DE10123172A1 - Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten - Google Patents
Ventil zum Steuern von FlüssigkeitenInfo
- Publication number
- DE10123172A1 DE10123172A1 DE10123172A DE10123172A DE10123172A1 DE 10123172 A1 DE10123172 A1 DE 10123172A1 DE 10123172 A DE10123172 A DE 10123172A DE 10123172 A DE10123172 A DE 10123172A DE 10123172 A1 DE10123172 A1 DE 10123172A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- membrane
- piezo actuator
- control valve
- valve
- temperature compensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 title description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 title description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/0012—Valves
- F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
- F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
- F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
- F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
- F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten mit einem Piezoaktor (2), einem Übersetzer zur Übersetzung des Hubes des Piezoaktors (2) und einem durch den Übersetzer betätigbaren Steuerventil (14). Weiterhin ist eine Vorrichtung (27) zum Temperaturausgleich einer durch eine Temperaturänderung bedingten Längenänderung des Piezoaktors (2) vorgesehen. Der Übersetzer ist dabei als Membran (3) ausgebildet und in einem vorgespannten Zustand angeordnet. Die Membran (3) übersetzt den Hub des Piezoaktors mit einem Übersetzungsverhältnis a/b. Gleichzeitig wird eine Abdichtung des Piezoaktors (2) von der zu steuernden Flüssigkeit durch die Membran (3) bereitstellt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern
von Flüssigkeiten und insbesondere ein
Kraftstoffeinspritzventil.
Ventile zum Steuern von Flüssigkeiten sind in
unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise
ist aus der US-4 022 166 ein piezoelektrisches
Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem die Steuerung
des Ventilgliedes über ein piezoelektrisches Element
erfolgt. Dabei wird der Hub des piezoelektrischen Elements
über einen Hebel unmittelbar auf die Ventilnadel
übertragen. Desweiteren sind zwei Rückstellfedern
vorgesehen, um die Ventilnadel und den Hebel jeweils in
ihrer Ausgangsposition zu halten. Aufgrund dieser
Ausgestaltung mit zwei Rückstellfedern, welche über den
Hebel miteinander in Verbindung stehen, entsteht ein sehr
schwingungsempfindliches Gebilde, welches insbesondere für
eine Hochdruckeinspritzung nicht geeignet ist, da sich die
Schwingungen aufschaukeln können.
Weiterhin sind Injektoren bekannt, welche zur Übersetzung
des Hubes eines Piezoaktors hydraulische Übersetzer
verwenden. Derartige Lösungen weisen jedoch im Allgemeinen
einen relativ komplizierten Aufbau auf und bestehen aus
einer Vielzahl von Teilen. Weiterhin ist eine ständige
Befüllung des hydraulischen Übersetzers notwendig, um
Leckageverluste auszugleichen, was derartige Ventile
relativ kompliziert macht und die Herstellungskosten
verteuert.
Da die Piezoaktoren nur ein sehr kleines Hubvermögen
aufweisen, welches übersetzt werden muss, ist der Aufwand
bei den bekannten mechanischen oder hydraulischen
Übersetzern relativ groß.
Das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat dem gegenüber
den Vorteil, dass es nur eine geringe Teileanzahl aufweist
und dadurch sehr einfach aufgebaut ist und kostengünstig
hergestellt werden kann. Erfindungsgemäß wird dabei zur
Übersetzung des Hubes eines Piezoaktors ein
Membranübersetzer verwendet. Bei der Verwendung einer
Membran zur mechanischen Übersetzung des Hubes des
Piezoaktors kann dabei insbesondere auf die sonst mit hoher
Genauigkeit herstellbaren, notwendigen Hebel verzichtet
werden, welche üblicherweise einen sehr großen Anteil an
den Herstellungskosten bei mechanischen Übersetzern
aufweisen. Die Membran kann dem gegenüber sehr
kostengünstig bereitgestellt werden. Weiterhin ist die
Membran erfindungsgemäß vorgespannt und stellt eine
Abdichtfunktion bereit. Dadurch wird im erfindungsgemäßen
Übersetzung eine Abdichtung gegen Lecköl erreicht. Darüber
hinaus ist weiterhin eine Vorrichtung zum
Temperaturausgleich vorgesehen, um eine Längenänderung des
Piezoaktors bei Temperaturerhöhungen während des Betriebes
auszugleichen. Durch die erfindungsgemäße Kombination des
Temperaturausgleichs mit einem vorgespannten
Membranübersetzer kann ein Hub eines Piezoaktors mit hoher
Genauigkeit und ohne Zeitverzögerung übersetzt werden,
wobei das Ventil nur eine geringe Anzahl von Bauteilen
aufweist und sehr kompakt ist. Dadurch ist auch nur ein
kleiner Bauraum für das erfindungsgemäße Ventil notwendig.
Vorzugsweise wird die Membran mittels eines Federelements
vorgespannt. Besonders bevorzugt wird dabei eine
Tellerfeder oder eine Spiralfeder verwendet.
Besonders bevorzugt ist die Membran gegen den Piezoaktor
vorgespannt. Dadurch wird gleichzeitig auch eine
Vorspannung des Piezoaktors ermöglicht. Dadurch kann ein
separates Vorspannelement für den Piezoaktor eingespart
werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung ist die Membran derart ausgebildet, dass sie
einen ringförmigen Krafteinleitungsbereich aufweist,
welcher zur Seite des Piezoaktors vorsteht. Vorzugsweise
ist dabei ein Kraftabgabebereich im Inneren des
Krafteinleitungsbereichs ausgebildet.
Besonders bevorzugt greift das Federelement zur Vorspannung
der Membran dabei an der Unterseite des
Krafteinleitungsbereichs ein. Dadurch kann die
Vorspannkraft des Federelements unmittelbar auf den
Piezoaktor wirken. Zum Schutz der Membran vor
Beschädigungen sind dabei vorzugsweise zwischen den
Kontaktbereichen der Membran und dem Vorspannelement bzw.
Bauteilen des Piezoaktors Zwischenelemente vorgesehen.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Membran derart
angeordnet, dass sie den Piezoaktor gegen das Steuerventil
abdichtet. Somit ist die Übersetzermembran gleichzeitig
auch als Abdichtelement ausgebildet. Im Gegensatz dazu ist
bei den bekannten mechanischen und hydraulischen
Übersetzern eine zusätzliche Abdichtung notwendig, um den
Piezoaktor gegenüber der zu steuernden Flüssigkeit
abzudichten. Hierzu wird üblicherweise eine separate
Abdichtung unmittelbar am Piezoaktor verwendet. Durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung weist die Membran somit eine
Doppelfunktion der Übersetzung des Piezoaktorhubes und der
Abdichtung des Piezoaktors auf. Dadurch kann insbesondere
die Teilezahl weiter verringert werden und die
Herstellungskosten gesenkt werden.
Vorteilhaft ist die Vorrichtung zum Temperaturausgleich
unmittelbar am Piezoaktor angeordnet. Dadurch kann ein
besonders kompakter Aufbau des erfindungsgemäßen Ventils
erreicht werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung zum
Temperaturausgleich ein erstes Fußteil, ein zweites Fußteil
sowie eine Hülse. Das erste und das zweite Fußteil sind
dabei jeweils an den Stirnseiten des Piezoaktors
angeordnet. Die Hülse umgibt die Fußteile und den
Piezoaktor. Dabei entspricht die temperaturbedingte
Längenänderung des ersten und des zweiten Fußteils und des
Piezoaktors im Wesentlichen der temperaturbedingten
Längenänderung der Hülse. Besonders bevorzugt ist der
Piezoaktor dabei von einem Wärmeleitmedium umgeben.
Weiterhin besteht die Hülse vorzugsweise aus einem Material
mit ähnlichem Ausdehnungskoeffizienten wie der Piezoaktor,
wie beispielsweise Invar. Die Fußteile können
beispielsweise aus Aluminium hergestellt werden, um den
Temperaturausgleich zu optimieren. Dabei weist der
Piezoaktor im Allgemeinen einen negativen
Ausdehnungskoeffizienten auf und die Aluminiumfußteile
einen positiven Ausdehnungskoeffizienten auf, so dass die
Ausdehnung in der Summe ungefähr der Ausdehnung der Hülse
entspricht.
Um eine möglichst geringe Bauteileanzahl aufzuweisen,
befindet sich die Membran unmittelbar mit dem zweiten
Fußteil der Temperaturausgleichsvorrichtung in Kontakt.
Um die Zugspannungen an der Membran zu minimieren, ist die
Membran vorzugsweise an ihrer seitlichen Befestigung mit
einem vorbestimmten Winkel entgegen der Kraftrichtung des
Piezoaktors gebogen.
Weiterhin kann erfindungsgemäß zwischen der Membran und dem
zweiten Fußteil im unbetätigten Zustand des Ventils ein
vorbestimmter Abstand vorhanden sein. Dadurch können
eventuell noch auftretende temperaturbedingte
Längenänderungen der Bauteile ausgeglichen werden und somit
ein eventuell vorhandener Restfehler des
Temperaturausgleichs kompensiert werden. Es sei angemerkt,
dass es auch möglich ist, den Abstand zwischen der Membran
und einem Ventilglied des Steuerventils vorzusehen. Es ist
jedoch bevorzugt, den Abstand zum Temperaturausgleich
zwischen der Membran und dem zweiten Fußteil vorzusehen, da
dadurch der Fehler des Temperaturausgleichs durch den
Membranübersetzer nicht mitübersetzt wird.
Vorzugsweise ist das Steuerventil als nach außen öffnendes
Ventil ausgebildet.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Ventil als
Kraftstoffeinspritzventil in einem Speichereinspritzsystem,
wie beispielsweise einem Common-Rail-System verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ventils
zum Einspritzen von Kraftstoff gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
und
Fig. 2 eine schematische vergrößerte
Teilschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten
Membran.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines
Kraftstoffeinspritzventils 1 für ein Common-Rail-System
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst das Ventil 1 einen
Piezoaktor 2, eine Vorrichtung 27 zum Temperaturausgleich
sowie ein Vorspannelement 9. Die
Temperaturausgleichsvorrichtung 27 umfasst ein erstes
Fußteil 4, ein zweites Fußteil 5, eine Hülse 6 und ein
Wärmeleitmedium 7. Das erste und das zweite Fußteil 4 und 5
sind jeweils an den Stirnseiten des Piezoaktors 2
angeordnet. Das Wärmeleitmedium 7 umgibt die Seitenbereiche
des Piezoaktors 2. Die Hülse 6 dient als Gehäuse und umgibt
die beiden Fußteile 4 und 5 sowie das Wärmeleitmedium 7.
Die Fußteile 4 und 5 sind aus Aluminium hergestellt und die
Hülse 6 ist aus Invar hergestellt, welches einen ähnlichen
Ausdehnungskoeffizienten wie der Piezoaktor aufweist. Der
Piezoaktor 2 weist einen negativen Ausdehnungskoeffizienten
auf und die Aluminiumfußteile weisen einen großen positiven
Ausdehnungskoeffizienten auf, so dass deren Summe ungefähr
gleich der Ausdehnung der Hülse 6 ist. Weiterhin sind im
ersten Fußteil 4 Durchgangsbohrungen vorgesehen, um
Leitungen für elektrische Anschlüsse 26 hindurchzuführen.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Membran 3 vergrößert
dargestellt. Die Membran 3 umfasst einen Haltebereich 30,
einen Krafteinleitungsbereich 31 und einen
Kraftabgabebereich 32. Am Haltebereich 30, welcher dem
Randbereich der Membran 3 entspricht, ist die Membran 3
zwischen einem Gehäuseabsatz 12 und einem
Injektorhaltekörper 10 fest eingespannt. Die Einspannung
erfolgt mittels einer Verschraubung 11, welche durch die
Membran 3 hindurchgeht.
Der Krafteinleitungsbereich 31 der Membran ist wulstförmig
gebildet und dabei entgegen der Kraftrichtung FP des
Piezoaktors gebogen (vgl. Fig. 2). Dabei steht der
Krafteinleitungsbereich 31 von der Membran 3 zur Seite des
Piezoaktors 2 vor. Der Krafteinleitungsbereich 31 steht mit
dem zweiten Fußteil 5 unmittelbar in Kontakt. Zum Schutz
der Membran 3 sind dabei an den Kontaktstellen zwischen der
Membran und dem zweiten Fußteil 5 bzw. zwischen der Membran
und dem Federelement 9 Zwischenelemente 17 und 19
angeordnet. Der Kraftabgabebereich 32 ist flach und
kreisförmig ausgebildet und liegt in der Mitte des
ringförmigen Krafteinleitungsbereichs 31. Am
Kraftabgabebereich 32 wird der von der Membran 3 übersetzte
Hub des Piezoaktors 2 auf ein Steuerventil 14 abgegeben.
Genauer wird der Hub auf ein Ventilglied 15 abgegeben,
welches über ein Druckelement 13 zum Schutz der Membran 3
mit der Membran in Verbindung steht (vgl. Fig. 1).
Das Steuerventil 14 umfasst das Ventilglied 15 und gibt
einen Ventilsitz 16 frei bzw. verschließt diesen. Das
Ventilglied 15 besteht aus einem zylindrischen Bereich mit
einer Ringnut sowie einem Verschlussbereich mit geneigten
Auflageflächen. In der Ausgangsstellung befindet sich das
Ventilglied 15 am Ventilsitz 16 und verschließt diesen.
Über die Ringnut im Ventilglied 15 ist das Steuerventil 14
weiterhin mit einer Leckölleitung 18 verbunden, welche zu
einem Leckölanschluss führt (vgl. Fig. 1).
Über eine Drossel 20 ist das Steuerventil 14 desweiteren
mit einem Steuerraum 21 verbunden, in welchem ein Kolben 22
angeordnet ist. Über den Kolben 22 wird eine nicht gezeigte
Ventilnadel in bekannter Weise betätigt. Der Steuerraum 21
befindet sich über eine Drossel 24 mit einem Zulauf 23 aus
dem Common-Rail in Verbindung. Eine vom Zulauf 23
abzweigende Leitung 25 führt dabei zur Düse.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Federelement 9 als
ringförmige Tellerfeder ausgebildet, welche in einer im
Injektorhaltekörper 10 gebildeten Aussparung 8 angeordnet
ist. Das Federelement 9 spannt die Membran in Richtung des
Piezoaktors 2 vor. Gleichzeitig wird durch das Federelement
9 auch der Piezoaktor 2 selbst vorgespannt.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Ventils 1 beschrieben.
Wenn der Piezoaktor 2 aktiviert wird, wird dessen Hub über
das zweite Fußteil 5 auf die Membran 3 übertragen. Genauer
wird der Hub des Piezoaktors 2 auf den
Krafteinleitungsbereich 31 der Membran 3 übertragen. Die
Membran 3 befindet sich dabei fest zwischen dem Gewindering
11 und dem Gehäuseabsatz 12 eingespannt. Hierbei kann am
Außenumfang der Membran 3 ein O-Ring zur Abdichtung des
eingespannten Bereichs vorgesehen werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Krafteinleitungsbereich 31
der Membran 3 in einem Winkel α zum Haltebereich 30
eingeordnet. Dabei ist weiter an einem Übergangsbereich
zwischen dem Haltebereich 30 und dem
Krafteinleitungsbereich 31 ein gebogener Bereich mit einem
vorbestimmten Radius vorgesehen. Durch diese Ausbildung an
der Einspannstelle der Membran 3 können die Zugspannungen
in der Membran minimiert werden. Dies stellt eine hohe
Lebensdauer der Membran 3 sicher.
Die vom Piezoaktor 2 auf die Membran 3 ausgeübte Kraft FP
wird durch die Membranübersetzung a/b übersetzt und am
Kraftabgabebereich 32 über das Druckelement 13 auf das
Steuerventil 14 übertragen. Die Strecke a entspricht
hierbei dem Abstand zwischen der Mitte der eingeleiteten
Kraft FP des Piezoaktors 2 und dem inneren Randbereich der
eingespannten Membran 3. Die Strecke b entspricht dabei dem
Abstand von der Mitte der eingeleiteten FP zur Mittelachse
X-X des Ventils 1 (vgl. Fig. 2). Durch die Vorspannung der
Membran 3 mittels des Federelements 9 treten an der
Einspannstelle 30 der Membran 3 hohe Zugspannungen auf der
Unterseite, d. h. der zum Steuerventil 14 gerichteten Seite,
und hohe Druckspannungen an der Oberseite, d. h. der zum
Piezoaktor 2 gerichteten Seite, auf, welche jedoch durch
die oben genannte gebogene Ausbildung mit vorgegebenem
Radius begrenzt sind. Während der Bewegung der Membran
werden diese Spannungen verkleinert.
Der übersetzte Hub des Piezoaktors 2 wird auf das
Ventilglied 15 des Steuerventils 14 übertragen, welches
dadurch von seinem Ventilsitz 16 abhebt. Dadurch entsteht
eine Verbindung zwischen dem Steuerraum 21 und der
Leckölleitung 18, so dass der Druck im Steuerraum 21 sinkt.
Dadurch wird der Kolben 22 in Richtung des Piezoaktors 2
nach oben bewegt und eine mit dem Kolben 22 verbundene
Ventilnadel (nicht dargestellt) hebt von ihrem Sitz ab.
Dadurch beginnt die Kraftstoffeinspritzung an der
Ventilnadel.
Wenn nun die Einspritzung beendet werden soll, wird der
Piezoaktor 2 nochmals angesteuert, wodurch er wieder in
seine Ausgangslage zurückkehrt. Dabei wird die Rückkehr in
seine Ausgangslage durch das Federelement 9 unterstützt.
Das Federelement 9 sorgt weiter dafür, dass auch die
Membran 3 wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt, so dass
das Ventilglied 15 wieder auf dem Ventilsitz 16 anliegt und
den Durchgang verschließt. Dadurch kann sich im Steuerraum
21 wieder ein Druck aufbauen, wodurch der Kolben 22 wieder
in seine Ausgangslage nach unten bewegt wird. Dabei
verschließt die mit dem Kolben 22 verbundene Ventilnadel
wieder die Einspritzöffnung, so dass die Einspritzung von
Kraftstoff abgeschlossen ist.
Erfindungsgemäß stellt während des Betriebes des Ventils
dabei die Temperaturausgleichsvorrichtung 27 sicher, dass
eine Längenänderung des Piezoaktors 2 infolge eines
Temperaturanstiegs mechanisch ausgeglichen werden kann. Um
eine eventuell durch die Temperaturausgleichsvorrichtung 27
nicht ausgeglichene Längenänderung des Piezoaktors 2 zu
kompensieren, kann zwischen der Membran 3 und dem zweiten
Fußteil 5 ein vorbestimmter Abstand vorgesehen werden,
welcher sehr viel kleiner als der Hub des Piezoaktors ist.
Dieser Abstand kann eine durch die
Temperaturausgleichsvorrichtung 27 nicht ausgeglichene
Längenänderung des Piezoaktors 2 kompensieren.
Mit der erfindungsgemäßen Membran 3 wird somit der Hub des
Piezoaktors 2 mit einem Übersetzungsverhältnis a/b
übersetzt. Je nach Ausbildung der Membran und insbesondere
des Krafteinleitungsbereichs 31, kann dabei das
Übersetzungsverhältnis auf relativ einfache Weise geändert
werden.
Neben der Übersetzung des Piezoaktorhubes übernimmt die
erfindungsgemäße Membran 3 auch eine Abdichtfunktion des
Piezoaktors vom Kraftstoffbereich des Ventils. Dadurch wird
sichergestellt, dass kein Kraftstoff zum Piezoaktor 2
gelangen kann und somit dessen Funktionsfähigkeit
beeinträchtigen könnte. Somit kann auf das sonst bei der
Verwendung von Piezoaktoren erforderliche Abdichtelement
verzichtet werden, welches üblicherweise unmittelbar am
Piezoaktor 2 angeordnet ist. Dadurch können die
Herstellungskosten für das erfindungsgemäße Ventil weiter
verringert werden.
Da die Membran 3 mit einem Winkel α gegen die Kraftrichtung
FP des Piezoaktors 2 gebogen ist, können die Zugspannungen
im Bereich der Einspannung der Membran minimiert werden,
obwohl die Membran 3 mittels des Federelements 9 in
Richtung des Piezoaktors 2 vorgespannt ist. Der Winkel α
ist dabei der Winkeln zwischen dem waagerechten
Haltebereich 30 der Membran und der Steigung am
Krafteinleitungsbereich 31, wie in Fig. 2 gezeigt.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Ventil zum
Steuern von Flüssigkeiten mit einem Piezoaktor 2, einem
Übersetzer zur Übersetzung des Hubes des Piezoaktors 2 und
einem durch den Übersetzer betätigbaren Steuerventil 14.
Weiterhin ist eine Vorrichtung 27 zum Temperaturausgleich
einer durch eine Temperaturänderung bedingten
Längenänderung des Piezoaktors 2 vorgesehen. Der Übersetzer
ist dabei als Membran 3 ausgebildet und in einem
vorgespannten Zustand angeordnet. Die Membran 3 übersetzt
den Hub des Piezoaktors mit einem Übersetzungsverhältnis
a/b. Gleichzeitig wird eine Abdichtung des Piezoaktors 2
von der zu steuernden Flüssigkeit durch die Membran 3
bereitgestellt.
Die vorhergehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen
Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der
Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene
Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der
Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
Claims (10)
1. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten mit einem
Piezoaktor (2), einem Übersetzer zur Übersetzung des
Hubes des Piezoaktors (2), einem durch den Übersetzer
betätigbaren Steuerventil (14) und einer Vorrichtung
(27) zum Temperaturausgleich, wobei der Übersetzer als
Membran (3) ausgebildet ist und die Membran (3)
vorgespannt ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Membran mittels eines Federelements (9),
insbesondere einer Tellerfeder oder einer Spiralfeder,
vorgespannt ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Membran (3) gegen den Piezoaktor (2)
vorgespannt ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Membran (3) einen ringförmigen
Krafteinleitungsbereich (31) aufweist, welcher zur
Seite des Piezoaktors (2) vorsteht.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (9) an der Unterseite des
Krafteinleitungsbereichs (31) angreift.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Membran (3) den Piezoaktor (2)
gegen das Steuerventil (14) abdichtet.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (27) zum
Temperaturausgleich unmittelbar am Piezoaktor (2)
vorgesehen ist.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (27) zum Temperaturausgleich ein erstes
Fußteil (4), ein zweites Fußteil (5) und eine Hülse (6)
umfasst, wobei das erste Fußteil (4) und das zweite
Fußteil (5) jeweils an der Stirnseite des Piezoaktors
(2) angeordnet sind und die Hülse (6) die Fußteile (4,
5) und den Piezoaktor (2) umgibt, wobei die
temperaturbedingte Längenänderung des ersten und des
zweiten Fußteils (4, 5) sowie des Piezoaktors (2) der
temperaturbedingten Längenänderung der Hülse (6) im
Wesentlichen entspricht.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Membran (3) unmittelbar mit dem zweiten
Fußteil (5) in Kontakt befindet.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Krafteinleitungsbereich (31)
der Membran (3) in einem Winkel (α) relativ zum
Haltebereich (30) entgegen der Kraftrichtung (FP) des
Piezoaktors (2) gebogen ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10123172A DE10123172A1 (de) | 2001-05-12 | 2001-05-12 | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
EP02740339A EP1399664A1 (de) | 2001-05-12 | 2002-05-10 | Ventil zum steuern von flüssigkeiten |
PCT/DE2002/001702 WO2002092993A1 (de) | 2001-05-12 | 2002-05-10 | Ventil zum steuern von flüssigkeiten |
JP2002590234A JP2004519611A (ja) | 2001-05-12 | 2002-05-10 | 液体を制御するための弁 |
US10/332,746 US20040084998A1 (en) | 2001-05-12 | 2002-05-10 | Control valve for liquids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10123172A DE10123172A1 (de) | 2001-05-12 | 2001-05-12 | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10123172A1 true DE10123172A1 (de) | 2002-11-14 |
Family
ID=7684569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10123172A Ceased DE10123172A1 (de) | 2001-05-12 | 2001-05-12 | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040084998A1 (de) |
EP (1) | EP1399664A1 (de) |
JP (1) | JP2004519611A (de) |
DE (1) | DE10123172A1 (de) |
WO (1) | WO2002092993A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008001142A1 (de) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Steuerventil mit einem piezoelektrischen Aktuator |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4740870B2 (ja) | 2003-11-20 | 2011-08-03 | バイキング テクノロジィーズ エル.シー. | 電気機械アクチュエータの一体式熱補償 |
DE102004026172A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Siemens Ag | Einspritzventil und Verfahren zum Herstellen eines Einspritzventils |
DE102010051743B4 (de) | 2010-11-19 | 2022-09-01 | C. Miethke Gmbh & Co. Kg | Programmierbares Hydrocephalusventil |
DE102011008467B4 (de) * | 2011-01-13 | 2014-01-02 | Continental Automotive Gmbh | Injektor mit Druckausgleichsmitteln |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4022166A (en) | 1975-04-03 | 1977-05-10 | Teledyne Industries, Inc. | Piezoelectric fuel injector valve |
US4803393A (en) * | 1986-07-31 | 1989-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator |
WO1998015018A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Steller mit einem aktor mit steuerbarer länge und vorrichtung zur übertragung der auslenkung eines aktors |
DE19802495A1 (de) * | 1997-06-19 | 1998-12-24 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
DE19826339A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-16 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
DE19939476C2 (de) * | 1999-08-20 | 2003-02-20 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten |
-
2001
- 2001-05-12 DE DE10123172A patent/DE10123172A1/de not_active Ceased
-
2002
- 2002-05-10 WO PCT/DE2002/001702 patent/WO2002092993A1/de not_active Application Discontinuation
- 2002-05-10 US US10/332,746 patent/US20040084998A1/en not_active Abandoned
- 2002-05-10 EP EP02740339A patent/EP1399664A1/de not_active Withdrawn
- 2002-05-10 JP JP2002590234A patent/JP2004519611A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008001142A1 (de) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Steuerventil mit einem piezoelektrischen Aktuator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004519611A (ja) | 2004-07-02 |
EP1399664A1 (de) | 2004-03-24 |
WO2002092993A1 (de) | 2002-11-21 |
US20040084998A1 (en) | 2004-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2052148B1 (de) | Kraftstoffinjektor mit direkter nadelsteuerung und servoventil-unterstützung | |
EP1434937B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
EP1079099B1 (de) | Einspritzventil | |
EP1421271B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
EP1210517B1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
WO2004040119A1 (de) | Einspritzventil | |
DE10123173A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
DE10039424A1 (de) | Dosierventil mit einem hydraulischen Übertragungselement | |
EP1241346A2 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
WO2003052261A1 (de) | Vorrichtung zum übersetzen einer auslenkung eines aktors, insbesondere für ein einspritzventil | |
WO2007116007A1 (de) | Piezo-aktor, verfahren zum herstellen eines piezo-aktors und einspritzsystem mit einem solchen | |
EP1125055A1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
EP1378657B1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE10123172A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
DE10120709A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
WO2009059864A1 (de) | Piezoelektrisches aktormodul | |
DE10259801A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
EP1210515A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE10123174B4 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
WO2001096732A1 (de) | Ventil zum steuern von flüssigkeiten | |
DE10002720A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
DE10104617A1 (de) | Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten | |
WO2003078826A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE102012216688A1 (de) | Brennstoffeinspritzventil | |
DE102006014768A1 (de) | Piezoelektrischer Aktor mit ringförmigem Aktorstapel und Injektor für eine Brennkraftmaschine mit ringförmigem Piezoaktor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |