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Die
Erfindung betrifft ein Ventil, das einen Hubaktor und eine Ventilnadel
umfasst und bei dem der Hubaktor mit der Ventilnadel so gekoppelt
ist, dass die Ventilnadel axial aus einer Schließposition der Ventilnadel heraus
oder in die Schließposition
der Ventilnadel hinein bewegbar ist, abhängig von einem elektrischen
Ansteuern des Hubaktors.
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Ist
die Ventilnadel direkt mit dem Hubaktor mechanisch gekoppelt, dann
besteht zwischen einem Hub des Hubaktors und einem Hub der Ventilnadel
ein funktionaler Zusammenhang. Ist der Hubaktor beispielsweise als
ein Piezoaktor ausgebildet, dann ist ein Hub des Piezoaktors abhängig von
einer dem Piezoaktor zugeführten
elektrischen Ladungs- oder Energiemenge. Dem Piezoaktor zugeführte Ladung kann
auch dann in dem Piezoaktor gespeichert bleiben, wenn eine elektrische
Kopplung des Piezoaktors z.B. mit einer Ansteuereinheit defekt ist.
Da der Hub des Piezoaktors abhängig
ist von der in dem Piezoaktor gespeicherten Ladung, bleibt der Hub
des Piezoaktors entsprechend bestehen. Dies kann jedoch dazu führen, dass
das Ventil z.B. in einer Offenposition verbleibt und ein Durchfluss
durch das Ventil nicht unterbunden werden kann. Handelt es sich
bei dem Ventil beispielsweise um ein Einspritzventil einer Brennkraftmaschine,
dann kann in einem solchen Fall die Brennkraftmaschine zerstört werden
durch eine zu große
Menge an Kraftstoff, die durch das Ventil in einen Verbrennungsraum
der Brennkraftmaschine strömt.
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Die
DE 195 19 191 A1 offenbart
ein Einspritzventil, das einen Piezoaktor und eine Düsennadel
aufweist. Der Piezoaktor wirkt auf einen Primärkolben. Die Düsennadel
ist mit einem Sekundärkolben
gekoppelt, der in einer Bohrung des Primärkolbens geführt ist.
In einem Raum, der zwischen dem Primärkolben und dem Sekundärkolben
in der Bohrung des Primärkolbens
gebildet ist, ist ferner eine Feder vorgesehen, die den Primärkolben
und den Sekundärkolben
auseinander drückt.
Der Raum ist über
eine Entlastungsbohrung mit einem Leckageraum verbunden, der mit
einem Rücklauf
verbunden ist, so dass in den Raum eindringender Kraftstoff dem
Rücklauf
zugeführt
wird. Der Primärkolben
wirkt ferner auf eine Tellerfeder ein, die in einem immer mit Kraftstoff
gefüllten
Arbeitsraum angeordnet ist und die sich gegen ein Gehäuse des
Ventils abstützt. Durch
ein Auslenken des Piezoaktors gegen eine Kraft der Tellerfeder wird
ein Druck in dem Arbeitsraum erhöht,
wodurch der Sekundärkolben
gegen eine Kraft der Feder in der Bohrung des Primärkolbens
bewegt wird und die Düsennadel
aus ihrem Sitz hebt. Der Primärkolben
und der Sekundärkolben
sowie der Primärkolben
und das Gehäuse
des Ventils sind zueinander mit Passungen gepaart, die leckagebehaftete
Spaltdichtungen darstellen, so dass Kraftstoff aus dem Arbeitsraum
in den Leckageraum und den Rücklauf
entweichen kann.
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In
der
DE 198 21 768
C2 sind eine Dosiervorrichtung und ein Dosierverfahren
offenbart. Ein Stellantrieb wirkt auf einen Druckkolben, in dem
eine Kolbenkammer ausgebildet ist. In der Kolbenkammer ist ein mit
einem Stößel eines
Steuerventils verbundener Hubkolben angeordnet. In der Kolbenkammer zwischen
dem Druckkolben und dem Hubkolben ist eine Rückstellvorrichtung angeordnet.
Die Kolbenkammer ist mit einer Kolbenzuleitung verbunden, über die
der Kolbenkammer Fluid zugeführt
wird. Ferner ist in der Dosiervorrichtung eine Hydraulikkammer ausgebildet,
der das Fluid über
eine Passung zwischen dem Druckkolben und dem Hubkolben durch Leckage
aus der Kolbenkammer zugeführt wird.
Ferner ist ein Befüllventil
vorgesehen, über
das der Hydraulikkammer Fluid zugeführt werden kann. Durch ein
Auslenken des Stellantriebs wird ein Druck in der Hydraulikkammer
erhöht
und dadurch der Hubkolben gegen eine Kraft der Rückstellvorrichtung in den Druckkolben
gedrückt.
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In
der
DE 101 20 709
A1 ist ein Ventil offenbart zum Steuern von Flüssigkeiten
mit einem Piezoaktor und einem mechanischen Übersetzer zum Übersetzten
eines Hubes des Piezoaktors. Ferner ist ein Steuerventil vorgesehen,
das durch den Piezoaktor über
den mechanischen Übersetzer,
ein Ausgleichselement und ein Zwischenstück betätigt werden kann. Das Steuerventil
ist über
eine Drossel mit einem Steuerraum verbunden, in dem ein Kolben angeordnet
ist, der mit einer Ventilnadel verbunden ist. In einer Offenposition
des Steuerventils ist der Steuerraum mit einer Leckölleitung
verbunden. Der Steuerraum ist ferner über eine weitere Drossel mit
einem Zulauf verbunden, über
den dem Steuerraum Kraftstoff zugeführt werden kann.
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Die
DE 100 02 720 A1 offenbart
ein weiteres Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten mit prinzipiell ähnlichem
Aufbau und ähnlicher
Funktionsweise wie die
DE
101 20 709 A1 .
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Die
DE 101 04 016 A1 offenbart
ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten
mit einer als hydraulische Übersetzung
arbeitenden Hydraulikkammer, die zum Ausgleich von Leckageverlusten
mit Flüssigkeit befüllbar ist.
Ein piezoelektrischer Aktor wirkt auf einen ersten Kolben. Ein zweiter
Kolben betätigt
ein Ventilschließglied.
Der erste und der zweite Kolben grenzen an die Hydraulikkammer und
sind über
diese miteinander gekoppelt. Die Hydraulikkammer ist über eine
Drossel mit einem Hochdruckbereich des Ventils verbunden.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, ein Ventil zu schaffen, das zuverlässig ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des unabhängigen
Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Ventil, das einen Hubaktor
und eine Ventilnadel umfasst. Der Hubaktor ist mit der Ventilnadel
so gekoppelt, dass die Ventilnadel axial aus einer Schließposition
der Ventilnadel heraus oder in die Schließposition der Ventilnadel hinein
bewegbar ist abhängig
von einem elektrischen Ansteuern des Hubaktors. Das Ventil umfasst
ferner ein steuerbares Übertragungselement,
dessen Längsausdehnung
variabel ist und das in einem Übertragungsweg
zwischen dem Hubaktor und der Ventilnadel angeordnet und mit dem Hubaktor
und mit der Ventilnadel gekoppelt ist. In dem Übertragungselement ist ein
hydraulisches Polster ausbildbar. Zum Variieren der Längsausdehnung
des Übertragungselements
ist dem hydraulischen Polster ein Fluid zuführbar oder entnehmbar. Das
Ventil ist ausgebildet, das Übertragungselement zum
Variieren seiner Längsausdehnung
so anzusteuern, dass die Ventilnadel nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitdauer, nachdem die Ventilnadel aus ihrer Schließposition
herausbewegt wurde, in ihre Schließposition bewegt wird, wenn
die Ventilnadel nicht bereits mittels des Hubaktors in ihre Schließposition
bewegt wurde. Ferner umfasst das Ventil ein erstes Steuerventil,
das mit dem Übertragungselement
derart gekoppelt ist, dass dem hydraulischen Polster das Fluid abhängig von
einem Öffnungszustand
des ersten Steuerventils entnehmbar ist.
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Der
Vorteil ist, dass das Ventil auch dann zuverlässig geschlossen wird, wenn
das elektrische Ansteuern des Hubaktors oder der Hubaktor nicht
funktionsfähig
ist. Dadurch kann zuverlässig
verhindert werden, dass eine zu große Menge eines Mediums zugemessen
wird. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass eine zu
große
Menge an Kraftstoff durch ein Einspritzventil in einen Verbrennungsraum
einer Brennkraftmaschine gelangt. Dadurch kann ein Beschädigen der
Brennkraftmaschine zuverlässig
verhindert werden.
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Ferner
ist ein einfacher Ausgleich von Toleranzen in dem Übertragungsweg
zwischen dem Hubaktor und der Ventilnadel möglich, indem dem hydraulischen
Polster des Übertragungsglieds
zum Anpassen seiner Längsausdehnung
entsprechend der auszugleichenden Toleranz das Fluid zugeführt oder entnommen
wird. Zum Bewegen der Ventilnadel in ihre Schließposition nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer
kann das hydraulische Polster sehr einfach durch Entnehmen des Fluids
abgebaut und die Längsausdehnung
des Übertragungselements
so verringert werden. Das hydraulische Polster ermöglicht ferner
einen verschleißarmen
Betrieb.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass das Zuführen oder Entnehmen des Fluids
mittels des ersten Steuerventils einfach steuerbar ist. Beispielsweise
kann durch Öffnen
des ersten Steuerventils nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer
das hydraulische Polster durch Entnehmen des Fluids abgebaut werden, so
dass sich die Längsausdehnung
des Übertragungselements
verringert.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Übertragungselement einen ersten
und einen zweiten Kolben, die längs
einer Achse angeordnet sind und zwischen denen das hydraulische
Polster ausbildbar ist. Über
den ersten und den zweiten Kolben ist das Übertragungselement so sehr
einfach mit dem Hubaktor oder der Ventilnadel koppelbar. Eine Kraftübertragung
von dem Hubaktor auf den ersten Kolben sowie von dem zweiten Kolben
auf die Ventilnadel ist einfach und zuverlässig möglich. Ferner kann das Übertragungselement
so besonders robust ausgebildet sein.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn das Übertragungselement
ein Federelement umfasst, das zwischen, dem ersten und dem zweiten
Kolben angeordnet ist. Das Federelement übt auf den ersten und den zweiten
Kolben eine Federkraft aus, die so gerichtet ist, dass der erste
und der zweite Kolben auseinandergedrückt werden. Dadurch kann zuverlässig sichergestellt
werden, dass das hydraulische Polster zwischen dem ersten und dem
zweiten Kolben ausgebildet werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Ventil ein
hydraulisches Zeitglied, das mit dem ersten Steuerventil gekoppelt
ist oder das das erste Steuerventil umfasst. Das hydraulische Zeitglied
ist so ausgebildet, dass das erste Steuerventil nach Ablauf der
vorgegebenen Zeitdauer geöffnet
wird, wenn die Ventilnadel nicht bereits mittels des Hubaktors in
ihre Schließposition
bewegt wurde. Durch das hydraulische Zeitglied kann sehr einfach das
erste Steuerventil nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer geöffnet werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn das hydraulische
Zeitglied einen dritten Kolben umfasst und der dritte Kolben in
einer Ausnehmung des Ventils so axial bewegbar angeordnet ist, dass
in der Ausnehmung eine Kammer ausgebildet ist durch eine erste axiale
Endfläche
des dritten Kol bens als ein Teil einer Wandung der Kammer. Der Kammer
ist abhängig
von einem Öffnungszustand der
Ventilnadel Fluid zu führbar.
Ein zweites axiales Ende des dritten Kolbens ist derart mit dem
ersten Steuerventil gekoppelt, dass das erste Steuerventil abhängig von
einem Fluiddruck in der Kammer öffnet,
wenn der Fluiddruck einen vorgegebenen Fluiddruck überschreitet,
und ansonsten geschlossen ist. Das hydraulische Zeitglied ist ferner
so ausgebildet, dass ein Fluidfluss von dem hydraulischen Polster
in einem Fluidablauf ermöglicht
wird, wenn das erste Steuerventil geöffnet ist, und der Fluidfluss
unterbunden ist, wenn das erste Steuerventil geschlossen ist. Ein
solches hydraulisches Zeitglied ist einfach und zuverlässig. Der
Fluiddruck in der Kammer kann sehr einfach als ein Schaltsignal
für das
erste Steuerventil genutzt werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn zwischen einer
Mantelfläche
des dritten Kolbens und einer Wandung der Ausnehmung ein Spalt so
ausgebildet ist, dass zwischen der Kammer und dem Fluidablauf ein
Leckfluss fließen
kann. Der Leckfluss ist so groß,
dass der Fluiddruck in der Kammer auf einen vorgegebenen Ruhedruck
gefallen ist innerhalb einer Zeitdauer zwischen einem Bewegen der
Ventilnadel in ihre Schließposition
und einem nachfolgenden Bewegen der Ventilnadel aus ihrer Schließposition
heraus. Dies hat den Vorteil, dass die vorgegebene Zeitdauer zuverlässig für jeden
Ansteuerzyklus des Ventils vorgegeben sein kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Ventil ein
zweites Steuerventil, das durch den Hubaktor betätigbar ist. Durch das zweite Steuerventil
ist der Kammer das Fluid zuführbar, wenn
sich die Ventilnadel in einer Offenposition befindet. Der Vorteil
ist, dass die Kammer nur dann mit Fluid gefüllt wird, während sich die Ventilnadel
nicht in ihrer Schließposition
befindet. So wird in der Kammer der Fluiddruck aufgebaut, während sich
die Ventilnadel in ihrer Offenposition befindet. Der Fluiddruck in
der Kammer kann genutzt werden, um das erste Steuerventil bei Erreichen
des vorgegebenen Fluiddrucks zu öffnen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das hydraulische
Zeitglied eine Drossel, die hydraulisch zwischen dem zweiten Steuerventil
und der Kammer angeordnet ist. Die Drossel begrenzt einen Fluidfluss
von dem zweiten Steuerventil in die Kammer. Dies hat den Vorteil,
dass abhängig
von einer Dimensionierung der Drossel sehr einfach und zuverlässig die
vorgegebene Zeitdauer vorgegeben werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ventils ist eine
axiale Ausdehnung des hydraulischen Polsters mindestens so groß wie ein
maximaler Hub der Ventilnadel, wenn das Übertragungselement zum Erhalten
des hydraulischen Polsters angesteuert ist. Dies hat den Vorteil,
dass die Ventilnadel auch dann durch Entnehmen des Fluids aus dem
hydraulischen Polster in ihre Schließposition bewegt werden kann,
wenn der Hubaktor seinen maximalen Hub aufweist, indem der Hub der
Ventilnadel durch das Entnehmen des Fluids kompensiert wird.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Ventil,
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2 ein
vergrößerter Ausschnitt
aus dem Ventil gemäß 1 und
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3 ein Übertragungselement
und ein hydraulisches Zeitglied.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
ein Ventil, insbesondere ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine.
Das Ventil umfasst einen Hubaktor 1, der beispielsweise
als ein Piezoaktor ausgebildet ist. Das Ventil umfasst ferner ein
Ausgleichselement 2 und eine Ventilnadel 3. Das Ausgleichselement 2 ist
beispielsweise ausgebildet zum Ausgleichen von thermisch bedingten
Längenänderungen
des Hubaktors 1 oder eines Gehäuses des Ventils, in dem der
Hubaktor 1 angeordnet ist. Der Hubaktor 1 ist über das
Ausgleichselement 2 mit der Ventilnadel 3 gekoppelt.
Das Ventil weist ferner einen Fluidzulauf 4 auf, durch
den dem Ventil ein Fluid, z.B. Kraftstoff, zugeführt werden kann. Vorzugsweise
wird das Fluid mit einem hohen Fluiddruck zugeführt, z.B. mit 500 bis 2000
bar. Das Ausgleichselement 2 ist bevorzugt in einem Niederdruckbereich des
Ventils angeordnet, in dem der Fluiddruck z.B. nur etwa 1 bar beträgt. Der
Hubaktor 1 ist bevorzugt durch eine geeignete Dichtung
so abgedichtet angeordnet, dass das Fluid nicht zu dem Hubaktor 1 gelangen
kann.
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In 2 ist
ein Ausschnitt aus dem Ventil vergrößert dargestellt. Der Hubaktor 1 wirkt über das Ausgleichselement 2 auf
einen Stößel 5 eines
zweiten Steuerventils 6 ein. Das zweite Steuerventil 6 ist beispielsweise
als ein Kugelventil ausgebildet, kann jedoch auch anders ausgebildet
sein. Das zweite Steuerventil 6 ist in diesem Beispiel
als ein Kugelventil ausgebildet und weist eine Kugel als Schließkörper auf.
Das zweite Steuerventil 6 kann jedoch ebenso anders ausgebildet
sein, z.B. als ein Kegelventil. Der Stößel 5 ist über den
Schließkörper des
zweiten Steuerventils 6 mit einem ersten Hebel 7 gekoppelt. Ein
Hub des Hubaktors 1 wird so über das Ausgleichselement 2,
den Stößel 5,
den Schließkörper des zweiten
Steuerventils 6 und den ersten Hebel 7 auf einen
ersten Kolben 8 eines Übertragungselements 9 übertragen.
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Das Übertragungselement 9 weist
ferner einen zweiten Kolben 10 und ein Federelement 11 auf. Zwischen
dem ersten Kolben 8 und dem zweiten Kolben 10 ist
ein hydraulisches Polster 12 ausbildbar. Das hydraulische
Polster 12 ist so ausgebildet, dass der erste Kolben 8 und
der zweite Kolben 10 zueinander beabstandet angeordnet
sind, wenn das hydraulische Polster 12 mit Fluid gefüllt ist.
Der erste Kolben 8 und der zweite Kolben 10 sind
durch das hydraulische Polster 12 vorzugsweise so weit
voneinander beabstandet, dass ein Abstand zwischen dem ersten Kolben 8 und
dem zweiten Kolben 10 bzw. dass eine axiale Ausdehnung
des hydraulischen Polsters 12 einem maximalen Hub der Ventilnadel 3 entspricht.
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Während des
Betriebs des Ventils bleibt das hydraulische Polster 12 vorzugsweise
erhalten. Somit wird der Hub des Hubaktors 1 von dem ersten Kolben 8 über das
hydraulische Polster 12 auf den zweiten Kolben 10 übertragen.
Der zweite Kolben 10 wirkt auf einen zweiten Hebel 13 ein,
der mit der Ventilnadel 3 gekoppelt ist und diese abhängig von
dem Hub des Hubaktors 1 aus ihrer Schließposition
heraus bewegt oder in ihre Schließposition hinein bewegt.
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Das
Ventil ist so ausgebildet, dass das Übertragungselement 9 bezüglich seiner
Längsausdehnung
steuerbar ist. Die Längsausdehnung
des Übertragungselements 9 ist
aufgrund des hydraulischen Polsters 12 variabel. Durch
Zuführung
von Fluid zu dem hydraulischen Polster 12 oder durch Entnehmen von
Fluid aus dem hydraulischen Polster 12 kann die Längsausdehnung
des Ü bertragungselements 9 variiert
werden. Dazu ist das Übertragungselement 9 in einem
Bereich des hydraulischen Polsters 12 über eine erste Leitung 14 mit
einem ersten Steuerventil 15 gekoppelt. Das erste Steuerventil 15 ist
beispielsweise als ein weiteres Kugelventil ausgebildet und weist
beispielsweise eine weitere Kugel als Schließkörper auf. Das erste Steuerventil 15 kann
jedoch auch anders ausgebildet sein.
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Das
Ventil umfasst ferner ein hydraulisches Zeitglied 16. Das
hydraulische Zeitglied 16 ist mit dem ersten Steuerventil 15 gekoppelt
oder umfasst das erste Steuerventil 15. Durch das hydraulische Zeitglied 16 und
das erste Steuerventil 15 ist das Übertragungselement 9 ansteuerbar
zum Variieren seiner Längsausdehnung.
Das hydraulische Zeitglied 16 weist einen dritten Kolben 17 auf,
der in einer Ausnehmung 18 des Ventils angeordnet ist.
Durch eine Wandung der Ausnehmung 18 und durch eine erste axiale
Endfläche
des dritten Kolbens 17, die einen Teil einer Wandung bildet,
ist eine Kammer 19 gebildet. Ein zweites axiales Ende des
dritten Kolbens 17 ist so mit dem ersten Steuerventil 15 gekoppelt,
dass das erste Steuerventil 15 abhängig von einem Fluiddruck in
der Kammer 19 öffnet,
wenn der Fluiddruck einen vorgegebenen Fluiddruck überschreitet,
und ansonsten geschlossen ist.
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Der
vorgegebene Fluiddruck kann durch ein Verhältnis der ersten axialen Endfläche des
dritten Kolbens 17 und einer Fläche, die durch eine Dichtkante 24 des
ersten Steuerventils 15 umschlossen ist, vorgegeben werden.
Die Dichtkante 24 ist als ein Ventilsitz für den Schließkörper des
ersten Steuerventils 15 an dem ersten Steuerventil 15 ausgebildet.
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Die
Ausnehmung 18 ist in einem der Kammer 19 abgewandten
Bereich des dritten Kolbens 17 mit einem Fluidablauf 20 gekop pelt.
In dem Fluidablauf 20 herrscht vorzugsweise ein geringer
Fluiddruck, z.B. etwa 1 bar. Die Kammer 19 ist hydraulisch über eine
zweite Leitung 21 mit dem zweiten Steuerventil 6 gekoppelt.
Ist das zweite Steuerventil 6 geöffnet, kann das Fluid durch
das zweite Steuerventil 6 und durch die zweite Leitung 21 in
die Kammer 19 fließen.
Der Stößel 5 weist
dazu vorzugsweise in einem dem Schließkörper des zweiten Steuerventils 6 zugewandten
Bereich einen geringeren Durchmesser auf als ein einem dem Ausgleichselement 2 zugewandten
Bereich.
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In
der zweiten Leitung 21 ist eine Drossel 23 vorgesehen,
durch die ein Fluidfluss von dem zweiten Steuerventil 6 in
die Kammer 19 begrenzt ist. Durch eine geeignete Dimensionierung
der Drossel 23 kann so vorgegeben werden, wie schnell sich
in der Kammer 19 der Fluiddruck aufbaut. Dadurch ist ferner
vorgegeben, wie schnell der vorgegebene Fluiddruck zum Öffnen des
ersten Steuerventils 15 erreicht werden kann. Das hydraulische
Zeitglied 16 ist dadurch so ausgebildet, dass das erste
Steuerventil 15 nach einer vorgegebenen Zeitdauer geöffnet wird und
das Fluid in dem hydraulischen Polster 12 über die
erste Leitung 14 und das erste Steuerventil 15 in den
Fluidablauf 20 entleert wird. Durch das Entleeren des hydraulischen
Polsters 12 verringert sich die Längsausdehnung des Übertragungselements 9.
Bevorzugt verringert sich die Längsausdehnung
des Übertragungselements 9 um
mindestens den maximalen Hub der Ventilnadel 3. Dadurch
wird die Ventilnadel 3 über
den zweiten Hebel 13 in ihre Schließposition bewegt, wenn das
zweite Steuerventil 6 für mindestens
die vorgegebene Zeitdauer geöffnet
ist.
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Das
Entleeren des hydraulischen Polsters 12 soll jedoch nur
dann erfolgen, wenn aufgrund einer Störung oder eines Defekts des
Hubaktors 1 oder der elektrischen Ansteuerung des Hubaktors 1 die
Ventilnadel 3 nicht mehr durch den Hubaktor 1 in
ihre Schließposition
bewegt werden kann. Somit ist sicherzustellen, dass das erste Steuerventil 15 nur dann öffnet, wenn
diese Bedingung erfüllt
ist. Dazu muss der Fluiddruck in der Kammer 19 abgebaut werden,
während
sich die Ventilnadel 3 in ihrer Schließposition befindet. Vorzugsweise
ist zwischen dem dritten Kolben 17 und der Wandung der
Ausnehmung 18 ein Spalt vorgesehen, der so groß ist, dass der
Fluiddruck in der Kammer auf einen vorgegebenen Ruhedruck gefallen
ist innerhalb einer minimalen Zeitdauer zwischen einem Bewegen der
Ventilnadel 3 in ihre Schließposition und einem nachfolgenden Bewegen
der Ventilnadel 3 aus ihrer Schließposition heraus. Der vorgegebene
Ruhedruck entspricht beispielsweise dem Fluiddruck in dem Fluidablauf 20, kann
jedoch auch einen anderen Fluiddruck aufweisen.
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Das
Fluid in der Kammer 19 gelangt über den Spalt in den Fluidablauf 20.
Die Drossel 23, der Spalt und das Flächenverhältnis der ersten axialen Endfläche des
dritten Kolbens 17 und der durch die Dichtkante 24 umschlossenen
Fläche
müssen
so dimensioniert sein, dass der Fluiddruck in der Kammer 19 nach
der vorgegebenen Zeitdauer den vorgegebenen Fluiddruck zum Öffnen des
ersten Steuerventils 15 erreicht, wenn die Ventilnadel 3 in
ihrer Offenposition ist und nicht vor Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer
in ihre Schließposition
bewegt wurde. Die Drossel 23 ist ferner so dimensioniert,
dass auch bei einer maximal vorgesehenen Öffnungszeitdauer des Ventils,
d.h. die Ventilnadel 3 befindet sich nicht in ihrer Schließposition,
der vorgegebene Fluiddruck zum Öffnen
des ersten Steuerventils 15 noch nicht erreicht wird.
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Das Übertragungselement 9 ist
vorzugsweise in einem Hochdruckbereich des Ventils angeordnet. In
dem Hochdruckbereich des Ventils herrscht beispielsweise ein Fluiddruck
zwischen 500 und 2000 bar. Der Fluiddruck kann jedoch auch größer oder
geringer sein. Das Fluid gelangt bevorzugt entlang eines weiteren
Spalts zwischen dem ersten Kolben 8 und einer Wandung eines
Körpers,
in dem der Kolben 8 und der Kolben 10 axial bewegbar
angeordnet und geführt
sind, oder des zweiten Kolbens 10 und der Wandung des Körpers in
das hydraulische Polster 12. Das Fluid in dem hydraulischen
Polster 12 weist somit vorzugsweise ebenfalls den Fluiddruck
in dem Hochdruckbereich des Ventils auf.
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Das
Federelement 11, das beispielsweise eine Federkraft von
etwa 10 Newton aufweist, drückt den
ersten Kolben 8 und den zweiten Kolben 10 auseinander,
so dass die axiale Ausdehnung des hydraulischen Polsters 12 zunimmt,
bis der erste Kolben 8 und der zweite Kolben 10 an
den ersten Hebel 7 bzw. den zweiten Hebel 13 stoßen. Somit
weist das Übertragungselement 9 die
größtmögliche Längsausdehnung
zwischen dem ersten Hebel 7 und dem zweiten 13 auf.
Dadurch können
einerseits Toleranzen des Übertragungswegs
zwischen dem Hubaktor 1 und der Ventilnadel 3 ausgeglichen
werden. Andererseits kann so der Hub des Hubaktors 1 mit
nur geringem Verlust auf die Ventilnadel 3 übertragen
werden.
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Durch
einen hohen Fluiddruck in dem Hochdruckbereich des Ventils kann
der Fluiddruck in der Kammer 19 schneller aufgebaut werden
als durch einen geringeren Fluiddruck in dem Hochdruckbereich des
Ventils. Durch die geeignete Dimensionierung der Drossel 23 kann
dieser Einfluss des Fluiddrucks in dem Hochdruckbereich auf die
Zeitdauer für
den Aufbau des Fluiddrucks in der Kammer 19 jedoch verringert
sein. Ferner wirkt der hohe Fluiddruck in dem Hochdruckbereich des
Ventils über
den Schließkörper des
ersten Steuerventils 15 dem Öffnen des ersten Steuerventils 15 entgegen.
Der vorgegebene Fluiddruck zum Öffnen
des ersten Steuerventils 15 ist dadurch entsprechend größer.