EP1456527B1 - Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve - Google Patents

Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve Download PDF

Info

Publication number
EP1456527B1
EP1456527B1 EP20020804848 EP02804848A EP1456527B1 EP 1456527 B1 EP1456527 B1 EP 1456527B1 EP 20020804848 EP20020804848 EP 20020804848 EP 02804848 A EP02804848 A EP 02804848A EP 1456527 B1 EP1456527 B1 EP 1456527B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
chamber
ring
housing
bellows
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
EP20020804848
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1456527A1 (en
Inventor
Willibald SCHÜRZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE10162045 priority Critical
Priority to DE2001162045 priority patent/DE10162045B4/en
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to PCT/DE2002/004465 priority patent/WO2003052261A1/en
Publication of EP1456527A1 publication Critical patent/EP1456527A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1456527B1 publication Critical patent/EP1456527B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167Means for compensating clearance or thermal expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezo-electric or magnetostrictive operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/704Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with actuator and actuated element moving in different directions, e.g. in opposite directions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/705Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with means for filling or emptying hydraulic chamber, e.g. for compensating clearance or thermal expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/707Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with means for avoiding fuel contact with actuators, e.g. isolating actuators by using bellows or diaphragms

Abstract

A device, for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve, is disclosed. The device essentially comprises two counter-displaceable pistons, coupled together by means of a translational chamber in a play-free manner. The translation chamber is filled with a translation medium and is connected to an equalisation chamber by means of a sealing gap. Said sealing gap only equalises pressure differences between the translation chamber and the equalisation chamber which are of long duration. One of the two pistons is pre-tensioned in a starting position by means of an externally arranged spring. A reduction in the dead volume between the pistons is possible as a result of the arrangement of the spring outside the piston. The function of the translation device is thus improved.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übersetzen einer Auslenkung eines Aktors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for translating a deflection of an actuator according to the preamble of patent claim 1.
  • Einspritzventile wie z.B. piezoelektrisch betriebene Einspritzventile, verwenden einen Aktor, dessen maximale Auslenkung bei einer Ansteuerung relativ klein ist. Damit trotz der kleinen Auslenkung des piezoelektrischen Aktors eine Einspritznadel oder ein Servoventil zur Ansteuerung einer Einspritznadel sicher betätigt werden kann, ist eine Übersetzung der Auslenkung des Aktors erforderlich. Für die Übersetzung werden entsprechende Übersetzungsvorrichtungen eingesetzt.Injectors such as e.g. Piezoelectric injection valves, use an actuator whose maximum deflection is relatively small in a control. Thus, despite the small deflection of the piezoelectric actuator, an injection needle or a servo valve for controlling an injection needle can be safely operated, a translation of the deflection of the actuator is required. For the translation corresponding translation devices are used.
  • Aus DE 19 962 177 A1 ist eine hydraulische Vorrichtung zum Übertragen einer Aktorbewegung bekannt. Die Vorrichtung weist ein erstes Kolbenelement auf, das fest mit einem Aktor verbunden ist. Zudem ist ein zweites Kolbenelement vorgesehen, das mit einem Stellglied verbunden ist. Zwischen dem ersten Kolbenelement und dem zweiten Kolbenelement ist eine Hydraulikkammer vorgesehen. Weiterhin ist eine Speicherkammer ausgebildet, die mit der Hydraulikkammer über einen Drosselspalt verbunden ist. Die Speicherkammer umfasst einen druckbelasteten Speicherkammerbereich, dessen Bereichsgrenzen elastisch ausgebildet sind. Die Bereichsgrenzen werden durch Faltenbalganordnungen dargestellt, die durch eine Vorspannfeder gegenüber dem Gehäuse des Einspritzventiles vorgespannt sind. Durch die Vorspannung des Speicherkammerbereiches wird ein Druck in der Speicherkammer bereitgestellt, der für eine zuverlässige Auffüllung der Hydraulikkammer sorgt.From DE 19 962 177 A1 a hydraulic device for transmitting an actuator movement is known. The device has a first piston element which is fixedly connected to an actuator. In addition, a second piston element is provided, which is connected to an actuator. Between the first piston element and the second piston element, a hydraulic chamber is provided. Furthermore, a storage chamber is formed, which is connected to the hydraulic chamber via a throttle gap. The storage chamber comprises a pressure-loaded storage chamber region, whose range limits are formed elastically. The range limits are represented by Faltenbalganordnungen biased by a biasing spring relative to the housing of the injection valve. By biasing the storage chamber area, a pressure is provided in the storage chamber, which ensures a reliable filling of the hydraulic chamber.
  • Aus DE 19 950 760 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor aufweist. Zwischen dem Aktor und einer Ventilnadel ist eine Hubeinrichtung mit zwei gegeneinander beweglichen Hubkolben vorgesehen. Die Hubeinrichtung ist hermetisch gegenüber einem Ventilinnenraum abgeschlossen. Der erste Hubkolben steht mit dem Aktor in Wirkverbindung und weist eine einseitig offene Hohlzylinderform auf, deren Öffnung vom Aktor abgewandt angeordnet ist. In der Zylinderöffnung ist der zweite Hubkolben geführt. Der erste Hubkolben befindet sich wiederum in einem hohlzylindrischen Gehäuse. Zwischen einer Endfläche des Gehäuses und dem ersten und dem zweiten Kolben ist eine Übertragerkammer ausgebildet. Der zweite Kolben steht mit einer Einspritznadel in Wirkverbindung. Zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben ist eine Kolbenkammer ausgebildet. Mit dem Gehäuse und einer Kolbenstange des zweiten Kolbens ist ein zweiter Faltenbalg umlaufend dicht befestigt, so dass eine erste Druckkammer ausgebildet ist. Ebenso ist mit dem Gehäuse und dem ersten Kolben ein erster Faltenbalg umlaufend dicht befestigt, so dass eine zweite Druckkammer ausgebildet ist. Die Kolbenkammer ist über Öffnungen mit der ersten und mit der zweiten Druckkammer verbunden. In der Kolbenkammer ist eine Spannfeder vorgesehen, die den ersten und zweiten Kolben in entgegengesetzte Richtungen vorspannt. Das beschriebene Einspritzventil ist aufgrund der Anordnung der Spannfeder relativ groß ausgebildet. Zudem weist die Kolbenkammer ein relativ großes Totvolumen auf. Das Totvolumen führt zu einer Einschränkung der Bewegungsdynamik des ersten und des zweiten Kolbens.From DE 19 950 760 A1 a fuel injection valve is known, which has a piezoelectric or magnetostrictive actuator having. Between the actuator and a valve needle, a lifting device is provided with two mutually movable reciprocating piston. The lifting device is hermetically sealed against a valve interior. The first reciprocating piston is operatively connected to the actuator and has a hollow cylindrical shape which is open on one side and whose opening is arranged facing away from the actuator. In the cylinder opening of the second piston is guided. The first reciprocating piston is again in a hollow cylindrical housing. Between an end surface of the housing and the first and the second piston, a transmission chamber is formed. The second piston is in operative connection with an injection needle. Between the first and the second piston, a piston chamber is formed. With the housing and a piston rod of the second piston, a second bellows circumferentially sealed, so that a first pressure chamber is formed. Likewise, with the housing and the first piston, a first bellows circumferentially sealed, so that a second pressure chamber is formed. The piston chamber is connected via openings with the first and with the second pressure chamber. In the piston chamber, a tension spring is provided which biases the first and second pistons in opposite directions. The injection valve described is formed relatively large due to the arrangement of the tension spring. In addition, the piston chamber has a relatively large dead volume. The dead volume leads to a restriction of the dynamics of movement of the first and second pistons.
  • Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 100 46 323 A der Anmelderin mit dem Titel "Geschlossenes Hydrauliksystem" ist eine Vorrichtung zum Übersetzen einer Auslenkung eines Aktors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Auch in dieser Anordnung ist ein Spannelement in der Kolbenkammer zwischen einem ersten und einem zweiten Kolben angeordnet. Somit ist auch in dieser Ausführungsform das Totvolumen in der Kolbenkammer relativ groß ausgebildet. Das relativ große Totvolumen führt zu einer Beeinträchtigung der Bewegungsdynamik des ersten und des zweiten Kolbens.From the unpublished patent application DE 100 46 323 A of the applicant with the title "Closed hydraulic system" is a device for translating a deflection of an actuator according to the preamble of claim 1 known. Also in this arrangement, a clamping element is arranged in the piston chamber between a first and a second piston. Thus, the dead volume in the piston chamber is formed relatively large in this embodiment, too. The relatively large dead volume leads to a Impairment of the dynamics of movement of the first and second pistons.
  • Aus der Patentschrift DE 100 02 270 C1 ist ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten bekannt. Das Ventil weist eine piezoelektrische Einheit zur Betätigung eines in einer Bohrung eines Ventilkörpers axial verschiebbaren Ventilgliedes auf. Dieses ist mit einem an die piezoelektrische Einheit grenzenden Stellkolben und wenigstens einem an ein Ventilschließglied grenzenden Betätigungskolben ausgebildet. Zwischen den Kolben ist eine als hydraulische Übersetzung arbeitende Hydraulikkammer angeordnet. Das Ventilschließglied wirkt mit wenigstens einem Ventilsitz zusammen und trennt einen Niederdruckbereich von einem Hochdruckbereich. Die Hydraulikkammer ist über einen Dichtspalt mit einem Ventilsystemdruckraum verbunden, der über eine faltenbalgartige Membran abgedichtet ist.From the patent DE 100 02 270 C1 a valve for controlling fluids is known. The valve has a piezoelectric unit for actuating a valve member axially displaceable in a bore of a valve body. This is formed with an adjoining the piezoelectric unit actuator piston and at least one adjacent to a valve closure member actuating piston. Between the piston, a working as a hydraulic ratio hydraulic chamber is arranged. The valve closure member cooperates with at least one valve seat and separates a low pressure area from a high pressure area. The hydraulic chamber is connected via a sealing gap with a valve system pressure chamber, which is sealed by a bellows-like membrane.
  • Aus DE 199 50 760 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Aktor bekannt, der eine Ventilnadel betätigt. Zwischen dem Aktor und der Ventilnadel ist eine hydraulische Hubeinrichtung mit zwei gegeneinander beweglichen Hubkolben vorgesehen. Die Hubeinrichtung stellt eine hermetisch gegenüber einem Ventilinnenraum abgeschlossene Baueinheit dar und weist ein Gehäuse mit mindestens einem in axialer Richtung flexiblen Abschnitt auf.From DE 199 50 760 A1, a fuel injection valve with an actuator is known, which actuates a valve needle. Between the actuator and the valve needle, a hydraulic lifting device is provided with two mutually movable reciprocating piston. The lifting device is a hermetically sealed against a valve interior assembly and has a housing with at least one flexible section in the axial direction.
  • Aus der internationalen Patentanmeldung WO 01/96733 A1 ist ein Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten mit einem Piezoaktor und einem hydraulischen Übersetzer bekannt. Der hydraulische Übersetzer weist einen ersten Kolben, einen zweiten Kolben und einen zwischen den beiden Kolben angeordneten Druckraum auf. Ein Ventilglied ist mit dem zweiten Kolben verbunden und ist mit mindestens einem ersten Ventilsitz in Kontakt bringbar. Um einen Hub des Ventilgliedes einzustellen ist ein separates Einstellelement als einzelnes Bauteil vorhanden.International Patent Application WO 01/96733 A1 discloses a valve for controlling fluids with a piezoactuator and a hydraulic booster. The hydraulic booster has a first piston, a second piston and a pressure chamber arranged between the two pistons. A valve member is connected to the second piston and can be brought into contact with at least one first valve seat. In order to set a stroke of the valve member, a separate adjusting element is present as a single component.
  • Aus der Europäischen Offenlegungsschrift EP 1 111 230 A ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Übersetzen einer Auslenkung eines Aktors mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt.From the European patent application EP 1 111 230 A a generic device for translating a deflection of an actuator with the features of the preamble of claim 1 is known.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Übersetzen einer Auslenkung eines Aktors bereitzustellen, die einfacher aufgebaut ist.The object of the invention is to provide a device for translating a deflection of an actuator, which is simpler in construction.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object of the invention is solved by the features of claim 1.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Kolbenkammer über eine Bohrung hydraulisch mit der Ausgleichskammer verbunden. Die Verbindung mit der Ausgleichskammer ermöglicht ein schnelles Ausströmen des Fluids aus der Kolbenkammer. Somit wird eine Bewegung des ersten Kolbens gegen den zweiten Kolben ohne eine größere Gegenkraft ermöglicht.In the embodiment according to the invention, the piston chamber is hydraulically connected to the compensation chamber via a bore. The connection with the compensation chamber allows a quick outflow of the fluid from the piston chamber. Thus, a movement of the first piston is made possible against the second piston without a larger counterforce.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Totvolumen in der Kolbenkammer reduziert ist. Der Vorteil der Erfindung wird dadurch erreicht, dass das Spannelement zum Vorspannen des zweiten Kolbens außerhalb der Kolbenkammer angeordnet ist. Da das Spannelement außerhalb der Kolbenkammer angeordnet ist, kann die Kolbenkammer wesentlich kleiner ausgebildet sein. Durch die kleinere Kolbenkammer wird eine insgesamt größere Dynamik bei der Übertragung der Bewegung des ersten Kolbens und auf den zweiten Kolben erreicht.Another advantage of the invention is that the dead volume in the piston chamber is reduced. The advantage of the invention is achieved in that the clamping element is arranged for biasing the second piston outside of the piston chamber. Since the clamping element is arranged outside the piston chamber, the piston chamber can be made substantially smaller. Due to the smaller piston chamber an overall greater dynamics in the transmission of the movement of the first piston and the second piston is achieved.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Spannmittel eine Spannfeder vorgesehen, die zwischen das Gehäuse und einem Anlagering eingespannt ist. Der Anlagering ist an einer Kolbenstange des zweiten Kolbens befestigt.In a preferred embodiment of the invention, a tension spring is provided as the clamping means, which is clamped between the housing and an abutment ring. The abutment ring is attached to a piston rod of the second piston.
  • Durch die Anordnung eines Anlageringes wird eine einfache und zuverlässige Anlagefläche für die Spannfeder bereitgestellt.The arrangement of an abutment ring provides a simple and reliable contact surface for the tension spring.
  • Vorzugsweise weist der Anlagering die Form einer Hülse auf, an der ein Auflagebund ausgebildet ist. Am Auflagebund liegt die Spannfeder an. Der Anlagering wird über eine Sicherungsscheibe mit der Kolbenstange verbunden. Durch die Verwendung eines hülsenförmigen Anlageringes wird eine Verkippung der Spannfeder vermieden. Zudem wird durch die Ausbildung eines Auflagebundes eine sichere Anlagefläche für die Spannfeder bereitgestellt. Durch die Verwendung einer Sicherungsscheibe wird zudem eine sichere und einfache Verbindungstechnik zwischen dem Anlagering und der Kolbenstange ausgebildet. Damit wird eine zuverlässige Funktionsweise der Übersetzungsvorrichtung mit einer großen Langzeitstabilität erreicht.Preferably, the abutment ring in the form of a sleeve on which a support collar is formed. At the support collar is the tension spring. The contact ring is connected via a lock washer with the piston rod. By using a sleeve-shaped contact ring tilting of the tension spring is avoided. In addition, the formation of a support collar a secure contact surface for the tension spring provided. By using a lock washer also a safe and simple connection technology between the abutment ring and the piston rod is formed. For a reliable operation of the transmission device is achieved with a great long-term stability.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist eine zweite Spannfeder vorgesehen, die ebenfalls außerhalb der Kolbenkammer angeordnet ist und zwischen das Gehäuse und einer Kolbenstange des ersten Kolbens eingespannt ist. Auf diese Weise wird auch eine Vorspannung des ersten Kolbens in entgegengesetzter Richtung zur Vorspannung des zweiten Kolbens erreicht. Somit wird eine Ausgangsposition des ersten Kolbens zuverlässig festgelegt. Dadurch ist es beispielsweise nicht erforderlich, den ersten Kolben fest mit einem Aktor zu verbinden.In the preferred embodiment, a second tension spring is provided, which is also disposed outside the piston chamber and is clamped between the housing and a piston rod of the first piston. In this way, a bias of the first piston is achieved in the opposite direction to the bias of the second piston. Thus, a starting position of the first piston is reliably set. As a result, it is not necessary, for example, to firmly connect the first piston to an actuator.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Spannfeder außerhalb des Gehäuses angeordnet und zwischen dem ersten und dem zweiten Faltenbalg und der Kolbenstange des ersten Kolbens eingespannt. Auf diese Weise wird neben der Vorspannung der Kolbenstange zusätzlich ein Druck in der Ausgleichskammer erzeugt, die von dem ersten und dem zweiten Faltenbalg begrenzt wird.In a preferred embodiment, the second tension spring is arranged outside the housing and clamped between the first and the second bellows and the piston rod of the first piston. In this way, in addition to the bias of the piston rod, a pressure in the compensation chamber is additionally generated, which is limited by the first and the second bellows.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kolbenkammer über eine Bohrung mit einem Abdichtbereich hydraulisch verbunden, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und vorzugsweise durch einen Faltenbalg abgedichtet ist, der mit dem Gehäuse und dem zweiten Kolben umlaufend dicht verbunden ist. Auf diese Weise wird eine schnelle Entleerung der Kolbenkammer ermöglicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kolbenkammer zusätzlich über eine Bohrung hydraulisch mit der Ausgleichskammer verbunden. Auch die Verbindung mit der Ausgleichskammer ermöglicht ein schnelles Ausströmen des Fluids aus der Kolbenkammer. Somit wird eine Bewegung des ersten Kolbens gegen den zweiten Kolben ohne eine größere Gegenkraft ermöglicht.In a further preferred embodiment, the piston chamber is hydraulically connected via a bore with a sealing region, which is arranged outside the housing and is preferably sealed by a bellows, which is circumferentially tightly connected to the housing and the second piston. In this way, a quick emptying of the piston chamber is made possible. In a further preferred embodiment, the piston chamber is additionally hydraulically connected via a bore with the compensation chamber. The connection with the compensation chamber allows a quick outflow of the fluid from the piston chamber. Thus, a movement of the first piston is made possible against the second piston without a larger counterforce.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, das Gehäuse über einen Ring zu verschließen, wobei durch die Öffnung des Ringes eine Kolbenstange des ersten Kolbens geführt ist. Der Ring weist vorzugsweise eine verschließbare Bohrung zum Befüllen der Vorrichtung mit Fluid auf. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert.A further advantageous embodiment is to close the housing via a ring, wherein a piston rod of the first piston is guided through the opening of the ring. The ring preferably has a closable bore for filling the device with fluid. The invention will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • Die Figur zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors auf ein Stellglied. Die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung kann bei jeder Art von Aktor und Stellglied eingesetzt werden, ist jedoch insbesondere für den Einsatz in einem Einspritzventil beispielsweise zur Steuerung eines Servoventils durch einen piezoelektrischen Aktor geeignet.The figure shows a schematic cross section through the device according to the invention for transmitting a deflection of an actuator to an actuator. The transmission device according to the invention can be used with any type of actuator and actuator, but is particularly suitable for use in an injection valve, for example, for controlling a servo valve by a piezoelectric actuator.
  • Es ist ein erster Kolben 1 vorgesehen, der eine einseitig offene Hülsenform aufweist. Der hülsenförmige Teil des Kolbens begrenzt eine Kolbenkammer 3, in die ein zweiter Kolben 2 geführt ist. Der erste und der zweite Kolben 1, 2 begrenzen die Kolbenkammer 3. Der erste Kolben 1 ist wiederum in einer zylinderförmigen Kammer 48 eines Gehäuses 4 geführt, das stirnseitig zum ersten Kolben 1 eine Endfläche 5 aufweist. In der Endfläche 5 ist eine Öffnung 6 eingebracht, durch die eine Kolbenstange 7 des zweiten Kolbens 2 geführt ist. Die Kolbenstange 7 weist einen kleineren Durchmesser als der zweite Kolben 2 auf. Die Kolbenstange 7 geht über einen ringförmigen Absatz 8 in den verbreiterten Durchmesser des zweiten Kolbens 2 über. Zwischen der Endfläche 5, dem Absatz 8 und einer ringförmigen Stirnfläche 9 des ersten Kolbens 1 ist eine Übertragerkammer 10 ausgebildet. Die Übertragerkammer 10 ist über einen ersten Dichtspalt 11, der zwischen einer Seitenwand des zweiten Kolbens 2 und einer Innenwand des ersten Kolbens 1 ausgebildet ist, mit der Kolbenkammer 3 hydraulisch verbunden. Die Kolbenkammer 3 wird von einer Endfläche 47 des ersten Kolbens 1 und einer Stirnfläche 49 des zweiten Kolbens 2 begrenzt.It is a first piston 1 is provided, which has a sleeve shape open on one side. The sleeve-shaped part of the piston defines a piston chamber 3, in which a second piston 2 is guided. The first and the second piston 1, 2 limit the piston chamber 3. The first piston 1 is in turn guided in a cylindrical chamber 48 of a housing 4, which has an end face 5 at the end face to the first piston 1. In the end face 5, an opening 6 is introduced through which a piston rod 7 of the second piston 2 is guided. The piston rod 7 has a smaller diameter than the second piston 2. The piston rod 7 passes via an annular shoulder 8 in the widened diameter of the second piston 2. Between the end face 5, the shoulder 8 and an annular end face 9 of the first piston 1, a transmission chamber 10 is formed. The transmission chamber 10 is hydraulically connected to the piston chamber 3 via a first sealing gap 11 which is formed between a side wall of the second piston 2 and an inner wall of the first piston 1. The piston chamber 3 is bounded by an end face 47 of the first piston 1 and an end face 49 of the second piston 2.
  • Weiterhin ist die Übertragerkammer 10 über einen zweiten Dichtspalt 12, der zwischen der Außenwand des ersten Kolbens 1 und der Innenwand des Gehäuses 4 ausgebildet ist, mit einem weiteren Dichtspalt 13 verbunden. Der weitere Dichtspalt 13 ist zwischen einem Abschlussring 14 und einem ersten Abschnitt 16 einer zweiten Kolbenstange 17 ausgebildet. Der erste Kolben 3 geht über einen zweiten Absatz 15 in den ersten Abschnitt 16 der zweiten Kolbenstange 17 über. Der erste Abschnitt 16 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und geht über einen dritten Absatz 21 in einen zweiten Abschnitt 18 der zweiten Kolbenstange 17 über. Der zweite Abschnitt 18 der zweiten Kolbenstange 17 weist im Wesentlichen eine Zylinderform auf und hat einen geringeren Durchmesser als der erste Abschnitt 16.Furthermore, the transmission chamber 10 is connected via a second sealing gap 12, which is formed between the outer wall of the first piston 1 and the inner wall of the housing 4, with a further sealing gap 13. The further sealing gap 13 is formed between a closing ring 14 and a first portion 16 of a second piston rod 17. The first piston 3 merges via a second shoulder 15 into the first section 16 of the second piston rod 17. The first section 16 is substantially cylindrical in shape and merges via a third shoulder 21 into a second section 18 of the second piston rod 17. The second section 18 of the second piston rod 17 has a substantially cylindrical shape and has a smaller diameter than the first section 16.
  • Der Abschlussring 14 weist eine umlaufende ringförmige Nut 20 auf, die am äußeren Randbereich des Abschlussringes 14 ausgebildet ist und einer ringförmigen Stirnseite 19 des Gehäuses 4 zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der durch die ringförmige Nut 20 verjüngte Innendurchmesser des Abschlussringes 4 an den Innendurchmesser der zylinderförmigen Ausnehmung des Gehäuses 4 angepasst. Dadurch wird eine gute Passform und damit eine gute Abdichtung zwischen dem Gehäuse 4 und dem Abschlussring 14 ermöglicht. Der Abschlussring 14 ist beispielsweise über eine umlaufende, dichte Schweißnaht mit dem Gehäuse 4 verbunden.The end ring 14 has a circumferential annular groove 20 which is formed on the outer edge region of the end ring 14 and is associated with an annular end face 19 of the housing 4. Preferably, the tapered by the annular groove 20 inner diameter of the end ring 4 is adapted to the inner diameter of the cylindrical recess of the housing 4. As a result, a good fit and thus a good seal between the housing 4 and the end ring 14 is made possible. The closing ring 14 is connected to the housing 4, for example via a circumferential, sealed weld seam.
  • Im Bereich des dritten Absatzes 21 ist ein erster Faltenbalg 22, der im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist, mit einem ersten Endbereich an den dritten Absatz 21 umlaufend dicht befestigt. Der erste Faltenbalg 22 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material gefertigt und deshalb vorzugsweise über eine Schweißnaht mit dem metallischen zweiten Kolben 2 umlaufend dicht verbunden. Ein zweites Ende des ersten Faltenbalges 22 ist an einen Anschlussring 23 umlaufend dicht angeschlossen. Durch die Öffnung des Anschlussringes 23 ist der zweite Abschnitt 18 der zweiten Kolbenstange 17 geführt.In the region of the third paragraph 21, a first bellows 22, which is formed substantially sleeve-shaped, with a first end portion to the third paragraph 21 circumferentially tightly attached. The first bellows 22 is preferably made of a metallic material and therefore preferably connected by a weld with the metallic second piston 2 circumferentially tight. A second end of the first bellows 22 is connected to a connecting ring 23 circumferentially sealed. Through the opening of the connecting ring 23 of the second portion 18 of the second piston rod 17 is guided.
  • Der Anschlussring 23 weist einen vierten Absatz 24 auf, über den sich der Durchmesser des Anschlussringes 23 vergrößert. Im Bereich des vierten Absatzes 24 ist ein zweiter Faltenbalg 25, der im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist, an den Anschlussring 23 umlaufend dicht angeschlossen. Der zweiten Faltenbalg 25 ist mit seinem anderen Randbereich an eine Stirnseite des Abschlussringes 14 umlaufend dicht angeschlossen, die dem Anschlussring 23 zugewandt ist. Auf diese Weise wird zwischen dem ersten und dem zweiten Faltenbalg 22, 25 und dem Anschlussring 23 eine Ausgleichskammer 26 ausgebildet.The connection ring 23 has a fourth shoulder 24, over which the diameter of the connection ring 23 increases. In the area of the fourth paragraph 24, a second bellows 25, which is substantially cylindrical in shape, connected to the connecting ring 23 circumferentially sealed. The second bellows 25 is circumferentially connected with its other edge region to an end face of the closing ring 14, which faces the connection ring 23. In this way, a compensation chamber 26 is formed between the first and second bellows 22, 25 and the connecting ring 23.
  • Die Ausgleichskammer 26 ist über den weiteren Dichtspalt 13 und den zweiten Dichtspalt 12 mit der Übertragerkammer 10 hydraulisch verbunden. Die hydraulische Verbindung ist in der Weise ausgebildet, dass Druckunterschiede zwischen der Übertragerkammer 10 und der Ausgleichskammer 26 nur ausgeglichen werden, wenn die Druckunterschiede eine Mindestzeit andauern. Die Dichtspalte und die gewählten Geometrien legen die Mindestzeit in der Weise fest, dass die Zeit, die zur Übertragung einer Kraft von dem ersten Kolben auf den zweiten Kolben benötigt wird, überschritten werden muss, bevor ein Druckausgleich stattfindet. Dadurch wird gewährleistet, dass die Kraftübertragung von dem ersten Kolben auf den zweiten Kolben 1, 2 nahezu ohne Verluste möglich ist, aber trotzdem zeitlich lang andauernde Druckunterschiede ausgeglichen werden. Dadurch wird eine vollständige Füllung der Übertragerkammer 10 auch bei Temperaturschwankungen oder Abnutzungen ermöglicht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Übertragerkammer 10 immer vollständig mit einem Übertragungsfluid wie z.B. einem Drucköl gefüllt ist.The compensation chamber 26 is hydraulically connected via the further sealing gap 13 and the second sealing gap 12 with the transmission chamber 10. The hydraulic connection is designed in such a way that pressure differences between the transmission chamber 10 and the compensation chamber 26 are compensated only if the pressure differences last a minimum time. The sealing gaps and selected geometries set the minimum time such that the time required to transmit a force from the first piston to the second piston must be exceeded before pressure equalization occurs. This ensures that the transmission of force from the first piston to the second piston 1, 2 is possible with virtually no losses, but nevertheless pressure differences that last for a long time are compensated. As a result, a complete filling of the transformer chamber 10 is made possible even with temperature fluctuations or wear. In this way, it is ensured that the transmitter chamber 10 is always completely filled with a transmission fluid, such as e.g. a pressure oil is filled.
  • Im ersten Kolben 1 ist ausgehend von der Endfläche 47, die die Kolbenkammer 3 begrenzt, eine erste Bohrung 27 bis zum weiteren Dichtspalt 13 geführt. Damit steht die Ausgleichskammer 26 über eine hydraulische Verbindung mit der Kolbenkammer 3 in Verbindung. Die hydraulische Verbindung ermöglicht einen schnellen Druckausgleich zwischen der Ausgleichskammer 26 und der Kolbenkammer 3.In the first piston 1, starting from the end face 47 which delimits the piston chamber 3, a first bore 27 is led to the further sealing gap 13. Thus, the compensation chamber 26 is connected via a hydraulic connection with the piston chamber 3 in connection. The hydraulic connection allows a rapid pressure equalization between the compensation chamber 26 and the piston chamber. 3
  • Im Endbereich der zweiten Kolbenstange 17 ist eine Sicherungsnut 28 eingebracht, in der eine Sicherungsscheibe 29 befestigt ist. An der Sicherungsscheibe 29 liegt ein zweiter Anschlussring 30 an. Zwischen dem zweiten und dem ersten Anschlussring 30, 23 ist eine erste Feder 31 eingespannt. Die erste Feder 31 übt eine Vorspannkraft auf den ersten Anschlussring 23 und damit auf den ersten und zweiten Faltenbalg 22, 25 aus. Dadurch wird das Übertragungsfluid, das sich in der Ausgleichskammer 26 befindet, mit einem Druck beaufschlagt.In the end region of the second piston rod 17, a securing groove 28 is introduced, in which a locking washer 29 is attached. On the locking washer 29 is a second connection ring 30 at. Between the second and the first connection ring 30, 23, a first spring 31 is clamped. The first spring 31 exerts a biasing force on the first connection ring 23 and thus on the first and second bellows 22, 25. Thereby, the transmission fluid, which is located in the compensation chamber 26, pressurized.
  • Der Abschlussring 14 weist eine durchgehende zweite Bohrung 32 auf. Über die zweite Bohrung 32 kann Übertragungsfluid von außen in den dritten Dichtspalt 13 und die mit dem dritten Dichtspalt 13 hydraulisch verbundenen Volumen eingefüllt werden. Die zweite Bohrung 32 ist nach dem Auffüllen aller Volumen, die mit dem Dichtspalt 13 hydraulisch verbunden sind, über ein Schließelement 33 verschlossen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schließelement 33 in Form einer Kugel ausgebildet.The closing ring 14 has a continuous second bore 32. Transmission fluid can be introduced from outside into the third sealing gap 13 and the volume hydraulically connected to the third sealing gap 13 via the second bore 32. The second bore 32 is closed after filling all the volumes which are hydraulically connected to the sealing gap 13 via a closing element 33. In the illustrated embodiment, the closing element 33 is formed in the form of a sphere.
  • Das Gehäuse 4 verjüngt sich im Außendurchmesser im Bereich der ersten Kolbenstange 7 über einen Absatz zu einem Ringteil 34 mit einem kleineren Außendurchmesser. Das Ringteil 34 umgibt die erste Kolbenstange 7. Die erste Kolbenstange 7 erstreckt sich bis zu einem vorgegebenen Abstand zum Ringteil 34. Das Ringteil 34 weist eine ringförmige zweite Stirnseite 35 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der ersten Kolbenstange 7 angeordnet ist. In einem vorgegebenen Abstand zum Ringteil 34 ist ein dritter Abschlussring 36 umlaufend dicht mit der Kolbenstange 7 verbunden. Der dritte Abschlussring 36 weist eine ringförmige dritte Stirnseite 37 auf, die dem Ringteil 34 zugewandt ist. Zwischen dem Ringteil 34 und dem dritten Abschlussring 36 ist ein dritter Faltenbalg 38 ausgebildet, der im Wesentlichen in Form eines Zylinders ausgebildet ist und mit einem Endbereich an der zweiten Stirnseite des Ringteiles 34 und mit dem anderen Endbereich an der dritten Stirnseite 37 des dritten Abschlussringes 36 umlaufend dicht befestigt ist. Auf diese Weise wird ein dritter Dichtspalt 50, der zwischen dem Gehäuse 4 und der Kolbenstange 7 ausgebildet ist und mit der Übertragerkammer 10 in Verbindung steht, zuverlässig abgedichtet.The housing 4 tapers in the outer diameter in the region of the first piston rod 7 via a shoulder to a ring member 34 with a smaller outer diameter. The ring member 34 surrounds the first piston rod 7. The first piston rod 7 extends up to a predetermined distance from the ring member 34. The ring member 34 has an annular second end face 35, which is arranged substantially perpendicular to the longitudinal direction of the first piston rod 7. At a predetermined distance from the ring member 34, a third end ring 36 is circumferentially tightly connected to the piston rod 7. The third end ring 36 has an annular third end face 37 which faces the ring part 34. Between the ring member 34 and the third end ring 36 is a third bellows 38 is formed, which is formed substantially in the shape of a cylinder and with an end portion on the second end face of the ring member 34 and with the other end portion on the third end face 37 of the third end ring 36 circumferentially tightly secured. In this way, a third sealing gap 50, which is formed between the housing 4 and the piston rod 7 and is in communication with the transmission chamber 10, reliably sealed.
  • Im Endbereich der Kolbenstange 7 ist eine zweite Sicherungsnut 39 ausgebildet, in der eine zweite Sicherungsscheibe 40 eingebracht ist. Auf einer Innenseite der zweiten Sicherungsscheibe 40, die dem Gehäuse 4 zugewandt ist, liegt ein vierter Anschlussring 41 an. Zwischen dem vierten Anschlussring 41 und dem Gehäuse 4 ist eine zweite Feder 42 eingespannt. Die zweite Feder 42 liegt auf einer vierten Stirnseite 43 des Gehäuses 4 auf, die durch den Absatz des Gehäuses 4 gebildet wird, in dem das Gehäuse 4 von einem größeren Außendurchmesser zu dem Ringteil 34 mit dem kleineren Außendurchmesser übergeht.In the end region of the piston rod 7, a second securing groove 39 is formed, in which a second locking washer 40 is inserted. On an inner side of the second lock washer 40, which faces the housing 4, a fourth connection ring 41 abuts. Between the fourth connection ring 41 and the housing 4, a second spring 42 is clamped. The second spring 42 rests on a fourth end face 43 of the housing 4, which is formed by the shoulder of the housing 4, in which the housing 4 passes from a larger outer diameter to the annular part 34 with the smaller outer diameter.
  • Der zweite Kolben 2 weist eine mittig zur Stirnfläche 49 des zweiten Kolbens 2 eingebrachte dritte Bohrung 44 auf, die sich ausgehend von der Stirnfläche 49 bis in die Kolbenstange 7 in einen Randbereich der Kolbenstange 7 erstreckt, der auf gleicher Höhe wie der dritte Faltenbalg 38 angeordnet ist. Damit besteht eine hydraulisch leitende Verbindung zwischen der Kolbenkammer 3 und einem Ausgleichsraum 45, der von der Kolbenstange 7 und dem dritten Faltenbalg 38 begrenzt wird.
    In einer einfachen Ausführungsform ist die Kolbenkammer in Form einer Sacklochbohrung mit einem mittig zulaufenden Sackloch 46 ausgebildet. Das Sackloch 46 steht über die erste Bohrung 27 mit dem dritten Dichtspalt 13 hydraulisch in Verbindung.
    The second piston 2 has a centered to the end face 49 of the second piston 2 introduced third bore 44, which extends from the end face 49 into the piston rod 7 in an edge region of the piston rod 7, which is arranged at the same height as the third bellows 38 is. This is a hydraulically conductive connection between the piston chamber 3 and a compensation chamber 45, which is bounded by the piston rod 7 and the third bellows 38.
    In a simple embodiment, the piston chamber is designed in the form of a blind hole with a centrally tapered blind hole 46. The blind hole 46 is hydraulically connected via the first bore 27 with the third sealing gap 13.
  • Die Übersetzungsvorrichtung gemäß der Figur funktioniert wie folgt: Die Volumina, die in der Übertragungsvorrichtung ausgebildet sind und hydraulisch mit der Übertragerkammer 10 verbunden sind, sind vollständig mit einem flüssigen Medium gefüllt, das vorzugsweise inkompressibel ist. In einer Ruheposition ist der erste Kolben 1 durch die erste Feder 31 in einer Ausgangslage mit Vorspannung gehaltert. Die Ausgangslage wird beispielsweise durch die Anlage des ersten Kolbens mit dem zweiten Absatz 15 an dem Anschlussring 14 eingestellt. Der zweite Kolben 2 befindet sich in einer Ruheposition in einer Ausgangslange, in der der zweite Kolben 2 durch die zweite Feder 42 vorgespannt ist. Die Ruheposition wird beispielsweise durch die Anlage des zweiten Kolbens 2 mit dem Absatz 8 an der Endfläche 5 des Gehäuses 4 festgelegt. Die Kolbenstangen 7, 17 des ersten und des zweiten Kolbens 1, 2 sind in der Ruheposition vom Gehäuse 4 in entgegengesetzter Richtung vorgespannt. Das zwischen den Kolben 1, 2 und dem Gehäuse 4 und zwischen den Faltenbalgen 22, 25 und zwischen dem dritten Faltenbalg 38 und der Kolbenstange 7 gebildete Volumen ist mit einem Übertragermedium, insbesondere mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Die Füllung erfolgt über die zweite Bohrung 32, die anschließend mit dem Schließelement 33 verschlossen ist. Aufgrund der Vorspannung der Ausgleichskammer 26 über die erste Feder 31 herrscht auch im Ruhezustand ein festgelegter Druck im Übertragungsmedium. Der Ruhezustand des ersten und des zweiten Kolbens wird vorzugsweise auch dadurch festgelegt, dass die erste und die zweite Kolbenstange 7, 17 an einem Aktor bzw. an einem Stellglied anliegen, so dass eine spielfreie Wirkverbindung zwischen dem Aktor und dem Stellglied gegeben ist.The translation device according to the figure functions as follows: The volumes formed in the transfer device are hydraulically connected to the transfer chamber 10 are completely filled with a liquid medium, which is preferably incompressible. In a rest position, the first piston 1 is held by the first spring 31 in a starting position with bias. The starting position is set, for example, by the abutment of the first piston with the second shoulder 15 on the connection ring 14. The second piston 2 is in a rest position in an output length in which the second piston 2 is biased by the second spring 42. The rest position is determined, for example, by the abutment of the second piston 2 with the shoulder 8 on the end face 5 of the housing 4. The piston rods 7, 17 of the first and second pistons 1, 2 are biased in the rest position by the housing 4 in the opposite direction. The volume formed between the pistons 1, 2 and the housing 4 and between the bellows 22, 25 and between the third bellows 38 and the piston rod 7 is filled with a transfer medium, in particular with a hydraulic fluid. The filling takes place via the second bore 32, which is subsequently closed with the closing element 33. Due to the bias of the compensation chamber 26 via the first spring 31, there is a fixed pressure in the transmission medium even in the idle state. The idle state of the first and second piston is preferably also determined by the fact that the first and the second piston rod 7, 17 abut against an actuator or on an actuator, so that a play-free operative connection between the actuator and the actuator is given.
  • Der Aktor kann beispielsweise als piezoelektrischer Aktor ausgebildet sein. Wird nun der Aktor angesteuert, so verschiebt der Aktor den ersten Kolben 1 in Richtung des Gehäuses 4. Aufgrund der hydraulischen Koppelung des zweiten Kolbens 2 über die Übertragerkammer 10 an den ersten Kolben 1 wird der zweite Kolben 2 und die Kolbenstange 7 des zweiten Kolbens 2 ebenfalls vom Gehäuse weg gegen die Bewegungsrichtung des ersten Kolbens 1 verschoben. Steht die Kolbenstange 7 in Wirkverbindung mit einer Einspritznadel, dann wird beispielsweise durch die Bewegung der Kolbenstange 7 die Einspritznadel von einem Dichtsitz abgehoben, so dass eine Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine erfolgen kann. In einer anderen Ausführungsform wird beispielsweise durch die Betätigung des zweiten Kolbens ein Servoventil geöffnet oder geschlossen, so dass eine Druckänderung an einer Einspritznadel angreifen kann und dadurch die Einspritznadel von einem Dichtsitz abgehoben wird.The actuator may be formed, for example, as a piezoelectric actuator. If the actuator is then actuated, the actuator displaces the first piston 1 in the direction of the housing 4. Due to the hydraulic coupling of the second piston 2 via the transmission chamber 10 to the first piston 1, the second piston 2 and the piston rod 7 of the second piston 2 become also moved away from the housing against the direction of movement of the first piston 1. Is the piston rod 7 in operative connection with an injection needle, then the injection needle is lifted from a sealing seat, for example by the movement of the piston rod 7, so that an injection of fuel into an internal combustion engine can take place. In another embodiment, a servo valve is opened or closed, for example by the actuation of the second piston, so that a pressure change can act on an injection needle and thereby the injection needle is lifted from a sealing seat.
  • Wird die Bestromung des Aktors unterbrochen, so wirkt keine Kraft.mehr auf die zweite Kolbenstange 17 des ersten Kolbens 1. Als Folge davon wird die zweite Kolbenstange 17 des ersten Kolbens 1 vom Gehäuse 4 durch die Vorspannkraft der ersten Feder 31 weggeschoben. Ebenfalls wird der zweite Kolben 2 durch die zweite Feder 42 wieder in die Ausgangsposition bewegt.If the energization of the actuator is interrupted, no force acts on the second piston rod 17 of the first piston 1. As a result, the second piston rod 17 of the first piston 1 is pushed away from the housing 4 by the biasing force of the first spring 31. Also, the second piston 2 is moved by the second spring 42 back to the starting position.
  • Auf diese Weise wird sichergestellt, dass zum einen die Auslenkung des ersten Kolbens zuverlässig auf eine entsprechende Auslenkung des zweiten Kolbens in entgegengesetzter Richtung übertragen wird und zum anderen eine zuverlässige Anlage der ersten und der zweiten Kolbenstange an einem Aktor bzw. an einem Stellglied sichergestellt wird. Die Anlage wird dadurch sichergestellt, dass entsprechende Federmittel 31, 42 vorgesehen sind und dass eine Betätigung des Aktors sofort ohne eine Verzögerung auf eine entsprechende Betätigung des zweiten Kolbens übertragen wird, da die Übertragerkammer 10 immer zuverlässig mit Übertragermedium gefüllt ist.In this way, it is ensured that, on the one hand, the deflection of the first piston is reliably transmitted to a corresponding deflection of the second piston in the opposite direction and, on the other hand, reliable engagement of the first and second piston rods on an actuator or on an actuator is ensured. The system is thereby ensured that corresponding spring means 31, 42 are provided and that actuation of the actuator is transmitted immediately without delay to a corresponding actuation of the second piston, since the transmission chamber 10 is always reliably filled with transfer medium.
  • Durch die Anordnung der zweiten Feder 42 außerhalb des Gehäuses 4 und insbesondere außerhalb der Kolbenkammer 3 kann das in der Kolbenkammer 3 befindliche Volumen klein ausgebildet werden. Durch das kleine Volumen der Kolbenkammer 3 ist insgesamt das Volumen reduziert, das mit Übertragermedium gefüllt ist. Somit wird überflüssiges Totvolumen in der Übertragungsvorrichtung reduziert. Damit wird die Funktionsfähigkeit der Übertragungsvorrichtung verbessert.Due to the arrangement of the second spring 42 outside the housing 4 and in particular outside the piston chamber 3, the volume located in the piston chamber 3 can be made small. Due to the small volume of the piston chamber 3, the total volume is reduced, which is filled with transfer medium. Thus, unnecessary dead volume in the transfer device reduced. This improves the functionality of the transmission device.
  • Vorzugsweise wird durch die Anordnung der ersten Feder 31 das Übertragermedium in der Ausgleichskammer 26 mit einem Druck beaufschlagt. Dadurch wird eine sichere und schnelle Auffüllung der Übertragerkammer 10 mit Übertragermedium sichergestellt. Somit wird zuverlässig eine spielfreie Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben 1, 2 und einem entsprechenden Aktor bzw. Stellglied gewährleistet. Da die erste Feder 31 mit der Kolbenstange 17 des ersten Kolbens 1 gekoppelt ist, wird der Druck in der Ausgleichskammer 26 bei einer Betätigung des ersten Kolbens 1 durch den Aktor erhöht. Dadurch wird insgesamt der Druck von außen auf die Übertragerkammer 10 bei einer Betätigung der Übertragungsvorrichtung erhöht, so dass ein Entweichen von Übertragermedium aus der Übertragerkammer 10 erschwert wird. Dies bietet den Vorteil, dass eine Abdichtung der Dichtspalte, die die Übertragerkammer 10 mit dem sonstigen Übertragermediumvolumen verbindet, nicht so präzise ausgeführt sein müssen, damit ein kurzzeitiges Entweichen von Übertragermedium aus der Übertragerkammer vermieden wird. Dadurch wird die Herstellung der Übertragervorrichtung kostengünstiger.Preferably, by the arrangement of the first spring 31, the transfer medium in the compensation chamber 26 is pressurized. This ensures a safe and fast filling of the transmitter chamber 10 with transmitter medium. Thus, a play-free coupling between the first and the second piston 1, 2 and a corresponding actuator or actuator is reliably ensured. Since the first spring 31 is coupled to the piston rod 17 of the first piston 1, the pressure in the compensation chamber 26 is increased upon actuation of the first piston 1 by the actuator. As a result, the total pressure on the outside of the transmission chamber 10 is increased upon actuation of the transmission device, so that escape of transmission medium from the transmission chamber 10 is made more difficult. This offers the advantage that a sealing of the sealing gaps, which connects the transmission chamber 10 with the other transmission medium volume, need not be carried out so precisely, so that a short-term escape of transmission medium from the transmission chamber is avoided. As a result, the production of the transmission device is cheaper.

Claims (9)

  1. Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve, with a housing (4), in which a first and a second piston (1,2) are held in a movable fashion, such that the first piston (1), the second piston (2) and the housing (4) form the boundaries of a translation chamber (10), and such that the translation chamber (10) is filled with translation medium and the position of the first piston (1) determines the position of the second piston (2), and such that the translation chamber (10) is connected to an equalisation chamber (26) by means of a hydraulic line (11, 12), and such that the hydraulic line (11, 12) equalises only pressure differences of long duration between the equalisation chamber (26) and the translation chamber (10), and such that the equalisation chamber (26) is bounded by a first and/or second bellows (22, 25), and such that a sealing gap is formed between the housing (4) and the second piston (2) and is sealed by means of a third bellows (38), and such that a means of tensioning (42) is provided and this pre-tensions the second piston (2) in a rest position, whereby the means of tensioning (42) is fitted in the form of a tensioning spring between the housing (4) and the second piston (2), characterised in that the housing (4) has a first chamber (48) with an end wall (5), which is located in a piston chamber (3) of the first piston (1), that the first piston (1) has a second piston chamber, which is located in the second piston chamber of the second piston (2), and in that a drill hole (6) is formed in the end wall (8) of the housing (4), through which a piston rod (7) of the second piston (2) is fed, and in that the translation chamber (10) is formed between the end wall (8) of the housing (4) and two working faces (8, 9) of the first and second pistons (1, 2), and in that the first and second pistons (1, 2) form the boundaries of a further chamber, and in that the further chamber (46) is connected to the equalisation chamber (26) by means of a hydraulic line (27).
  2. Device according to Claim 1, characterised in that the tensioning spring (42) lies on a bearing surface (43) of the housing (4), and in that a supporting ring (41) is provided, and is attached to the piston rod (7), and in that the tensioning spring (42) is fixed between the supporting ring (41) and the housing (4).
  3. Device according to Claim 2, characterised in that the supporting ring (41) is in the form of a sleeve with a supporting rim, and in that the supporting ring is connected to the piston rod (7) by means of a safety ring (40).
  4. Device according to one of the Claims 1 or 2, characterised in that a second tensioning spring (31) is provided, and in that the second tensioning spring (31) is fixed between the housing (4) and a piston rod (17) of the first piston (1).
  5. Device according to one of the Claims 1 or 2, characterised in that a second tensioning spring (31) is provided, and in that the second tensioning spring (31) is fixed between the first and second bellows (22, 25) and the piston rod (17) of the first piston (1).
  6. Device according to claim 5, characterised in that the first and the second bellows (22, 25) are connected to a sleeve-shaped connecting ring (23), and in that the connecting ring (23) has a surrounding bearing edge opposite the connection side of the first and second bellows (22, 25), and in that the second tensioning spring (31) rests on the said bearing edge, and in that a second supporting ring (30) is in the form of a sleeve with a supporting rim, and in that the second supporting ring (30) is connected to the piston rod (17) of the first piston (1) by means of a safety ring (29).
  7. Device according to one of the claims 1 to 6, characterised in that the first piston chamber of the housing (4) in the open area has a surrounding edge area (19), and in that on the edge area (19) a ring (14) is fastened all the way round in leak-proof fashion, and in that the first bellows (22) is welded to an edge area all the way round in leak-proof fashion by means of the ring (14), and in that the second edge area of the first bellows is connected to a connecting ring (23), and in that the second bellows (25) is connected all the way round in leak-proof fashion to the second piston (2) by means of a first edge area, and in that the second edge area of the second bellows is connected to the connecting ring (23).
  8. Device according to Claim 7, characterised in that the ring (14) has a sealable drill hole (32) for filling the equalisation chamber (26).
  9. Device according to one of the Claims 1 to 8, characterised in that the second piston (2) has a drill hole (44) running from a front end (49) which forms the boundary of the piston chamber to the area which houses the third bellows (38) for closing a third sealing gap (50) formed between the second piston (2) and the housing (4).
EP20020804848 2001-12-17 2002-12-05 Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve Expired - Fee Related EP1456527B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10162045 2001-12-17
DE2001162045 DE10162045B4 (en) 2001-12-17 2001-12-17 Device for translating a deflection of an actuator, in particular for an injection valve
PCT/DE2002/004465 WO2003052261A1 (en) 2001-12-17 2002-12-05 Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1456527A1 EP1456527A1 (en) 2004-09-15
EP1456527B1 true EP1456527B1 (en) 2005-09-21

Family

ID=7709584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20020804848 Expired - Fee Related EP1456527B1 (en) 2001-12-17 2002-12-05 Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7077377B2 (en)
EP (1) EP1456527B1 (en)
DE (2) DE10162045B4 (en)
WO (1) WO2003052261A1 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7500648B2 (en) 2003-02-27 2009-03-10 Robert Bosch Gmbh Fuel-injection valve
DE10360450A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-09 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve with a piezoelectric or magnetorestrictive actuator for a combustion engine has hydraulic coupling with flexible section having a restricted outer expansion
DE10347769B3 (en) * 2003-10-14 2005-01-13 Siemens Ag Final control device has 2 pistons in common cylindrical body coupled by hydraulic volume in cylinder so axial deflection of first piston is converted into opposite axial deflection of second piston
DE10350062A1 (en) * 2003-10-27 2005-05-25 Robert Bosch Gmbh Actuator module and method for its production
CN100523568C (en) 2003-12-05 2009-08-05 西门子公司 component, chamber device and transfer device having the component
DE10357189A1 (en) 2003-12-08 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Fuel injector
DE10358723A1 (en) * 2003-12-15 2005-07-07 Robert Bosch Gmbh Fuel injector
EP1555427B1 (en) * 2004-01-13 2007-10-10 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector
DE602005002758T2 (en) 2004-01-13 2008-07-24 Delphi Technologies, Inc., Troy Fuel injection valve
DE102005025953A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-07 Siemens Ag Compensator e.g. for injection valve, has pot shaped body with pot base and recess with piston provided at axially extending guide of piston having clearance fit of recess
DE102010027278B4 (en) * 2010-07-15 2020-07-02 Metismotion Gmbh Thermally volume-neutral stroke transmitter and metering valve with such a stroke transmitter and use of the metering valve
US8683982B2 (en) 2010-08-10 2014-04-01 Great Plains Diesel Technologies, L.C. Programmable diesel fuel injector
DE102011088282A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-13 Continental Automotive Gmbh Injector
EP2954569A4 (en) 2013-02-06 2016-11-02 Great Plains Diesel Technologies L C Magnetostrictive actuator
DE102014226673A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Robert Bosch Gmbh Hydraulic coupler unit for controlling a valve

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4560871A (en) * 1983-12-22 1985-12-24 Marquest Medical Products, Inc. Actuator for control valves and related systems
US4803393A (en) * 1986-07-31 1989-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator
JPH0656162B2 (en) * 1987-03-03 1994-07-27 トヨタ自動車株式会社 Variable stroke device
DE19709794A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-17 Bosch Gmbh Robert Valve for controlling liquids
DE29708546U1 (en) * 1997-05-14 1998-09-10 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Electric solid state actuator with hydraulic transmission
DE19743669A1 (en) * 1997-10-02 1999-04-08 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve for motor vehicle IC engine
DE19746143A1 (en) * 1997-10-18 1999-04-22 Bosch Gmbh Robert Valve for controlling liquids
DE19843534A1 (en) * 1998-09-23 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Fuel injector
DE19946678A1 (en) * 1999-09-29 2001-04-19 Knorr Bremse Systeme Hydropneumatic booster, in particular clutch booster and clutch system based thereon, and method suitable therefor
DE19946828C1 (en) * 1999-09-30 2001-07-12 Bosch Gmbh Robert Valve for controlling liquids
DE19950760A1 (en) * 1999-10-21 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Fuel injection valve esp. for fuel injection systems of IC engines with piezo-electric or magneto-strictive actuator and valve closing body operable by valve needle working with valve
DE19962177A1 (en) * 1999-12-22 2001-07-12 Siemens Ag Hydraulic device for transmitting an actuator movement
DE10002270C1 (en) * 2000-01-20 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Valve for controlling liquids has electronic control unit that defines piezoelectric valve element actuating unit drive voltage depending on leakage loss in low pressure region
DE10029296A1 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Bosch Gmbh Robert Valve for fluid flow control eg motor fuel injection has a separate setting unit to adjust the stroke movement of the valve ball at the valve seat in a simplified valve structure
DE10046323B4 (en) * 2000-09-19 2004-02-12 Siemens Ag Hydraulic backlash compensation system
DE10118053A1 (en) * 2001-04-11 2002-10-24 Bosch Gmbh Robert Valve for controlling liquids e.g. for vehicle fuel injection system, has hydraulic chamber that transfers control piston movement to actuating piston, which is in hydraulic force equilibrium with valve element closed

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003052261A1 (en) 2003-06-26
US20040237519A1 (en) 2004-12-02
DE10162045A1 (en) 2003-06-26
DE10162045B4 (en) 2005-06-23
DE50204348D1 (en) 2006-02-02
EP1456527A1 (en) 2004-09-15
US7077377B2 (en) 2006-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1456527B1 (en) Device for the translation of a displacement of an actuator, in particular for an injection valve
DE19500706C2 (en) Metering valve for dosing liquids or gases
EP1421271B1 (en) Fuel injection valve
EP1525393B1 (en) Device for transmitting a displacement of an actuator with an elastomer ring
DE10145620B4 (en) Valve for controlling fluids
DE19843570A1 (en) Fuel injector
DE19709794A1 (en) Valve for controlling liquids
EP0952333A2 (en) Fuel injector for fuel injection systems
EP1378657B1 (en) Fuel injector
EP1989436A1 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine
WO2002014683A1 (en) Metering valve with a hydraulic transmission element
DE10353045A1 (en) Fuel injection valve
EP1210517B1 (en) Valve for controlling the flow of liquids
DE10360450A1 (en) Fuel injection valve with a piezoelectric or magnetorestrictive actuator for a combustion engine has hydraulic coupling with flexible section having a restricted outer expansion
EP1252433B1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
DE10310297A1 (en) Fuel injector
WO2003078826A1 (en) Fuel injection valve
DE19940300A1 (en) Control valve for an injector
DE102011083260A1 (en) Fuel injection valve for internal combustion engines
EP1620645B1 (en) Fuel injection valve free of loss
DE10002720A1 (en) Valve for controlling liquids
DE102006008647A1 (en) Fuel injector for internal combustion engine, has sliding sleeve that is axially and adjustably guided to coupler piston and presses with sealing edge, such that control chamber is hydraulically separated from high pressure chamber
EP1450034B1 (en) Fuel injector
WO2006029973A1 (en) Lifting apparatus and injection valve
DE10254985A1 (en) Valve for controlling liquids with a nozzle and a control module

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

17P Request for examination filed

Effective date: 20040511

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040927

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050921

REF Corresponds to:

Ref document number: 50204348

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20051027

Kind code of ref document: P

REF Corresponds to:

Ref document number: 50204348

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060202

Kind code of ref document: P

ET Fr: translation filed
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20060622

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20110825 AND 20110831

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20121219

Year of fee payment: 11

Ref country code: GB

Payment date: 20121220

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20130130

Year of fee payment: 11

Ref country code: DE

Payment date: 20121231

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50204348

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20131205

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50204348

Country of ref document: DE

Effective date: 20140701

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20140829

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20140701

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20131205

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20131231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20131231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20131205