors (2) angeordnet und plastisch so verformt ist, dass das Stellglied (5, 6, 7) um einen vorgegebenen Leerhubabstand (Δh) von der Vorderkante des Ausgleichrings (9) zurückgesetzt ist.
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