DE102006013510B4

DE102006013510B4 - Pressure transfer device

Info

Publication number: DE102006013510B4
Application number: DE200610013510
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. Gottlieb; Andreas Dr. Kappel; Tim Dr. Schwebel; Carsten Wallenhauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: DE102006013510A1; WO2007107599A1

Abstract

Drucktransfervorrichtung, aufweisend:
– ein Gehäuse (4), wobei das Gehäuse (4) eine Eingangsöffnung (24) für die Zufuhr eines ersten Fluids in einen vom Gehäuse (4) umschlossenen ersten Raum (I) aufweist;
– einen in dem Gehäuse (4) angeordneten Aktor (8) mit einem ersten Ende (2) und einem zweiten Ende (7), wobei das erste Ende (2) des Aktors (8) in Wirkverbindung mit dem Gehäuse (4) steht, und wobei das zweite Ende (7) des Aktors (8) an ein Kolbenglied (14) gekoppelt ist, welches sich in Axialrichtung des Aktors (8) aus dem Gehäuse (4) hinaus erstreckt;
– ein innerhalb des Gehäuses (4) um den Aktor (8) herum angeordnetes axial flexibles Dichtelement (26; 26a) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende des Dichtelements (26; 26a) umlaufend dicht am Gehäuse befestigt ist, wobei das zweite Ende des Dichtelements (26) an einer ersten Drucktransferplatte (13) befestigt ist, die eine...Pressure transfer device, comprising:
- A housing (4), wherein the housing (4) has an inlet opening (24) for the supply of a first fluid in a housing (4) enclosed by the first space (I);
- one in the housing (4) arranged actuator (8) having a first end (2) and a second end (7), wherein the first end (2) of the actuator (8) is in operative connection with the housing (4), and wherein the second end (7) of the actuator (8) is coupled to a piston member (14) extending out of the housing (4) in the axial direction of the actuator (8);
- an axially flexible sealing element (26; 26a) arranged around the actuator (8) within the housing (4), having a first end and a second end, the first end of the sealing element (26; 26a) being peripherally sealed to the housing , wherein the second end of the sealing element (26) is attached to a first pressure transfer plate (13), which has a ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucktransfervorrichtung zum Ansteuern eines Ventils, insbesondere zum Ansteuern eines Hochdruck-Fluidventils in Kraftstoff-Einspritzsystemen.The The present invention relates to a pressure transfer device for Driving a valve, in particular for driving a high-pressure fluid valve in fuel injection systems.

Ein Einspritzventil 50 ist in 1 dargestellt, wobei das Einspritzventil 50 hier Bestandteil eines Dosierventils 3 für ein Kraftstoffeinspritzsystem ist.An injection valve 50 is in 1 shown, wherein the injection valve 50 here part of a metering valve 3 for a fuel injection system.

Das Einspritzventil 50 umfasst hierbei ein Gehäuse 4, in dessen Innenraum 6 ein Aktor 8 angeordnet ist, der über eine erste Endplatte 10 am Gehäuse 4 befestigt ist, und der über eine zweite Endplatte 12 mit einem Kolbenglied bzw. einer Ventilnadel 14 gekoppelt ist. Die zweite Endplatte 12 dient dabei als Führung für den Aktor 8 innerhalb des Gehäuses 4.The injection valve 50 this includes a housing 4 in whose interior 6 an actor 8th is arranged, which has a first end plate 10 on the housing 4 is attached, and that via a second end plate 12 with a piston member or a valve needle fourteen is coupled. The second end plate 12 serves as a guide for the actor 8th inside the case 4 ,

Die Ventilnadel 14 wird über den Aktor 8 entgegen der Kraft einer Feder 16 bewegt, so dass die Ventilnadel eine Öffnung 18 in einer Düse 20 öffnet. Bei dem Aktor 8 handelt es sich um einen piezoelektrischen Aktor, der sich bei Anlegen einer Spannung über Anschlüsse 22 in seiner Längsausdehnung ändert.The valve needle fourteen is about the actor 8th against the force of a spring 16 moves, leaving the valve needle an opening 18 in a nozzle 20 opens. At the actor 8th it is a piezoelectric actuator that contacts a terminal when a voltage is applied 22 changes in its longitudinal extent.

Das Gehäuse 4 weist eine Eingangsöffnung 24 zum Zuführen eines Kraftstoff-Fluids zu einem Kraftstoff-Druckraum 25 auf. Dabei dichtet ein zweiter Metallbalg 36 den Kraftstoff-Druckraum 25 hermetisch gegenüber dem Innenraum 6 bzw. dem Aktor-Außenraum 30 gegenüber ab. Bei geöffneter Düse 20, d. h. wenn die Ventilnadel 14 angesteuert wird, gelangt der Kraftstoff aus dem Druckraum 25 an der Ventilnadel 14 vorbei nach außen.The housing 4 has an entrance opening 24 for supplying a fuel fluid to a fuel pressure space 25 on. It seals a second metal bellows 36 the fuel pressure chamber 25 hermetic to the interior 6 or the actuator exterior 30 opposite. When the nozzle is open 20 ie if the valve needle fourteen is driven, the fuel passes from the pressure chamber 25 at the valve needle fourteen over to the outside.

Der Aktor 8 ist von einem Metallbalg 26 umgeben, der jeweils an der Endplatte 10 bzw. an der Endplatte 12 hermetisch dicht verschweißt ist. Durch den Metallbalg 26 wird der Innenraum 6 in einen Aktor-Innenraum 28 und einen Aktor-Außenraum 30 un terteilt. Dabei ist der Aktor-Innenraum 28 mit Luft gefüllt und der Aktor-Außenraum 30 ist mit einem Hydraulikfluid gefüllt. Das Hydraulikfluid wird über einen Anschluss 32 aus einem Hydraulikfluid-Ausgleichsreservoir 34 dem Aktor-Außenraum 30 zugeführt, wobei das Ausgleichsreservoir 34 auch die Aufgabe hat, thermisch induzierte Volumenänderungen des Hydraulikfluids auszugleichen.The actor 8th is from a metal bellows 26 surrounded, each at the end plate 10 or on the end plate 12 hermetically sealed tight. Through the metal bellows 26 becomes the interior 6 in an actuator interior 28 and an actuator exterior 30 un divided. Here is the actuator interior 28 filled with air and the actuator exterior 30 is filled with a hydraulic fluid. The hydraulic fluid is via a connection 32 from a hydraulic fluid balance reservoir 34 the actuator exterior 30 supplied, wherein the compensation reservoir 34 also has the task to compensate for thermally induced volume changes of the hydraulic fluid.

Der Metallbalg 26 dichtet den Aktor 8 nicht nur hermetisch gegenüber dem Hydraulikfluid ab, sondern kann auch einen Prellvorgang zwischen Aktor 8 und Ventilnadel 14 vermeiden. Zudem wird durch den Metallbalg 26 der Aktor 8 unter einer Druckvorspannung gehalten.The metal bellows 26 seals the actor 8th not only hermetically against the hydraulic fluid, but also a bouncing process between actuator 8th and valve needle fourteen avoid. In addition, through the metal bellows 26 the actor 8th held under a compressive bias.

Als Nachteil bei dem Einspritzventil wird empfunden, dass die Abdichtung zwischen dem Aktor-Innenraum und dem Aktor-Außenraum relativ aufwändig aufgebaut und dementsprechend schwierig herzustellen ist.When Disadvantage of the injection valve is felt that the seal between the actuator interior and the actuator exterior relatively expensive constructed and therefore difficult to produce.

In der US Patentschrift Nr. 5,113,108 wird ein gekapselter Aktuator offenbart, der mittels eines flexiblen Metallbalges ein elektrostriktives Element abkapselt. Damit ist ein Metallgehäuse mit einem flexiblen Bereich ausgestattet, sodass Expansionen und Kontraktionen des elektrostriktiven Elementes zugelassen werden.In the U.S. Patent No. 5,113,108 discloses an encapsulated actuator which encapsulates an electrostrictive element by means of a flexible metal bellows. Thus, a metal housing is provided with a flexible area so that expansions and contractions of the electrostrictive element are permitted.

Die internationale Anmeldung WO 03/089781 A1 offenbart eine Dosiervorrichtung für Fluide mit einem hydraulischen Längenkompensator wobei eine Arbeitskammer in einen Aktorraum und eine Fluidkammer getrennt ist. Die Fluidkammer ist mit dem Dosierfluid druckbefüllbar. Der Aktorraum und die Hydraulikkammer sind mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllt. Ein Grunddruck wird in der Hydraulikflüssigkeit durch den sich durch eine Trennmembran hindurch übertragenden Druck des Dosierfluides erzeugt.The international application WO 03/089781 A1 discloses a metering device for fluids with a hydraulic length compensator wherein a working chamber is separated into an actuator chamber and a fluid chamber. The fluid chamber can be filled with the dosing fluid. The actuator chamber and the hydraulic chamber are filled with a hydraulic fluid. A base pressure is generated in the hydraulic fluid through the pressure of the dosing fluid transmitted through a separation membrane.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 199 40 056 A1 offenbart eine Dosiervorrichtung mit einem Gehäuse, einem elektromecha nischen Aktor, einer Ventilnadel und mit einem axial verschiebbaren Hydraulikkolben. Weiterhin ist ein hydraulisches Ausgleichssystem vorhanden, wobei eine Hydraulikkammer über eine Arbeitskammer druckbefüllbar ist.The German patent application DE 199 40 056 A1 discloses a metering device with a housing, an electromechanical African actuator, a valve needle and with an axially displaceable hydraulic piston. Furthermore, a hydraulic compensation system is provided, wherein a hydraulic chamber is druckbefüllbar via a working chamber.

Die deutsche Patentschrift DE 199 40 055 C1 offenbart ein Dosierventil mit einem Ventilraum, mit einer Ventilnadel, einem Aktorraum mit einem Piezoaktor, einem flexiblen Dichtelement welches im Gehäuse verschiebbar angeordnet ist, eine Hydraulikkammer die in Verbindung mit einem Ausgleichsraum steht und die mit einer unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, sodass ein dynamisches steifes Lager ausgebildet ist.The German patent DE 199 40 055 C1 discloses a metering valve with a valve chamber, with a valve needle, an actuator chamber with a piezoelectric actuator, a flexible sealing element which is arranged displaceably in the housing, a hydraulic chamber which is in communication with a compensation chamber and which is filled with a pressurized hydraulic fluid, so that a dynamic rigid bearing is formed.

Es ist allen vier genannten Druckschriften aus dem Stand der Technik kein zwischen Aktorinnenraum und dem Aktoraußenraum relativ einfach darstellbares System zu entnehmen, welches die zwischen liegender Abdichtung im Aufbau gestaltet.It is all four mentioned publications from the prior art no relatively easy to represent between the actuator interior and the Aktoraußenraum System, which is the between lying seal in the Design designed.

Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drucktransfervorrichtung für einen Aktor bereitzustellen, welche einen einfacheren Aufbau aufweist und leichter zu montieren ist.It is accordingly an object the present invention, a pressure transfer device for a To provide actuator, which has a simpler structure and easier to assemble.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Hierzu schlägt die Erfindung eine Drucktransfervorrichtung am Beispiel eines Einspritzventils vor, die folgendes aufweist: ein Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Eingangsöffnung für die Zufuhr eines ersten Fluids in einen vom Gehäuse umschlossenen ersten Raum I aufweist; einen in dem Gehäuse angeordneten Aktor mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende des Aktors am Gehäuse befestigt ist, und wobei das zweite Ende des Aktors an ein Kolbenglied gekoppelt ist, welches sich in Axialrichtung des Aktors durch die Ausgangsöffnung hindurch erstreckt; ein innerhalb des Gehäuses um den Aktor herum angeordnetes axial flexibles Dichtelement mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende des Dichtelements umlaufend dicht am Gehäuse befestigt ist, wobei das zweite Ende des Dichtelements an einer ersten Drucktransferplatte befestigt ist, die eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die hindurch sich das Kolbenglied erstreckt, und wobei das Dichtelement einen zweiten Raum II mit einem zweiten Fluid umschließt; wobei ein Dichtungsglied zwischen dem Kolbenglied und der Drucktransferplatte vorgesehen ist, das die zwei Fluide trennt und einen Austausch unterbindet; und wobei sich zwischen dem ersten und zweiten Raum (I, II) ein Druckgleichgewicht einstellen kann.For this purpose, the invention proposes a pressure transfer device on the example of an injection valve, comprising: a housing, wherein the Housing an input port for the supply of a first fluid in a housing enclosed by the first space I having; an actuator disposed in the housing having a first end and a second end, wherein the first end of the actuator is fixed to the housing, and wherein the second end of the actuator is coupled to a piston member which extends in the axial direction of the actuator through the output opening ; an axially flexible sealing element disposed within the housing around the actuator having a first end and a second end, the first end of the sealing element being peripherally sealed to the housing, the second end of the sealing element being secured to a first pressure transfer plate defining a through opening through which the piston member extends, and wherein the sealing member has a second space II encloses with a second fluid; wherein a sealing member is provided between the piston member and the pressure transfer plate, which separates the two fluids and prevents an exchange; and wherein between the first and second space ( I . II ) can set a pressure balance.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Aufbau der Drucktransfervorrichtung durch eine Reduzierung der Anzahl der Komponenten relativ einfach ist. Dies wird dadurch erzielt, dass keine hermetische Abdichtung des Aktors bzw. eines ihn umgebenden Aktor-Innenraums (Raum II) gegenüber einem mit Kraftstoff beaufschlagten Hochdruckbereich (Raum I) stattfindet, sondern der Aktor dem Hochdruck des Kraftstoffs ausgesetzt ist. Der Aktor ist aufgrund seiner Unbeständigkeit gegenüber Kraftstoff, Feuchte etc. hermetisch von dem Kraftstoff-Hochdruckbereich getrennt.An advantage of the present invention is that the structure of the pressure transfer device is relatively simple by reducing the number of components. This is achieved by the fact that no hermetic seal of the actuator or a surrounding him actuator interior (space II ) with respect to a pressurized high-pressure area (space I ) takes place, but the actuator is exposed to the high pressure of the fuel. The actuator is hermetically separated from the fuel high pressure region because of its impermanence to fuel, moisture, etc.

Durch den vereinfachten Aufbau entfällt vorteilhafterweise ein Hydraulikfluid-Ausgleichsreservoir (siehe 1 Bezugszeichen 34), da die Drucktransferplatte thermisch induzierte Volumenänderung der Fluide aufgrund ihrer Verschiebbarkeit entlang des Kolbenglieds ausgleicht.Due to the simplified structure advantageously eliminates a hydraulic fluid compensation reservoir (see 1 reference numeral 34 ), because the pressure transfer plate compensates for thermally induced volume change of the fluids due to their displaceability along the piston member.

Es entfällt vorteilhafterweise auch die hermetische Abdichtung des Aktor-Außenraums gegenüber dem Kraftstoff-Hochdruckbereich (siehe 1 Bezugszeichen 36), da zwischen dem ersten Raum I und dem zweiten Raum II prinzipbedingt im wesentlichen keine Druckdifferenz besteht, und somit keine Tendenz dazu besteht, dass Fluid aus dem ersten Raum I nach dem zweiten Raum II diffundiert oder umgekehrt.It also advantageously eliminates the hermetic seal of the actuator outer space relative to the high-pressure fuel area (see 1 reference numeral 36 ), between the first room I and the second room II In principle, essentially no pressure difference exists, and thus there is no tendency for fluid from the first space I after the second room II diffused or vice versa.

Als Aktor wird hier vorzugsweise ein piezoelektrischer Mehrschichtaktor verstanden. Der Vorteil von Piezoaktoren ist, dass sie ein sehr schnelles Ansprechverhalten aufweisen, d. h. in sehr kurzer Zeit (Größenordnung 50 μs) ihre Länge um einige hundert μm ändern können.When Actuator here is preferably a piezoelectric multilayer actuator Understood. The advantage of piezo actuators is that they are a very have fast response, d. H. in a very short time (order of magnitude 50 μs) their Length at can change a few hundred microns.

Da auch das axial flexible Dichtelement beständig gegenüber Kraftstoff sein sollte, ist das Dichtelement vorzugsweise ein Metallbalg.There also the axially flexible sealing element should be resistant to fuel, the sealing element is preferably a metal bellows.

Das in dem zweiten Raum II befindliche zweite Fluid sollte vorzugsweise aufgrund der Empfindlichkeit des Piezoaktors chemisch inert und/oder elektrisch isolierend und/oder wärmeleitend und/oder wenig kompressibel und/oder wenig thermisch dehnbar sein.That in the second room II Because of the sensitivity of the piezoelectric actuator located second fluid should preferably be chemically inert and / or electrically insulating and / or thermally conductive and / or little compressible and / or low thermal expansion.

Außerdem erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Piezoaktor mittels einer Rohrfeder druckvorgespannt wird, da der Piezoaktor gegenüber Zugspannungen sehr empfindlich ist. Dabei kann die Rohrfeder innerhalb des zweiten Raums II angeordnet sein.In addition, it proves to be advantageous if the piezoelectric actuator is pressure-biased by means of a Bourdon tube, since the piezoelectric actuator is very sensitive to tensile stresses. In this case, the tube spring within the second space II be arranged.

Es ist dabei auch denkbar, dass die Rohrfeder außerhalb des Dichtelements bzw. Metallbalgs zwischen einer ersten Endplatte und einer zweiten Endplatte angeordnet ist, wobei die zweite Endplatte eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die hindurch sich das Kolbenglied erstreckt, und wobei die Drucktransferplatte zwischen dem Aktor und der zweiten Endplatte angeordnet ist.It is also conceivable that the tube spring outside the sealing element or Metal bellows between a first end plate and a second end plate is arranged, wherein the second end plate has a passage opening, through which the piston member extends, and wherein the pressure transfer plate is arranged between the actuator and the second end plate.

Als Dichtungsglied wird eine O-Ring-Dichtung bzw. eine Elastomerabdichtung bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass die Drucktransferplatte mit sehr geringer Kraft axial verschiebbar ist und somit thermisch induzierte Volumenänderungen im Wesentlichen instantan ausgeglichen werden.When Seal member is an O-ring seal or an elastomer seal prefers. This has the advantage that the pressure transfer plate with very small force is axially displaceable and thus thermally induced volume changes essentially instantaneously balanced.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:following Become embodiments of the Invention explained in more detail with reference to drawings. Hereby shows:

1 ein Einspritzventil; 1 an injection valve;

2 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drucktransfervorrichtung; und 2 a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the pressure transfer device according to the invention; and

3 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drucktransfervorrichtung. 3 a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the pressure transfer device according to the invention.

In 2 ist in Schnittdarstellung eine Drucktransfervorrichtung 1 dargestellt. Die Drucktransfervorrichtung kann in einem Einspritzventil 1 angeordnet sein. Die Drucktransfervorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 4 mit einem Innenraum 6. Das Gehäuse 4 weist eine Eingangsöffnung 24 für die Zufuhr eines ersten Fluids, wie z. B. Kraftstoff, in den Gehäuseinnenraum 6 auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch eine Ausgangsöffnung 5 vorgesehen sein.In 2 is a sectional view of a pressure transfer device 1 shown. The pressure transfer device can be in an injection valve 1 be arranged. The pressure transfer device 1 includes a housing 4 with an interior 6 , The housing 4 has an entrance opening 24 for the supply of a first fluid, such. As fuel, in the housing interior 6 on. Depending on the chosen embodiment may also be an exit port 5 be provided.

Im Gehäuseinnenraum 6 ist ein Aktor 8 angeordnet, im dargestellten Beispiel ein piezoelektrischer Vielschichtaktor, wobei die unterschiedlichen Schichten nicht dargestellt sind. Der Aktor 8 wird über elektrische Zuleitungen 22 mit Spannung versorgt.In the housing interior 6 is an actor 8th arranged, in the example shown, a piezoelectric multilayer actuator, wherein the different layers are not shown. The actor 8th is via electrical supply lines 22 energized.

Ein erstes Ende 2 des Aktors 8 ist am Gehäuse 4 über eine erste Endplatte 10 befestigt. Im dargestellten Beispiel ist das erste Ende 2 des Aktors 8 durch Kleben an der Endplatte 10 befestigt, es sind aber auch andere Befestigungsarten denkbar. Ebenso ist die erste Endplatte 10 am Gehäuse 4 durch Kleben befestigt. Die elektrischen Zuleitungen 22 verlaufen in hermetisch abdichtender Weise durch die erste Endplatte 10 bzw. das Gehäuse 4 hindurch.A first end 2 of the actor 8th is on the case 4 over a first end plate 10 attached. In the example shown, the first end 2 of the actor 8th by gluing on the end plate 10 attached, but there are also other types of attachment conceivable. Likewise, the first end plate 10 on the housing 4 attached by gluing. The electrical leads 22 extend in a hermetically sealing manner through the first end plate 10 or the housing 4 therethrough.

Ein zweites Ende 7 des Aktors 8 trägt eine zweite Endplatte 12. An dieser Endplatte 12 ist ein Kolbenglied 14 befestigt. Das Kolbenglied 14 erstreckt sich durch die Ausgangsöffnung 5 des Gehäuses 4 hindurch und kann, ähnlich wie in der 1 dargestellt, eine Ventilnadel steuern, was hier jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.A second end 7 of the actor 8th carries a second end plate 12 , At this end plate 12 is a piston member fourteen attached. The piston member fourteen extends through the exit opening 5 of the housing 4 through and can, similarly as in the 1 shown, control a valve needle, which is not shown here for reasons of clarity.

Der Aktor 8 ist umgeben von einem hülsenförmigen Metallbalg 26, der mit einem ersten Ende umlaufend dicht mit dem Gehäuse 4 verschweißt ist und somit eine hermetische Abdichtung bildet. An einem zweiten Ende des zweiten Metallbalgs 26 ist eine erste Drucktransferplatte 13 durch umlaufend dichtes Verschweißen befestigt. Die Drucktransferplatte 13 weist eine Durchgangsöffnung 15 auf, durch die hindurch sich das Kolbenglied 14 erstreckt. Somit unterteilt der Metallbalg 26 den Gehäuseinnenraum 6 in einen ersten Raum I bzw. einen Aktor-Außenraum 30 und einen zweiten Raum II bzw. einen Aktor-Innenraum 28.The actor 8th is surrounded by a sleeve-shaped metal bellows 26 , with a first end circumferentially sealed to the housing 4 is welded and thus forms a hermetic seal. At a second end of the second metal bellows 26 is a first pressure transfer plate 13 attached by circumferentially tight welding. The pressure transfer plate 13 has a passage opening 15 through, through which the piston member fourteen extends. Thus, the metal bellows divided 26 the housing interior 6 in a first room I or an actuator outside space 30 and a second room II or an actuator interior 28 ,

Der zweite Raum II (Aktor-Innenraum 28) ist mit einem zweiten Fluid, im dargestellten Beispiel Silikonöl, unter hohem Druck gefüllt. Das Silikonöl ist inert, elektrisch isolierend, wärmeleitend, und weist eine geringe Kompressibilität und eine geringe thermische Dehnung auf. Statt Silikonöl sind aber auch andere Fluide, wie z. B. Gele, vorstellbar.The second room II (Actuator interior space 28 ) is filled with a second fluid, silicone oil in the example shown, under high pressure. The silicone oil is inert, electrically insulating, thermally conductive, and has low compressibility and low thermal expansion. Instead of silicone oil but other fluids such. As gels, conceivable.

Durch die Eingangsöffnung 24 wird ein erstes Fluid, im dargestellten Beispiel Kraftstoff, unter hohem Druck (bis zu 2000 bar) in den Aktor-Außenraum 30 zugeführt.Through the entrance opening 24 is a first fluid, fuel in the example shown, under high pressure (up to 2000 bar) in the actuator outer space 30 fed.

Da der Druck des zweiten Fluids im Raum II bzw. Aktor-Innenraum 28 im wesentlichen dem Druck des ersten Fluids im Raum I bzw. Aktor-Außenraum 30 entspricht, und da zusätzlich in der Durchgangsöffnung 15 der Drucktransferplatte 13 ein Dichtungsglied 39 angeordnet ist, findet zwischen dem ersten Raum I und dem zweiten Raum II praktisch kein Fluidaustausch statt. Das Dichtungsglied 39 sorgt bei thermisch induzierten Volumenänderungen der Fluide dafür, dass die Position der Drucktransferplatte selbsttätig und im Wesentlichen instantan angepasst wird. Das Dichtungsglied 39 kann in Form eines oder mehrerer O-Ringe ausgebildet sein, die in der Durchgangsöff nung 15 angeordnet sind und das Kolbenglied 14 gegen die erste Drucktransferplatte 13 abdichten.Because the pressure of the second fluid in the room II or actuator interior 28 essentially the pressure of the first fluid in the room I or actuator exterior 30 corresponds, and there in addition in the passage opening 15 the pressure transfer plate 13 a sealing member 39 is arranged, takes place between the first room I and the second room II practically no fluid exchange takes place. The seal member 39 In the case of thermally induced volume changes of the fluids, the position of the pressure transfer plate is adjusted automatically and essentially instantaneously. The seal member 39 may be formed in the form of one or more O-rings, the voltage in the Durchgangsöff 15 are arranged and the piston member fourteen against the first pressure transfer plate 13 caulk.

Das Dichtungsglied kann auch in Form eines Elastomerringes oder mehrerer Elastomerringe ausgebildet sein. Zudem kann das Dichtungsglied als Elastomerfüllung ausgebildet sein. An das Dichtungsglied 39 bestehen in einer Ausführungsform nur geringe Anforderungen, das lediglich langsame diffusionsgetriebene Austauschvorgänge unterbinden soll. Im dargestellten Beispiel in 2 wird der Aktor 8 durch eine Rohrfeder 38 druckvorgespannt. Dabei ist die Rohrfeder 38 innerhalb des Metallbalgs 26 angeordnet, wobei die Rohrfeder 38 mit einem Ende an der ersten Endplatte 10 und mit dem anderen Ende an der zweiten Endplatte 12 befestigt ist.The sealing member may also be in the form of an elastomeric ring or a plurality of elastomeric rings. In addition, the sealing member may be formed as an elastomeric filling. To the sealing member 39 In one embodiment, there are only minor requirements that should only prevent slow diffusion-driven exchanges. In the example shown in FIG 2 becomes the actor 8th through a bourdon tube 38 pressure biased. Here is the Bourdon tube 38 inside the metal bellows 26 arranged, with the bourdon tube 38 with one end at the first end plate 10 and with the other end on the second end plate 12 is attached.

In 3 ist in Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform einer Drucktransfervorrichtung 1a dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Aktor-Außenraum 30a nur über eine Eingangsöffnung 24a mit einem Kraftstoff mit Druck versorgbar. Das Kolbenglied 14a steht über ein Übertragungselement 52 mit einem Stellglied 51 in Wirkverbindung. Das Übertragungselement 52 kann als Hubumkehrer oder als Hebelübersetzer ausgebildet sein. Das Stellglied kann als Schließglied eines Servoventils oder als Düsennadel ausgebildet sein. Das Kolbenglied 14a ist durch eine zweite Öffnung 53 des Gehäuses 4a geführt. Zwischen dem Kolbenglied 14a und dem Gehäuse 4a ist in der zweiten Öffnung 53 ein Dichtspalt ausgebildet. Die Rohrfeder 38a ist hier außerhalb eines Metallbalgs 26a angeordnet. Auch in diesem Beispiel unterteilt der Metallbalg 26a einen Gehäuseinnenraum 6a in einen ersten Raum I bzw. Aktor-Außenraum 30a und einen zweiten Raum II bzw. Aktor-Innenraum 28a. Die Rohrfeder 38a ist für das Fluid im Aktor-Außenraum 30a durchlässig.In 3 is a sectional view of a second embodiment of a pressure transfer device 1a shown. In this embodiment, the actuator exterior is 30a only via an entrance opening 24a supplied with a fuel with pressure. The piston member 14a is via a transmission element 52 with an actuator 51 in active connection. The transmission element 52 can be designed as a Hubumkehrer or as a lever translator. The actuator may be formed as a closing member of a servo valve or as a nozzle needle. The piston member 14a is through a second opening 53 of the housing 4a guided. Between the piston member 14a and the housing 4a is in the second opening 53 formed a sealing gap. The Bourdon tube 38a is here outside of a metal bellows 26a arranged. Also in this example, the metal bellows divided 26a a housing interior 6a in a first room I or actuator exterior 30a and a second room II or actuator interior 28a , The Bourdon tube 38a is for the fluid in the actuator exterior 30a permeable.

Das eine Ende der Rohrfeder 38a ist wie in dem vorhergehenden Beispiel an einer Endplatte 10a befestigt, während das andere Ende der Rohrfeder 38a an einer zweiten Endplatte 17a befestigt ist. Die zweite Endplatte 17a weist eine Durchgangsöff nung 15a auf, durch die hindurch sich wiederum ein Kolbenglied 14a erstreckt. In der Durchgangsöffnung 15a ist ein Dichtungsglied 39 gemäß 2 angeordnet. Ansonsten ist der Aufbau und dementsprechend die Beschreibung dazu analog der in 2 dargestellten Ausführungsform.The one end of the Bourdon tube 38a is on an end plate as in the previous example 10a fastened while the other end of the Bourdon tube 38a on a second end plate 17a is attached. The second end plate 17a has a Durchgangsöff voltage 15a on, through which in turn a piston member 14a extends. In the passage opening 15a is a sealing member 39 according to 2 arranged. Otherwise, the structure and accordingly the description is analogous to in 2 illustrated embodiment.

Der Druck im ersten Raum I kann durch eine Kraftstoffpumpe aufgebaut werden, die an die Eingangsöffnung 24 angeschlossen ist. Ebenso kann ein Kraftstoffspeicher an der Eingangsöffnung angeschlossen sein. Der Druck im ersten Raum II wird in der Ausführungsform in 2 bei einer geschlossenen Ausgangsöffnung 5 erreicht, wenn ein Ventilglied, insbesondere eine Düsennadel eine Öffnung 18 einer Düse 20 verschließt, die über die Ausgangsöffnung 5 mit Kraftstoff versorgt wird. Somit ist auch in 2 ein Druckraum 25 angrenzend an das Dichtungsglied 39 im ersten Raum I ausgebildet.The pressure in the first room I Can be built by a fuel pump, which is connected to the inlet opening 24 connected. Likewise, a Fuel storage be connected to the input port. The pressure in the first room II is in the embodiment in 2 at a closed exit opening 5 achieved when a valve member, in particular a nozzle needle an opening 18 a nozzle 20 closes that over the exit port 5 is supplied with fuel. Thus, also in 2 a pressure room 25 adjacent to the seal member 39 in the first room I educated.

In 3 ist der Druckraum 25 unabhängig von der Stellung des Aktors ausgebildet, da der Druckraum 25a über die Eingangsöffnung 24a mit Kraftstoff unter Druck versorgt wird und kein Ablauf vorgesehen ist.In 3 is the pressure room 25 regardless of the position of the actuator, since the pressure chamber 25a over the entrance opening 24a supplied with fuel under pressure and no drain is provided.

In weiteren Ausführungsformen können auch Kombinationen von Teilen der Anordnungen der 2 und 3 ausgebildet sein.In further embodiments, combinations of parts of the arrangements of 2 and 3 be educated.

Claims

Pressure transfer device, comprising: - a housing ( 4 ), the housing ( 4 ) an entrance opening ( 24 ) for the supply of a first fluid into one of the housing ( 4 ) enclosed first room ( I ) having; - one in the housing ( 4 ) arranged actuator ( 8th ) with a first end ( 2 ) and a second end ( 7 ), the first end ( 2 ) of the actuator ( 8th ) in operative connection with the housing ( 4 ), and wherein the second end ( 7 ) of the actuator ( 8th ) to a piston member ( fourteen ) is coupled, which in the axial direction of the actuator ( 8th ) out of the housing ( 4 ) extends; - one inside the case ( 4 ) around the actuator ( 8th ) arranged around axially flexible sealing element ( 26 ; 26a ) having a first end and a second end, wherein the first end of the sealing element ( 26 ; 26a ) is mounted circumferentially close to the housing, wherein the second end of the sealing element ( 26 ) on a first pressure transfer plate ( 13 ), which has a passage opening ( 15 ), through which the piston member ( fourteen ; 14a ), and wherein the sealing element ( 26 ; 26a ) a second room ( II ) encloses with a second fluid; - wherein a sealing member ( 39 ) in the passage opening ( 15 ) between the piston member ( fourteen ) and the pressure transfer plate ( 13 ) is provided, which separates the two fluids; and - wherein between first and second space ( I . II ) can set a pressure balance.

Pressure transfer device according to claim 1, wherein the actuator ( 8th ) by means of a bourdon tube ( 38 ; 38a ) is pressure-biased.

Pressure transfer device according to claim 1 or 2, wherein the axially flexible sealing element ( 26 ; 26a ) has a metal bellows.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims, wherein the second fluid is inert.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims, wherein the second fluid is electrically insulating.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims, wherein the second fluid conducts heat is.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims, wherein the second fluid has a low compressibility.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims, wherein the second fluid has a low thermal expansion.

Pressure transfer device according to one of claims 2 to 8, wherein the bourdon tube ( 38 ) within the sealing element ( 26 ) between a first end plate ( 10 ) and a second end plate ( 12 ) is arranged.

Pressure transfer device according to one of claims 2 to 8, wherein the bourdon tube ( 38a ) outside the sealing element ( 26a ) between a first end plate ( 10a ) and a second end plate ( 17a ), wherein the second end plate ( 17a ) has a through opening through which the piston member ( 14a ), and wherein the pressure transfer plate ( 13a ) between the actuator ( 8a ) and the second end plate ( 12a ) is arranged.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims 1 to 10, wherein the actuator ( 8th ; 8a ) is a piezoelectric multilayer actuator.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims, wherein the sealing member ( 39 ) is an O-ring.

Pressure transfer device according to one of the preceding claims 1 to 11, wherein the sealing member ( 39 ) is an elastomeric seal.