DE102009000818A1 - Membranvorrichtung und Kraftstoffeinspritzgerät mit dieser - Google Patents

Membranvorrichtung und Kraftstoffeinspritzgerät mit dieser Download PDF

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Abstract

In einem Kraftstoffeinspritzventil (10) ist ein Aktuator (11) in einem Hochdruckströmungskanal (102) angeordnet, der ein unter hohem Druck stehendes Fluid durch diesen hindurch leitet, und ein Druckbeaufschlagungskolben (14) wird durch den Aktuator (11) durch ein Verschieben des Aktuators (11) angetrieben. Ein Aufnehmer (12) ist zu einer röhrenartigen Form aufgebaut und nimmt den Aktuator (11) auf. Ein Aktuatorkopf (112) ist lose und zumindest teilweise in dem Aufnehmer (12) aufgenommen und überträgt die Verschiebung des Aktuators (11) zu dem Druckbeaufschlagungskolben (14). Eine Membran (13) ist elastisch verformbar und verbindet zwischen dem Aufnehmer (12) und dem Druckbeaufschlagungskolben (14) in einer fluiddichten Weise.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Membranvorrichtung und ein Kraftstoffeinspritzgerät, das diese aufweist.
  • In der jüngsten Zeit ist es erforderlich geworden, eine Kraftstoffeinspritzmenge mit hoher Genauigkeit einzustellen und ein schnelles Betriebsansprechen in einem Kraftstoffeinspritzgerät zu erzielen, das unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeuges (beispielsweise eines Kraftfahrzeuges) einspritzt, wodurch Abgasemissionen verringert werden und/oder der Kraftstoffverbrauch verbessert wird. Um die Anforderung an eine verbesserte Kraftstoffeinspritzgenauigkeit und ein verbessertes Betriebsansprechen im Kraftstoffeinspritzgerät zu erfüllen, sind verschiedene Kraftstoffeinspritzgeräte vorgeschlagen worden, die einen piezoelektrischen Aktuator mit einer größeren Antriebskraft und einem noch stärker verbesserten Betriebsansprechen aufweisen.
  • Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. JP 11-200 981 A lehrt ein Kraftstoffeinspritzventil, das ein Kraftstoffeinspritzloch aufweist, das durch eine Druckänderung geöffnet oder geschlossen wird, die durch eine Volumenänderung in einer Steuerdruckkammer bewirkt wird, die wiederum durch ein Ausdehnen oder Zusammenziehen (Expansion oder Kontraktion) eines elektrostriktiven Aktuators herbeigeführt wird. Genauer gesagt weist das Kraftstoffeinspritzventil eine Nadel auf, die eine erste Führungswelle und eine zweite Führungswelle hat. Die erste Führungswelle ist fluiddicht in einem ersten Führungsloch eines Düsengehäuses gleitfähig. Die zweite Führungswelle ist in einem zweiten Führungsloch eines Kraftstoffeinspritzventilgehäuses oder eines Kolbens gleitfähig, der ein Durchgangsloch aufweist, das ihn entlang seiner Mittelachse durchdringt. Die zweite Führungswelle ist oberhalb der ersten Führungswelle angeordnet, und hat einen Durchmesser, der größer als derjenige der ersten Führungswelle ist. Eine Druckaufnahmefläche ist an einem Absatz zwischen der ersten Führungswelle und der zweiten Führungswelle ausgebildet und ist nach unten ausgerichtet. Die Druckaufnahmefläche steht mit der Steuerkammer in Verbindung oder ist der Steuerkammer ausgesetzt. In einem Steuerkraftstoffführungskanal, der eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und einem Kraftstoffströmungskanal, der sich von einer Hochdruckpumpe zu dem Kraftstoffeinspritzventil erstreckt, herstellt, sind ein Rückschlagventil und eine Blende hintereinander in Reihe angeordnet. Das Rückschlagventil begrenzt die Strömung des Kraftstoffs von der Steuerdruckkammer zu dem Kraftstoffströmungskanal. Die Blende begrenzt eine durch sie hindurch erfolgende schnelle Kraftstoffströmung. Wenn die Steuerdruckkammer durch den elektrostriktiven Aktuator mit Druck beaufschlagt wird, wird die Nadel angehoben, um das Kraftstoffeinspritzloch zu öffnen.
  • In dem Kraftstoffeinspritzgerät der vorstehend beschriebenen Art, das das piezoelektrische Element als Antriebsquelle verwendet, ist das piezoelektrische Element in einem Aufnahmebehälter abgedichtet, um den Kontakt zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Kraftstoff zu begrenzen, der möglicherweise die Funktion des piezoelektrischen Aktuators beschädigen oder beeinträchtigen kann. Der Abdichtaufbau des vorstehend erwähnten piezoelektrischen Aktuators macht einen Aufbau erforderlich, der das Ausdehnen und Zusammenziehen des piezoelektrischen Aktuators ermöglicht. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2005-533 968 A (die der Druckschrift WO 2004/016 939 A1 entspricht) lehrt einen Abdichtaufbau eines piezoelektrischen Elementes, in dem eine Membran verwendet wird.
  • Genauer gesagt lehrt die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2005-533 968 A ein piezoelektrisches Aktuatormodul, das ein piezoelektrisches Element, einen Aktuatorfuß und einen Aktuatorkopf aufweist. Der Aktuatorkopf wirkt mit einem Folgebauteil (Nachlaufbauteil) zusammen, das durch das piezoelektrische Element angetrieben wird. Das Aktuatormodul ist von einer sich axial erstreckenden Hülse umgeben. Eine Membran ist nach dem Aktuatorkopf vorgesehen, und die Membran erstreckt sich im Allgemeinen in der radialen Richtung und ist mit der Hülse verbunden. Die Membran hat eine Querschnittsfläche, die so aufgebaut ist, dass sie verschiedene Krümmungsradien hat.
  • In dem Abdichtaufbau der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2005-533 968 A sind der Aktuatorkopf und die Membran miteinander verbunden, und die Hülse, die das piezoelektrische Element aufnimmt, und die Membran sind miteinander verbunden. Somit wird der Druck des Kraftstoffs um das Aktuatormodul herum auf den Aktuatorkopf und die Membran aufgebracht.
  • Wenn in dem vorstehend erläuterten Aufbau ein hochgradig steifes Material für die Membran verwendet wird, um den Druckwiderstand der Membran zu erhöhen, verringert sich die Flexibilität der Membran, so dass sich möglicherweise eine Verringerung im Ansprechverhalten des Aktuatormoduls ergibt. Wenn ein Material, das eine geringe Federkonstante hat, für die Membran zum Verbessern des Ansprechverhaltens verwendet wird, wird die Steifigkeit der Membran in nachteilhafter Weise verringert, so dass möglicherweise eine Verringerung der Haltbarkeit des Aktuatormoduls bewirkt wird.
  • Daher muss das Material der Membran die beiden entgegengesetzten Bedingungen erfüllen, das heißt die relativ hohe Haltbarkeit und das relativ hohe (gute) Ansprechverhalten.
  • Darüber hinaus wird der Druck des Kraftstoffs auch auf das piezoelektrische Element durch den Aktuatorkopf aufgebracht. Daher muss das piezoelektrische Element entgegen dem Druck des Kraftstoffs sich ausdehnen (ausdehnbar sein). Um diesen Punkt anzusprechen, muss beispielsweise ein Niederdruckkraftstoffkanal, der den niedrigen Druck des mit dem Aktuatorkopf in Kontakt stehenden Kraftstoffs beibehält, vorgesehen sein. Dies führt zu einem noch komplizierteren Aufbau des Kraftstoffeinspritzgerätes.
  • Die vorliegende Erfindung spricht die vorstehend erläuterten Nachteile an. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Membranvorrichtung zu schaffen, die eine relativ hohe Haltbarkeit und ein relativ gutes Ansprechverhalten ermöglicht. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzgerät zu schaffen, das eine derartige Membranvorrichtung aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Membranvorrichtung geschaffen worden, die einen Aktuator, einen Aufnehmer, eine Antriebseinrichtung und eine Verschiebungsübertragungseinrichtung aufweist. Der Aktuator ist in einem Hochdruckkraftstoffkanal angeordnet, der ein unter hohem Druck stehendes Fluid durch dieses hindurch leitet. Der Aufnehmer ist zu einer röhrenartigen Form aufgebaut und nimmt den Aktuator auf. Die Antriebseinrichtung wird durch den Aktuator durch den Versatz (Verschiebung) des Aktuators angetrieben. Die Verschiebungsübertragungseinrichtung ist lose und zumindest teilweise in dem Aufnehmer aufgenommen und leitet (überträgt) den Versatz des Aktuators zu der Antriebseinrichtung. Eine Membran, die in elastischer Weise verformbar ist, verbindet zwischen dem Aufnehmer und der Antriebseinrichtung in einer fluiddichten Weise, um ein Hereinströmen des unter hohem Druck stehenden Fluides in einen Raum zwischen dem Aufnehmer und der Antriebseinrichtung zu begrenzen.
  • Außerdem ist ein Kraftstoffeinspritzgerät geschaffen, das einen Ventilbasiskörper, die vorstehend erwähnte Membranvorrichtung, einen Kolbenführungszylinder, eine Druckbeaufschlagungskammer, eine Steuerkammer, eine Nadel und eine Feder aufweist. Der Ventilbasiskörper ist zu einer röhrenartigen Form aufgebaut. Die Membranvorrichtung ist in dem Ventilbasiskörper aufgenommen. Die Antriebseinrichtung ist in einer Form eines Druckbeaufschlagungskolbens ausgebildet, und der Hockdruckströmungskanal ist in dem Ventilbasiskörper ausgebildet und wird mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der in einer Common-Rail gespeichert wird, als das unter hohem Druck stehende Fluid beliefert. Der Kolbenführungszylinder ist zu einer röhrenartigen Form aufgebaut und hält gleitfähig den Druckbeaufschlagungskolben. Die Druckbeaufschlagungskammer ist an einer distalen (körperfernen) Endseite des Druckbeaufschlagungskolbens definiert. Die Steuerkammer steht mit der Druckbeaufschlagungskammer in Verbindung. Die Nadel ist in einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung bewegbar, um ein Kraftstoffeinspritzloch zu öffnen oder zu schließen, das an einem distalen (körperfernen) Ende des Hochdruckströmungskanals ausgebildet ist. Die Feder drängt die Nadel in die Ventilschließrichtung. Der Druck in der Steuerkammer drängt die Nadel in die Ventilöffnungsrichtung. Die Nadel wird durch eine Abnahme oder Zunahme des Drucks in der Steuerkammer so angetrieben, dass sie sich zu dem Kraftstoffeinspritzloch hin oder von diesem weg bewegt, um das Kraftstoffeinspritzloch zu schließen oder zu öffnen und dadurch das Einspritzen des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzloch zu ermöglichen oder außer Kraft zu setzen.
  • Die vorliegende Erfindung ist zusammen mit weiteren Zielen, Merkmalen und Vorteilen von ihr anhand der nachstehend dargelegten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.
  • 1 zeigt eine ausschnittartige schematische Ansicht eines Abschnittes eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Gesamtaufbaus eines Kraftstoffeinspritzgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht des Kraftstoffeinspritzgerätes des zweiten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt eines Ventilöffnens.
  • 4A zeigt eine ausschnittartige Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4B zeigt eine ausschnittartige Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 4C zeigt eine ausschnittartige Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Kraftstoffeinspritzventil (eine Membranvorrichtung) 10 eines Kraftstoffeinspritzgerätes 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In der nachstehend erfolgenden Beschreibung bezieht sich eine obere Seite der jeweiligen Zeichnungen auf eine proximale (d. h. körpernahe) Endseite, und eine untere Seite in den jeweiligen Zeichnungen bezieht sich auf eine distale (körperferne) Endseite.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist einen Ventilbasiskörper (Vorrichtungsbasiskörper) 100, einen piezoelektrischen Aktuator 11, einen im Allgemeinen zylindrischen röhrenartigen Aufnehmer 12, einen Druckbeaufschlagungskolben (eine Antriebseinrichtung) 14 und eine Membran 13 auf. Ein Hochdruckströmungskanal 102 ist in dem Basiskörper 100 ausgebildet und empfängt unter einem hohen Druck stehendes Fluid. Der Aufnehmer 12 nimmt in ihm den piezoelektrischen Aktuator 11 auf. Der Druckbeaufschlagungskolben 14 wird durch den piezoelektrischen Aktuator 11 angetrieben. Die Membran 13 verbindet zwischen dem Aufnehmer 12 und dem Druckbeaufschlagungskolben 14 in einer fluiddichten Weise, um ein Hereinströmen des unter hohem Druck stehenden Fluides in einen Raum zwischen dem Aufnehmer 12 und dem Druckbeaufschlagungskolben 14 zu begrenzen. Darüber hinaus wird die Membran 13 im Ansprechen auf die Kontraktion (Zusammenziehen) und die Expansion (Ausdehnen) des piezoelektrischen Aktuators 11 ausgedehnt und zusammengezogen. Die Membran 13 versetzt den piezoelektrischen Aktuator 11 in einen kontaktfreien Zustand relativ zu dem unter hohem Druck stehenden Fluid, das heißt die Membran 13 begrenzt den Kontakt zwischen dem piezoelektrischen Aktuator 11 und dem unter hohem Druck stehenden Fluid.
  • Der piezoelektrische Aktuator 11 weist ein piezoelektrisches Element 110 und einen Aktuatorkopf (eine Verschiebungsübertragungseinrichtung) 112 auf. Das piezoelektrische Element 110 expandiert bei seiner Anregung (es dehnt sich aus). Der Aktuatorkopf 112 leitet (überträgt) die Expansion (Ausdehnung) und Kontraktion (Zusammenziehen) des piezoelektrischen Elementes 110 zu dem Druckbeaufschlagungskolben 14. Der Aufnehmer 12 ist zu einem im Allgemeinen becherförmigen Körper aufgebaut und hat einen Hülsenbasiskörper 120 und einen Hülsenboden 121. Der Hülsenbasiskörper 120 bildet eine Umfangswand des Aufnehmers 12 aus, und der Boden 121 bildet eine Bodenwand des Aufnehmers 12 aus und ist mit einem distalen (körperfernen) Ende der Umfangswand des Hülsenbasiskörpers 120 verbunden. Eine Bodenöffnung 122 erstreckt sich durch den Hülsenboden 121 hindurch. Der Aktuatorkopf 112 ist lose durch die Bodenöffnung 122 aufgenommen. Der Druckbeaufschlagungskolben 14 weist einen Kolbenbasiskörper 140 und einen Kolbenflansch 141 auf. Der Kolbenbasiskörper 140 ist zu einem als massiver Stab geformten Körper aufgebaut. Der Kolbenflansch 141 ist an einer proximalen (körpernahen) Endseite des Kolbenbasiskörpers 140 vorgesehen und erstreckt sich von dem Kolbenbasiskörper 140 radial so nach außen, dass er einen vergrößerten Außendurchmesser hat, der größer als jener des Kolbenbasiskörpers 140 ist. Die Membran 13 ist zu einem röhrenartigen Körper aufgebaut und weist einen an der proximalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt 131, einen expandierbaren (ausdehnfähigen) und kontrahierbaren (zusammenziehbaren) Abschnitt 130 und einen an der distalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt 132 auf. Der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt 130 ist so gekrümmt, dass er einen radial nach innen konvexen Querschnitt (der in der radialen Richtung der Membran 13 nach innen konvex ist) hat und verteilt den Druck des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs in dem Hochdruckströmungskanal 102.
  • Der an der proximalen Endseite befindliche Abdichtabschnitt 131 nimmt einen unteren Teil (unterer Abschnitt) des Hülsenbasiskörpers 120 des Aufnehmers 12 auf und ist an dem unteren Teil des Hülsenbasiskörpers 120 beispielsweise durch Laserschweißen fluiddicht abgedichtet. Der an der distalen Endseite befindliche Abdichtabschnitt 132 nimmt den Kolbenflansch 141 auf und ist an dem Kolbenflansch 141 beispielsweise durch Laserschweißen fluiddicht abgedichtet.
  • Ein ringartiger Stopper 142 ragt axial von einer oberen Endfläche des Kolbenflansches 141 des Druckbeaufschlagungskolbens 14 zu einer unteren Endfläche des Hülsenbodens 121 des Aufnehmers 12 so vor, dass er eine vorbestimmte Höhe hat. Wenn das piezoelektrische Element 110 kontrahiert (sich zusammenzieht), gelangt der Stopper 142 mit dem Hülsenboden 121 in Kontakt, um ein weiteres Klappen (Falten) des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnittes 130, das durch den Druck in dem Hochdruckströmungskanal 102 bewirkt wird, zu begrenzen und außerdem das Aufbringen des Drucks von dem Hochdruckströmungskanal 102 auf das piezoelektrische Element 110 zu begrenzen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der piezoelektrische Aktuator 11 in dem Aufnehmer 12 fluiddicht abgedichtet und wird dadurch nicht durch den Kraftstoff verschmutzt, der in dem Hochdruckströmungskanal 102 vorhanden ist. Somit wird die Funktion des piezoelektrischen Aktuators 11 nicht durch den Kraftstoff verschlechtert. Da der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt 130. so gekrümmt ist, dass er den konvexen Querschnitt aufweist, der zu dem Innenraum des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnitt 130 konvex ist, wird außerdem selbst in dem Fall, bei dem die Membran 13 aus einem Material mit einer relativ geringen Steifigkeit hergestellt ist, der Kraftstoffdruck, der auf den expandierbaren und kontrahierbaren Abschnitt 130 aufgebracht wird, verteilt. Außerdem begrenzt der Stopper 142 das Biegen des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnittes 130 und die übermäßige Last des piezoelektrischen Elementes 110. Daher ist es möglich, eine verbesserte Haltbarkeit und ein verbessertes Ansprechvermögen auszuführen.
  • Der gesamte Aufbau des Kraftstoffeinspritzgerätes 1, das das Kraftstoffeinspritzventil (die Membranvorrichtung) 10 aufweist, ist nachstehend gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • Das Kraftstoffeinspritzgerät 1 ist an einem (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor vorgesehen und weist eine Hochdruckpumpe 20, das Kraftstoffeinspritzventil 10 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 auf. Die Hochdruckpumpe 20 pumpt Kraftstoff (beispielsweise Benzin oder Leichtöl) zu einer Common-Rail 21, in der der unter hohem Druck stehende Kraftstoff gespeichert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 spritzt den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der von der Common-Rail 21 geliefert wird, in den jeweiligen Zylinder des Verbrennungsmotors ein. Die ECU 30 berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge, die Kraftstoffeinspritzzeit und den Kraftstoffeinspritzdruck, die für den Betriebszustand des Verbrennungsmotors geeignet sind, auf der Grundlage von Messsignalen, die von verschiedenen (nicht dargestellten) Sensoren empfangen werden, und gibt ein Antriebssignal zu einer elektronischen Antriebseinheit (EDU) 31 aus. Die ECU 30 steuert außerdem die Common-Rail 21, die Hochdruckpumpe 20 und das Kraftstoffeinspritzventil 10.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist den piezoelektrischen Aktuator 11, den Aufnehmer 12, den Druckbeaufschlagungskolben 14 und die Membran 13 auf. Der piezoelektrische Aktuator 11 wird in einem kontaktfreien Zustand in Bezug auf den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff gehalten. Der Aufnehmer 12 nimmt den piezoelektrischen Aktuator 11 auf. Die Membran 13 verbindet zwischen dem Aufnehmer 12 und dem Druckbeaufschlagungskolben 14 fluiddicht und wird im Ansprechen auf das Kontrahieren und die Expansion des piezoelektrischen Aktuators 11 expandiert und kontrahiert (dehnt sich aus bzw. zieht sich zusammen). Der piezoelektrische Aktuator 11 ist in dem Basiskörper 100 aufgenommen und dient als eine Antriebsquelle. Der Versatz (die Verschiebung) des piezoelektrischen Aktuators 11, der durch das elektrische Aufladen oder Entladen jeweils expandiert oder kontrahiert, wird zu dem Druckbeaufschlagungskolben 14, der als die Antriebseinrichtung dient, so geleitet, dass der Druckbeaufschlagungskolben 14 axial so bewegt wird, dass der Druck in einer Steuerkammer 172 zunimmt oder abnimmt. Dadurch wird eine Nadel 180 im Ansprechen auf die Zunahme oder Abnahme des Drucks in der Steuerkammer 172 axial nach oben oder nach unten angetrieben, um eine Ventilfläche 181 der Nadel 180, die an einem distalen (körperfernen) Ende der Nadel 180 vorgesehen ist, relativ zu einem Ventilsitz (Ventilsitzfläche) 108 des Basiskörpers 100 anzuheben oder zu setzen, um ein Kraftstoffeinspritzloch 107 des Basiskörpers 100 zu öffnen oder zu schließen und dadurch das Kraftstoffeinspritzen durch das Kraftstoffeinspritzloch 107 zu ermöglichen oder außer Kraft zu setzen.
  • Der Basiskörper 100 ist zu einem im Allgemeinen zylindrischen röhrenartigen Körper aufgebaut. In dem Basiskörper 100 ist eine proximale (körpernahe) Endseite des Hochdruckströmungskanals 102 abgedichtet das heißt verschlossen.
  • Ein Hochdruckkraftstoffeinlassloch 101 ist an der proximalen Endseite des Basiskörpers 100 ausgebildet, um den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, der in der Common-Rail 21 gespeichert wird, in den Hochdruckströmungskanal 102 zu befördern.
  • Eine Kraftstoffspeicherkammer 106 ist an der distalen Endseite des Basiskörpers 100 ausgebildet und hat einen verringerten Innendurchmesser, der kleiner als derjenige des benachbarten an der stromaufwärtigen Seite befindlichen Teils (der sich an der stromaufwärtigen Seite der Kraftstoffspeicherkammer 106 befindet) des Hochdruckströmungskanals 102 ist. An der distalen (körperfernen) Endseite der Kraftstoffspeicherkammer 106 ist der Innendurchmesser weiter verringert, um den Ventilsitz 108 auszubilden. Das Kraftstoffeinspritzloch 107 erstreckt sich durch die Wand des Ventilsitzes 108 und wird dadurch zu dem entsprechenden Zylinder des Verbrennungsmotors geöffnet.
  • Der piezoelektrische Aktuator 11 ist aus einem piezoelektrischen keramischen Material hergestellt, wie beispielsweise PZT (Bleizirkonattitanat), und weist das laminierte piezoelektrische Element 110 auf, in dem einige Zehn oder Hundert an piezoelektrischen keramischen Lagen, die jeweils in ihrer Dickenrichtung polarisiert sind, übereinander gestapelt sind. Hierbei haben jeweils zwei benachbarte piezoelektrische Lagen jeweils verschiedene Polarisationsrichtungen.
  • Eine Innenelektrode ist zwischen jeder benachbarten piezoelektrischen keramischen Lage des laminierten piezoelektrischen Elementes 110 ausgebildet. Die Innenelektroden sind an der linken und rechten Seite herausgezogen und sind mit Seitenflächenelektroden 111 verbunden, die mit der externen EDU 31 verbunden sind.
  • Der piezoelektrische Aktuator 11 ist in dem Basiskörper 100 aufgenommen. Eine obere Endfläche einer an der proximalen Endseite befindlichen Schutzlage 113, die an der proximalen Endseite des piezoelektrischen Aktuators 11 ausgebildet ist, ist an dem Basiskörper 100 fixiert, während eine Dielektrizität relativ zu dem Basiskörper 100 verwirklicht wird. Der piezoelektrische Aktuator 11 ist in dem Aufnehmer 12 aufgenommen, der zu dem im Allgemeinen becherförmigen Körper aufgebaut ist, und steht mit dem Druckbeaufschlagungskolben 14 durch einen Aktuatorkopf 112 in Eingriff, der als die Verschiebungsübertragungseinrichtung dient.
  • Der Aktuatorkopf 112 ist in der Bodenöffnung 122 des Aufnehmers 12 lose aufgenommen, um den Versatz (die Verschiebung) des piezoelektrischen Aktuators 11 zu dem Druckbeaufschlagungskolben 14 zu leiten.
  • Der Druckbeaufschlagungskolben 14 weist den Kolbenbasiskörper 140 und den Kolbenflansch 141 auf. Der Kolbenbasiskörper 140 ist zu einem als massiver Stab geformten Körper aufgebaut. Der Kolbenflansch 141 ist an der proximalen (körpernahen) Endseite des Kolbenbasiskörpers 140 vorgesehen und erstreckt sich von dem Kolbenbasiskörper 140 radial so nach außen, dass er den vergrößerten Außendurchmesser aufweist, der größer als derjenige des Kolbenbasiskörpers 140 ist.
  • Die Membran 13 ist zu dem röhrenartigen Körper aufgebaut, und weist den an der proximalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt 131, den expandierbaren und kontrahierbaren Abschnitt 130 und den an der distalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt 132 auf. Der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt 130 ist so gekrümmt, dass er den radial nach innen konvexen Querschnitt hat, und den Druck des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs in dem Hochdruckkraftstoffkanal 102 verteilt.
  • Der an der proximalen Endseite befindliche Abdichtabschnitt 131 nimmt den Hülsenboden 121 des Aufnehmers 12 auf und ist an dem Hülsenboden 121 (oder dem unteren Teil des Hülsenbasiskörpers 120) fluiddicht abgedichtet. Der an der distalen Endseite befindliche Abdichtabschnitt 132 nimmt den Kolbenflansch 141 auf und ist an dem Kolbenflansch 141 fluiddicht abgedichtet. Der ringartige Stopper 142 ragt axial von einer oberen Endfläche des Kolbenflansches 141 des Druckbeaufschlagungskolbens 14 zu einer unteren Endfläche des Hülsenbodens 121 des Aufnehmers 12 vor.
  • Wenn sich das piezoelektrische Element 110 zusammenzieht (kontrahiert), gelangt der Stopper 142 mit dem Hülsenboden 121 in Kontakt, um das weitere Klappen (Falten) des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnittes 130, das durch den Druck in dem Hochdruckströmungskanal 102 bewirkt wird, zu begrenzen, und außerdem das Aufbringen des Drucks von dem Hochdruckströmungskanal 102 auf das piezoelektrische Element 110 zu begrenzen.
  • Der Druckbeaufschlagungskolben 14 ist in einem Kolbenführungszylinder 150 gleitfähig gehalten, der zu einem im Allgemeinen zylindrischen röhrenartigen Körper aufgebaut ist. Ein im Allgemeinen zylindrischer Flansch 151 ist an dem an der distalen Endseite befindlichen unteren Ende des Kolbenführungszylinders 150 so ausgebildet, dass er radial nach außen vorragt. Eine Kolbenrückstellfeder 160 ist zwischen dem Kolbenflansch 141 und dem Zylinderflansch 151 angeordnet, um den Druckbeaufschlagungskolben 14 zu dem piezoelektrischen Aktuator 11 hin zu drängen.
  • Eine Trennwand 152 ist an der distalen Endseite des Kolbenführungszylinders 150 angeordnet. Eine Druckbeaufschlagungskammer 170 ist durch eine untere Endfläche des Druckbeaufschlagungskolbens 14, eine Innenumfangswand des Kolbenführungszylinders 150 und eine obere Fläche der Trennwand 152 definiert. Ein Teil des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs, der als das Druckleitmedium in den Hochdruckströmungskanal 102 geführt wird, wird in die Druckbeaufschlagungskammer 170 befördert.
  • Die proximale Endseite der Nadel 180 bildet einen Gleitabschnitt, der in einem Nadelaufnahmezylinder 153 gleitfähig gehalten wird, und ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser (kleindurchmessriger Abschnitt) der Nadel 180, der einen verringerten Außendurchmesser im Vergleich zu dem Außendurchmesser des Gleitabschnittes 180 der Nadel hat, ist an der distalen Endseite der Nadel 180 ausgebildet. Der Außendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser ist weiter verringert, um die Ventilfläche 181 auszubilden, die relativ zu dem Ventilsitz 108 in Eingriff bringbar und außer Eingriff bringbar ist, um das Kraftstoffeinspritzloch 107 zu schließen und zu öffnen.
  • Der Nadelaufnahmezylinder 153 ist zu einem im Allgemeinen zylindrischen röhrenartigen Körper aufgebaut und ist an der distalen Endseite der Trennwand 152 angeordnet. Die Steuerkammer 172 ist durch die Innenumfangsfläche des Nadelaufnahmezylinders 153, eine Durchmesserübergangsbodenfläche der Nadel 180 und eine Innenwandfläche eines Durchmesserübergangsabschnittes des Basiskörpers 100 definiert. Hierbei ist die Durchmesserübergangsbodenfläche der Nadel 180 zwischen der Außenumfangsfläche des Gleitabschnittes der Nadel 180, die entlang der Innenumfangsfläche des Nadelaufnahmezylinders 153 gleitet, und der Außenumfangsfläche des mit dem kleinen Durchmesser versehenen Abschnittes der Nadel 180 angeordnet. Die Innenwandfläche des Durchmesserübergangsabschnittes des Basiskörpers 100 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Hochdruckströmungskanals 102 und der Innenumfangsfläche der Kraftstoffspeicherkammer 106 angeordnet.
  • Ein Kommunikationsströmungskanal 171, der eine Verbindung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 170 und der Steuerkammer 172 herstellt, ist durch die Trennwand 152 und den Nadelaufnahmezylinder 153 hindurch ausgebildet. Der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 170 wird zu der Steuerkammer 172, die mit der Druckbeaufschlagungskammer 170 durch den Kommunikationsströmungskanal 173 in Verbindung steht, mittels des Kraftstoffs geleitet, der als das Druck-leitmedium geführt (befördert) wird.
  • Eine Gegendruckkammer 104 ist durch eine Rückseitenfläche der Nadel 180, eine an der distalen Endseite befindliche Bodenfläche der Trennwand 152 und eine Innenumfangswand des Nadelaufnahmezylinders 153 definiert.
  • Ein Gegendrucklieferströmungskanal 103 ist in der Trennwand 152 so ausgebildet, dass er zwischen dem Hochdruckströmungskanal 102 und der Gegendruckkammer 104 eine Verbindung herstellt. Dadurch wird der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in dem Hochdruckströmungskanal 102 in die Gegendruckkammer 104 geführt.
  • Die Gegendruckkammer 104 ist an der Rückseitenfläche der Nadel 180 vorgesehen und dient als eine Federkammer, die eine Gegendruckfeder 161 aufnimmt, die die Nadel 180 in ihre Ventilschließrichtung drängt.
  • Ein Nadelinnenströmungskanal 105 ist in der Nadel 180 so ausgebildet, dass er zwischen der Gegendruckkammer 104 und der Kraftstoffspeicherkammer 106 eine Verbindung herstellt. Der Druck in der Gegendruckkammer 104 wird in der Ventilschließrichtung der Nadel 180 ausgeübt, und der Druck in der Kraftstoffspeicherkammer 106 wird in der Ventilöffnungsrichtung ausgeübt. Darüber hinaus wird der Druck in der Steuerkammer 172 in der Ventilöffnungsrichtung der Nadel 180 ausgeübt. Der Federdruck der Gegendruckfeder 161 wird in der Ventilschließrichtung der Nadel 180 ausgeübt. Diese Drücke stehen im Gleichgewicht, um den Ventilschließzustand des Kraftstoffeinspritzventils 10 beizubehalten.
  • Die EDU 31 lädt elektrisch den Aktuator 11 oder entlädt ihn, so dass das piezoelektrische Element 110 sich ausdehnt oder sich zusammenzieht, um axial nach unten oder nach oben den Druckbeaufschlagungskolen 14 anzutreiben und dadurch den Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 170 zu erhöhen oder zu verringern. Wenn der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 170 in dieser Weise erhöht oder verringert wird, wird der Druck in der Steuerkammer 172 erhöht oder verringert.
  • Wenn der Druck in der Steuerkammer 172 gleich wie oder größer als der Ventilschließdruck der Gegendruckfeder 161 wird, wird die Nadel 180 nach oben bewegt. Dadurch wird die Ventilfläche 181 der Nadel 180 von dem Ventilsitz 108 weg angehoben, um das Kraftstoffeinspritzloch 107 zu öffnen. Somit wird der in der Kraftstoffspeicherkammer 106 befindliche unter hohem Druck stehende Kraftstoff in dem Zylinder des Verbrennungsmotors durch das Kraftstoffeinspritzloch 107 eingespritzt, wie dies in 3 gezeigt ist.
  • Wenn der Druck in der Steuerkammer 172 gleich wie oder geringer als der Ventilschließdruck der Gegendruckfeder 161 wird, wird die Nadel 180 nach unten bewegt, und dadurch wird die Ventilfläche 181 der Nadel 180 an den Ventilsitz 180 gesetzt. Dadurch wird das Kraftstoffeinspritzloch 107 geschlossen, um das Einspritzen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs aus der Kraftstoffspeicherkammer 106 durch das Kraftstoffeinspritzloch 107 anzuhalten.
  • In dem Kraftstoffeinspritzventil 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Querschnittsfläche der Steuerkammer 172 kleiner als die Querschnittsfläche der Druckbeaufschlagungskammer 170. Somit ist der axiale Versatz (Verschiebung) der Steuerkammer 172 größer gestaltet als der axiale Versatz (Verschiebung) der Druckbeaufschlagungskammer 170 und zwar umgekehrt proportional zu einem Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche der Steuerkammer 172 und der Querschnittsfläche der Druckbeaufschlagungskammer 170. Dadurch ist das Ansprechen (Ansprechverhalten) des Kraftstoffeinspritzventils 10 relativ hoch.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der piezoelektrische Aktuator 11 fluiddicht in dem Aufnehmer 12 abgedichtet und wird dadurch nicht durch den Kraftstoff verschmutzt, der in dem Hochdruckströmungskanal 102 vorhanden ist. Somit wird die Funktion des piezoelektrischen Aktuators 11 nicht verschlechtert. Außerdem wird sogar in dem Fall, bei dem die Membran 13 aus einem Material mit einer relativ geringen Steifigkeit hergestellt ist, da der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt 130 so gekrümmt ist, dass er den konvexen Querschnitt hat, der zu dem Innenraum des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnitt 130 konvex ist, der Kraftstoffdruck, der auf dem expandierbaren und kontrahierbaren Abschnitt 130 aufgebracht wird, verteilt. Außerdem begrenzt der Stopper 142 das Biegen des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnittes 130 und die übermäßige Belastung des piezoelektrischen Elementes 110. Daher ist es möglich, ein Kraftstoffeinspritzgerät 1 zu schaffen, das sowohl eine verbesserte Haltbarkeit als auch ein verbessertes Ansprechverhaltenerreicht. Da darüber hinaus der piezoelektrische Aktuator 11 nicht die Last von dem unter hohem Druck stehenden Kraftstoff aufnimmt, ist es nicht erforderlich, den Niederdruckströmungskanal und den Wiedergewinnungsströmungskanal in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 auszubilden. Als ein Ergebnis kann ein rückkehrfreies Kraftstoffsystem des Kraftstoffeinspritzgerätes 1 gestaltet werden, und dadurch ist eine Vereinfachung des Kraftstoffeinspritzgerätes 1 und eine effektive Verwendung des Kraftstoffs möglich.
  • Die 4A bis 4C zeigen Kraftstoffeinspritzventile (Membranvorrichtungen) gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist der Stopper 142 einstückig an dem Kolbenbasiskörper 140 vorgesehen. Alternativ ist in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß der Darstellung von 4C ein im allgemeinen ringartiger Stopper 142a zwischen dem Druckbeaufschlagungskolben 14 (genauer gesagt der Kolbenbasiskörper 140 des Druckbeaufschlagungskolbens 14) und dem Aufnehmer 12 (genauer gesagt der Hülsenboden 121 des Aufnehmers 12) angeordnet. Durch diesen Aufbau kann zusätzlich zu den vorstehend unter Bezugnahme auf das erste und/oder zweite Ausführungsbeispiel erörterten Vorteilen der Vorgang vereinfacht werden, der sich auf den Stopper 142a bezieht. Dadurch können die Größenvariationen im piezoelektrischen Element 110 in geeigneter Weise durch den Stopper 142a eingestellt werden. Als ein Ergebnis kann der Versatz (die Verschiebung) des piezoelektrischen Elementes 110 effektiv erzielt werden. Daher kann die Zuverlässigkeit des Kraftstoffeinspritzventils (der Membranvorrichtung) und die Zuverlässigkeit des Kraftstoffeinspritzgerätes weiter verbessert werden.
  • Darüber hinaus ist in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß der in 4B gezeigten Darstellung der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt 130b der Membran 13b in der radialen nach innen weisenden Richtung weiter vertieft, und der Stopper 142b ist an einer radial äußeren Seite des expandierbaren und kontrahierbaren Abschnittes 130b angeordnet. In einem derartigen Fall kann der Stopper 142b zu einer Form eines Buchstaben C, einer Form eines Buchstaben U oder einer teilweise ringartigen oder gewölbten Form (beispielsweise eine halbkreisartige Form) aufgebaut sein, um ein Einführen des Stoppers 142b nach dem Verbinden zwischen dem Aufnehmer 12 und dem Druckbeaufschlagungskolben 14 durch die Membran 13b zu ermöglichen. Dies vereinfacht den Vorgang. Darüber hinaus wird in einem derartigen Fall eine im Allgemeinen zylindrische röhrenartige Entfernbegrenzungshülse 133b über den an der proximalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt 131 eingeführt, um ein nicht beabsichtigtes Entfernen des Stoppers 142b einzuschränken.
  • Darüber hinaus ist in einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß der in 4C gezeigten Darstellung der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt 130c der Membran 13c so gekrümmt, dass er einen radial nach außen weisenden konvexen Querschnitt hat. Darüber hinaus ist anstelle des Stoppers 142 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels der Stopper 142c mit dem Boden 121b des Aufnehmers 12 einstückig ausgebildet, um ähnliche Vorteile zu erzielen wie bei dem ersten und/oder zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden.
  • Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils beschränkt, der in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben ist, in denen der unter hohem Druck stehende Kraftstoff zu der Kraftstoffspeicherkammer durch den Nadelinnenströmungskanal geliefert wird, der in der Nadel ausgebildet ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei einem Kraftstoffeinspritzventil angewendet werden, das einen Aufbau aufweist, in den der unter hohem Druck stehende Kraftstoff direkt in die Kraftstoffspeicherkammer geliefert wird. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf das in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erörterte Kraftstoffeinspritzventil beschränkt, bei dem das einzelne Einspritzloch geöffnet oder geschlossen wird. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei einem Kraftstoffeinspritzventil angewendet werden, in dem das distale Ende des Düsenabschnittes geschlossen ist und eine Sackkammer vorgesehen ist, um den Kraftstoff zu speichern, und das mit einer Vielzahl an Einspritzlöchern versehen ist, die sich durch die Wand der Sackkammer erstrecken. Darüber hinaus wird der piezoelektrische Aktuator als der Aktuator der vorliegenden Erfindung verwendet. Alternativ ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auf Fälle anwendbar, in denen eine andere Art an Aktuator (beispielsweise ein Solenoidaktuator) als eine Antriebsquelle verwendet wird. Darüber hinaus kann das Kraftstoffeinspritzventil (die Membranvorrichtung) der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise in anderen Geräten angewendet werden, die kein Kraftstoffeinspritzgerät sind und einen Aktuator haben, der in dem Hochdruckströmungskanal angetrieben wird.
  • Darüber hinaus ist in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen das gesamte Kraftstoffeinspritzventil 10 als die Membranvorrichtung beschrieben. Alternativ können der Aktuator 11, der Aufnehmer 12, der Druckbeaufschlagungskolben (die Antriebseinrichtung) 14, der Aktuatorkopf (die Verschiebungsübertragungseinrichtung) 112 und die Membran 13, die in dem Basiskörper 100 aufgenommen sind, der in ihm den Hochdruckströmungskanal 102 aufweist, als die Membran-vorrichtung des Kraftstoffeinspritzventils 10 dienen und können alternativ als die Membranvorrichtung eines beliebigen anderen Gerätes, das ein unter hohem Druck stehendes Fluid behandelt, angewendet werden.
  • Weitere Vorteile und Abwandlungen sind für Fachleute offensichtlich. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten, das repräsentative Gerät und die veranschaulichten Beispiele beschränkt, die dargestellt und beschrieben sind.
  • In dem Kraftstoffeinspritzventil 10 ist der Aktuator 11 in dem Hochdruckströmungskanal 102 angeordnet, der ein unter hohem Druck stehendes Fluid durch diesen hindurch leitet, und der Druckbeaufschlagungskolben 14 wird durch den Aktuator 11 durch ein Verschieben des Aktuators 11 angetrieben. Der Aufnehmer 12 ist zu einer röhrenartigen Form aufgebaut und nimmt den Aktuator 11 auf. Der Aktuatorkopf 112 ist lose und zumindest teilweise in dem Aufnehmer 12 aufgenommen und überträgt die Verschiebung des Aktuators 11 zu dem Druckbeaufschlagungskolben 14. Die Membran 13 ist elastisch verformbar und verbindet zwischen dem Aufnehmer 12 und dem Druckbeaufschlagungskolben 14 in einer fluiddichten Weise.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 11-200981 A [0003]
    • - JP 2005-533968 A [0004, 0005, 0006]
    • - WO 2004/016939 A1 [0004]

Claims (6)

  1. Membranvorrichtung mit einem Aktuator (11), der in einem Hochdruckströmungskanal (102) angeordnet ist, der unter hohem Druck stehendes Fluid durch diesen hindurch leitet, einem Aufnehmer (12), der zu einer röhrenartigen Form aufgebaut ist und den Aktuator (11) aufnimmt, einer Antriebseinrichtung (14), die durch den Aktuator (11) durch ein Verschieben des Aktuators (11) angetrieben wird, und einer Verschiebungsübertragungseinrichtung (112), die lose und zumindest teilweise in dem Aufnehmer (12) aufgenommen ist und die Verschiebung des Aktuators (11) zu der Antriebseinrichtung (14) überträgt, wobei die Membranvorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Membran (13), die elastisch verformbar ist und zwischen dem Aufnehmer (12) und der Antriebseinrichtung (14) in einer fluiddichten Weise verbindet, um ein Hereinströmen des unter hohem Druck stehenden Fluides in einem Raum zwischen dem Aufnehmer (12) und der Antriebseinrichtung (14) zu begrenzen.
  2. Membranvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Membran (13) zu einer röhrenartigen Form aufgebaut ist und Folgendes aufweist: einen an der proximalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt (131), der den Aufnehmer (12) bedeckt; einen expandierbaren und kontrahierbaren Abschnitt (130), der elastisch sich ausdehnt oder sich zusammenzieht im Ansprechen auf ein Ausdehnen oder Zusammenziehen des Aktuators (11); und einen an der distalen Endseite befindlichen Abdichtabschnitt (132), der die Antriebseinrichtung (14) bedeckt.
  3. Membranvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der expandierbare und kontrahierbare Abschnitt (130) einen Querschnitt hat, der nach außen konvex oder nach innen konvex in einer radialen Richtung der Membran (13) ist.
  4. Membranvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aufnehmer (12) eine Umfangswand (120) und eine Bodenwand (131) hat, wobei die Bodenwand (131) mit einem Ende der Umfangswand (120) verbunden ist; und ein Stopper (130, 142, 142b) zwischen der Bodenwand (131) des Aufnehmers (12) und der Antriebseinrichtung (14) vorgesehen ist, um einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen der Bodenwand (131) des Aufnehmers (12) und der Antriebseinrichtung (14) beizubehalten.
  5. Membranvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Aktuator (11) ein piezoelektrisches Element (110) aufweist, das in Abhängigkeit von einem Anregungszustand des piezoelektrischen Elementes (110) ausdehnbar und zusammenziehbar ist.
  6. Kraftstoffeinspritzgerät mit: einem Ventilbasiskörper (100), der zu einer röhrenartigen Form aufgebaut ist; der Membranvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die in dem Ventilbasiskörper (100) aufgenommen ist, wobei die Antriebseinrichtung (14) in der Form eines Druckbeaufschlagungskolbens (14) ist, und der Hochdruckströmungskanal (102) in dem Ventilbasiskörper (100) ausgebildet ist und mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beliefert wird, der in einer Common-Rail (21) als das unter hohem Druck stehende Fluid gespeichert ist; einem Kolbenführungszylinder (150), der zu einer röhrenartigen Form aufgebaut ist und gleitfähig den Druckbeaufschlagungskolben (14) hält; einer Druckbeaufschlagungskammer (170), die an einer distalen Endseite des Druckbeaufschlagungskolbens (14) definiert ist; einer Steuerkammer (172), die mit der Druckbeaufschlagungskammer (170) in Verbindung steht; einer Nadel (180), die in einer Ventilöffnungsrichtung oder einer Ventilschließrichtung bewegbar ist, um ein Kraftstoffeinspritzloch (107) zu öffnen oder zu schließen, das an einem distalen Ende des Hochdruckströmungskanals (102) ausgebildet ist; und einer Feder (161), die die Nadel (180) in die Ventilschließrichtung drängt, wobei der Druck in der Steuerkammer (172) die Nadel (180) in die Ventilöffnungsrichtung drängt; und wobei die Nadel (180) durch ein Verringern oder Erhöhen des Drucks in der Steuerkammer (172) so angetrieben wird, dass sie sich zu dem Kraftstoffeinspritzloch (107) hin oder von diesem weg bewegt, um das Kraftstoffeinspritzloch (107) zu schließen oder zu öffnen und dadurch ein Einspritzen des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzloch (107) außer Kraft zu setzen oder zu ermöglichen.
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