Der Stellantrieb ist zum Betätigen eines Stellglieds vorgese- hen, das im Falle eines Einspritzventils eine Düsennadel ist, welche abhängig von ihrer Stellung eine Düse öffnet oder ver- schließt, durch die Kraftstoff von dem Einspritzventil in ei- nen Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine einge- spritzt werden kann. Der Kraftstoffdruck in einem Einspritz- ventil für Diesel-Brennkraftmaschinen beträgt bis zu 2000 bar. Dies hat zur Folge, dass zum Öffnen oder Schließen der Düsennadel erhebliche Kräfte aufgebracht werden müssen. Fer- ner hat ein als Piezoaktor ausgebildeter Stellantrieb nur ei- nen deutlich geringeren Hub als der erforderliche Hub der Dü- sennadel.

Es ist bekannt, die Düsennadel nur mittelbar durch den Stel- lantrieb und zwar mittels eines Servoventils anzusteuern, welches die Düsennadel dann in Öffnungsrichtung oder entge- gengesetzt mit Kraftstoffdruck beaufschlagt und so zu einem Öffnen bzw. Schließen der Ventilnadel führt. Ein derartiges Servoventil ist jedoch aufwendig.

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Aus der DE 199 50 760 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor aufweist. Zwischen dem Aktor und einer Ventilnadel ist eine Hubeinrichtung mit zwei gegeneinander beweglichen Hub- kolben vorgesehen. Die Hubeinrichtung ist hermetisch gegen- über einem Ventilinnenraum abgeschlossen. Der erste Hubkolben steht mit dem Aktor in Wirkverbindung und weist eine einsei- tig offene Hohlzylinderform auf, deren Öffnung vom Aktor ab- gewandt angeordnet ist. In der Zylinderöffnung ist der zweite Hubkolben geführt. Der erste Hubkolben befindet sich wiederum in einem hohlzylindrischen Gehäuse. Zwischen einer Endfläche des Gehäuses und dem ersten und dem zweiten Kolben ist eine Übertragerkammer ausgebildet. Ferner ist eine Spannfeder vor- gesehen, die den ersten und zweiten Kolben in entgegengesetz- te Richtungen vorspannt. Wirkt eine Kraft von dem Aktor auf den ersten Kolben ein, so wird das in der Übertragerkammer befindliche Fluid verdrängt und der erste Kolben axial ausge- lenkt. Ferner wird dadurch der zweite Kolben in entgegenge- setzter axialer Richtung bewegt. Die Bewegung des zweiten Kolbens erfolgt immer relativ zu der Bewegung des ersten Kol- bens. Die Absolutposition bezogen auf das Gehäuse des Brenn- stoffeinspritzventils des zweiten Kolbens und mithin einer mit ihm gekoppelten Düsennadel hängt somit ab von den Her- stellungstoleranzen der Düsennadel, des ersten und zweiten Kolbens und ist somit gegebenenfalls größeren Abweichungen ausgesetzt.

Auch aus der DE 101 62 045 Al ist eine Vorrichtung zum Über- setzen einer Auslenkung eines piezoelektrischen Aktors eines Einspritzventils bekannt. Der Aktor wirkt auf einen ersten Hubkolben 1 ein, der in einem Teilbereich zylindertopfförmig ausgebildet ist und in dessen Topfinneres ein zweiter Kolben eingreift, der mit einem Servoventil oder einer Düsennadel des Einspritzventils gekoppelt ist. Der erste Hubkolben ist in einem Zylinderkörper geführt. Ebenso ist der zweite Hub- kolben in dem Zylinderkörper geführt. Der erste und zweite Hubkolben sind über eine Druckkammer gekoppelt. Eine axiale 200311643

Auslenkung des ersten Hubkolbens wird mittels der Druckkammer in eine entgegengesetzte axiale Auslenkung des zweiten Hub- kolbens übertragen. Auch bei dieser Anordnung erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Hubkolben und somit ist die Position des zweiten Hubkolbens abhängig von der Fertigungsgenauigkeit des ersten und zweiten Hubkolbens.

Eine präzise Ansteuerbarkeit des Stellgeräts ist jedoch we- sentlich für dessen Einsatz bei z. B. Brennkraftmaschinen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stellgerät zu schaffen, das präzise ansteuerbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Stellgerät mit ei- nem Stellantrieb, der zum Ausführen einer Hubbewegung ausge- bildet ist, einem ersten Kolben, der topfförmig ausgebildet ist, einem zweiten Kolben, der koaxial zu dem ersten Kolben angeordnet ist und in den ersten Kolben hineinragt, wobei der erste und der zweite Kolben in einem zylinderförmigen Körper gelagert sind und über ein Hydraulikvolumen in den zylinder- förmigen Körper derart gekoppelt sind, dass eine axiale Aus- lenkung des ersten Kolbens in eine entgegengesetzte axiale Auslenkung des zweiten Kolbens übersetzt wird. Ferner ist ein Anschlagelement vorgesehen, das mindestens einen Zapfen um- fasst, der durch eine Ausnehmung des Topfbodens des ersten Kolbens geführt ist und der eine Auslenkung des zweiten Kol- bens begrenzt. Das Anschlagelement hat mindestens eine Aus- nehmung, durch die ein dem Stellantrieb zugeordnetes Übertra- gerelement hin zu dem ersten Kolben geführt ist und mit die- sem gekoppelt ist.

Durch das Anschlagelement ist auf einfache Weise gewährleis- tet, dass die axiale Auslenkung des zweiten Kolbens auf einen 200311643

vorgebbaren Wert begrenzt ist. Dies ermöglicht ein sehr prä- zises Ansteuern des Stellgeräts, wenn der zweite Kolben maxi- mal ausgelenkt ist. Ferner ist auch eine kompakte Ausbildung des Stellgeräts gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Anschlagelement topfförmig ausgebildet und der Zapfen des An- schlagelements ist in dem Topfboden des Anschlagelements aus- gebildet. Dies hat den Vorteil, dass der zylinderförmige Kör- per dann kürzer ausgebildet sein kann und so einfacher und präziser herzustellen ist, insbesondere wenn er die Führung des ersten und zweiten Kolbens umfasst.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Zapfen des Anschlagelements zentrisch in dem Topfbo- den angeordnet und das Übertragerelement ist radial außerhalb des Zapfens hin zu dem ersten Kolben geführt. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr gute Krafteinleitung von dem Übertra- gerelement zu dem ersten Kolben gewährleistet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Übertragerelement radial innerhalb des Zapfens des Anschlagelements hin zu dem ersten Kolben geführt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Übertragerelement auf der hin zu dem ersten Kolben zugewandten Seite nach außen gewölbt ausgebildet. Dadurch kann einfach eine sehr gute und präzise Krafteinleitung ge- währleistet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Übertragerelement auf der hin zu dem ersten Kolben zugewandten Seite sphärisch ausgebildet. Dies hat den Vorteil einer sehr guten Krafteinleitung auch bei einer gegebenen- falls nicht vollständigen Koaxialität des Übertragerelements und des ersten Kolbens.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Stellgeräts und Figur 2 eine zweite Ausführungsform des Stellgeräts.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenüber- greifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein Stellgerät, das als Einspritzventil zum Zumessen von Kraftstoff ausgebildet ist (Figur 1), hat einen Stellantrieb 1 mit einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor, der abhängig von einer elektrischen Ansteuerung eine Hubbewe- gung durchführt. Der Stellantrieb umfasst ein Übertragerele- ment 3, welches auf einen ersten Kolben 5 einwirkt. Der erste Kolben ist topfförmig ausgebildet und hat einen Topfboden 7.

In dem Topfboden 7 ist eine zentrische Ausnehmung 9 ausgebil- det.

Ein zweiter Kolben 11 ist koaxial zu dem ersten Kolben und in einem Teilbereich hineinragend in den ersten Kolben 5 ange- ordnet. Der erste Kolben 5 und der zweite Kolben 11 sind in einem zylinderförmigen Körper 13 gelagert und dort geführt.

Von dem zylinderförmigen Körper 13, dem ersten Kolben 5 und dem zweiten Kolben 11 wird ein Hydraulikvolumen 15 umschlos- sen, mittels dessen der erste Kolben 5 und der zweite Kolben 11 miteinander hydraulisch gekoppelt sind. Dazu ist der zwei- te Kolben 11 mit einem Absatz 17 versehen. Wird durch den Stellantrieb 1 eine Kraft auf den ersten Kolben 5 übertragen, was zu einer axialen Auslenkung des ersten Kolbens führt und damit zu einem Anstieg des Drucks in dem Hydraulikvolumen 15, so wirkt eine Kraft im Bereich des Absatzes 17 am zweiten Kolben 11 auf diesen in entgegengesetzter axialer Richtung ein. Die Kraft wirkt einer durch eine Rückstellfeder 19 auf- gebrachten Kraft entgegen, was dann gegebenenfalls zu einer 200311643

entgegengesetzten axialen Auslenkung des zweiten Kolbens 11 führt.

Der zweite Kolben 11 umfasst eine Nadelspitze 21 oder ist mit dieser fest gekoppelt. Die Nadelspitze 21 ist in einem Düsen- körper 23 angeordnet und verschließt oder gibt eine Ein- spritzdüse 25 frei je nach ihrer Stellung. Ein Injektorgehäu- se 27 umfasst den Stellantrieb 1 und gegebenenfalls weitere Teile, wie den ersten oder zweiten Kolben 5,11. Eine Düsen- spannmutter 29 ist vorgesehen, welche den Düsenkörper 23 auf das Injektorgehäuse 27 spannt.

Ein Anschlagelement 31 ist bündig an einem Absatz 32 des In- jektorgehäuses angeordnet und weist zentrisch in seinem Topf- boden 34 einen Zapfen 35 auf. Der erste Kolben 5 hat in sei- nem Topfboden 7 eine Ausnehmung 9, die so ausgebildet ist, dass der Zapfen 35 durch sie hindurchragen kann. Der Zapfen hat in axialer Richtung bezogen auf die axiale Ausrichtung des zweiten Kolbens 11 eine vorgegebene Länge. Durch den Zap- fen 35 kann so die maximale axiale Auslenkung des zweiten Kolbens 11 auf einen definierten Wert und zwar absolut bezo- gen auf das Injektorgehäuse 27 begrenzt werden. Die maximale axiale Auslenkung des zweiten Kolbens 11 ist so unabhängig von der Herstellungsgenauigkeit des Stellantriebs, des ersten Kolbens 5 und gegebenenfalls des Drucks in dem Hydraulikvolu- men 15. Durch die zentrische Ausbildung des Zapfens 35 und die entsprechende zentrische Ausbildung der Ausnehmung 33 in dem ersten Kolben 5 kann die Rückstellfeder 19 sicher und kompakt ausgebildet und angeordnet sein.

Durch die axiale Ausdehnung der Wand des Anschlagelements 31 kann die notwendige axiale Länge des zylinderförmigen Körpers 13 beeinflusst werden. So ist es möglich, den zylinderförmi- gen Körper 13 lediglich so lang in axialer Richtung auszubil- den, als dies für die Führung des ersten Kolbens notwendig ist. Das Anschlagelement 31 kann mit einem radialen Spiel im Hinblick auf den ersten Kolben 5 versehen sein und kann somit 200311643

diesbezüglich höhere Fertigungstoleranzen haben. Dies hat den Vorteil, dass der zylinderförmige Körper 13 einfacher her- stellbar ist.

Das Übertragerelement 3 hat mindestens einen Übertragerzapfen 4, welcher durch eine Ausnehmung 33 des Anschlagelements 31 radial außerhalb des Zapfens 35 geführt ist. Durch diese An- ordnung des Übertragerzapfens 4 ist eine besonders gute Krafteinleitung von dem Stellantrieb 1 zu dem ersten Kolben 5 gewährleistet.

Der Übertragerzapfen 4 kann auf der hin zu dem ersten Kolben 5 zugewandten Seite nach außen gewölbt ausgebildet sein. Da- durch ist auch eine gute Krafteinleitung gegeben, wenn der Übertrager 3 und der erste Kolben nicht ganz koaxial angeord- net sind.

Eine besonders gute Unabhängigkeit der Krafteinleitung von der Koaxialität des ersten Kolbens 5 und des Stellantriebs 1 ist gewährleistet, wenn der Übertragerzapfen 4 auf der hin zu dem ersten Kolben 5 zugewandten Seite sphärisch ausgebildet ist.

Bevorzugt weist das Übertragerelement mehrere, so z. B. drei um jeweils 120° um den Umfang des ersten Kolbens 5 verteilte Übertragerzapfen auf. Dadurch ist eine gleichmäßige um den Umfang verteilte Krafteinleitung gewährleistet.

In einer alternativen Ausgestaltung des Stellgeräts (Figur 2) ist das Anschlagelement 31 mit einer zentrischen Ausnehmung versehen, durch die das Übertragerelement 3 hin zu dem ersten Kolben 5 geführt ist. Der erste Kolben 5 hat radial außerhalb der Ausnehmung in dem Anschlagelement 31 Ausnehmungen 9a, 9b, durch welche Zapfen 35a, 35b des Anschlagelements 31 geführt sind.

Das Anschlagelement kann in beiden Ausführungsformen neben einer Topfform auch eine Scheibenform aufweisen. Der zweite Kolben 11 kann beispielsweise auch auf ein Servoventil ein- wirken.