WO2010112275A1 - Hydraulischer hubübertrager - Google Patents

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WO2010112275A1
WO2010112275A1 PCT/EP2010/052363 EP2010052363W WO2010112275A1 WO 2010112275 A1 WO2010112275 A1 WO 2010112275A1 EP 2010052363 W EP2010052363 W EP 2010052363W WO 2010112275 A1 WO2010112275 A1 WO 2010112275A1
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WO
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hydraulic
metal bellows
hydraulic volume
state actuator
volume
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PCT/EP2010/052363
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Georg Bachmaier
Gerit Ebelsberger
Bernhard Fischer
Matthias Gerlich
Michael HÖGE
Wolfgang Zöls
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1221—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lifting transformer, which forwards a stroke predetermined by a solid-state actuator. This usually involves a translation to increase the inherently small stroke of solid state actuators.
  • injectors are usually required by means of a quantity of fuel can be metered. Since many combustion processes occur with the direct injection of high-pressure fuel, often very fast-acting actuators are used, which drive injectors. This means that an actuator generates a lift, which actuates, for example, an injector needle, which in turn opens a valve and releases a fuel at predetermined time intervals and in adjustable flow rates for a combustion process. Combustion air is supplied separately in this case.
  • Injectors for high-pressure direct injection often use fast actuators, such as Piezo Multilayer Actuators (PMA). These are solid state actuators whose central element consists of a plurality of piezoelectric layers. Furthermore, so-called magnetostrictive solid-state actuators are known, which exploit a magnetic mechanical effect for the generation of a stroke. For the generation of a stroke is important that such solid state actuators have too little stroke to open a Injektornadel far enough that the desired amount of fuel is introduced. Especially with gas injectors that require a longer stroke than injectors that dose liquid fuel, this becomes a major problem. This means that only constructions with a Hubübersetzer come into question.
  • PMA Piezo Multilayer Actuators
  • an increase in the stroke of an actuator with a ratio of less than 1: 2 is often realized with mechanical levers.
  • the mechanical transmission ratio can be 1: 1.6.
  • Gas injectors typically require larger translations.
  • hydraulic translators also referred to as hydraulic levers used.
  • a stroke ratio of 1: 6 is used.
  • the idle stroke can be avoided so that the chain of effects between see actuator and nozzle needle is present. This is reflected directly in the structural design. In other words, the Aktorauslenkung is exploited to a greater extent by the injector and implemented.
  • German Laid-Open Application DE 10 2005 042 786 A1 discloses, for example, a fuel injector which is equipped with a hermetically sealed hydraulic system.
  • so-called guided pistons are used.
  • Such guided pistons require high mechanical precision in manufacturing and are very susceptible to wear.
  • the invention has for its object to describe a hydraulic Hubübersetzer having a closed hydraulic system, a hydraulic bearing forms and wear is designed poor.
  • the solution of this task is done by the respective feature combination of the main claims.
  • Advantageous embodiments can be taken from the subclaims.
  • a hydraulic stroke transformer In the case of a hydraulic stroke transformer according to the invention, there is the advantage that wear-prone guides of guided pistons, which are very complicated both during manufacture and during operation, are avoided.
  • the new design of a hydraulic Hubübertragers acts in the short times during the injection phase of an injector like a conventional hydraulic lift, namely as a rigid bearing.
  • the new hydraulic stroke transmitter resembles gene changes that continue to adjust as a result of temperature changes. This is due to different expansion coefficients of different materials.
  • the invention has an advantageous effect in the direction that a hydraulic lifting transformer is constructed as a low-wear construction. This contributes to the fact that no elaborately manufactured piston or piston guides, which are also susceptible to wear during operation, must be installed.
  • the hydraulic bearing functions such that a support while the injector is injecting acts on a fixed bearing.
  • a throttle is provided in the hydraulic system.
  • different expansions of different materials can be compensated for by slowing down in the hydraulic system via throttled paths.
  • the metal bellows are each connected via welds with their adjacent components. It is also associated with special advantages when larger hydraulic volumes that can not be realized otherwise, are reduced by displacers. This ensures that a low-loss lifting transformer can be realized. This is based on the fact that so-called incompressible fluids have a finite thermal expansion coefficient. This can have a negative effect on larger amounts of liquid at fluctuating temperature or fluctuating pressure.
  • the positioning of the metal bellows is arranged concentrically to the solid-state actuator axis of the solid-state actuator.
  • the hydraulic system has only a movable piston, which is not moved in a Hubübertragung or lifting transformation, but only with temperature changes, especially in the hydraulic fluid in the hydraulic volume.
  • a possibility of presetting the pressure in the hydraulic fluid is very advantageous.
  • a mechanical spring for pressure adjustment is advantageous.
  • At least one displacer can be inserted into at least one of the hydraulic volumes (11, 12, 13).
  • a modular structure can be created.
  • the use of metal bellows achieves the advantage that an absolutely dense and low-friction hydraulic lifting transformer can be realized.
  • a Hubübersetzer or a Hubuntersetzer can be easily represented by the interpretation of the pressure effective areas in the hydraulic system. This results in a hydraulic bearing with stroke transformation.
  • FIG. 1A shows a hydraulic stroke transformer with clearance compensation, which is connected to a nozzle needle, at temperature Tl.
  • FIG. 1B shows a representation corresponding to FIG. 1A, with the metal-sealed hydraulic stroke transmitter with clearance compensation at a lower operating temperature T2,
  • FIG. 1C shows a detail corresponding to FIG. 1B, wherein the annular gap between the hollow cylinder of the movable piston and the central opening in the fixed bearing is clarified
  • FIG. 2A shows a metal-sealed hydraulic stroke transmitter with play compensation in connection with a nozzle needle, by means of which a valve is actuated
  • FIG. 2B shows the opened state of the valve according to a representation according to FIG. 2A
  • FIG. 3 shows an embodiment which has displacers in a large hydraulic volume.
  • FIGS. 1A and 1B show, in principle, the same structure, in which FIG. 1A the operating temperature T 1 is applied which is greater than the operating temperature T 2 corresponding to the operating temperature T 1.
  • gur IB Both figures have substantially the same components designated by like reference numerals.
  • a solid-state actuator 4 which may be a piezoelectric actuator or a magnetostrictive actuator.
  • the actuator is supported at the rear with its rear end 61 at a fixed bearing 7.
  • this has an end plate 8, which is preferably connected via a weld to the first metal bellows 1. In this case, the first hydraulic volume 11 is shown.
  • the first metal bellows 1 is at its other end, viewed in the axial direction of the solid-state actuator 4, fixedly and hermetically sealed to a fixed bearing 71, which is preferably done by a weld.
  • the fixed bearing 71 is provided with a central opening 19 into which a hollow cylinder 10 belonging to a movable piston 9 extends axially and extends at least as far as the first hydraulic space 11.
  • the inner volume of the hollow cylinder 10 forms part of the third hydraulic chamber 13.
  • a second hydraulic chamber 12 is represented by a second metal bellows 2 is positioned concentrically to the hollow cylinder 10, welded to the fixed bearing 71 and the head of the movable piston 9.
  • the piston 9 has a part with a larger diameter than the hollow cylinder 10 and comprises a central opening whose diameter corresponds approximately to the inner diameter of the hollow cylinder.
  • a third metal bellows 3 is on the one hand to the movable piston and on the other hand welded to an end plate 81.
  • the hydraulic system 18 of the claimed Hubübertragers is realized.
  • the rear end of a nozzle needle 16, which opens and closes a valve 20, is in each case to be contacted or connected to the end plate 81.
  • the movable piston 9 By means of the spring 14, supported by the bearing 72, the movable piston 9 is pressurized, this pressure is adjustable via the spring.
  • the spring 15 acts as a return spring for the valve 20th
  • first metal bellows 1 and the second metal bellows 2 are fixedly attached to opposite sides of the fixed bearing 71 by a weld and are hermetically sealed are.
  • a first hydraulic volume 11 and the second metal bellows 2 delimit a second hydraulic volume 12 by the first metal bellows 1.
  • the opening 19 in the fixed bearing 71 is indicated at a central position, wherein the hollow cylinder 10, which is part of the movable piston 9, partially shown. Between hollow cylinder 10 and the edge of the opening 19 of the fixed bearing 71 of the annular gap 5 is formed. This annular gap 5 forms the throttle between the first and the second hydraulic volume 11, 12.
  • the third hydraulic volume 13 is bounded radially by the movable piston 9, shown overall as a hollow body, and the third metal bellows 3, which is closed off at its end remote from the solid-body actuator 4 by an end plate 81. It thus becomes clear that the first hydraulic volume 11 is throttled in communication with the second hydraulic volume 12 and communicates unthrottled with the third hydraulic volume 13.
  • a nozzle needle which controls a valve 20 is additionally attached to the end plate 81.
  • the hydraulic fluid contained in the hydraulic volume 11, 12, 13 is compressed in each case at one stroke and ensures the ratio of the pressure-effective surfaces in the first hydraulic volume 11 and third hydraulic volume 13 for a corresponding stroke ratio.
  • What is essential here is the ratio of the annular surfaces on the underside of the first hydraulic volume 11 and on the underside of the third hydraulic volume 13, that is, on the end plate 81.
  • FIG. 2A shows a closed injector and in FIG. 2B an open injector with an open valve 20.
  • the structure of the stroke transformer in FIGS. 2A, 2B corresponds without modification to that of FIG. 1A or FIG. Differences arise in comparison between FIGS. 2A and 2B in that the solid state actuator 4 is shown in FIG. 2B in the elongated state. This means that its dimensions are greater in the longitudinal direction than in FIG. 2A.
  • the hydraulic fluid in the first hydraulic volume 11 is compressed and the first metal bellows 1 is also compressed.
  • the increased in the first hydraulic volume 11 pressure continues unthrottled on in the third hydraulic volume 13.
  • the third metal bellows 3 au ground the ratios of the pressure-effective areas, as described above, extended by a certain amount.
  • Figure 3 shows a hydraulic Hubauertager or a hydraulic Hubübersetzer according to the figures IA, IB, 2A with a closed valve, whereby an injector is realized.
  • at least one displacer 17 is housed or formed in one or more hydraulic volumes.
  • the displacer 17 is formed for a cuboid or annular in the first hydraulic volume 11, wherein the displacer 17 is part of the fixed bearing 71.
  • the fixed bearing 1 is likewise provided with cuboidal or annular displacers 17, which project into the second hydraulic volume 12 in the direction of the nozzle needle. It is essential that moving elements such as the movable piston 9 are not hindered in their movement.
  • Another displacer in Figure 3 is positioned in the third hydraulic volume 13, which may be connected to the end plate 81 and thus the pressure-effective surface on the end plate 81 is displaced in the direction of the actuator.
  • the new design acts like a conventional hydraulic lever in the short times during which the injector injects.
  • the design compensates for changes in length that occur, for example, due to temperature changes.
  • the structure itself is a closed, separately manufactured and thus leak-free unit. It is completely metallic sealed and requires no guides.
  • the invention combines the advantages of Hubübersburg, the play compensation for the prevention of idle stroke, the absence of leakage through the use of metallic seals and the absence of wear-prone guides. Compared to versions with mechanical levers, there are a lot of advantages.
  • a hydraulic system has the advantage that the actuator remains in contact with a nozzle needle, so that no idle stroke occurs. This only low oscillations are excited, no idle stroke generated and the utilization of Aktorody is optimized.
  • the metal-sealed, hydraulic stroke transformer with clearance compensation consists of three metal bellows 1, 2, 3. These are filled with a hydraulic fluid. Furthermore, a fixed bearing is included and a spring between the bearing and the piston, or a movable piston.
  • the fixed bearings designated as fixed bearings 7, 71, 72, 73 may all belong to a housing for a hydraulic lifting transformer, hydraulic stroke translator or an injector.
  • the first metal bellows 1 is welded to an end plate 8 of the solid state actuator 4 and to a fixed bearing 71.
  • the end plate 8 may be part of the actuator.
  • the second metal bellows 2 is welded to the fixed bearing 71 and to the movable piston 9.
  • the third metal bellows 3 is welded to the movable piston 9 and to an end plate 81.
  • the end plate 81 seals the third hydraulic volume and serves to transmit power to the nozzle needle 16.
  • a fluid path for the hydraulic fluid in the first hydraulic volume 11 in the metal bellows 1 is provided for connection to the hydraulic fluid in the third hydraulic volume in the third metal bellows 3.
  • the first hydraulic volume 11 in the first metal bellows 1 is also in communication with the second hydraulic volume 12 of the second metal bellows 2, but only via the annular gap 5 acting as throttle on the fixed bearing 71 between the first metal bellows 1 and the second metal bellows 2 Annular gap 5 can run slow balancing operations whereby the movable piston 9 is offset. In the long term, the same pressure will thus occur in all three hydraulic volumes 11, 12, 13 everywhere. This is determined by the spring 14 between the housing and the movable piston 9. This is also the case when the volume of the hydraulic fluid changes due to the change in temperature. In Figure IB, this is shown in the case of cooling. The first metal bellows 3 expands, but the larger second metal bellows 2 compresses.
  • the second and third hydraulic volumes 12, 13 become just so much smaller that the thermal effects are compensated.
  • the first hydraulic volume 11 remains constant, with second-order effects such as the rigidity of the actuator being negligible.
  • There is no leakage because the entire hydraulic system 18 is enclosed in metal bellows.
  • the pressure in the hydraulic fluid remains constant at least as long as the spring 14 operates in the proportional range.
  • the thermal length compensation is an advantage, but it will also compensate for such changes in length, which are not thermally induced.
  • the embodiment with reduced hydraulic volume according to Figure 3 shows the environment of a possible practical problem, which may occur in the previous figures.
  • a relatively large volume of hydraulic fluid on the one hand, the need for compensating volume for temperature changes may be directly proportional to the amount of hydraulic fluid charged.
  • the hydraulic rigidity of a liquid column decreases with height.
  • a low-loss lifting transformer should have as stiff a characteristic as possible. Both problems can be reduced if the space within the metal bellows is partially filled by one or more displacers.
  • the shape of the displacer is freely selectable, as long as the necessary bellows movement for clearance compensation according to the figures IA and IB and for the injection according to the figures 2A and 2B is not hindered.
  • Figure 3 shows an embodiment with two displacers 17, both displacers are easy to produce turned parts and only enlargements of components that are needed anyway.

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Abstract

Hydraulischer Hubübertrager, insbesondere Hubübersetzer oder Injektor, umfassend einen Festkörperaktor (4) zur Erzeugung von Hub, ein Hydrauliksystem (18) zur hydraulischen Übertragung von Hub des Festkörperaktors, insbesondere auf ein Steuerelement, wie eine Düsennadel eines Ventils, wobei das Hydrauliksystem (18) Hydraulikvolumen (11,12,13) aufweist, welche durch Metallbälge nach außen hermetisch abgedichtet sind und ein hydraulisches Lager mit Spielausgleich darstellen. Die Vorteile gegenüber herkömmlichen hydraulischen Hebeln bestehen darin, dass eine vollständige metallische Dichtung vorliegt und eine verschleißarme Konstruktion realisierbar ist. Weiterhin kann ein modularer Aufbau erzeugt werden.

Description

Beschreibung
Hydraulischer Hubübertrager
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Hubübertrager, der einen von einem Festkörperaktor vorgegebenen Hub weiterleitet. Meist ist damit eine Übersetzung verbunden, um den von Haus aus geringen Hub von Festkörperaktoren zu vergrößern.
Zur Einbringung einer gewünschten Kraftstoffmenge in beliebige Verbrennungsprozesse sind in der Regel Injektoren notwendig, mittels der eine Kraftstoffmenge dosierbar ist. Da sehr viele Verbrennungsprozesse mit der Direkteinspritzung von unter Hochdruck stehendem Brennstoff ablaufen, werden häufig besonders schnell arbeitende Aktoren eingesetzt, welche Injektoren antreiben. Dies bedeutet, dass ein Aktor einen Hub erzeugt, welcher beispielsweise eine Injektornadel betätigt, die ihrerseits ein Ventil öffnet und einen Brennstoff in vorbestimmten Zeitintervallen und in einstellbaren Durchfluss- mengen für einen Verbrennungsprozess freigibt. Verbrennungsluft wird in diesem Fall separat zugeführt.
Injektoren für Hochdruck-Direkteinspritzung benutzen dabei häufig schnelle Aktoren, wie beispielsweise Piezo Multilayer Aktoren (PMA) . Dies sind Festkörperaktoren, deren zentrales Element aus einer Vielzahl von piezoelektrischen Schichten besteht. Weiterhin sind so genannte magnetostriktive Festkörperaktoren bekannt, die einen magnetisch mechanischen Effekt für die Erzeugung eines Hubes ausnutzen. Für die Erzeugung eins Hubes ist wichtig, dass derartige Festkörperaktoren einen zu geringen Hub aufweisen, um eine Injektornadel soweit zu öffnen, dass die gewünschte Brennstoffmenge eingebracht wird. Besonders bei Gasinjektoren, die einen größeren Hub erfordern als Injektoren, die flüssigen Brennstoff dosieren, wird dies zu einem wesentlichen Problem. Dies führt dazu, dass lediglich Konstruktionen mit einem Hubübersetzer in Frage kommen . Im Fall des Einsatzes von Wasserstoff als Brennstoff kommt erschwerend hinzu, dass das kleine und leichte Wasserstoffmolekül leicht durch nichtmetallische Elemente wie Gummimembranen diffundiert. Somit wird die Auswahl eines geeigneten Übersetzers zu einem zentralen Problem beim Injektorbau. Dies resultiert auch aus der Tatsache, dass ein Übersetzer viele Eigenschaften eines Injektors bestimmt und im Gegensatz zu einem Aktor konstruktiv umgestaltet werden kann.
In bisherigen Problemlösungen erfolgt eine Hubvergrößerung durch mechanische Übersetzung oder durch teilweise nichtmetallisch gedichtete hydraulische Übersetzung. Mechanische Übersetzer, die beispielsweise einen mechanischen Hebel verwenden, sind allgemein anfällig für Verschleiß und für uner- wünschte Schwingungen. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Leerhub zwischen Aktor und Übersetzer erforderlich ist, beispielsweise, um eine Leckage zu verhindern, die bei thermischer Längenänderung aufgrund von Erwärmung auftreten könnte. Infolgedessen wird ein Aufschlag des Aktors, beispielsweise auf eine Düsennadel stattfinden, wodurch der Injektor ungünstig beeinflusst wird. Ungleichmäßiges Einspritzen und unsichere Öffnungs- und Schließcharakteristika sind die Folge. Ein Leerhub zwischen Aktor und Übersetzer ist auch deshalb unerwünscht, weil die Aktorauslenkung bis zum Kontakt mit der Düsennadel ungenutzt bleibt.
Eine Vergrößerung des Hubes eines Aktors mit einer Übersetzung von weniger als 1:2 wird oft mit mechanischen Hebeln realisiert. Bei Injektoren für Dieselmotoren kann beispielswei- se das mechanische Übersetzungsverhältnis 1:1,6 betragen. Gasinjektoren benötigen typischerweise größere Übersetzungen. Bei Gasinjektoren werden meist hydraulische Übersetzer, auch bezeichnet als hydraulische Hebel, eingesetzt. Bei der Direkteinspritzung von CNG (komprimiertes Erdgas) wird bei- spielsweise eine Hubübersetzung von 1:6 verwendet.
Durch Einsatz eines hydraulischen Übersetzers kann der Leerhub vermieden werden, so dass ständig die Wirkungskette zwi- sehen Aktor und Düsennadel vorhanden ist. Dies schlägt sich direkt im konstruktiven Aufbau nieder. Anders betrachtet wird die Aktorauslenkung zu einem größeren Teil vom Injektor ausgenutzt und umgesetzt.
Ein Nachteil im Stand der Technik ist beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik der zu beachtende weite Temperaturbereich, der von - 40 C° bis + 150 C° reichen kann. Dies kann bei der Betrachtung von Flüssigkeitsvolumina erhebliche VoIu- menveränderungen mit sich bringen. Spitzenwerte können wesentlich über 30 % Volumenzunahme liegen. Aus diesem Grund benötigen hydraulische Hubübersetzer in den meisten Fällen eine Verbindung zu einem Reservoir.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 042 786 Al wird beispielsweise ein Kraftstoffinjektor offenbart, der mit hermetisch abgedichtetem Hydrauliksystem ausgestattet ist. In dieser Druckschrift werden so genannte geführte Kolben verwendet. Derartige geführte Kolben erfordern hohe mechanische Präzision in der Fertigung und sind sehr anfällig für Verschleiß .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Hubübersetzer zu beschreiben, der ein abgeschlossenes hydrau- lisches System aufweist, ein hydraulisches Lager bildet und Verschleiß arm ausgelegt ist. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die jeweilige Merkmalskombination der Hauptansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
Bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Hubübertrager ergibt sich der Vorteil, dass verschleißanfällige Führungen von geführten Kolben, die sowohl in der Herstellung, als auch im Betrieb sehr aufwändig sind, umgangen werden. Der neue Aufbau eines hydraulischen Hubübertragers wirkt in den kurzen Zeiten während der Einspritzphase eines Injektors wie ein herkömmlicher hydraulischer Hubübertrager, nämlich als steifes Lager. Zusätzlich gleicht der neue hydraulische Hubübertrager Län- genänderungen aus, die sich nach wie vor durch Temperaturänderungen einstellen. Dies begründet sich auf unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten verschiedener Materialien.
Die Erfindung wirkt vorteilhaft in der Richtung, dass ein hydraulischer Hubübertrager als verschleißarme Konstruktion aufgebaut ist. Das trägt bei, dass keinerlei aufwändig herzustellende Kolben oder Kolbenführungen, die außerdem im Betrieb verschleißanfällig sind, eingebaut werden müssen.
Eine vorteilhafte Verbesserung der hermetischen Abdichtung eines hydraulischen Systems geschieht durch den Einsatz von Metallbälgen, die mehrere Hydraulikvolumen nach außen hin hermetisch dicht abgrenzen. Diese Hydraulikvolumen stehen un- tereinander gedrosselt oder ungedrosselt in Verbindung.
Wird zunächst die Eigenschaft einer hydraulischen Hubübertragers betrachtet, so sorgen so genannte hydraulische Lager für einen Spielausgleich, indem auftretender Leerhub ausgeglichen wird. Damit bleibt beispielsweise ein Aktor auf Anlage zu einer Düsennadel. Ein weiterer Vorteil wird durch eine metallische Abdichtung in Form der Metallbälge erzielt, die den wesentlichen Vorteil einer leckagefreien Abdichtung mit sich bringt. Beide Vorteile sind mit unterschiedlichen Zeitkon- stanten des hydraulischen Systems verbunden.
In kurzen Zeiten, während denen beispielsweise ein Injektor einspritzt, funktioniert das hydraulische Lager, dahingehend, dass eine Abstützung, während der Injektor einspritzt, auf ein festes Lager wirkt. Hierzu ist im Hydrauliksystem eine Drossel vorgesehen ist. Über längere Zeiträume können sich aber unterschiedliche Ausdehnungen verschiedener Materialien ausgleichen, indem langsame Ausgleichsvorgänge in dem Hydrauliksystem über gedrosselte Pfade ablaufen.
Zur Vervollständigung der optimierten hermetischen Abdichtung des Hydrauliksystems sind die Metallbälge jeweils über Schweißnähte mit ihren benachbarten Bauelementen verbunden. Es ist weiterhin mit besonderen Vorteilen verbunden, wenn größere Hydraulikvolumen, die sich nicht anders realisieren lassen, durch Verdränger verkleinert werden. Damit wird si- chergestellt, dass ein verlustarmer Hubübertrager realisierbar ist. Dies begründet sich darauf, dass so genannte in- kompressible Fluide einen endlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dieser kann sich bei größeren Mengen an Flüssigkeit bei schwankender Temperatur beziehungsweise schwankendem Druck negativ auswirken.
Zur vorteilhaften Ausbildung des Hydrauliksystems ist die Positionierung der Metallbälge konzentrisch zur Festkörperaktorachse des Festkörperaktors angeordnet.
Das Hydrauliksystem weist lediglich einen bewegbaren Kolben auf, der nicht bei einer Hubübertragung oder Hubtransformation bewegt wird, sondern nur bei Temperaturänderungen, insbesondere im Hydraulikfluid in den Hydraulikvolumen. Dabei ist eine Möglichkeit der Druckvorgabe in dem Hydraulikfluid sehr vorteilhaft. Insbesondere ist eine mechanische Feder zur Druckeinstellung vorteilhaft.
Zur Reduzierung des Volumens eines Hydraulikfluids ist min- destens ein Verdränger in mindestens eines der Hydraulikvolumen (11, 12, 13) einsetzbar.
Die Vorteile gegenüber herkömmlichen hydraulischen Hebeln bestehen darin, dass eine vollständige metallische Dichtung vorliegt und eine verschleißarme Konstruktion realisierbar ist .
Weiterhin kann ein modularer Aufbau erzeugt werden. Der Einsatz von Metallbälgen erzielt den Vorteil, dass ein absolut dichter und reibungsarmer hydraulischer Hubübertrager, realisierbar ist. Ein Hubübersetzer oder auch ein Hubuntersetzer lassen sich leicht durch die Auslegung der Druck wirksamen Flächen im Hydrauliksystem darstellen. Dies ergibt ein hydraulisches Lager mit Hubtransformation.
Im Folgenden werden anhand der begleitenden schematischen Figuren die Erfindung nicht einschränkende Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei werden gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen benannt.
Figur IA zeigt einen hydraulischen Hubübertrager mit Spielausgleich, der an eine Düsennadel angeschlossen ist, bei Temperatur Tl,
Figur IB zeigt eine Darstellung entsprechend Figur IA, wobei der metallisch gedichtete hydraulische Hubübertrager mit Spielausgleich bei einer geringeren Betriebstemperatur T2,
FigurlC zeigt eine Einzelheit entsprechend Figur IB, wobei der Ringspalt zwischen dem Hohlzylinder des beweglichen Kolbens und der zentralen Öffnung im Festlager verdeutlicht wird,
Figur 2A zeigt einen metallisch gedichteten hydraulischen Hubübertrager mit Spielausgleich in Verbindung mit einer Düsennadel, durch welche ein Ventil betätigt wird,
Figur 2B zeigt den geöffneten Zustand des Ventils entsprechend einer Darstellung nach Figur 2A,
Figur 3 zeigt eine Ausführung, welche in einem großen Hydraulikvolumen Verdränger aufweist.
Die Figuren IA und IB zeigen prinzipiell den gleichen Aufbau, wobei in der Figur IA die Betriebstemperatur Tl anliegt, welche größer ist als die Betriebstemperatur T2 entsprechend Fi- gur IB. Beide Figuren weisen im Wesentlichen gleiche mit gleichen Bezugszeichen benannte Bauelemente auf. Es ist ein Festkörperaktor 4 vorhanden, welcher ein piezoelektrischer Aktor oder ein magnetostriktiver Aktor sein kann. Der Aktor stützt sich rückwärtig mit seinem hinteren Ende 61 an einem Festlager 7 ab. Am vorderen Ende 62 des Festkörperaktors weist dieser eine Endplatte 8 auf, welche vorzugsweise über eine Schweißnaht mit dem ersten Metallbalg 1 verbunden ist. Dabei wird das erste Hydraulikvolumen 11 dargestellt.
Der erste Metallbalg 1 ist an seinem anderen Ende, in axialer Richtung des Festkörperaktors 4 betrachtet, mit einem Festlager 71 fest und hermetisch dicht verbunden, was vorzugsweise durch eine Schweißnaht geschieht.
Das Festlager 71 ist mit einer zentralen Öffnung 19 ausgestattet, in welche ein zu einem beweglichen Kolben 9 gehörender Hohlzylinder 10 axial hineinreicht und sich zumindest bis zum ersten Hydraulikraum 11 erstreckt. Das innere Volumen des Hohlzylinders 10 bildet einen Teil des dritten Hydraulikraums 13. Ein zweiter Hydraulikraum 12 wird dargestellt, indem ein zweiter Metallbalg 2 konzentrisch zum Hohlzylinder 10 positioniert wird, am Festlager 71 und am Kopf des beweglichen Kolbens 9 angeschweißt wird. Der Kolben 9 weist dazu einen Teil mit größerem Durchmesser als der Hohlzylinder 10 auf und um- fasst eine zentrale Öffnung, deren Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Hohlzylinders entspricht.
Ein dritter Metallbalg 3 wird einerseits an den beweglichen Kolben und ist andererseits mit einer Endplatte 81 verschweißt. Damit ist das Hydrauliksystem 18 des beanspruchten Hubübertragers realisiert. Zur Darstellung eines Injektors ist an die Endplatte 81 jeweils das hintere Ende einer Düsennadel 16, die ein Ventil 20 öffnet und schließt, zu kontak- tieren oder zu verbinden.
Mittels der Feder 14 wird, abgestützt vom Festlager 72, der bewegliche Kolben 9 unter Druck gesetzt, wobei dieser Druck über die Feder einstellbar ist. Damit lässt sich der im gesamten Hydrauliksystem 18 vorhandene Druck, der sich in den Hydraulikkammern 11, 12, 13 einheitlich einstellen kann, über die Feder 14 vorgeben. Die Feder 15 wirkt als Rückstellfeder für das Ventil 20.
In der Einzelheit, die in Figur IB gekennzeichnet ist und die in Figur IC vergrößert dargestellt ist, wird sichtbar, dass der erste Metallbalg 1 und der zweite Metallbalg 2 an gegenü- berliegenden Seiten des Festlagers 71 durch eine Schweißnaht jeweils fest angebracht und hermetisch dicht angekoppelt sind. Dabei werden durch den ersten Metallbalg 1 ein erstes Hydraulikvolumen 11 und durch den zweiten Metallbalg 2 ein zweites Hydraulikvolumen 12 abgegrenzt. Weiterhin ist die Öffnung 19 im Festlager 71 an zentraler Position angedeutet, wobei der Hohlzylinder 10, der Teil des beweglichen Kolbens 9 ist, teilweise dargestellt ist. Zwischen Hohlzylinder 10 und dem Rand der Öffnung 19 des Festlagers 71 ist der Ringspalt 5 ausgebildet. Dieser Ringspalt 5 bildet die Drossel zwischen dem ersten und dem zweiten Hydraulikvolumen 11, 12.
Das dritte Hydraulikvolumen 13 wird radial begrenzt von dem insgesamt als Hohlkörper dargestellten, beweglichen Kolben 9, sowie dem dritten Metallbalg 3, welcher an seinem dem Festkörperaktor 4 abgewandten Ende mit einer Endplatte 81 abgeschlossen ist. Somit wird deutlich, dass das erste Hydraulikvolumen 11 mit dem zweiten Hydraulikvolumen 12 gedrosselt in Verbindung steht und mit dem dritten Hydraulikvolumen 13 ungedrosselt in Verbindung steht.
Zur Realisierung eines Injektors ist an der Endplatte 81 zusätzlich eine Düsennadel angebracht, die ein Ventil 20 steuert.
Über den Betrieb des Festkörperaktors 4 wird das in den Hydraulikvolumen 11, 12, 13 enthaltene Hydraulikfluid jeweils bei einem Hub komprimiert und sorgt über das Verhältnis der druckwirksamen Flächen im ersten Hydraulikvolumen 11 und im dritten Hydraulikvolumen 13 für eine entsprechende Hubübersetzung. Wesentlich ist dabei das Verhältnis der Ringflächen an der Unterseite des ersten Hydraulikvolumens 11 und an der Unterseite des dritten Hydraulikvolumens 13, das heißt, auf der Endplatte 81.
In Figur IB ist sichtbar, dass durch die Temperatur T2, die kleiner ist als die Temperatur Tl nach Figur IA, eine Zusammenziehung des Hydraulikfluides zu einer Verkürzung des zwei- ten Metallbalgs 2 geführt hat. Es ist kein Leerhub zwischen Aktor und Düsennadel aufgetreten. Dies bedeutet, dass ein Ausgleich dieses durch Temperaturschwankungen auftretenden mechanischen Spieles durch den hydraulischen Hubübertrager, insbesondere hydraulischen Übersetzer, ausgeglichen worden ist. Bei einem erneuten Hub des Festkörperaktors 4 wird der hydraulische Hubübertrager kurzzeitig ein festes hydraulisches Lager beziehungsweise einen festen hydraulischen Hebel vorfinden, da die Strömungsmenge von Hydraulikfluid im Ringspalt 5 gedrosselt und damit begrenzt ist.
In der Figur 2A ist ein geschlossener Injektor dargestellt und in der Figur 2B ein offener Injektor mit geöffnetem Ventil 20. Der Aufbau des Hubübertragers in den Figuren 2A, 2B entspricht ohne Änderung dem der Figur IA oder der Figur IB. Unterschiede ergeben sich im Vergleich zwischen den Figuren 2A und 2B dadurch, dass der Festkörperaktor 4 in Figur 2B im elongierten Zustand dargestellt ist. Das heißt, dass seine Maße in Längsrichtung größer sind, als in Figur 2A. Damit wird die Hydraulikflüssigkeit im ersten Hydraulikvolumen 11 komprimiert und der erste Metallbalg 1 ist ebenfalls gestaucht. Der im ersten Hydraulikvolumen 11 erhöhte Druck setzt sich ungedrosselt fort in das dritte Hydraulikvolumen 13. Damit wird der dritte Metallbalg 3 augrund der Verhältnisse der Druck wirksamen Flächen, wie oben beschrieben, um einen bestimmten Betrag verlängert. Entsprechendes geschieht mit der Düsennadel 16, die entsprechend versetzt wird. Um die Anfälligkeit des Hydrauliksystems 18 auf Temperaturschwankungen abzukoppeln, ist es vorteilhaft, große Hydraulikvolumen weitestgehend anzupassen. Dies bedeutet in der Regel eine Verkleinerung der Hydraulikvolumen, welche auf sol- che Bereiche gerichtet ist, die notwendige Hydraulikströme nicht behindern.
Figur 3 zeigt einen hydraulischen Hubübertager beziehungsweise einen hydraulischen Hubübersetzer entsprechend den Figuren IA, IB, 2A mit geschlossenem Ventil, wodurch ein Injektor realisiert ist. Dabei wird mindestens ein Verdränger 17 in einem oder in mehreren Hydraulikvolumen untergebracht beziehungsweise ausgebildet. In Figur 3 ist der Verdränger 17 zum einen quaderförmig oder ringförmig im ersten Hydraulikvolumen 11 ausgebildet, wobei der Verdränger 17 Teil des Festlagers 71 ist. In der Darstellung nach Figur 3 ist das Festlager 1 ebenso mit quaderförmigen oder ringförmigen Verdrängern 17 versehen, welche in Richtung Düsennadel in das zweite Hydraulikvolumen 12 hineinragen. Wesentlich ist dabei, dass bewegte Elemente wie beispielsweise der bewegliche Kolben 9 in ihrer Bewegung nicht behindert werden.
Ein weiterer Verdränger in Figur 3 ist in dem dritten Hydraulikvolumen 13 positioniert, wobei dieser mit der Endplatte 81 verbunden sein kann und somit die druckwirksame Fläche an der Endplatte 81 sich in Richtung Aktor verlagert.
Der neue Aufbau wirkt in den kurzen Zeiten, während derer der Injektor einspritzt, wie ein herkömmlicher hydraulischer He- bei. Zusätzlich gleicht der Aufbau Längenänderungen aus, die sich zum Beispiel durch Temperaturänderungen einstellen. Der Aufbau selbst ist eine geschlossene, separat zu fertigende und damit leckagefreie Einheit. Sie ist vollständig metallisch gedichtet und benötigt keine Führungen.
Die Erfindung kombiniert die Vorteile der Hubübersetzung, des Spielausgleichs für die Vermeidung von Leerhub, die Leckagefreiheit durch die Verwendung von metallischen Dichtungen und das Fehlen von verschleißanfälligen Führungen. Gegenüber Ausführungen mit mechanischen Hebeln taucht eine Menge von Vorteilen auf. Ein hydraulisches System hat den Vorteil, dass der Aktor auf Anlage an einer Düsennadel bleibt, so dass kein Leerhub auftritt. Damit werden nur geringe Schwingungen angeregt, kein Leerhub erzeugt und die Ausnutzung der Aktortätigkeit wird optimiert.
Der metallisch gedichtete, hydraulische Hubübertrager mit Spielausgleich besteht aus drei Metallbälgen 1, 2, 3. Diese sind mit einem hydraulischen Fluid befüllt. Weiterhin ist ein Festlager umfasst sowie eine Feder zwischen Festlager und Kolben, beziehungsweise einem beweglichen Kolben. Die im Verlauf als Festlager 7, 71, 72, 73 bezeichneten Festlager kön- nen beispielsweise sämtlich zu einem Gehäuse für einen hydraulischen Hubübertrager, hydraulischen Hubübersetzer oder einen Injektor gehören.
Der erste Metallbalg 1 ist an einer Endplatte 8 des Festkör- peraktors 4 und an einem Festlager 71 angeschweißt. Die Endplatte 8 kann Teil des Aktors sein. Der zweite Metallbalg 2 ist am Festlager 71 und am beweglichen Kolben 9 angeschweißt. Der dritte Metallbalg 3 ist am beweglichen Kolben 9 und an einer Endplatte 81 angeschweißt. Die Endplatte 81 dichtet das dritte Hydraulikvolumen und dient der Kraftübertragung auf die Düsennadel 16.
Über eine Öffnung 19, vorzugsweise zentral positioniert, im Festlager 71 ist ein Fluidpfad für das Hydraulikfluid im ers- ten Hydraulikvolumen 11 im Metallbalg 1 gegeben zur Verbindung mit dem Hydraulikfluid im dritten Hydraulikvolumen im dritten Metallbalg 3.
Das erste Hydraulikvolumen 11 im ersten Metallbalg 1 steht ebenfalls mit dem zweiten Hydraulikvolumen 12 des zweiten Metallbalgs 2 in Verbindung, allerdings lediglich über den als Drossel wirkenden Ringspalt 5 am Festlager 71 zwischen dem ersten Metallbalg 1 und dem zweiten Metallbalg 2. Über diesen Ringspalt 5 können langsame Ausgleichsvorgänge ablaufen wodurch der beweglichen Kolben 9 versetzt wird. Auf Dauer stellt sich damit in allen drei Hydraulikvolumen 11, 12, 13 überall der gleiche Druck ein. Dieser wird von der Feder 14 zwischen Gehäuse und dem beweglichen Kolben 9 bestimmt. Dies ist auch dann der Fall, wenn sich das Volumen des Hydrau- likfluids durch Temperaturänderung verändert. In Figur IB ist dies für den Fall einer Abkühlung dargestellt. Der erste Metallbalg 3 expandiert, wobei jedoch der größere zweite Me- tallbalg 2 komprimiert. In Summe werden die zweiten und dritten Hydraulikvolumen 12, 13 gerade so viel kleiner, dass die thermischen Effekte kompensiert werden. Das erste Hydraulikvolumen 11 bleibt dabei konstant, wobei Effekte zweiter Ordnung, wie die Steifigkeit des Aktors vernachlässigbar sind. Es tritt keine Leckage auf, da das gesamte Hydrauliksystem 18 in Metallbälgen eingeschlossen ist. Der Druck im Hydrau- likfluid, bleibt zumindest so lange konstant, wie die Feder 14 im Proportionalbereich arbeitet. Der thermische Längenausgleich ist ein Vorteil, es werden jedoch auch solche Längen- änderungen ausgeglichen, die nicht thermisch bedingt sind.
Hierzu zählen beispielsweise Alterungsprozesse im Festkörperaktor, welche dessen Polarisierung und damit seine Länge ändern können. Durch den Spielausgleich bleiben alle Elemente auf Kontakt.
Bei schnellen Vorgängen zeigt sich ein ganz anderes Verhalten des Systems. Während der kurzen Betätigungszeit des Aktors ist der Strömungswiderstand im Ringspalt 5 derart groß, dass praktisch gar kein Fluidaustausch zwischen den ersten und zweiten Hydraulikvolumen 11, 12 stattfindet. Typische Einspritzvorgänge bei der Kraftstoffeinspritzung im Kraftfahrzeug dauern jedoch nur wenige Millisekunden.
Damit sind die beiden wünschenswerten Eigenschaften "hydrau- lisch mit Spielausgleich" und "leckagefrei metallisch abgedichtet" in einer Anordnung vereinigt. Die Trennung der Funktionen erfolgt über die verschiedenen Zeitkonstanten. Dabei kann die Zeitkonstante des Spielausgleichs über die Dimensio- nierung des Spaltmaßes am Ringspalt 5 und der Viskosität des Hydraulikfluids sogar noch eingestellt werden. Bewegt werden lediglich Metallbälge. Diese benötigen keine besonderen Führungen und sind auch nicht besonders verschleißanfällig.
Das Ausführungsbeispiel mit reduziertem Hydraulikvolumen entsprechend Figur 3 zeigt die Umgebung eins möglichen praktischen Problems, was in den vorhergehenden Figuren auftreten kann. Bei relativ großem Volumen des Hydraulikfluids kann zum einen der Bedarf an Ausgleichsvolumen bei Temperaturänderungen direkt proportional zur eingefüllten Menge an Hydrau- likfluid sein. Zum anderen nimmt die hydraulische Steifigkeit einer Flüssigkeitssäule mit der Höhe ab. Ein verlustarmer Hubübertrager soll jedoch möglichst steife Charakteristik auf- weisen. Beide Probleme lassen sich verringern, wenn der Raum innerhalb der Metallbälge teilweise von einem oder mehreren Verdrängerkörpern ausgefüllt wird. Die Form der Verdränger ist frei wählbar, solange die notwendige Balgbewegung für Spielausgleich entsprechend den Figuren IA und IB und für die Einspritzung entsprechend den Figuren 2A und 2B nicht behindert wird. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei Verdrängerkörpern 17, wobei beide Verdränger einfach herzustellende Drehteile sind und lediglich Vergrößerungen von Bauteilen, die ohnehin benötigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulischer Hubübertrager umfassend:
- einen Festkörperaktor (4) zur Erzeugung von Hub, - ein Hydrauliksystem (18) zur Darstellung eines hydraulischen Lagers für den Festkörperaktor zur Übertragung von Hub des Festkörperaktors, insbesondere auf ein Steuerelement wie eine Düsennadel eines Ventils, und zur Darstellung eines Spielausgleichs, - wobei das Hydrauliksystem (18) Hydraulikvolumen (11, 12,
13) aufweist, welche durch Metallbälge nach außen hermetisch abgedichtet sind.
2. Hubübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikvolumen (11,12,13) mit Hydraulikfluid gefüllt sind
3. Hubübertrager nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
- den Festkörperaktor (4), der am rückwärtigen Ende (61) an einem Festlager (7) abgestützt ist,
- den ersten Metallbalg (1), der fest und hermetisch dicht verbunden ist mit einer Endplatte (8) am vorderen Ende (62) des Festkörperaktors (4) und am Festlager (71), unter Bildung des ersten Hydraulikvolumens (11), - den zweiten Metallbalg (2), der fest und hermetisch dicht verbunden mit einerseits dem Festlager (71) und andererseits einem beweglichen Kolben (9) unter Bildung des zweiten Hydraulikvolumens (12),
- den dritten Metallbalg (3) , der fest und hermetisch dicht verbunden ist mit einerseits dem beweglichen Kolben (9) und andererseits einer Endplatte (81) und der Darstellung eines dritten Hydraulikvolumens (13),
- wobei das zweite Hydraulikvolumen (12) am äußeren Umfang abgegrenzt ist durch den zweiten Metallbalg (2), stirnseitig durch eine radiale Fläche des beweglichen Kolbens (9) und durch eine radiale Fläche am Festlager (71), sowie nach innen durch den als Hohlzylinder (10) ausgebildeten beweglichen Kolben (9), wobei sich der Hohlzylinder (10) unter Bildung eines Ringspaltes (5) durch eine Öffnung (19) im Festlager (71) hindurch bis zum ersten Hydraulikvolumen (11) erstreckt, sodass das erste und das zweite Hydraulikvolumen (11, 12) über den Ringspalt (5) miteinander verbunden sind und, - wobei an der mit dem dritten Metallbalg (3) fest und hermetisch dicht verbundenen Endplatte (81) ein übertragener Hub des Festkörperaktors (4) abgreifbar ist.
4. Hubübertrager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Hubübertrager zugleich ein Hubübersetzer oder ein Hubuntersetzer ist.
5. Hubübertrager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungen zwischen Metallbälgen zu benachbarten Bauelementen durch Schweißverbindungen dargestellt sind.
6. Hubübertrager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbälge konzentrisch zur Festkörperaktorachse angeordnet sind.
7. Hubübertrager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in den Hydraulikvolumen (11, 12, 13) vorhandener Druck durch eine Feder, die auf den KoI- ben (9) wirkt auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist.
8. Hubübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verdränger (17) in mindestens ein der Hydraulikvolumen (11, 12, 13) vorhanden ist.
9. Hubübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubübertrager als ein Modul realisierbar ist.
10. Injektor zur Dosierung von Fluiden umfassend
- einen Festkörperaktor (4) zur Erzeugung von Hub, - ein Hydrauliksystem (18) zur Darstellung eines hydraulischen Lagers für den Festkörperaktor zur Übertragung von Hub des Festkörperaktors, insbesondere auf ein Steuerelement wie eine Düsennadel eines Ventils, und zur Darstellung eines Spielausgleichs,
- wobei das Hydrauliksystem (18) Hydraulikvolumen (11, 12, 13) aufweist, welche durch Metallbälge nach außen hermetisch abgedichtet sind.
11. Injektor nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:
- den Festkörperaktor (4), der am rückwärtigen Ende (61) einem Festlager (7) abgestützt ist,
- den ersten Metallbalg (1), der fest und hermetisch dicht verbunden ist mit einerseits einer Endplatte (8) am vorderen Ende (62) des Festkörperaktors (4) und andererseits am Festlager (71), unter Bildung des ersten Hydraulikvolumens (11),
- den zweiten Metallbalg (2), der fest und hermetisch dicht verbunden ist mit einerseits dem Festlager (71) und andererseits einem beweglichen Kolben (9) unter Bildung des zweiten Hydraulikvolumens (12),
- den dritten Metallbalg (3) , der fest und hermetisch dicht verbunden ist mit einerseits dem beweglichen Kolben (9) und andererseits einer Endplatte (81), unter Darstellung eines dritten Hydraulikvolumens (13), - wobei der bewegliche Kolben (9) einen Hohlzylinder (10) aufweist, welcher sich durch das zweite Hydraulikvolumen (12) hindurch erstreckt, sowie durch eine Öffnung (19) im Festlager (71) und bis zum ersten Hydraulikvolumen (11) reicht, und
- wobei an der den dritten Metallbalg (3) abschließenden End- platte (81) eine Düsennadel (16) anliegt oder angebracht ist.
12. Injektor nach einem der Ansprüche 10 - 11, dadurch gekennzeichnet dass mindestens ein Verdränger (17) in mindestens einem der Hydraulikvolumen (11, 12, 13) vorhanden ist.
13. Injektor nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubübertrager zugleich ein Hubübersetzer oder Hubuntersetzer ist.
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