DE19946828C1 - Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten - Google Patents
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Abstract
Ein Ventil (1) zum Steuern von Flüssigkeiten ist mit einer piezoelektrischen Einheit (3) zur Betätigung eines in einer Bohrung (8) eines Ventilkörpers (9) axial verschiebbaren Ventilglieds (2) ausgebildet. Dabei grenzt ein Ende der Bohrung (8) an einen durch ein Dichtelement (25) begrenzten Ventilsystemdruckraum (18) und ihr anderes Ende an ein einen Leckageablaufkanal (17) aufweisenden Ventilniederdruckraum (16), welcher über einen Ausgleichkanal (19), der ein Druckbegrenzungsorgan (20, 23') und eine Befülleinrichtung (23, 23') aufweist, mit dem Ventilsystemdruckraum (18) verbunden ist. Dem Ventilglied (2) ist ein Ventilschließglied (13) zugeordnet, das mit wenigstens zwei in dem Ventilniederdruckraum (16) angeordneten Ventilsitzen (14, 15) zum Öffnen und Schließen des Ventils (1) derart zusammenwirkt, daß es in einer Schließstellung den Ventilniederdruckraum (16) von einem unter Hochdruck stehenden Ventilsteuerraum (12) trennt und in einer Zwischenstellung zwischen den Ventilsitzen (14, 15) den Ventilniederdruckraum (16) mit dem Ventilsteuerraum (12) strömungsmäßig verbindet, wobei wenigstens ein kurzfristig hydraulische Gegenkräfte erzeugendes Dämpfungsorgan (20, 23', 24) zum Dämpfen der Stellbewegungen des Ventilgliedes (2) vorgesehen ist (Figur).
Description
Die Erfindung geht von einem Ventil zum Steuern von
Flüssigkeiten gemäß der in Patentanspruch 1 näher definier
ten Art aus.
Aus der DE 197 32 802 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrich
tung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruck
quelle bekannt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung besitzt
zwei Ventilsitze, die mit Dichtflächen eines Schließkörpers
bei Betätigung durch einen Piezoantrieb in einer Bewegungs
abfolge zusammenwirken, wobei sich der Schließkörper
anfänglich in Schließstellung an dem ersten Ventilsitz
befindet, dann in eine Zwischenstellung zwischen die
Ventilsitze gebracht wird, um anschließend wieder in eine
Schließstellung an den zweiten Ventilsitz zu gelangen.
Auf diese Weise wird durch den Bewegungsablauf des Schließ
körpers vom einen zum anderen Ventilsitz eine kurzzeitige
Entlastung eines Ventilsteuerraumes erreicht, über dessen
Druckniveau eine Öffnungs- bzw. Schließstellung einer
Ventilnadel in der kraftausgeglichen ausgebildeten Kraft
stoffeinspritzvorrichtung bestimmt und somit die Kraft
stoffeinspritzung gesteuert wird. Die Kraftstoffeinsprit
zung wird dabei ermöglicht, während sich der Schließkörper
in einer Zwischenstellung zwischen den beiden Ventilsitzen
befindet. Auf diese Weise wird die Kraftstoffeinspritzung
mittels einer einzigen Erregung des Piezoantriebes reali
siert.
Da eine zeitraubende Bewegungsumkehr des Schließkörpers
während der Kraftstoffeinspritzung nicht erforderlich ist,
sind die Verlustzeiten bei der Ansteuerung der bekannten
Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorteilhafterweise relativ
gering.
Jedoch hat sich gezeigt, daß Überschwingungen des Schließ
körpers auftreten, wenn dieser in eine Mittelstellung
zwischen den beiden Ventilsitzen gebracht werden soll.
Sobald der Schließkörper zu weit in Richtung des ersten
oder des zweiten Ventilsitzes schwingt, kann dies in
nachteiliger Weise zu Ungenauigkeiten bei der Dosierung der
Einspritzmenge führen.
Es ist möglich, die Mittelstellung des Schließkörpers
zwischen den Ventilsitzen mittels Federkraft zu stabilisie
ren, jedoch hat dies den Nachteil, daß der Piezoantrieb
entgegen der Federkraft in seine Schließstellung an dem
zweiten Ventilsitz bewegt werden müßte. Demzufolge müßte
der Piezoantrieb entsprechend groß dimensioniert werden,
wodurch die Fertigungskosten und die konstruktiven Abmes
sungen der Einspritzvorrichtung negativ beeinflußt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zur
Steuerung von Flüssigkeiten zu schaffen, mit dem die
vorbezeichneten Nachteile, insbesondere Überschwingungen in
der Mittelstellung des Ventilschließglieds, vermieden
werden.
Das erfindungsgemäße Ventil zur Steuerung von Flüssigkeiten
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil,
daß die Stellbewegungen des Ventilgliedes derart mittels
Dämpfungsorganen gedämpft werden, daß das Ventilschließ
glied in seiner Mittelstellung zwischen den beiden Ventil
sitzen stabilisiert wird. Demzufolge können auch hochfre
quente Einspritzungen von Flüssigkeiten, insbesondere von
Kraftstoff, durch das erfindungsgemäße Ventil exakt
vorgenommen werden, ohne daß es dabei zu Schwankungen bei
der Einspritzmenge durch Überschwingungen des Ventil
schließgliedes in eine ungünstige Zwischenstellung kommt.
Bei dem erfindungsgemäßen Ventil werden durch die Dämp
fungsorgane hydraulische Kräfte erzeugt, die kurzzeitig
gegen die Bewegungsrichtung des Ventilschließgliedes wirken
und dieses somit entsprechend in eine Mittelstellung
zwischen den beiden Ventilsitzen abbremsen. Demnach kann
das Ventilschließglied seine stabile Mittelstellung ohne
das Auftreten von Überschwingungen erreichen.
Ein bedeutender Vorteil der Erfindung besteht des weiteren
darin, daß die von den Dämpfungsorganen erzeugten hydrauli
schen Gegenkräften nur kurzzeitig wirken, so daß die
piezoelektrische Einheit das Ventilschließglied nicht gegen
diese Dämpfungskräfte in die Schließstellung zum zweiten
Ventilsitz bewegt. Somit kann die piezoelektrische Einheit
entsprechend gering dimensioniert werden, wodurch die
Fertigungskosten reduziert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des
Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der
Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventils zur
Steuerung von Flüssigkeiten sind in der Zeichnung darge
stellt und werden in der folgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung
eines erstes Ausführungsbeispiels der Erfindung bei einem
Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen im
Längsschnitt,
Fig. 2 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung
eines zweiten Ausführungsbeispiels bei einem Kraftstoffein
spritzventil im Längsschnitt mit einem hohlgebohrten
Leckagestift, und
Fig. 3 ein Schaubild mit Diagrammen zu einem Leckage
stift, wobei ein Spaltdruck und eine Spaltbreite über eine
Stiftlänge aufgetragen sind.
Das in der Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel
zeigt eine Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils bei
einem Kraftstoffeinspritzventil 1 für Brennkraftmaschinen
von Kraftfahrzeugen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist
vorliegend als ein Common-Rail-Injektor ausgebildet, wobei
die Kraftstoffeinspritzung über das Druckniveau in einem
Ventilsteuerraum 12, welcher mit einer Hochdruckversorgung
verbunden ist, gesteuert wird.
Zur Einstellung eines Einspritzbeginns, einer Einspritzdau
er und einer Einspritzmenge über Kräfteverhältnisse in dem
Kraftstoffeinspritzventil 1 wird ein Ventilglied 2 über
einen als piezoelektrischen Aktor 3 ausgebildeten piezo
elektrischen Einheit angesteuert, welcher auf der ventil
steuerraum- und brennraumabgewandten Seite des Ventilglie
des 2 angeordnet ist.
Der piezoelektrische Aktor 3 ist aus mehreren Schichten
aufgebaut und weist auf seiner dem Ventilglied 2 zugewand
ten Seite einen Aktorkopf 4 sowie auf seiner dem Ventil
glied abgewandten Seite einen Aktorfuß 5 auf, der sich an
einer Wand 26 abstützt. An dem Aktorkopf 4 liegt über ein
Auflager 6 ein Stellkolben 7 des Ventilgliedes 2 an,
welcher in seinem Durchmesser gestuft ausgeführt ist.
Das Ventilglied 2 ist axial verschiebbar in einer als
Längsbohrung ausgeführten Bohrung 8 eines Ventilkörpers 9
angeordnet und umfaßt neben dem Stellkolben 7 noch einen
ein Ventilschließglied 13 betätigenden Betätigungskolben
10, wobei der Stellkolben 7 und der Betätigungskolben 10
unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Der Stellkolben 7
und der Betätigungskolben 10 sind mittels einer hydrauli
schen Übersetzung miteinander gekoppelt.
Die hydraulische Übersetzung ist als Hydraulikkammer 11
ausgebildet, die die Auslenkung des piezoelektrischen
Aktors 3 überträgt. Die Hydraulikkammer 11 schließt
zwischen den beiden sie begrenzenden Kolben 7 und 10, von
denen der Betätigungskolben 10 mit einem kleineren Durch
messer und der Stellkolben 7 mit einem größeren Durchmesser
ausgebildet ist, ein gemeinsames Ausgleichsvolumen ein.
Die Hydraulikkammer 11 ist derart zwischen dem Stellkolben
7 und dem Betätigungskolben 10 eingespannt, daß der
Betätigungskolben 10 des Ventilgliedes 2 einen um das
Übersetzungsverhältnis des Kolbendurchmessers vergrößerten
Hub macht, wenn der größere Stellkolben 7 durch den
piezoelektrischen Aktor 3 um eine bestimmte Wegstrecke
bewegt wird. Das Ventilglied 2, der Stellkolben 7, der
Betätigungskolben 10 und der piezoelektrische Aktor 3
liegen dabei auf einer gemeinsamen Achse hintereinander.
Die Befüllung der Hydraulikkammer 11 ist in Fig. 1 nicht
weiter dargestellt.
Über das Ausgleichsvolumen der Hydraulikkammer 11 können
Toleranzen aufgrund von Temperaturgradienten im Bauteil
oder unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten
der verwendeten Materialien sowie eventuelle Setzeffekte
ausgeglichen werden, ohne daß dadurch eine Änderung der
Position des anzusteuernden Ventilschließgliedes 13
auftritt.
An dem ventilsteuerraumseitigen Ende des Ventilgliedes 2
ist das kugelartige Ventilschließglied 13 vorgesehen. Das
Ventilschließglied 13 wirkt mit an dem Ventilkörper 9
ausgebildeten Ventilsitzen 14, 15 zusammen, wobei dem
unteren Ventilsitz 15 eine Feder 27 zugeordnet ist, die das
Ventilschließglied 13 bei Entlastung des Ventilsteuerraums
12 am oberen Ventilsitz 14 hält.
Die Ventilsitze 14, 15 sind in einem vom Ventilkörper 9
gebildeten Ventilniederdruckraum 16 ausgebildet, der mit
einem Leckageablaufkanal 17 und mit einem zu einem Ventil
systemdruckraum 18 führenden Ausgleichkanal 19 verbunden
ist. Der Leckageablaufkanal 17 weist ein als Drossel 20
ausgebildetes Dämpfungsorgan auf. Darüber hinaus weist der
Ventilniederdruckraum 16 eine durch den unteren Ventilsitz
15 gebildete Verbindung zu dem in Fig. 1 lediglich
angedeuteten Ventilsteuerraum 12 und einen in den Aus
gleichkanal 19 mündenden Befüllkanal 21 auf.
In dem Ventilsteuerraum 12 ist ein bewegbarer Ventilsteuer
kolben angeordnet, der in der Zeichnung nicht weiter
dargestellt ist. Durch axiale Bewegungen des Ventilsteuer
kolbens in dem Ventilsteuerraum 12 wird eine Einspritzdüse
des Kraftstoffeinspritzventils 1 auf an sich bekannte Weise
gesteuert. In den Ventilsteuerraum 12 mündet üblicherweise
auch eine Einspritzleitung, welche die Einspritzdüse mit
Kraftstoff versorgt. Die Einspritzleitung ist mit einem für
mehrere Kraftstoffeinspritzventile gemeinsamen Hochdruckspeicherraum
(Common-Rail) verbunden. Der Hochdruckspei
cherraum wird dabei in bekannter Weise von einer Kraft
stoffhochdruckförderpumpe mit Kraftstoff hohen Druckes aus
einem Vorratstank gespeist.
Der zum Ventilsystemdruckraum 18 führende Ausgleichkanal 19
weist ventilniedruckraumseitig ein den Systemdruck in dem
Ventilsystemdruckraum 18 regulierendes, federbelastetes
Überdruckventil 22 auf und ist mit einem als Drossel 24
ausgebildeten Dämpfungsorgan ausgerüstet. Der Befüllkanal
21 ist mit dem Ausgleichkanal 19 über ein die Befüllung
regulierenden Leckagestift 23 verbunden, der in eine
Bohrung eingepaßt ist und eine vorbestimmte Leckage
ermöglicht. Der Leckagestift 23 ermöglicht auf einfache
Weise die Realisierung eines geringen Strömungsquerschnit
tes, jedoch kann abweichend selbstverständlich auch eine
Präzisionsbohrung als Befülleinrichtung dienen.
In einer sehr vorteilhaften Ausführung kann auch vorgesehen
sein, daß das Material des Leckagestiftes 23 einen derart
größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des
Ventilkörpers 9 aufweist, daß bei zunehmender Temperatur
eine viskositätsbedingte Zunahme des den Leckagestift 23
umströmenden Volumenstroms stark begrenzt wird, wobei mit
optimaler Materialwahl eine nahezu konstanter Volumenstrom
bei Temperaturänderungen erzielbar ist.
Der Ventilsystemdruckraum 18 schließt an das piezoseitige
Ende der Bohrung 8 an und ist einerseits durch den Ventil
körper 9 und andererseits durch ein mit dem Stellkolben 7
des Ventilgliedes 2 und dem Ventilkörper 9 verbundenes
Dichtelement 25 begrenzt. Das Dichtelement ist als falten
balgartige Membran 25 ausgebildet und verhindert, daß der
piezoelektrischen Aktor 3 mit dem in dem Ventilsystemdruck
raum 18 enthaltenen Kraftstoff in Kontakt kommt. Selbstver
ständlich kann das Dichtelement in anderen Ausführungen
auch als Wellrohr oder dergleichen ausgebildet sein.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 nach Fig. 1 arbeitet dabei
in nachfolgend beschriebener Weise.
In geschlossenem Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 1,
d. h. bei unbestromtem piezoelektrischen Aktor 3 wird das
Ventilschließglied 13 des Ventilglieds 2 in Anlage an dem
ihm zugeordneten oberen Ventilsitz 14 gehalten, so daß kein
Kraftstoff aus dem mit dem Hochdruckspeicherraum verbunde
nen Ventilsteuerraum 12 in den Ventilniederdruckraum 16
gelangen und dann durch den Leckageablaufkanal 17 entwei
chen kann.
Da sich die Federrate der hydraulischen Feder mit zunehmen
dem Durchmesser des in die Hydraulikkammer 11 ragenden
Stellkolbens 7 proportional erhöht, kann die Vorspannkraft
des piezoelektrischen Aktors 3 über den Durchmesser des
Stellkolbens 7 eingestellt werden, wobei ein möglichst
großer Kolbendurchmesser vorteilhaft ist. Es können vom
Fachmann an den Einzelfall angepaßte Werte gewählt werden.
Im Falle einer langsamen Betätigung, wie sie bei einer
temperaturbedingten Längenänderung des piezoelektrischen
Aktors 3 oder weiterer Ventilbauteile wie z. B. des Ventil
glieds 2 oder des Ventilkörper 9 auftritt, dringt der
Stellkolben 7 mit Temperaturerhöhung in das Ausgleichsvolu
men der Hydraulikkammer 11 ein oder zieht sich bei Tempera
turabsenkung daraus zurück, ohne daß dies Auswirkungen auf
die Schließ- und Öffnungsstellung des Ventilgliedes 2 und
des Kraftstoffventils 1 insgesamt hat.
Wenn eine Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil
1 erfolgen soll, wird der piezoelektrische Aktor 3 be
stromt, wodurch dieser seine axiale Ausdehnung schlagartig
vergrößert. Bei einer derartigen schnellen Betätigung des
piezoelektrischen Aktors 3 stützt sich dieser an der Wand
26 ab, wodurch sich der Betätigungskolben 10 mit dem
Ventilschließglied 7 des Ventilgliedes 2 von seinem oberen
Ventilsitz 14 in eine Mittelstellung zwischen den beiden
Ventilsitzen 14, 15 bewegt. Durch die Stellbewegung des
Ventilgliedes 2 wird aufgrund der sich bewegenden Membran
25 das Volumen des Ventilsystemdruckraumes 18 verringert,
wodurch sich der Systemdruck in dem Ventilsystemdruckraum
18 entsprechend erhöht. Diese Druckerhöhung kann nicht
sofort durch das Überdruckventil 22 abgebaut werden, da die
Drossel 24 den Systemdruck kurzzeitig aufstaut. Dadurch
wirkt eine hydraulische Gegenkraft auf die Membran 25 gegen
die Stellbewegung des Ventilgliedes 2. Somit wird die
Stellbewegung entsprechend gedämpft, so daß das Ventil
schließglied 13 in der Mittelstellung zwischen den beiden
Ventilsitzen 14, 15 stabilisiert wird.
Nach Abbau des Systemdruckes durch das Überdruckventil 22
kann das Ventilschließglied 13 in seine Schließstellung an
den unteren Ventilsitz 15 bewegt werden, wodurch kein
Kraftstoff mehr aus dem Ventilsteuerraum 12 in den Ventilniederdruckraum
16 eindringen kann. Die Kraftstoffeinsprit
zung ist dann beendet.
Danach wird die Bestromung des piezoelektrischen Aktors 3
unterbrochen, wodurch das Ventilglied wieder in die
Mittelstellung zwischen die beiden Ventilsitze 14, 15
gebracht wird und eine Kraftstoffeinspritzung erfolgt.
Durch den unteren Ventilsitz kann Kraftstoff in den
Ventilniederruckraum 16 eindringen. Durch die in dem
Leckageablaufkanal 17 angeordnete Drossel 20 kann der Druck
nicht sofort abgebaut werden. Die kurzzeitige Druckerhöhung
in dem Ventilniederdruckraum 16 bewirkt eine hydraulische
Gegenkraft, welche die Stellbewegung des Ventilgliedes 2
derart abbremst, daß das Ventilschließglied 13 in seiner
Mittelstellung zwischen den beiden Ventilsitzen 14, 15
stabilisiert wird und wieder Kraftstoffeinspritzung
realisiert wird. Nach dem Druckabbau in dem Ventilnieder
druckraum 16 durch den Leckageablaufkanal 17 bewegt sich
das Ventilschließglied 13 in seine Schließstellung zum
oberen Ventilsitz 14. Somit wird durch jede Ansteuerung
(Bestromen oder Beenden des Bestromens) der piezoelektri
schen Einheit eine Kraftstoffeinspritzung ermöglicht.
Bezug nehmend auf Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbei
spiel des Kraftstoffeinspritzventils 1 dargestellt, bei der
aus Gründen der Übersichtlichkeit funktionsgleiche Bauteile
mit den in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet
sind.
Gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 unterscheidet sich
das hier gezeigte Kraftstoffeinspritzventil 1 darin, daß
die in dem Ausgleichkanal 19 angeordnete Drossel 24 durch
einen zumindest abschnittsweise hohlgebohrten Leckagestift
23' zur Befüllung des Ventilsystemdruckraumes ersetzt ist.
Der Leckagestift 23' weist einen Drosselbereich a und einen
Leckagebereich b auf. Die Bohrung, in dem der Leckagestift
23' angeordnet ist, weist eine Ringnut 28 auf, die mit dem
Überdruckventil 22 verbunden ist. Die Drossel 24 bei dem
ersten Ausführungsbeispiel wird hier durch eine Spaltdros
selung ersetzt, so daß sich die Wirkungsweise des Dämp
fungsorgans des Kraftstoffeinspritzventils nicht verändert.
Selbstverständlich sind auch andere konstruktive Ausgestal
tungen des Leckagestifts 23' möglich. Darüber hinaus wurde
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch auf die in dem
Leckageablaufkanal 17 angeordnete Drossel 20 verzichtet.
Bezüglich der Materialwahl für den Leckagestift 23' kann
auch hier vorgesehen sein, daß dieser einen wesentlich
größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des
Ventilkörpers 9 aufweist, um bei zunehmender Temperatur
eine viskositätsbedingte Zunahme des zu begrenzen.
Selbstverständlich können die als Drosseln 20, 24 bzw.
Leckagestift 23' ausgebildeten Dämpfungsorgane alternativ
oder auch nebeneinander bei dem erfindungsgemäßen Ventil
verwendet werden. Bei der Verwendung von mehreren Dämp
fungsorganen nebeneinander kann die Arbeitsweise des
Ventils weiter stabilisiert werden.
In Fig. 3 ist ein Schaubild mit Diagrammen ersichtlich,
bei denen einerseits eine Spaltweite s(x) und ein Spalt
druck p(x) über die Spalthöhe bzw. Stiftlänge x des
Leckagestifts 23' ersichtlich sind. Die Druckabnahme
erfolgt in dem Spalt zwischen dem Leckagestift 23' und der
ihn umgebenden Bohrung linear, wenn die Bohrung und der in
die Bohrung eingepaßte Leckagestift 23' zylindrisch
ausgebildet sind, wobei der maximale Druck einem Innendruck
p_0 in dem Leckagestift 23' entspricht und eine minimaler
Druck in dem Spalt bei einer maximalen Spaltweite s_0
vorliegt.
Wie dem mittleren Diagramm zu entnehmen ist, ist der
Innendruck p_0 in dem hohlgebohrten Leckagestift 23' über
die Stiftlänge x konstant.
Beides zusammen führt dazu, daß die Wandung des hohlgebohr
ten Leckagestifts 23' aufgeweitet wird und die Leckage
geringer wird bzw. langsamer ansteigt. Dabei ist sicherge
stellt, daß bei relativ niedrigen Common-Rail-Drücken eine
ausreichende Befüllung des Ventilsystemdruckbereichs
gewährleistet ist, während die Leckage bei hohen Common-
Rail-Drücken begrenzt wird.
In beiden beschriebenen Ausführungen ist das Hydraulikmedi
um zur Befüllung der Hydraulikkammer 11 der Kraftstoff,
welcher auch in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
eingespritzt wird. Bei einer geeigneten Trennung zwischen
der Kraftstoffzuführung und der Abführung des in der
Hydraulikkammer 11 austretenden Hydraulikmediums sowie
einer Nachführung von Leckageverlusten ist es auch möglich,
separates Öl wie z. B. Motoröl als Hydraulikmedium einzuset
zen.
Claims (12)
1. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten, mit einer piezo
elektrischen Einheit (3) zur Betätigung eines in einer
Bohrung (8) eines Ventilkörpers (9) axial verschiebbaren
Ventilglieds (2), welches eine als Toleranzausgleich
selement zum Ausgleich von Längungstoleranzen der piezo
elektrischen Einheit (3) ausgebildete hydraulische Über
setzung (11) aufweist, wobei an ein Ende der Bohrung (8)
ein durch ein Dichtelement (25) begrenzter Ventilsystem
druckraum (18) und an ihr anderes Ende ein einen Lecka
geablaufkanal (17) aufweisender Ventilniederdruckraum
(16) grenzt, welcher über einen Ausgleichkanals (19),
der ein Druckbegrenzungsorgan (20, 23') und eine Be
fülleinrichtung (23, 23') aufweist, mit dem Ventilsy
stemdruckraum (18) verbunden ist, wobei dem Ventilglied
(2) ein Ventilschließglied (13) zugeordnet ist, welches
mit wenigstens zwei in dem Ventilniederdruckraum (16)
angeordneten Ventilsitzen (14, 15) zum Öffnen und
Schließen des Ventils (1) derart zusammenwirkt, daß es
in einer Schließstellung den Ventilniederdruckraum (16)
von einem unter Hochdruck stehenden Ventilsteuerraum
(12) trennt und in einer Zwischenstellung zwischen den
Ventilsitzen (14, 15) den Ventilniederdruckraum (16) mit
dem Ventilsteuerraum (12) strömungsmäßig verbindet,
wobei wenigstens ein kurzfristig hydraulische Gegenkräf
te erzeugendes Dämpfungsorgan (20, 23', 24) zum Dämpfen
der Stellbewegungen des Ventilgliedes (2) vorgesehen
ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein erstes Dämpfungsorgan (23', 24) in dem
Ausgleichkanal (19) angeordnet ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein zweites Dämpfungsorgan (20) in dem
Leckageablaufkanal (17) angeordnet ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dämpfungsorgan eine Drossel (20,
24) ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekenn
zeichnet, daß das erste Dämpfungsorgan ein Leckagestift
(23') mit einem Drosselbereich (a) und einem Leckagebe
reich (b) zum Befüllen des Ventilsystemdruckraumes (18)
ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Leckagestift (23') abschnittsweise hohlgebohrt ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsorgan ein federbelastetes
Überdruckventil (22) zum Einstellen des Sy
stemdruckes in dem Ventilsystemdruckraum (18) ist.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Befülleinrichtung mit einem
Leckagestift (23, 23') ausgebildet ist, mittels dem der
Ventilsteuerraum (12) strömungsmäßig mit dem Ventilsy
stemdruckraum (18) verbindbar ist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material des Leckagestiftes (23, 23') einen derart grö
ßeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material des
Ventilkörpers (9) aufweist, daß bei zunehmender Tempera
tur eine viskositätsbedingte Zunahme des den Leckage
stift (23, 23') umströmenden Volumenstroms wenigstens
teilweise begrenzt wird.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das den Ventilsystemdruckraum (18)
begrenzende Dichtelement als faltenbalgartige Membran
(25) ausgebildet ist, die derart mit dem Ventilglied (2)
und mit dem Ventilkörper (9) verbunden ist, daß die
piezoelektrische Einheit (3) vor einem Kontakt mit der
zu steuernden Flüssigkeit geschützt ist.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet
durch seine Verwendung als Bestandteil eines
Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kraftstoffeinspritzventil ein Common-Rail-Injektor ist.
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |