KR20140092848A - 유동 매체 계량용 밸브 - Google Patents

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KR20140092848A
KR20140092848A KR1020147013866A KR20147013866A KR20140092848A KR 20140092848 A KR20140092848 A KR 20140092848A KR 1020147013866 A KR1020147013866 A KR 1020147013866A KR 20147013866 A KR20147013866 A KR 20147013866A KR 20140092848 A KR20140092848 A KR 20140092848A
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토마스 제바스챤
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유동 매체, 특히 유체의 계량용 밸브에 관한 것이며, 상기 밸브는 유체 흐름 내에 배치되며 밸브 시트(12)에 의해 둘러싸인 계량 개구(11), 상기 계량 개구(11)의 개방 및 폐쇄를 위해 상기 밸브 시트(12)와 상호 작용하는 폐쇄 헤드(131)를 가진, 상기 계량 개구(11)를 제어하는 밸브 니들(13), 상기 계량 개구(11)의 개방을 위해 상기 밸브 니들(13)에 작용하는 압전 액추에이터(14), 및 상기 계량 개구(11)의 폐쇄를 위해 상기 밸브 니들(13)에 작용하는 탄성 복원 부재(15)를 포함한다. 밸브 니들(13)의 폐쇄 헤드(131)의 필요한 행정과 더불어 압전 액추에이터(14)의 필요한 행정을 최소화하기 위해, 복원 부재(15)의 밸브 니들 측 작용점(18)이 상기 폐쇄 헤드(131)를 지지하는 상기 밸브 니들(13)의 단부에 또는 상기 단부에 가깝게 놓인다.

Description

유동 매체 계량용 밸브{VALVE FOR METERING IN A FLOWING MEDIUM}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른, 유동 매체, 특히 유체 계량용 밸브에 관한 것이다.
공지된, 바람직하게는 연료 분사 밸브로서 사용되는 상기 방식의 밸브(DE 10 2009 026 532 A1)는 밸브 하우징, 외부로 개방되며 폐쇄 헤드를 구비한 밸브 니들, 밸브 니들의 작동을 위해 밸브 니들에 작용하는 압전 액추에이터, 및 밸브 니들에 작용하는 복원 부재를 포함한다. 연료의 계량 분사를 위해 연료 흐름 내에 배치된 계량 개구는 밸브 시트에 의해 둘러싸이고, 밸브 시트는 계량 개구의 개방 및 폐쇄를 위해 폐쇄 헤드와 상호 작용한다. 압전 액추에이터는 폐쇄 헤드로부터 먼 밸브 니들의 단부에 압력 끼워맞춤 방식으로 끼워지고, 복원 부재의 작용점은 폐쇄 헤드로부터 먼 밸브 니들의 단부에 가깝게 놓인다. 압전 액추에이터는 서로 인접한 다수의 압전 소자들로 이루어진 피에조 모듈, 소위 피에조 스택을 포함하고, 상기 피에조 스택은 단부 바디와 단부 플레이트 사이에 스프링으로서 형성된 중공 바디에 의해 고정된다. 복원 부재는 나선 압축 스프링이고, 상기 나선 압축 스프링은 밸브 니들과 동축으로 배치되며, 한편으로는 액추에이터를 향한 밸브 니들 단부에 고정된 판 스프링에 그리고 다른 한편으로는 밸브 하우징 측에 지지된다. 압전 액추에이터에 전류 공급시, 액추에이터가 연장되고 밸브 니들을 리턴 스프링의 힘에 대항해서 이동시키므로, 폐쇄 헤드는 밸브 시트로부터 분리되고 계량 개구를 개방한다. 전류 공급의 생략에 따라, 밸브 니들에 작용하는 나선 압축 스프링은 폐쇄 헤드를 밸브 시트에 가압하므로 계량 개구가 폐쇄된다.
본 발명의 과제는 행정 감소에 따라 피에조 스택의 체적이 줄어들고 액추에이터 및 밸브의 제조 비용이 줄어드는 밸브를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 밸브에 의해 달성된다.
청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 본 발명에 따른 밸브는 폐쇄 헤드에 가깝게 복원 부재의 작용점을 옮김으로써, 밸브 니들 작동시 폐쇄 헤드의 요구되는 행정을 위해 필요한 압전 액추에이터의 행정이 더 작게 설계될 수 있다는 장점을 갖는다. 압전 액추에이터의 행정이 실질적으로 액추에이터의 제조 기술상 가장 비싼 부분인 피에조 스택의 체적에 의해 결정되기 때문에, 행정 감소에 따라 피에조 스택의 체적 및 그에 따라 액추에이터 및 밸브의 제조 비용이 줄어든다.
계량 개구의 개방 및 폐쇄를 위해 폐쇄 헤드의 행정이 변하지 않으면서 필요한 액추에이터 행정의 감소는, 폐쇄 헤드에 또는 구조적 조건에 따라 가능한 정도로 폐쇄 헤드에 가깝게 복원 부재의 작용점의 변위로 인해, 계량 개구의 폐쇄시 밸브 니들에서 발생한 행정 손실이 더 작아짐으로써 달성된다. 상기 행정 손실은 복원 부재의 복원력 또는 폐쇄력, 폐쇄 헤드와 폐쇄력의 작용점 사이의 밸브 니들의 유효 길이, 밸브 니들의 횡단면 및 탄성 계수에 의존하는, 밸브의 폐쇄 상태에서 밸브 니들의 탄성 연장으로 인해 생긴다. 작용점 변위에 의해 밸브 니들의 유효 길이가 현저히 짧아지기 때문에, 밸브 니들의 행정 손실이 더 작아지고 폐쇄 헤드의 요구되는 행정에 추가해서 액추에이터에 의해 제공될 행정도 더 작아진다.
다른 청구항들에 제시된 조치에 의해 청구항 제 1 항에 제시된 밸브의 개선이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 복원 부재의 밸브 니들 측 작용점의 변위는 복원 부재가 슬리브, 및 액추에이터를 향한 압력으로 상기 슬리브에 작용하는 압축 스프링을 포함함으로써 달성된다. 슬리브는 슬리브 샤프트, 및 상기 슬리브 샤프트로부터 방사방향으로 돌출한 플랜지를 포함하며, 밸브 니들과 동축으로 배치되고, 폐쇄 헤드를 향한 슬리브의 단부는 복원 부재의 작용점에서 밸브 니들과 고정 결합된다. 밸브의 폐쇄시 주어지는 슬리브의 연장은 액추에이터의 작용 체인 내로 도입되지 않고, 밸브 니들에 의한 행정 손실을 야기하지 않는다. 슬리브는 딥드로잉 부품 또는 선삭 부품으로서 경제적으로 제조될 수 있고, 압축 스프링으로서 슬리브 샤프트와 동축으로 배치된 나선 압축 스프링이 사용되고, 상기 스프링은 플랜지에 밸브 고정 방식으로 지지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 슬리브 샤프트는 작은 직경의 샤프트 부분 및 큰 직경의 샤프트 부분을 포함한다. 작은 직경의 샤프트 부분은 밸브 니들 상에 형상 끼워맞춤 방식으로 끼워지고, 그 자유 단부는 복원 부재의 밸브 니들 측 작용점에서 폐쇄 헤드 가까이에 밸브 니들과 용접된다. 플랜지는 큰 직경의 샤프트 부분의 자유 단부에서 상기 샤프트 부분과 일체형으로 형성된다. 복원 부재의 이러한 구조적 실시예에 의해 조립 공간 절감 방식의 콤팩트한 구성이 달성된다. 밸브 니들과 폐쇄 헤드는 일체형으로 형성되고, 액추에이터는 폐쇄 헤드로부터 먼 밸브 니들의 단부에 직접 접촉한다.
본 발명의 바람직한 대안적 실시예에 따라, 복원 부재의 밸브 니들 측 작용점의 변위는 복원 부재가 벨로우즈이고, 상기 벨로우즈의 한 단부가 복원 부재의 밸브 니들 측 작용점에서 폐쇄 헤드에서 또는 폐쇄 헤드 가까이에서 밸브 니들에 고정되며, 밸브 니들과 매체 밀봉 방식으로 폐쇄된 밸브 챔버 내에 배치된 액추에이터 사이의 작용 결합을 형성하는 푸시 로드를 둘러싸고, 상기 벨로우즈의 다른 단부는 푸시 로드를 액추에이터를 향해 안내하기 위해 존재하는 밸브 챔버의 중앙 개구를 매체 밀봉 방식으로 둘러싼다. 따라서, 액추에이터를 수용하는 매체 밀봉 방식 밸브 챔버의 밀봉을 위해 사용되는 공지된 벨로우즈는 추가의 기능, 즉 폐쇄 헤드를 밸브 시트에 가압하기 위한 밸브 니들용 복원 부재의 기능을 한다. 이로 인해, 동일한 부품이 밸브 니들의 밀봉 및 복원을 위해 사용되므로 하나의 부품이 절감된다. 벨로우즈 내로 돌출한 밸브 니들의 단부에 그리고 액추에이터에 각각 압력 끼워맞춤 방식으로 끼워지는, 밸브 니들과 동일한 평면에 있는 푸시 로드의 삽입에 의해, 벨로우즈의 축 방향 강성에도 불구하고 정확한 힘 조절이 가능해진다. 푸시 로드의 길이는 조립 상태에서 벨로우즈가 소정 복원력 또는 폐쇄력을 갖도록 설계된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 푸시 로드는 액추에이터에 그리고 밸브 니들의 폐쇄 헤드 측 단부에 각각 압력 끼워맞춤 방식으로 끼워지고, 한편으로는 푸시 로드와 밸브 니들 사이의 그리고 다른 한편으로는 푸시 로드와 액추에이터 사이의 지지면은 카르단 베어링으로서 형성된다. 푸시 로드의 카르단식 지지에 의해 밸브 니들의 전단력 없는 작동이 보장된다.
본 발명이 도면에 도시된 실시예를 참고로 이하에서 상세히 설명된다.
도 1은 유체의 계량을 위한 밸브의 종단면도.
도 2는 다른 실시예에 따른 도 1과 동일한 도면.
도 1에 종단면도로 도시된 유동 매체, 특히 유체 계량용 밸브는 예를 들면 내연기관의 연소 실린더 내로 연료를 분사하기 위한 분사 밸브로서 사용된다. 도 1은 분사 밸브의 분사 측 단부의 종단면도를 도시한다. 완전한 밸브는 예를 들면 DE 10 2009 026 532 A1에 도시되며 설명되어 있다.
밸브는 주요 부품으로서 유체 흐름 내에 배치되며 밸브 시트(12)에 의해 둘러싸인 계량 개구(11), 상기 계량 개구(11)의 개방 및 폐쇄를 위해 상기 밸브 시트(12)와 상호 작용하는, 바람직하게는 밸브 니들(13)과 일체형으로 구현된 폐쇄 헤드(131)를 지지하는, 상기 계량 개구(11)를 제어하는 밸브 니들(13), 상기 계량 개구(11)의 개방을 위해 상기 밸브 니들(13)에 작용하는 압전 액추에이터(14), 및 상기 계량 개구(11)의 폐쇄를 위해 상기 밸브 니들(13)에 작용하는 탄성 복원 부재(15)를 포함한다. 도 1에 부분적으로만 도시된 압전 액추에이터(14)는 공지된 방식으로 전기로 제어 가능한 피에조 모듈 또는 피에조 스택을 포함하고, 상기 피에조 모듈 또는 피에조 스택은 스프링으로서 형성된 중공체(16)에 의해 단부 플레이트(17)와 단부 바디 사이에 고정된다(이것에 대해 DE 10 2009 026 532 A1 참고).
분사 밸브의 비용은 실질적으로 피에조 스택에 의해 결정되고, 밸브 작동을 위해 필요한 압전 액추에이터(14)의 행정은 피에조 스택의 체적을 결정하고, 상기 피에조 스택의 체적은 전극용 귀금속의 사용에 의해 압전 액추에이터(14)의 비용에 실질적으로 영향을 준다. 압전 액추에이터(14)는 정해진 밸브 개방을 위해 필요한 폐쇄 헤드(131)의 행정과 더불어, 밸브 니들(13)의 소위 행정 손실을 보상하기 위해 추가의 행정을 제공해야 한다. 밸브의 폐쇄 상태에서 밸브 니들(13)의 연장에 의해 밸브 니들(13)에 작용하는 복원 부재(15)의 폐쇄력 또는 복원력으로 인해 야기되는, 밸브 니들(13)의 상기 행정 손실(Δl)은 하기 식에 따라
Figure pct00001
복원 부재(15)의 폐쇄력(F), 폐쇄 헤드(131), 더 정확하게는 밸브 시트(12)에 부딪힌 폐쇄 헤드(131)의 면과 밸브 니들(13)에 대한 복원 부재(15)의 작용점 사이의 밸브 니들(13)의 유효 길이(leff), 밸브 니들(13)의 탄성 계수(E) 및 횡단면(A)에 의존한다.
행정 손실(Δl)을 최소화함으로써 압전 액추에이터(14)의 필요한 행정을 줄이고 현저한 비용 절감을 달성하기 위해, 도 1에 나타나는 바와 같이 복원 부재(15)의 밸브 니들 측 작용점(18)이 폐쇄 헤드(131)를 지지하는 밸브 니들(13)의 단부에 또는 상기 단부에 가능한 가깝게 놓인다. "가능한 가깝게"라는 표현은 밸브 내의 구조적 조건에 의해 가능한 정도로 가깝게를 의미한다.
이를 실시하기 위해, 도 1의 실시예에서 복원 부재(15)는 슬리브(19), 및 압전 액추에이터(14)를 향한 압력으로 상기 슬리브(19)에 작용하는 압축 스프링(20)을 포함한다. 슬리브(19)는 슬리브 샤프트(191), 및 상기 슬리브 샤프트(191)로부터 방사방향으로 돌출한 플랜지(192)를 포함한다. 슬리브(19)는 밸브 니들(13)과 동심으로 배치되고, 플랜지로부터 먼 슬리브 단부가 복원 부재(15)의 작용점(18)에서 밸브 니들(13)과 고정 결합된다. 슬리브 샤프트(191)는 단부 측에서 플랜지(192)를 지지하는 큰 직경의 샤프트 부분(191a), 및 밸브 니들(13) 상에 끼워진 작은 직경의 샤프트 부분(191b)을 포함한다. 상기 샤프트 부분(191b)은 밸브 니들(13) 상에 형상 끼워맞춤 방식으로 끼워지며, 플랜지로부터 먼 자유 단부에서 밸브 니들(13)과 용접되고, 이는 도 1에서 용접 시임(21)으로 도시된다. 압축 스프링(20)은 바람직하게 슬리브 샤프트(191)와 동심으로 배치된 나선 압축 스프링이고, 상기 나선 압축 스프링은 밸브 고정 방식으로 플랜지(192)에 지지된다.
밸브의 전술한 부재들은 밸브 하우징(22) 내에 그리고 상기 밸브 하우징(22) 내에 고정된, 상기 밸브 하우징으로부터 돌출한 노즐 바디(23) 내에 통합된다. 도 1의 실시예에서 2 부분으로 구현된 노즐 바디(23)는 밸브 하우징(22)과 용접된 중공 실린더형 밸브 인서트(24), 및 밸브 하우징으로부터 먼 밸브 인서트(24)의 단부에 용접된 밸브 시트 캐리어(25)를 포함하고, 상기 밸브 시트 캐리어(25)에 밸브 시트(12) 및 계량 개구(11)가 형성된다. 밸브 니들(13)의 서로 이격된 2개의 슬라이딩 링(26, 27)은 밸브 시트 캐리어(25)의 중공 내부에 안내되고, 압축 스프링(20)의 폐쇄력에 의해 외부를 향해 개방된 폐쇄 헤드(131)가 밸브 시트(12)에 가압된다. 나선 압축 스프링으로서 형성된 압축 스프링(20)은 슬리브(19)의 플랜지(192)와 밸브 하우징(22) 내에 형성된 방사방향 숄더(28) 사이에 지지된다. 대안으로서 또는 추가로, 압축 스프링(20)의 밸브 고정 지지점은 노즐 바디(23)에, 여기서는 밸브 인서트(24)에 놓일 수 있다.
비-연료 내성 압전 액추에이터(14)는 매체에 대해 밀봉된 밸브 챔버(29) 내에 배치된다. 밸브 니들(13)은 중앙 개구(30)를 통해 밸브 챔버(29) 내로 압전 액추에이터(14)까지 안내되고, 압축 스프링(20)의 작용 하에 압전 액추에이터(14)의 단부 플레이트(17)에 압력 끼워맞춤 방식으로 끼워진다. 바람직하게, 단부 플레이트(17)에 대한 폐쇄 헤드로부터 먼 밸브 니들(13)의 단부의 지지부는 카르단 베어링(cardan bearing)으로서 형성된다. 밸브 니들(13)의 안내를 위한 중앙 개구(30)를 밀봉하기 위해, 슬리브(19)의 큰 직경의 샤프트 부분(191a)에서 밸브 니들(13)을 둘러싸는 벨로우즈(34)가 제공되고, 상기 벨로우즈(34)의 한 단부는 밸브 니들(13)에 매체 밀봉 방식으로 고정되며, 다른 단부는 중앙 개구(30)를 매체 밀봉 방식으로 둘러싼다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 매체 밀봉 방식 밸브 챔버(29)는 밸브 하우징(22)에 고정된 관(31)으로 형성되고, 노즐 바디(23)를 향한 상기 관(31)의 단부는 상기 관 단부 내로 삽입된 단부 부분(32)에 의해 매체 밀봉 방식으로 폐쇄된다. 밸브 챔버(29)용 중앙 개구(30)를 구현하기 위해, 단부 부분(32)은 중앙 홀(33)을 포함하고, 상기 홀 내로 슬라이딩 부시(35)가 매체 밀봉 방식으로 그리고 이동 불가능하게 삽입되고, 상기 슬라이딩 부시 내에서 밸브 니들(13)이 슬라이딩한다. 벨로우즈(34)의 다른 단부는 슬라이딩 부시(35) 상에 고정된다. 슬라이딩 부시(35) 상에 벨로우즈(34)의 고정은 도 1에서 용접 시임(36)으로, 단부 부분(32) 내에 슬라이딩 부시(35)의 고정은 용접 시임(37)으로, 그리고 관(31) 내에 단부 부분(32)의 고정은 용접 시임(38)으로 표시된다. 밸브 하우징(22)과 밸브 인서트(24)의 결합은 용접 시임(39)으로, 그리고 밸브 인서트(24)와 밸브 시트 캐리어(25)의 결합은 용접 시임(40)으로 표시된다. 매체, 즉 유체 또는 연료는 화살표(41)로 상징적으로 표시된 공급 흐름으로부터 관(31)과 밸브 하우징(22) 사이에 있는 링형 갭(43)을 통해 흐르고, 관(31) 내에서 매체에 대해 밀봉된 밸브 챔버(29) 외부에 배치된 방사방향 보어(42)를 통해 노즐 바디(23) 내로 유입됨으로써 시스템 압력 하에 폐쇄 헤드(131)에 이른다.
도 2에 종단면도로 도시된 밸브는 전술한 밸브와 거의 일치하므로, 동일한 부품은 동일한 도면 부호로 표시된다. 상기 밸브는 도 1에 따라 전술한 밸브에 비해, 플랜지, 슬리브 및 압축 스프링으로 이루어진 복원 부재가 생략되고 복원 부재(15)로서 벨로우즈(34)가 사용된다는 점에서 변형된다. 상기 벨로우즈(34)는 압전 액추에이터(14)를 수용하는, 매체에 대해 밀봉된 밸브 챔버(29)에 대한 접근을 밀봉하기 위해 사용된다. 금속 벨로우즈(34)의 한 단부는 밸브 니들(13)에 대한 복원 부재(15)의 작용점(18)에 매체 밀봉 방식으로 고정되고, 다른 단부는 압전 액추에이터(14)에 대한 접근을 위해 제공된, 밸브 챔버(29)의 중앙 개구(30)를 매체 밀봉 방식으로 둘러싸므로, 벨로우즈는 여기서도 폐쇄 헤드(131)에 대한 복원 기능과 더불어 밀봉 기능을 한다. 밸브 니들(13)과 압전 액추에이터(14) 사이의 작용 결합은 푸시 로드(44)에 의해 형성되고, 상기 푸시 로드(44)는 벨로우즈(34)의 내부에 배치되며, 한편으로는 벨로우즈(34) 내로 돌출한 밸브 니들(13)의 단부에 그리고 다른 한편으로는 압전 액추에이터(14)의 단부 플레이트(17)에 각각 압력 끼워맞춤 방식으로 지지된다. 2개의 지지점들은 바람직하게 카르단 베어링으로서 구현됨으로써, 밸브 니들(13)의 전단력 없는 작동이 달성된다. 푸시 로드(44)의 길이는 조립된 상태에서 밸브 니들(13)에 대한 탄성 벨로우즈(34)의 소정 폐쇄력 또는 복원력이 설정되도록 설계된다.
도 1에 따른 밸브에서와 같이, 압전 액추에이터(14)를 수용하는 밸브 챔버(29)는 밸브 하우징(22) 내에 고정된 관(31)에 의해 형성되고, 노즐 바디(23)를 향한 상기 관(31)의 단부는 상기 관 단부 내로 삽입된, 중앙 홀(33)을 가진 단부 부분(32)에 의해 매체 밀봉 방식으로 폐쇄된다. 도 1에 따른 밸브에서와는 달리, 단부 부분(32)은 별도의 부품이 아니고, 노즐 바디(23)의 밸브 인서트(24')와 일체형으로 형성된다. 관(31)과 단부 부분(32) 사이의 매체 밀봉 방식 결합은 용접 시임(38)에 의해 형성된다. 단부 부분(32)의 중앙 홀(33) 내로 슬라이딩 부시(35)가 삽입되고, 상기 슬라이딩 부시(35)는 용접 시임(37)에 의해 단부 부분(32)과 고정 결합된다. 중앙 개구(30)를 매체 밀봉 방식으로 폐쇄하는 벨로우즈(34)의 단부는 용접 시임(36)에 의해 슬라이딩 부시(35) 상에 매체 밀봉 방식으로 고정되고, 푸시 로드(43)는 슬라이딩 부시(35) 내에 축 방향으로 이동 가능하게 수용된다. 밸브 하우징(22) 내의 매체 흐름은 화살표(41)로 표시된 매체 공급으로부터 밸브 하우징(22)과 관(31) 사이에 존재하는 링형 갭(43)을 통해 그리고 노즐 바디(23)의 밸브 인서트(24') 내의 방사방향 보어(46)를 통해 밸브 니들(13) 및 폐쇄 헤드(131)로 안내된다.
11 계량 개구
12 밸브 시트
13 밸브 니들
14 액추에이터
15 복원 부재
18 작용점
19 슬리브
20 압축 스프링
22 밸브 하우징
23 노즐 바디
28 방사방향 숄더
29 밸브 챔버
30 중앙 개구
31 관
32 단부 부분
33 중앙 홀
34 벨로우즈
35 슬라이딩 부시
44 푸시 로드
131 폐쇄 헤드
191 슬리브 샤프트
192 플랜지

Claims (13)

  1. 유동 매체, 특히 유체의 계량용 밸브로서, 유체 흐름 내에 배치되며 밸브 시트(12)에 의해 둘러싸인 계량 개구(11), 상기 계량 개구(11)의 개방 및 폐쇄를 위해 상기 밸브 시트(12)와 상호 작용하는 폐쇄 헤드(131)를 가진, 상기 계량 개구(11)를 제어하는 밸브 니들(13), 상기 계량 개구(11)의 개방을 위해 상기 밸브 니들(13)에 작용하는 압전 액추에이터(14), 및 상기 계량 개구(11)의 폐쇄를 위해 상기 밸브 니들(13)에 작용하는 탄성 복원 부재(15)를 포함하는 밸브에 있어서,
    상기 복원 부재(15)의 밸브 니들 측 작용점(18)이 상기 폐쇄 헤드(131)를 지지하는 상기 밸브 니들(13)의 단부에 또는 상기 단부에 가깝게 놓인 것을 특징으로 하는 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복원 부재(15)가 슬리브(19), 및 상기 액추에이터(14)를 향한 압력으로 상기 슬리브(19)에 작용하는 압축 스프링(20)을 포함하고, 상기 슬리브(19)는 상기 밸브 니들(13)과 동축으로 배치되며, 상기 폐쇄 헤드(131)를 향한 상기 슬리브의 단부는 상기 복원 부재(15)의 작용점에서 상기 밸브 니들(13)과 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬리브(19)는 슬리브 샤프트(191)와 상기 슬리브 샤프트(191)로부터 방사방향으로 돌출한 플랜지(192)를 포함하고, 상기 압축 스프링(20)은 상기 슬리브 샤프트(191)와 동축으로 배치되며 상기 플랜지(192)에 지지되는 나선 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 밸브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 슬리브 샤프트(191)는 작은 직경의 샤프트 부분(191b) 및 큰 직경의 샤프트 부분(191a)을 포함하고, 상기 작은 직경의 샤프트 부분(191b)은 상기 밸브 니들(13) 상에 놓이고, 그 자유 단부는 상기 밸브 니들(13)과 용접되고, 상기 플랜지(192)는 큰 직경의 샤프트 부분(191a)의 자유 단부에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 니들(13) 및 상기 폐쇄 헤드(131)는 일체형으로 형성되고, 상기 압전 액추에이터(14)는 상기 폐쇄 헤드로부터 먼 상기 밸브 니들(13)의 단부에 압력 끼워맞춤 방식으로 끼워지는 것을 특징으로 하는 밸브.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 시트(12) 및 상기 계량 개구(11)는 노즐 바디(23)에 형성되고, 상기 노즐 바디(23)는 밸브 니들(13), 액추에이터(14) 및 복원 부재(15)를 수용하는 밸브 하우징(22) 내에 고정되고, 상기 플랜지(192)에 지지되는 상기 압축 스프링(20)은 상기 노즐 바디(23)에 및/또는 상기 밸브 하우징(22) 내에 형성된 방사방향 숄더(28)에 지지되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 액추에이터(14)가 매체에 대해 밀봉된 밸브 챔버(29) 내에 배치되고, 상기 밸브 니들(13)은 중앙 개구(30)를 통해 상기 밸브 챔버(29) 내로 안내되고, 상기 밸브 니들(13)의 섹션을 둘러싸는 벨로우즈(34)의 한 단부는 상기 밸브 니들(13) 상에 매체 밀봉 방식으로 고정되고, 상기 벨로우즈(34)의 다른 단부는 상기 밸브 챔버(29)에 대한 상기 중앙 개구(30)를 매체 밀봉 방식으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 밸브 챔버(29)는 상기 밸브 하우징(22) 내에 고정된 관(31)으로 형성되고, 상기 노즐 바디(23)를 향한 상기 관(31)의 단부는 상기 단부 내로 삽입된, 중앙 홀(33)을 구비한 단부 부분(32)에 의해 매체 밀봉 방식으로 폐쇄되고, 상기 중앙 개구(30)는 상기 밸브 니들(13)의 안내를 위해, 상기 단부 부분(32)의 중앙 홀(33) 내에 매체 밀봉 방식으로 고정된, 상기 밸브 니들(13)을 안내하는 슬라이딩 부시(35)로 구현되고, 상기 슬라이딩 부시 상에 상기 벨로우즈(34)의 다른 단부가 고정되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 복원 부재(15)가 벨로우즈(34)이고, 상기 벨로우즈의 한 단부는 상기 복원 부재(15)의 밸브 니들 측 작용점(18)에서 상기 밸브 니들(13)에 매체 밀봉 방식으로 고정되고, 푸시 로드(44)를 둘러싸며, 상기 푸시 로드는 상기 밸브 니들(13)과 매체에 대해 밀봉된 밸브 챔버(29) 내에 배치된 압전 액추에이터(14) 사이의 작용 결합을 형성하고, 상기 벨로우즈의 다른 단부는 상기 액추에이터(14)에 대한 상기 푸시 로드(44)의 안내를 위해 존재하는 상기 밸브 챔버(29)의 중앙 개구(30)를 매체 밀봉 방식으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 밸브.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 푸시 로드(44)가 상기 액추에이터(14)에 그리고 상기 푸시 로드(44) 내로 돌출하는 상기 밸브 니들(13)의 단부에 각각 압력 끼워맞춤 방식으로 끼워지는 것을 특징으로 하는 밸브.
  11. 제 10 항에 있어서, 한편으로는 상기 푸시 로드(44)와 상기 밸브 니들(13) 사이의 그리고 다른 한편으로는 상기 푸시 로드(44)와 상기 액추에이터(14) 사이의 지지점이 카르단 베어링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항에 있어서, 상기 밸브 챔버(29)는 밸브 하우징(22) 내에 고정된 관(31)으로 형성되고, 상기 노즐 바디(23)를 향한 상기 관(31)의 단부는 상기 단부 내로 삽입된, 중앙 홀(33)을 가진 단부 부분(32)에 의해 매체 밀봉 방식으로 폐쇄되고, 상기 중앙 개구(30)는 상기 밸브 니들(13)을 위해 상기 단부 부분(32)의 상기 중앙 홀(33) 내에 매체 밀봉 방식으로 고정된, 상기 푸시 로드(44)를 안내하는 슬라이딩 부시(35)로 구현되고, 상기 슬라이딩 부시 상에 상기 벨로우즈(34)의 다른 단부가 고정되는 것을 특징으로 하는 밸브.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 단부 부분(32)이 상기 노즐 바디(23)에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180041178A (ko) * 2015-09-15 2018-04-23 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 유체를 계량하기 위한 분사 디바이스 및 이러한 분사 디바이스를 갖는 자동차
US10947880B2 (en) 2018-02-01 2021-03-16 Continental Powertrain USA, LLC Injector for reductant delivery unit having fluid volume reduction assembly

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104234900A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 浙江展途动力科技有限公司 喷孔轴针混合式直驱喷油器
DE102016206473A1 (de) * 2016-04-18 2017-10-19 Robert Bosch Gmbh Steuerventil zur Steuerung eines Mediums, insbesondere eines Kraftstoffs

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2391808A (en) * 1942-08-19 1945-12-25 Continental Motors Corp Fuel atomizer
US4803393A (en) * 1986-07-31 1989-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator
US5031841A (en) * 1989-02-28 1991-07-16 Volkswagen Ag Metering valve, particularly fuel injection valve
DE19843570A1 (de) * 1998-09-23 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE19854506C1 (de) * 1998-11-25 2000-04-20 Siemens Ag Dosiervorrichtung
DE19912665A1 (de) * 1999-03-20 2000-09-21 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
EP1046809B1 (de) * 1999-04-20 2005-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Fluiddosiervorrichtung
DE19962177A1 (de) * 1999-12-22 2001-07-12 Siemens Ag Hydraulische Vorrichtung zum Übertragen einer Aktorbewegung
US6279842B1 (en) * 2000-02-29 2001-08-28 Rodi Power Systems, Inc. Magnetostrictively actuated fuel injector
DE10159750A1 (de) * 2001-12-05 2003-06-12 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
DE10204655A1 (de) * 2002-02-05 2003-08-28 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil
US6749127B2 (en) * 2002-02-11 2004-06-15 Siemens Vdo Automotive Corporation Method of filling fluid in a thermal compensator
DE10226649A1 (de) * 2002-06-14 2004-01-08 Siemens Ag Dosiervorrichtung für Fluide, insbesondere Kraftfahrzeug-Einspritzventil
DE10310297A1 (de) * 2003-03-10 2004-09-23 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE10341810B4 (de) * 2003-09-10 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffeinspritzventils
DE102004024119B4 (de) * 2004-05-14 2006-04-20 Siemens Ag Düsenbaugruppe und Einspritzventil
DE102004044153A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-30 Siemens Ag Hubvorrichtung und Einspritzventil
DE102005025952B4 (de) * 2005-06-06 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Ventils
JP4438760B2 (ja) * 2005-06-10 2010-03-24 株式会社デンソー 燃料噴射弁
EP1995447B1 (en) 2007-05-24 2009-12-30 Continental Automotive GmbH Valve assembly for an injection valve and injection valve
DE102009026532A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Einspritzventil für ein Fluid
DE102009027528A1 (de) 2009-07-08 2011-01-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180041178A (ko) * 2015-09-15 2018-04-23 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 유체를 계량하기 위한 분사 디바이스 및 이러한 분사 디바이스를 갖는 자동차
US10975821B2 (en) 2015-09-15 2021-04-13 Vitesco Technologies GmbH Injection device for metering a fluid and motor vehicle having such an injection device
US10947880B2 (en) 2018-02-01 2021-03-16 Continental Powertrain USA, LLC Injector for reductant delivery unit having fluid volume reduction assembly

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