EP1525393B1 - Device for transmitting a displacement of an actuator with an elastomer ring - Google Patents

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EP1525393B1
EP1525393B1 EP03787649A EP03787649A EP1525393B1 EP 1525393 B1 EP1525393 B1 EP 1525393B1 EP 03787649 A EP03787649 A EP 03787649A EP 03787649 A EP03787649 A EP 03787649A EP 1525393 B1 EP1525393 B1 EP 1525393B1
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chamber
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors mit einem Elastomerring.The invention relates to a device for transmitting a deflection of an actuator with an elastomer ring.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for transmitting a deflection of an actuator according to the preamble of patent claim 1.
  • Es ist aus dem Bereich der Einspritzventile bekannt, Vorrichtungen zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors einzusetzen. Die Vorrichtung übernimmt dabei beispielsweise die Einstellung eines gewünschten Spieles zwischen dem Aktor und einem anzusteuernden Stellglied. Je nach Ausführungsform der Vorrichtung kann auch eine Übersetzung der Auslenkung des Aktors erreicht werden. Beispielsweise ist es bei piezoelektrischen Aktoren von Vorteil, den relativ geringen Auslenkungshub des piezoelektrischen Aktors zu vergrößern, um beispielsweise ein Schließglied eines Ventils oder eine Einspritznadel anzusteuern.It is known from the field of injection valves to use devices for transmitting a deflection of an actuator. The device takes over, for example, the setting of a desired game between the actuator and an actuator to be controlled. Depending on the embodiment of the device, a translation of the deflection of the actuator can be achieved. For example, in the case of piezoelectric actuators, it is advantageous to increase the relatively small deflection stroke of the piezoelectric actuator in order, for example, to control a closing member of a valve or an injection needle.
  • US 4858439 A beschreibt eine Vorrichtung zur Übertragung eines Kolbenhubs mit einem Gehäuse, das eine zylindrische Bohrung mit großem Durchmesser und eine zylindrische Bohrung mit kleinem Durchmesser umfasst, die miteinander verbunden sind. Ein Kolben mit großem Durchmesser und ein Kolben mit kleinem Durchmesser sind beweglich so in die Bohrungen eingesetzt, dass zwischen ihren inneren Enden eine Zylinderkammer verbleibt. Ein erstes Dichtelement ist vorgesehen, das hervorstehende äußere Ende des Kolbens mit großem Durchmesser zu umschließen und ein zweites Dichtelement ist vorgesehen, das hervorstehende äußere Ende des Kolbens mit kleinem Durchmesser zu umschließen. Ein Ende des ersten Dichtelements ist am hervorstehenden äußeren Ende des Kolbens mit großem Durchmesser befestigt, das andere Ende des ersten Dichtelements ist mit dem Gehäuse der Vorrichtung verbunden, so dass eine erste dicht abgeschlossene Kammer gebildet wird. Außerdem ist ein Ende des zweiten Dichtelements am hervorstehenden äußeren Ende des Kolbens mit kleinem Durchmesser befestigt, das andere Ende des zweiten Dichtelements mit dem Gehäuse der Vorrichtung verbunden, so dass eine zweite dicht abgeschlossene Kammer gebildet wird. Die Zylinderkammer und die erste und zweite dicht abgeschlossene Kammer sind mit Öl gefüllt. US 4858439 A describes a device for transmitting a piston stroke with a housing comprising a large diameter cylindrical bore and a small diameter cylindrical bore joined together. A large diameter piston and a small diameter piston are movably inserted into the bores so that a cylinder chamber remains between their inner ends. A first sealing member is provided to enclose the protruding outer end of the large diameter piston and a second sealing member is provided to enclose the protruding outer end of the small diameter piston. One end of the first seal member is at the protruding outer end of the large-diameter piston attached, the other end of the first sealing element is connected to the housing of the device, so that a first tightly sealed chamber is formed. In addition, one end of the second sealing member is fixed to the protruding outer end of the small-diameter piston, the other end of the second sealing member is connected to the housing of the device, so that a second sealed chamber is formed. The cylinder chamber and the first and second sealed chamber are filled with oil.
  • WO 0157393 A beschreibt ein hydraulisches Hub-Übersetzungssystem, das einen Grundkörper, einen Eingangskolben, einen Koppelraum, der mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist, und einen Ausgangskolben umfasst, wobei ein Zwischenkolben vorgesehen ist, der zwischen einer Ruhestellung, in der der Koppelraum durch eine Belüftungsöffnung nach außen geöffnet ist, und einer Arbeitsstellung verschiebbar ist, in der die Belüftungsöffnung und somit der Koppelraum verschlossen sind. WO 0157393 A describes a hydraulic stroke-translation system comprising a main body, an input piston, a coupling space, which is filled with a hydraulic fluid, and an output piston, wherein an intermediate piston is provided, which is between a rest position in which the coupling space through a ventilation opening to the outside is, and a working position is displaceable, in which the ventilation opening and thus the coupling space are closed.
  • Zur Übertragung der Auslenkung sind Übertragerkammern vorgesehen, die von einem ersten und einem zweiten Kolben und einem Gehäuse begrenzt sind. Die Übertragerkammern sind mit einem Übertragungsmedium wie z.B. einem Hydrauliköl gefüllt. Für eine korrekte Funktionsweise der Vorrichtung ist es erforderlich, dass in den Übetragerkammern ein Mindestdruck herrscht. Zu diesem Zweck sind die Übetragerkammern mit einer Ausgleichskammer hydraulisch verbunden. Die Ausgleichskammer dient dazu, eine Volumenänderung der Übetragerkammern auszugleichen und die Übetragerkammern mit einem Übertragermedium mit einem festgelegten Druck zu versorgen. Für eine flexible Gestaltung des Volumens der Ausgleichskammer ist es bekannt, die Ausgleichskammer über eine Metallmembran abzudichten, so dass sich das Volumen der Ausgleichskammer verändern kann. Die Abdichtung mit einer Metallmembran ist jedoch relativ aufwendig und die Metallmembran selbst ist relativ teuer.To transmit the deflection transmission chambers are provided, which are bounded by a first and a second piston and a housing. The transmission chambers are filled with a transmission medium such as a hydraulic oil. For a correct operation of the device, it is necessary that in the Übetragerkammern a minimum pressure prevails. For this purpose, the transfer chambers are hydraulically connected to a compensation chamber. The compensation chamber serves to compensate for a change in volume of Übetragerkammern and supply the Übetragerkammern with a transfer medium with a specified pressure. For a flexible design of the volume of the compensation chamber, it is known to seal the compensation chamber via a metal membrane, so that the volume of the compensation chamber can change. However, the sealing with a metal membrane is relatively expensive and the metal membrane itself is relatively expensive.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors bereitzustellen, deren Übertragermedium an einen Elastomerring angrenzt, der mit einem Spannmittel stabilisiert wird.The object of the invention is to provide a device for transmitting a deflection of an actuator whose transfer medium is adjacent to an elastomeric ring which is stabilized with a tensioning means.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object of the invention is achieved by the device according to the features of claim 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the device according to the invention are specified in the dependent claims.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Ausgleichskammer von einem Elastomerring begrenzt ist. Die Verwendung von Elastomer ermöglicht zum einen ein variables Volumen der Ausgleichskammer und zum anderen eine Druckbeaufschlagung des Fluides der Ausgleichskammer. Durch die Verwendung eines Ringes als Elastomer ist es möglich, relativ große Drücke mit Elastomer abzudichten.A significant advantage of the device according to the invention is that the compensation chamber is limited by an elastomeric ring. The use of elastomer allows for a variable volume of the compensation chamber and on the other hand, a pressurization of the fluid of the compensation chamber. By using a ring as elastomer, it is possible to seal relatively large pressures with elastomer.
  • In einer einfachen Ausführungsform ist der Elastomerring an einer Außenseite mit einer Innenwandung eines Gehäuses und an einer Innenseite mit einer Kolbenstange umlaufend dicht verbunden.In a simple embodiment, the elastomeric ring on one outer side with an inner wall of a housing and on an inner side with a piston rod circumferentially sealed.
  • In Abhängigkeit von dem verwendeten Herstellungsverfahren ist es vorteilhaft, auf der Außenseite und/oder an der Innenseite des Elastomerringes eine erste bzw. eine zweite Hülse vorzusehen. Die erste, äußere Hülse ist mit der Innenwand des Gehäuses und mit dem Elastomerring umlaufend dicht verbunden. Die zweite, innere Hülse ist mit dem ersten Kolben oder der Kolbenstange und mit dem Elastomerring umlaufend dicht verbunden. Durch die Verwendung der äußeren Hülse kann die Innenwandung des Gehäuses kürzer ausgebildet werden. Zudem muss die Fläche der Innenwandung des Gehäuses nicht für einen Vulkanisierungsprozess, mit dem das Elastomer mit der Innenwandung dicht verbunden werden muss, geeignet sein. Somit ist eine größere Flexibilität bei der Herstellung der Innenwandung gegeben. Zudem kann beispielsweise die äußere Hülse umlaufend dicht mit einer Stirnseite des Gehäuses verbunden werden. Somit ist auch eine erhöhte Flexibilität in Bezug auf den Verbindungsbereich zwischen Gehäuse und Elastomerring gegeben.Depending on the manufacturing method used, it is advantageous to provide a first or a second sleeve on the outside and / or on the inside of the elastomer ring. The first outer sleeve is circumferentially sealed to the inner wall of the housing and to the elastomeric ring. The second, inner sleeve is circumferentially tightly connected to the first piston or the piston rod and the elastomer ring. By using the outer sleeve, the inner wall can the housing are made shorter. In addition, the surface of the inner wall of the housing need not be for a vulcanization process, with which the elastomer must be tightly connected to the inner wall, be suitable. Thus, a greater flexibility in the production of the inner wall is given. In addition, for example, the outer sleeve can be circumferentially tightly connected to a front side of the housing. Thus, there is also an increased flexibility with respect to the connection area between the housing and the elastomer ring.
  • Die Verwendung der zweiten, inneren Hülse bietet auch die Möglichkeit, die Herstellung des Kolbens bzw. der Kolbenstange unabhängig von der hydraulisch dichten Verbindung mit dem Elastomerring herzustellen. Damit ist auch für die Herstellung der Kolbenstange eine erhöhte Flexibilität gegeben.The use of the second inner sleeve also provides the ability to manufacture the piston or piston rod independently of the hydraulically sealed connection to the elastomeric ring. This is given an increased flexibility for the production of the piston rod.
  • Zudem ist es möglich, den Vulkanisierungsprozess, mit dem der Elastomerring mit der inneren und der äußeren Hülse umlaufend dicht verbunden wird, unabhängig von dem Gehäuse und dem ersten Kolben auszuführen. Erst nach dem Verbindungsprozeß des Elastomerringes mit der äußeren und der inneren Hülse werden die äußere und die innere Hülse mit dem Gehäuse bzw. mit dem Kolben oder mit der Kolbenstange umlaufend dicht verschweißt. Die erste und die zweite Hülse sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt.In addition, it is possible to carry out the vulcanization process with which the elastomeric ring with the inner and the outer sleeve circumferentially tightly connected, regardless of the housing and the first piston. Only after the connection process of the elastomeric ring with the outer and the inner sleeve, the outer and the inner sleeve with the housing or with the piston or with the piston rod circumferentially sealed welded. The first and the second sleeve are preferably made of steel.
  • Das verwendete Elastomer weist eine Elastizität auf, die jedoch bei hohen Drücken in der Ausgleichskammer oder über einen längeren Zeitraum nachlassen kann. Zur Stabilisierung des Elastomerringes ist vorzugsweise ein Spannmittel vorgesehen, das den Elastomerring von außen mit einer Vorspannung beaufschlagt. Auf diese Weise wird die elastische Funktion des Elastomerringes durch das Spannmittel unterstützt.The elastomer used has an elasticity which, however, can be reduced at high pressures in the compensation chamber or over an extended period of time. To stabilize the elastomeric ring, a tensioning means is preferably provided, which acts on the elastomeric ring from the outside with a bias voltage. In this way, the elastic function of the elastomeric ring is supported by the clamping means.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Spannmittels besteht in der Ausbildung einer Spiralfeder, die zwischen das Elastomer und einer Anlagefläche eingespannt ist, die mit der Kolbenstange fest verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Vorspannung erreicht, die unabhängig von der Position des ersten Kolbens ist.A preferred embodiment of the clamping means consists in the formation of a spiral spring which is clamped between the elastomer and a bearing surface which is fixedly connected to the piston rod. In this way, a bias achieved, which is independent of the position of the first piston.
  • Für eine wirksame Einleitung der Vorspannung ist es vorteilhaft, ein Druckübertragungsmittel vorzusehen, das die Vorspannung flächig auf den Elastomerring überträgt. Durch die flächige Übertragung wird eine punktuelle Überbelastung des Elastomerringes vermieden.For an effective initiation of the bias, it is advantageous to provide a pressure transmission means which transmits the bias surface on the elastomer ring. Due to the areal transmission, a punctual overloading of the elastomeric ring is avoided.
  • Vorzugsweise weist das Druckübertragungsmittel die Form eines Ringes auf.Preferably, the pressure transmitting means has the shape of a ring.
  • Vorzugsweise weist der Ring eine abgestufte Durchführung auf, wobei der Ring an der Kolbenstange geführt ist und zudem mit dem Bereich mit dem größeren Durchmesser auf dem Elastomerring aufliegt. Durch die Führung des Ringes parallel zur Kolbenstange wird die Vorspannkraft gleichmäßig über die gesamte Ringfläche auf den Elastomerring übertragen. Ein Verkippen des Ringes und damit eine nur teilflächige Belastung des Elastomerringes wird durch die Führung entlang der Kolbenstange vermieden.Preferably, the ring has a stepped passage, wherein the ring is guided on the piston rod and also rests with the region with the larger diameter on the elastomer ring. By guiding the ring parallel to the piston rod, the biasing force is transmitted uniformly over the entire annular surface on the elastomer ring. Tilting of the ring and thus only a partial load on the elastomeric ring is avoided by the guide along the piston rod.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, die Oberfläche des Elastomerringes, auf der das Spannmittel einwirkt, mit einer Schutzschicht zu schützen. Die Funktion der Schutzschicht besteht in einer Reduzierung der Abnutzung der Oberfläche des Elastomerringes. Vorzugsweise ist die Schutzschicht in Form einer Gummischicht ausgebildet, die auf dem Ring aufgebracht ist.Furthermore, it is advantageous to protect the surface of the elastomeric ring on which the clamping means acts with a protective layer. The function of the protective layer is to reduce the wear of the surface of the elastomeric ring. Preferably, the protective layer is in the form of a rubber layer applied to the ring.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Einspritzventils,
    Fig. 2
    eine Übertragungsvorrichtung,
    Fig. 3
    eine perspektivische Darstellung eines Elastomerringes,
    Fig.
    4 eine Draufsicht auf einen Druckring und
    Fig. 5
    eine weitere Übertragungsvorrichtung.
    The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:
    Fig. 1
    a schematic representation of an injection valve,
    Fig. 2
    a transmission device,
    Fig. 3
    a perspective view of an elastomeric ring,
    FIG.
    4 is a plan view of a pressure ring and
    Fig. 5
    another transmission device.
  • Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel eines Einspritzventils 1 erläutert. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung ist jedoch nicht auf Einspritzventile begrenzt, sondern die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung kann in den verschiedensten technischen Bereichen zur Übertragung einer Auslenkung eines Aktors eingesetzt werden.The invention is explained below using the example of an injection valve 1. However, the application of the transmission device according to the invention is not limited to injectors, but the transmission device according to the invention can be used in a variety of technical fields for transmitting a deflection of an actuator.
  • Fig. 1 zeigt ein Einspritzventil 1 mit einem Aktor 2, der über eine Übertragungsvorrichtung 3 mit einer Einspritzventilnadel 4 in Wirkverbindung steht. Der Aktor 2 ist beispielsweise als piezoelektrischer Aktor ausgebildet und die Übertragungsvorrichtung 3 weist vorzugsweise eine Übersetzungsfunktion auf, so dass eine Auslenkung des Aktors 2 in Richtung der Einspritznadel 4 durch die Übertragungsvorrichtung 3 in eine vergrößerte Auslenkung der Einspritznadel 4 übertragen wird. Die Einspritznadel 4 ist Einspritzlöchern des Einspritzventils zugeordnet. In Abhängigkeit von der Auslenkung des Aktors 2 gibt die Einspritznadel 4 die Einspritzlöcher frei, so dass Kraftstoff über die Einspritzlöcher in eine Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Fig. 1 shows an injection valve 1 with an actuator 2, which is connected via a transmission device 3 with an injection valve needle 4 in operative connection. The actuator 2 is designed for example as a piezoelectric actuator and the transmission device 3 preferably has a translation function, so that a deflection of the actuator 2 in the direction of the injection needle 4 is transmitted by the transfer device 3 in an enlarged deflection of the injection needle 4. The injection needle 4 is associated with injection holes of the injection valve. Depending on the deflection of the actuator 2, the injection needle 4 releases the injection holes, so that fuel is injected via the injection holes in an internal combustion engine.
  • Je nach Ausführungsform kann die Übertragungsvorrichtung 3 auch eine Umkehrfunktion aufweisen, so dass bei einer Auslenkung des Aktors 2 in Richtung der Einspritznadel 4 das Stellglied, das mit der Einspritznadel 4 in Wirkverbindung steht, von der Einspritznadel 4 zurückgezogen wird.Depending on the embodiment, the transmission device 3 may also have an inverse function, so that upon a deflection of the actuator 2 in the direction of the injection needle 4, the actuator, which is in operative connection with the injection needle 4, is withdrawn from the injection needle 4.
  • Anstelle der Übersetzungsfunktion kann die Übertragungsvorrichtung 3 auch eine reine Übertragungsfunktion aufweisen, mit der die Auslenkung des Aktors in eine entsprechende Auslenkung der Einspritznadel übertragen wird.Instead of the translation function, the transmission device 3 may also have a pure transfer function, with which the deflection of the actuator is transmitted to a corresponding deflection of the injection needle.
  • Fig. 5 zeigt in einer präziseren Darstellung die Übertragungsvorrichtung 3. Fig. 5 shows in a more precise representation of the transfer device. 3
  • Es ist ein erster Kolben 6 vorgesehen, der eine einseitig offene Hülsenform aufweist. Der hülsenförmige Teil des Kolbens begrenzt eine erste Übertragerkammer 10, in die ein zweiter Kolben 7 geführt ist. Der erste und der zweite Kolben 6, 7 begrenzen die erste Übertragerkammer 10. Der erste Kolben 6 ist wiederum in einer zylinderförmigen Kammer eines Gehäuses 4 geführt, das stirnseitig zum ersten Kolben 1 eine Endfläche 15 aufweist. In der Endfläche 15 ist eine Öffnung 16 eingebracht, durch die eine Kolbenstange des zweiten Kolbens 7 geführt ist. Die Kolbenstange weist einen kleineren Durchmesser als der zweite Kolben 7 auf. Die Kolbenstange geht über einen ringförmigen Absatz in den verbreiterten Durchmesser des zweiten Kolbens 7 über. Zwischen der Endfläche 5, dem Absatz und einer ringförmigen Stirnfläche 17 des ersten Kolbens 6 ist eine zweite Übertragerkammer 11 ausgebildet. Die zweite Übertragerkammer 11 ist über einen ersten Dichtspalt 18, der zwischen einer Seitenwand des zweiten Kolbens 7 und einer Innenwand des ersten Kolbens 6 ausgebildet ist, mit der ersten Übertragerkammer 10 hydraulisch verbunden. Die erste Übertragerkammer 10 wird von einer zweiten Endfläche 19 des ersten Kolbens 6 und einer zweiten Stirnfläche 20 des zweiten Kolbens 7 begrenzt. Der erste Dichtspalt 18 ist eng ausgelegt, so dass kurzzeitige Druckunterschiede nicht ausgeglichen werden. Weiterhin ist die zweite Übertragerkammer 11 über einen zweiten Dichtspalt 21, der zwischen der Außenwand des ersten Kolbens 6 und der Innenwand des Gehäuses 4 ausgebildet ist, mit einer Ausgleichskammer 22 verbunden. Die erste Übertragerkammer 10 ist über eine Bohrung 60, die in den ersten Kolben 6 eingebracht ist, mit der Ausgleichskammer 22 hydraulisch verbunden. Der erste Kolben 6 geht über einen zweiten Absatz in die Kolbenstange 51 über. Die Kolbenstange 51 weist im Wesentlichen eine Zylinderform auf und hat einen geringeren Durchmesser als der erste Kolben 6.It is a first piston 6 is provided, which has a sleeve shape open on one side. The sleeve-shaped part of the piston delimits a first transmission chamber 10, in which a second piston 7 is guided. The first and the second piston 6, 7 delimit the first transmission chamber 10. The first piston 6 is again guided in a cylindrical chamber of a housing 4, which has an end surface 15 at the end face to the first piston 1. In the end face 15, an opening 16 is introduced through which a piston rod of the second piston 7 is guided. The piston rod has a smaller diameter than the second piston 7. The piston rod passes over an annular shoulder in the widened diameter of the second piston 7. Between the end face 5, the shoulder and an annular end face 17 of the first piston 6, a second transmission chamber 11 is formed. The second transmission chamber 11 is hydraulically connected to the first transmission chamber 10 via a first sealing gap 18, which is formed between a side wall of the second piston 7 and an inner wall of the first piston 6. The first transmission chamber 10 is bounded by a second end surface 19 of the first piston 6 and a second end surface 20 of the second piston 7. The first sealing gap 18 is designed narrow, so that short-term pressure differences are not compensated. Furthermore, the second transmission chamber 11 is connected to a compensation chamber 22 via a second sealing gap 21 which is formed between the outer wall of the first piston 6 and the inner wall of the housing 4. The first transmission chamber 10 is hydraulically connected via a bore 60, which is introduced into the first piston 6, with the compensation chamber 22. The first piston 6 is via a second paragraph in the piston rod 51 via. The piston rod 51 has a substantially cylindrical shape and has a smaller diameter than the first piston 6.
  • In einer ersten Ausführungsform gemäß Figur 5 ist ein Elastomerring zwischen das Gehäuse und den zweiten Kolben 7 bzw. der Kolbenstange 51 des ersten Kolbens 6 eingebracht. Der Elastomerring 50 ist dabei an der Außenseite mit dem Gehäuse 5 und an der Innenseite mit der Kolbenstange 51 umlaufend dicht verbunden. Zum Verbinden wird ein Vulkanisierungsverfahren eingesetzt. Das Gehäuse 5 und der erste Kolben 6 mit der Kolbenstange 51 sind aus Stahl gefertigt.In a first embodiment according to FIG. 5 is an elastomeric ring between the housing and the second piston 7 and the piston rod 51 of the first piston 6 introduced. The elastomeric ring 50 is circumferentially sealed on the outside with the housing 5 and on the inside with the piston rod 51 connected. For bonding a vulcanization process is used. The housing 5 and the first piston 6 with the piston rod 51 are made of steel.
  • Die Geometrie des Elastomerrings ist in der Weise gewählt, dass der Elastomerring eine ausreichende Elastizität und zugleich eine notwendige Stabilität zur Begrenzung des Druckes der Ausgleichskammer 22 aufweist. Der Elastomerring soll durch seine elastischen Eigenschaften eine Vergrößerung des Volumens in der Ausgleichskammer ermöglichen und zudem eine zu große Druckerhöhung vermeiden.The geometry of the elastomer ring is selected in such a way that the elastomer ring has sufficient elasticity and at the same time a necessary stability for limiting the pressure of the compensation chamber 22. Due to its elastic properties, the elastomer ring should enable an increase in the volume in the compensation chamber and, in addition, avoid excessive pressure increase.
  • Die erste und die zweite Übetragerkammer 10, 11 und die Ausgleichskammer sind mit einem Übertragungsfluid gefüllt. Auf diese Weise wird eine Bewegungskopplung zwischen dem ersten und zweiten Kolben 6, 7 erreicht. Wird der erste Kolben 6 tiefer in das Gehäuse 5 durch den Aktor bewegt, so wird der zweite Kolben 7 auch tiefer in das Gehäuse 5 bewegt. Somit wird eine Bewegungsumkehr zwischen dem ersten und zweiten Kolben 6, 7 erreicht. Die Ausgleichskammer 22 ist über den zweiten Dichtspalt 21 mit der zweiten Übetragerkammer 11 verbunden, wobei der zweite Dichtspalt 21 so eng ausgelegt ist, dass kurzzeitige Druckunterschiede zwischen der Übetragerkammer 11 und der Ausgleichskammer 22 nicht ausgeglichen werden. Unter dem Begriff kurzzeitig werden Betätigungszeiten des Aktors verstanden, die der Aktor zum Betätigen eines Stellgliedes, in dem dargestellten Beispiel zum Betätigen der Einspritznadel benötigt.The first and second transfer chambers 10, 11 and the compensation chamber are filled with a transfer fluid. In this way, a movement coupling between the first and second pistons 6, 7 is achieved. If the first piston 6 is moved deeper into the housing 5 by the actuator, the second piston 7 is also moved deeper into the housing 5. Thus, a reversal of motion between the first and second pistons 6, 7 is achieved. The compensation chamber 22 is connected via the second sealing gap 21 with the second Übetragerkammer 11, wherein the second sealing gap 21 is designed so narrow that short-term pressure differences between the Übetragerkammer 11 and the compensation chamber 22 are not compensated. The term short term operating times of the actuator are understood, which requires the actuator for actuating an actuator, in the example shown for actuating the injection needle.
  • Zeitlich länger andauernde Druckunterschiede werden über den zweiten Dichtspalt 21 zwischen der zweiten Übetragerkammer und der Ausgleichskammer 22 ausgeglichen. Auf diese Weise kann ein Spielausgleich automatisch erreicht werden. Damit kann der erste und zweite Kolben 6, 7 immer in Anlage an einen Aktor bzw. ein Stellglied gebracht werden. Vorzugsweise steht das Übertragungsglied unter Druck. Der Druck kann beispielsweise durch ein Spannmittel über den Elastomerring 50 auf das Übertragungsfluid übertragen werden. Anstelle der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform können auch andere Anordnungen der Übetragerkammern gewählt werden, so dass eine Bewegung des ersten Kolbens 6 in eine gleich gerichtete Bewegung des zweiten Kolbens 7 übertragen wird.Prolonged pressure differences over the second sealing gap 21 between the second Übetragerkammer and the compensation chamber 22 are compensated. In this way, a clearance compensation can be achieved automatically. Thus, the first and second pistons 6, 7 can always be brought into contact with an actuator or an actuator. Preferably, the transfer member is under pressure. The pressure can, for example, by a tensioning means on the elastomer ring 50th be transferred to the transmission fluid. Instead of in Fig. 2 illustrated embodiment, other arrangements of the Übetragerkammern be selected so that a movement of the first piston 6 is transmitted in a same direction movement of the second piston 7.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 2 ist der Elastomerring 50 an seiner Außenseite mit einer ersten, äußeren Hülse 52 und an seiner Innenseite mit einer zweiten, inneren Hülse 53 verbunden. Die erste Hülse 52 ist mit dem Gehäuse 5 umlaufend dicht verbunden, vorzugsweise verschweißt. Die Verbindungsfläche kann auf der Innenseite oder an einer Stirnseite des Gehäuses angeordnet sein. Die zweite Hülse 53 ist auf der Innenfläche umlaufend dicht mit der Kolbenstange 51 verbunden, vorzugsweise verschweißt. Die Verwendung einer äußeren und einer inneren Hülse 52, 53 bietet den Vorteil, dass der Verbindungsprozess zwischen dem Elastomerring 50 und der äußeren und inneren Hülse 52, 53 unabhängig von dem Verbindungsprozess zwischen der äußeren und inneren Hülse 52, 53 und dem Gehäuse 5 bzw. der Kolbenstange 51 durchgeführt werden kann.In a preferred embodiment according to FIG. 2 the elastomeric ring 50 is connected on its outside with a first, outer sleeve 52 and on its inside with a second, inner sleeve 53. The first sleeve 52 is circumferentially sealed to the housing 5, preferably welded. The connection surface may be arranged on the inside or on an end face of the housing. The second sleeve 53 is circumferentially tightly connected to the piston rod 51 on the inner surface, preferably welded. The use of an outer and an inner sleeve 52, 53 offers the advantage that the connection process between the elastomeric ring 50 and the outer and inner sleeve 52, 53, regardless of the connection process between the outer and inner sleeve 52, 53 and the housing 5 or the piston rod 51 can be performed.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Spannmittel vorgesehen, mit dem der Elastomerring 50 in Richtung auf die Ausgleichskammer 22 vorgespannt ist. In einer einfachen Ausführungsform ist dazu eine Spiralfeder 54 vorgesehen, die zwischen einen Anschlagring 55 und den Elastomerring 50 eingespannt ist. Der Anschlagring 55 ist fest mit der Kolbenstange 51 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Spannmittel und dem Elastomerring 50 ein Druckübertragungsmittel vorgesehen, das die Vorspannkraft der Spiralfeder 54 mit einer größeren Fläche auf die Oberfläche des Elastomerringes 50 überträgt. Vorzugsweise ist das Druckübertragungsmittel in Form eines Druckringes 56 ausgebildet. Der Druckring 56 weist vorzugsweise eine Auflagefläche auf, die im Wesentlichen der Oberfläche des Elastomerringes 50 entspricht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Druckring 56 eine abgestufte Durchführung auf, wobei der Druckring 56 in dem Bereich der Durchführung mit dem kleineren Durchmesser von der Kolbenstange 51 geführt ist. Auf diese Weise wird eine axiale Führung des Druckringes 56 erreicht, so dass der Druckring 56 nicht verkippen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Druckring 56 die von der Spiralfeder 54 vorgegebene Vorspannkraft gleichmäßig über die Anlagefläche des Druckringes 56 auf den Elastomerring 50 überträgt.In a preferred embodiment, a tensioning means is provided, with which the elastomeric ring 50 is biased in the direction of the compensation chamber 22. In a simple embodiment, a spiral spring 54 is provided for this purpose, which is clamped between a stop ring 55 and the elastomer ring 50. The stop ring 55 is fixedly connected to the piston rod 51. In a preferred embodiment, a pressure transmitting means is provided between the tensioning means and the elastomeric ring 50 which transmits the biasing force of the coil spring 54 to the surface of the elastomeric ring 50 with a larger area. Preferably, the pressure transmission means is formed in the form of a pressure ring 56. The pressure ring 56 preferably has a bearing surface which substantially corresponds to the surface of the elastomeric ring 50. In a further preferred embodiment the pressure ring 56 has a stepped passage, wherein the pressure ring 56 is guided in the region of the passage with the smaller diameter of the piston rod 51. In this way, an axial guidance of the pressure ring 56 is achieved, so that the pressure ring 56 can not tilt. In this way it is ensured that the pressure ring 56 transmits the predetermined by the coil spring 54 biasing force uniformly over the contact surface of the pressure ring 56 on the elastomeric ring 50.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Elastomerringes 50. Fig. 3 shows a schematic representation of the elastomeric ring 50th
  • Fig. 4 zeigt den Druckring 56 von unten, wobei eine Anliegefläche 58 deutlich zu erkennen ist, mit der der Druckring 56 auf dem Elastomerring 50 aufliegt. Zudem ist die Führungsöffnung 59 zu erkennen, durch die im verbauten Zustand die Kolbenstange 51 geführt ist und über die der Druckring 56 in axialer Richtung der Kolbenstange 51 axial beweglich geführt ist. Auf diese Weise wird ein Verkippen der Auflagefläche des Druckringes 56 vermieden. Fig. 4 shows the pressure ring 56 from below, wherein a contact surface 58 is clearly visible, with the pressure ring 56 rests on the elastomeric ring 50. In addition, the guide opening 59 can be seen, through which the piston rod 51 is guided in the installed state and over which the pressure ring 56 is axially movably guided in the axial direction of the piston rod 51. In this way, a tilting of the support surface of the pressure ring 56 is avoided.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der Oberfläche des Druckringes 56, die dem des Elastomerring 50 zugeordnet ist, eine Schutzschicht 57 aufgebracht. Die Schutzschicht 57 besteht beispielsweise aus Gummi und dient dem Schutz des Elastomerringes 50 gegenüber Abrieb durch den Druckring 56. Vorzugsweise weist die Schutzschicht 57 eine größere Härte als der Elastomerring 50 auf.In a preferred embodiment, a protective layer 57 is applied to the surface of the pressure ring 56 associated with that of the elastomeric ring 50. The protective layer 57 consists for example of rubber and serves to protect the elastomeric ring 50 against abrasion by the pressure ring 56. Preferably, the protective layer 57 has a greater hardness than the elastomeric ring 50.

Claims (9)

  1. Device to transmit a displacement of an actuator, in particular for an injection valve, with a housing (5), the housing (5) having an opening (8), a first and second piston (6, 7) being supported in a moveable manner in the first opening (8), the first and second pistons (6, 7) being mechanically linked via a fluid through at least one transmission chamber (11), the mechanical link causing a shift in the second piston (7), when the first piston (6) is moved and inversely,
    the transmission chamber (10) being hydraulically connected to a compensation chamber (22) via a sealing gap (18, 21),
    the sealing gap (18, 21) compensating pressure differences between the transmission chamber (10) and compensation chamber (22) in a delayed manner,
    characterised in that,
    the compensation chamber (22) is delimited by a ring made out of elastomer (50), and
    the ring (50) is connected in a sealed manner to the housing (5) and in a sealed manner to a piston (6, 7),
    a tension device (54) is provided, and
    the tension device (54) supports the elastomer ring (50) against an outward displacement or externally subjects it to pretension.
  2. Device according to claim 1,
    characterised in that,
    the first piston (6) has a first opening (9), in which the second piston (7) is guided in a moveable manner,
    the second piston (7) in the first opening (9) delimits a first transmission chamber (10),
    a face surface (17) of the first piston (6) and a reverse side of the second piston (7), which is bordered by the face surface (17), delimiting a second transmission chamber (11) with an end surface (15) of the housing (5),
    the first transmission chamber (10) is hydraulically connected to the second transmission chamber (11) via a first sealing gap (18), which is configured between an inner wall of the first piston (6) and outer wall of the second piston (7),
    the first transmission chamber (10) is connected to the compensation chamber (22) via a bore (60)
    the second transmission chamber (11) is hydraulically connected to the compensation chamber (22) via a second sealing gap (21), which is configured between an outer wall of the first piston (6) and inner wall of the housing (5),
    and the compensation chamber (22) is delimited by the inner wall of the housing and by the first piston (6) or a piston rod (51) of the first piston (6).
  3. Device according to claim 1 or 2,
    characterised in that,
    a first and/or second sleeve (52, 53) is provided on the outside and/or inside of an elastomer ring (50),
    the first sleeve (52) is connected in a circumferentially sealed manner to the housing (5) and to the elastomer ring (50),
    the second sleeve (53) is connected in a circumferentially sealed manner to the first piston (6) or the piston rod (51) and to the elastomer ring (50).
  4. Device according to one of claims 1 to 3,
    characterised in that,
    a transmission device (56) is provided, which transmits pretension evenly onto the elastomer ring (50).
  5. Device according to claim 4,
    characterised in that,
    the transmission device is configured in the form of a ring (56).
  6. Device according to claim 4 or 5,
    characterised in that,
    a protective film (57) is affixed on the surface of the transmission device (56), which acts on the elastomer ring (50), said film attenuating the action on the elastomer ring (50).
  7. Device according to claim 6,
    characterised in that,
    the protective film (57) is configured in the form of a rubber film.
  8. Device according to claim 5,
    characterised in that,
    the ring (56) has a guide (59) with a graduated diameter,
    the part of the ring having the smaller diameter is guided on the piston rod (51), and
    the part of the ring having the larger diameter is supported on the elastomer ring (50).
  9. Device according to one of claims 1 to 8,
    characterised in that,
    the tension device is configured in the form of a spiral spring (54),
    the spiral spring (54) is clamped between the elastomer ring (50) and a support surface, which is connected to the piston rod (51).
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