WO2013087475A1 - Einspritzventil - Google Patents

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WO2013087475A1
WO2013087475A1 PCT/EP2012/074479 EP2012074479W WO2013087475A1 WO 2013087475 A1 WO2013087475 A1 WO 2013087475A1 EP 2012074479 W EP2012074479 W EP 2012074479W WO 2013087475 A1 WO2013087475 A1 WO 2013087475A1
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WO
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pin
actuator
injection valve
opening
nozzle needle
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/074479
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jignesh Jagani
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to DE112012005186.6T priority Critical patent/DE112012005186B4/de
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    • 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
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/704—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with actuator and actuated element moving in different directions, e.g. in opposite directions

Definitions

  • the invention relates to an injection valve, in particular an injection valve for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • Injection valves for an internal combustion engine of a motor vehicle can have actuators which are designed in particular as piezo actuators.
  • Such actuators have a piezoceramic material.
  • the actuators may change their longitudinal extent, depending on an electric field acting in the piezoceramic material.
  • Piezoelectric actuators, which are used as actuators, in particular in injection valves for internal combustion engines in motor vehicles, are arranged in a housing such that a stroke movement in the axial direction can be carried out. It is desirable to provide an injector that allows reliable operation.
  • an injection valve comprises an actuator which is designed to exert a stroke along a longitudinal axis.
  • the injection valve further has an axially movably arranged nozzle needle.
  • the injection valve comprises a hydrostatic lever device.
  • the hydrostatic lever device is coupled to the actuator at a first end.
  • the hydrostatic lever device is coupled to the nozzle needle at a second end.
  • the hydrostatic lever device is adapted to transmit the actuator force to the nozzle needle.
  • the hydrostatic lever device is arranged in the injection valve so that it translates a stroke of the actuator.
  • a directly driven injection valve is enabled, which allows a reliable fast opening and closing of the injector. It is also possible to evaluate the actuator signal, for example voltage and / or capacity of the actuator signal, for example to determine the opening of the injection valve or the time of closing. Thus, the injection valve is effectively and reliably controlled. In addition, the friction of the movement is reduced by the use of the hydrostatic lever device with a liquid as a transmission medium.
  • the lever device comprises a housing, which surrounds a chamber for receiving a liquid with a first and a second opening.
  • the lever device comprises a first pin, which is arranged axially movable in the first opening and which is coupled to the actuator.
  • the lever device comprises a second pin, which is arranged axially movable in the second opening and which is coupled to the nozzle needle.
  • the first pin has a larger area in cross section to the longitudinal axis than the second pin.
  • the pins are in particular movable in each case in the direction of the longitudinal axis.
  • the nozzle needle is movable in particular along the longitudinal axis. In operation, the stroke of the actuator is transmitted to the first pin so that it moves in a first direction.
  • the liquid is displaced from the first opening.
  • the displaced liquid pushes the second pin out of the second opening.
  • the movement of the second pen causes the nozzle del moves.
  • the housing surrounds the chamber such that the first and second openings are spaced apart from one another elongate rectified to the longitudinal axis and between the first and second openings a connecting line is arranged, which hydraulically connects the first opening to the second opening coupled and the guer is aligned to the longitudinal axis.
  • the actuator is in particular a piezoelectric element, in particular a piezoceramic element.
  • the actuator uses, for example, the piezoelectric effect to perform by applying an electrical voltage, the hub, so a mechanical movement.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an injection valve according to an embodiment
  • Figure 2 shows a part of a housing of an injection valve according to an embodiment
  • FIG. 3 shows a coupling element of an injection valve according to a
  • the injection valve 100 is designed in particular as an injection valve for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the injection valve 100 has an actuator 101.
  • the actuator 101 is in particular a piezoactuator with a piezoelectric element 102.
  • the actuator 101 is coupled to a coupling element 121 by means of a pin 105.
  • the coupling element 121 is coupled in the embodiment shown with two pins 118.
  • the two pins 118 are each arranged in a first opening 116 axially movable in the direction of a longitudinal axis of the injection valve 100.
  • Openings 116 are each surrounded by a common housing 113.
  • the first opening 116 is in each case part of a chamber 114 filled with a liquid 115.
  • the housing 113 surrounds the chambers 114 in each case such that the chambers 114 each have a second opening 117.
  • the housing 113 surrounds the chambers 114 in such a way that between the first opening 116 and the second opening 117, a connecting line 120 is arranged, which couple the first opening 116 and the second opening 117 hydraulically with each other.
  • a second pin 119 is arranged to be axially movable in the direction of the longitudinal axis L.
  • the second pins 119 are each coupled to a flat extended end portion 104 of a nozzle needle 103.
  • the end portion 104 protrudes over the main part of the nozzle needle 103.
  • the injection valve 100 thus has, between the actuator 101 and the nozzle needle 103, a hydrostatic lever device 110, which transmits a stroke of the actuator 101 to the nozzle needle 103.
  • the hydrostatic lever device 110 is mechanically coupled to the actuator 101 with a first end 111.
  • the hydrostatic lever device 110 is mechanically coupled to the nozzle needle 103 at a second end 112.
  • the hydrostatic lever device 110 is configured such that the first pin 118 has a larger area than the second pin 119 relative to the longitudinal axis L.
  • the second pin 119 is displaced a first distance by a distance is greater than the first distance.
  • This makes it possible to move the nozzle needle 104 by a greater distance than the stroke of the piezoelectric element 102.
  • smaller and therefore less expensive piezoelectric elements can be used and yet is a reliable operation with a sufficient valve opening by a sufficiently large movement of the nozzle needle 103rd possible.
  • the fluid 115 is especially diesel or gasoline.
  • the liquid 115 is of the same type as the liquid injected into the internal combustion engine through the injector 100.
  • a spring 106 is arranged between the housing 113 and the first pin 118, which is adapted to it is to exert a spring force in the direction of the first pin 118.
  • the spring 106 pushes the first pin 118 in the direction of the coupling element 121 during a closing operation of the injection valve 100.
  • the second pin 119 it is also possible for the second pin 119 to move in the direction away from the coupling element 121 during the closing operation.
  • the nozzle needle to move in the direction away from the coupling element in the closed position.
  • the movement of the first pin 118 is supported by the spring 106, and thus the injection valve 100 can be closed well and reliably.
  • the spring 106 the first pin 118 as possible always in contact with the coupling element 121st
  • a further spring 107 is arranged, which is designed to exert a spring force in the direction of the second pin 119.
  • the spring 107 By the spring 107, the second pin 119 is kept as possible in contact with the end portion 104 of the nozzle needle 103. As a result, a precise and reliable operation of the injection valve 100 is possible.
  • the housing 113 is made of two separately manufactured parts 108 and 109.
  • the individual part 108 facing the actuator 101 surrounds the two openings 116 and 117, which are introduced into the individual part 108, for example, by two bores.
  • the individual part 109 facing away from the actuator 101 has a notch, so that when the two individual parts 108 and 109 are in operative condition in contact with each other, the connecting line 120 between the first opening 116 and the second opening 117 is formed.
  • the first opening 116 and the second opening 117 extend in the same direction to the longitudinal axis L and the connecting line 120 to the longitudinal axis L.
  • a stroke of the actuator 101 in the direction of the nozzle needle 103 through the hydrostatic lever device 110 transferred to the nozzle needle 103 so that the nozzle needle 103 moves in the direction of the actuator 101 and the injector 101 is opened, for example.
  • the coupling element 121 between the actuator 101 and the first pin 118 has, in the embodiment shown, a base body 122 which extends in a planar manner with respect to the longitudinal axis L.
  • the main body 122 is always in contact with the pin 105 when possible.
  • the coupling element 121 has at its spaced from the longitudinal axis L each end in the direction of the nozzle needle 103 projecting portion 123, which is respectively coupled to the first pin 118.
  • the coupling element 121 has a shape which enables the nozzle needle 103 to move in the direction of the coupling element 121 while the coupling element 121 moves simultaneously in the direction of the nozzle needle 103. In particular, there is an intermediate space between the coupling element 121 and the end region 104 of the nozzle needle 103.
  • the volume of the chamber 114 is chosen to be relatively small so that the transmission of movement from the first pin 118 to the second pin 119 occurs substantially simultaneously without delay.
  • Injector 100 possible. This makes it possible to evaluate actuator signals such as, for example, voltage, current or capacitance and to use them for example for controlling the injection valve or regulating the injection valve 100.
  • actuator signals such as, for example, voltage, current or capacitance
  • the injection valve 100 has no switching leakage as injection valves with servo drive. Servo-operated injectors have a switching leak when the actuator is activated and the servo valve is open. Energy is lost through this leakage.
  • the injection valve 100 does not have a valve which corresponds to a servo valve and thus has no switching leakage.
  • hydrostatic lever device 110 with the fluid 115 as the transmission medium reduces friction losses compared to mechanical levers.
  • the first pin 118 and the second pin 119 each have a cylindrical shape. According to further embodiments, the pins 118 and 119 have a different shape, which makes it possible to displace liquid or to be displaced by the liquid 115.
  • the shape of the openings 116 and 117 is dependent on the shape of the pins 118 and 119.
  • the cross-section of the pin 118 and the first opening 116 are adapted to each other, that between the pin 118 and the housing 113, a small gap of, for example, between 3 and 4 ⁇ is formed.
  • the cross section of the second pin 119 and the second opening 117 are coordinated so that between the second pin 119 and the housing 113 a small gap of, for example, between 3 and 4 ⁇ is arranged.
  • the coupling element 121 and the first pin 118 are separate components that are movable relative to each other. During operation of the injector 100, it is possible for a small clearance to occur between the coupler 121 and the first pin 118, such that the coupler 121 and the first pin 118 will not contact each other for a short period of time.
  • the coupling element 121 and the first pin 118 are firmly connected to each other, so that they are not movable relative to each other.
  • the housing 113 is integrally formed according to embodiments.
  • One or both of the springs 106 and 107 is omitted according to embodiments.
  • FIG. 1 shows only elements of the injection valve 100, in particular to describe the hydrostatic lever device 110.
  • the injection valve 100 further components, not shown, such as a spring which pushes the nozzle needle 100 in the direction away from the actuator 101 to press the nozzle needle 100 in its closed position and the injection valve 100 to close.
  • Figure 2 shows an example of another embodiment of the
  • FIG. 3 shows by way of example a further embodiment of the coupling element 121 with the projecting regions 123.
  • the projecting regions 123 are arranged according to embodiments the first pins 118 and, for example, in the first opening 116 of the individual part 108 of the housing 113 according to FIG.

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Abstract

Ein Einspritzventil umfasst: - einen Aktuator (101), der ausgebildet ist zum Ausüben eines Hubs entlang einer Längsachse (L), - eine axial beweglich angeordnete Düsennadel (103), - eine hydrostatische Hebelvorrichtung (110), die mit einem ersten Ende (111) mit dem Aktuator (101) und mit einem zweiten Ende (112) mit der Düsennadel (103) gekoppelt ist, um den Hub des Aktuators (101) auf die Düsennadel (103) zu übertragen.

Description

Beschreibung Einspritzventil Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil, insbesondere ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs .
Einspritzventile für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahr- zeugs können Aktuatoren aufweisen, die insbesondere als Piezo- aktuatoren ausgebildet sind. Derartige Aktuatoren weisen ein piezokeramisches Material auf. Die Aktuatoren können ihre Längsausdehnung verändern, abhängig von einem elektrischen Feld, das in dem piezokeramischen Material wirkt. Piezoelektrische Aktu- atoren, die als Stellglieder genutzt werden, insbesondere in Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, sind so in einem Gehäuse angeordnet, dass eine Hubbewegung in axialer Richtung ausgeführt werden kann. Es ist wünschenswert, ein Einspritzventil anzugeben, das einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Einspritzventil einen Aktuator, der ausgebildet ist zum Ausüben eines Hubs entlang einer Längsachse. Das Einspritzventil weist weiterhin eine axial beweglich angeordnete Düsennadel auf. Das Einspritzventil umfasst eine hydrostatische Hebelvorrichtung. Die hydrostatische Hebelvorrichtung ist mit einem ersten Ende mit dem Aktuator gekoppelt. Die hydrostatische Hebelvorrichtung ist mit einem zweiten Ende mit der Düsennadel gekoppelt. Die hydrostatische Hebelvorrichtung ist eingerichtet, die Aktuatorkraft auf die Düsennadel zu übertragen. Die hydrostatische Hebelvorrichtung ist so in dem Einspritzventil angeordnet, dass sie einen Hub des Aktuators übersetzt. Durch die hydrostatische Hebelvorrichtung wird der Hub des Aktuators so verstärkt, dass die Düsennadel aufgrund des Hubs des Aktuators eine größere Distanz zurücklegt als der Hub des Aktuators ist. So ist ein direkt angetriebenes Einspritzventil ermöglicht, das ein zuverlässiges schnelles Öffnen und Schließen des Einspritzventils ermöglicht. Dabei ist es auch möglich, das Aktuator- signal, beispielsweise Spannung und/oder Kapazität des Aktuator- Signals auszuwerten, beispielsweise um die Öffnung des Einspritzventils oder den Zeitpunkt des Schließens zu bestimmen. Damit ist das Einspritzventil effektiv und zuverlässig steuerbar. Zudem ist die Reibung der Bewegung durch die Verwendung der hydrostatischen Hebelvorrichtung mit einer Flüssigkeit als Übertragungsmedium reduziert .
Gemäß Ausführungsformen umfasst die Hebelvorrichtung ein Gehäuse, das eine Kammer zur Aufnahme einer Flüssigkeit mit einer ersten und einer zweiten Öffnung umgibt. Die Hebelvorrichtung umfasst einen ersten Stift, der in der ersten Öffnung axial beweglich angeordnet ist und der mit dem Aktuator gekoppelt ist. Die Hebelvorrichtung umfasst einen zweiten Stift, der in der zweiten Öffnung axial beweglich angeordnet ist und der mit der Düsennadel gekoppelt ist. Der erste Stift weist im Querschnitt zur Längsachse eine größere Fläche auf als der zweite Stift. Die Stifte sind insbesondere jeweils in Richtung der Längsachse beweglich. Die Düsennadel ist insbesondere entlang der Längsachse beweglich. In Betrieb wird der Hub des Aktuators auf den ersten Stift übertragen, so dass sich dieser in eine erste Richtung bewegt. Dabei wird die Flüssigkeit aus der ersten Öffnung verdrängt. Die verdrängte Flüssigkeit drückt den zweiten Stift aus der zweiten Öffnung. Durch die Bewegung des zweiten Stifts wird die Düsenna- del bewegt. Dadurch, dass der erste Stift guer zur Längsachse eine größere Fläche aufweist als der zweite Stift, bewirkt die Bewegung des ersten Stifts eine Bewegung des zweiten Stifts über eine größere Distanz als der erste Stift zurücklegt.
Gemäß Ausführungsformen umgibt das Gehäuse die Kammer so, dass die erste und die zweite Öffnung beabstandet zueinander länglich ausgedehnt gleichgerichtet zu der Längsachse ausgebildet sind und zwischen der ersten und der zweiten Öffnung eine Verbindungs- leitung angeordnet ist, die die erste Öffnung hydraulisch mit der zweiten Öffnung koppelt und die guer zur Längsachse ausgerichtet ist. Somit ist es möglich, dass ein Hub des Aktuators in Richtung der Ventilnadel durch die hydrostatische Hebelvorrichtung so übertragen wird, dass die Düsennadel in die dem Hub entgegen gesetzte Richtung bewegt wird. Die Düsennadel wird in Richtung des Aktuators bewegt.
Der Aktuator ist insbesondere ein piezoelektrisches Element, insbesondere ein piezokeramisches Element. Der Aktuator nützt beispielsweise den Piezoeffekt aus, um durch Anlegen einer elektrischen Spannung den Hub auszuführen, also eine mechanische Bewegung .
Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten
Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse zueinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzuse- hen . Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Einspritzventils gemäß einer Ausführungsform,
Figur 2 einen Teil eines Gehäuses eines Einspritzventils gemäß einer Ausführungsform, und
Figur 3 ein Koppelelement eines Einspritzventils gemäß einer
Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausschnitts eines Einspritzventils 100. Das Einspritzventil 100 ist insbesondere als Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Das Einspritzventil 100 weist einen Aktuator 101 auf. Der Aktua- tor 101 ist insbesondere ein Piezoaktuator mit einem piezoelektrischen Element 102. Der Aktuator 101 ist mittels eines Stifts 105 mit einem Koppelelement 121 gekoppelt.
Das Koppelelement 121 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit zwei Stiften 118 gekoppelt. Die beiden Stifte 118 sind jeweils in einer ersten Öffnung 116 axial in Richtung einer Längsachse des Einspritzventils 100 beweglich angeordnet. Die ersten
Öffnungen 116 werden jeweils von einem gemeinsamen Gehäuse 113 umgeben. Die erste Öffnung 116 ist jeweils Teil einer mit einer Flüssigkeit 115 gefüllten Kammer 114. Das Gehäuse 113 umgibt die Kammern 114 jeweils so, dass die Kammern 114 jeweils eine zweite Öffnung 117 aufweisen. Das Gehäuse 113 umgibt die Kammern 114 jeweils so, dass zwischen der ersten Öffnung 116 und der zweiten Öffnung 117 eine Verbindungsleitung 120 angeordnet ist, die die erste Öffnung 116 und die zweite Öffnung 117 hydraulisch miteinander koppeln. In der zweiten Öffnung 117 ist jeweils ein zweiter Stift 119 axial beweglich in Richtung der Längsachse L angeordnet. Die zweiten Stifte 119 sind jeweils mit einem flächig ausgedehnten Endbereich 104 einer Düsennadel 103 gekoppelt. Der Endbereich 104 springt guer über den Hauptteil der Düsennadel 103 vor.
Das Einspritzventil 100 weist folglich zwischen dem Aktuator 101 und der Düsennadel 103 eine hydrostatische Hebelvorrichtung 110 auf, die einen Hub des Aktuators 101 auf die Düsennadel 103 überträgt. Die hydrostatische Hebelvorrichtung 110 ist mit einem ersten Ende 111 mechanisch mit dem Aktuator 101 gekoppelt. Die hydrostatische Hebelvorrichtung 110 ist mit einem zweiten Ende 112 mechanisch mit der Düsennadel 103 gekoppelt.
Die hydrostatische Hebelvorrichtung 110 ist so ausgebildet, dass der erste Stift 118 guer zur Längsachse L eine größere Fläche aufweist als der zweite Stift 119. Somit wird der zweite Stift 119 bei einer Verschiebung des ersten Stifts 118 um eine erste Distanz um eine Distanz verschoben, die größer ist als die erste Distanz. Dadurch ist es möglich, die Düsennadel 104 um eine größere Distanz zu bewegen als der Hub des piezoelektrischen Elements 102. Dadurch können kleinere und damit kostengünstigere piezoelektrische Elemente verwendet werden und dennoch ist ein verlässlicher Betrieb mit einer ausreichenden Ventilöffnung durch eine genügend große Bewegung der Düsennadel 103 möglich.
Die Flüssigkeit 115 ist insbesondere Diesel oder Benzin. Die Flüssigkeit 115 ist insbesondere von der gleichen Art wie die Flüssigkeit, die durch das Einspritzventil 100 in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Gemäß Ausführungsformen ist zwischen dem Gehäuse 113 und dem ersten Stift 118 eine Feder 106 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine Federkraft in Richtung des ersten Stifts 118 auszuüben. Die Feder 106 drückt den ersten Stift 118 während eines Schließvorgangs des Einspritzventils 100 in Richtung des Koppelelements 121. Dadurch ist es auch für den zweiten Stift 119 möglich sich währenddes Schließvorgangs in Richtung weg vom Koppelelement 121 zu bewegen. Somit ist es für die Düsennadel möglich sich in Richtung weg vom Koppelelement in die Schließposition zu bewegen . Durch die Feder 106 wird die Bewegung des ersten Stifts 118 unterstützt und somit ist das Einspritzventil 100 gut und zu- verlässig schließbar. Zudem ist durch die Feder 106 der erste Stift 118 möglichst stets in Kontakt mit dem Koppelelement 121.
Gemäß Ausführungsformen ist zwischen dem zweiten Stift 119 und dem Gehäuse 113 eine weitere Feder 107 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, eine Federkraft in Richtung des zweiten Stifts 119 auszuüben. Durch die Feder 107 wird der zweite Stift 119 möglichst immer in Kontakt mit dem Endbereich 104 der Düsennadel 103 gehalten. Dadurch ist ein präziser und zuverlässiger Betrieb des Einspritzventils 100 möglich.
Gemäß Ausführungsformen ist das Gehäuse 113 aus zwei separat hergestellten Einzelteilen 108 und 109 gefertigt. Das dem Aktua- tor 101 zugewandte Einzelteil 108 umgibt die zwei Öffnungen 116 und 117, die beispielsweise durch zwei Bohrungen in das Einzel- teil 108 eingebracht sind. Das dem Aktuator 101 abgewandte Einzelteil 109 weist eine Einkerbung auf, so dass, wenn die beiden Einzelteile 108 und 109 in betriebsfertigem Zustand in Kontakt miteinander sind, die Verbindungsleitung 120 zwischen der ersten Öffnung 116 und der zweiten Öffnung 117 ausgebildet ist.
Gemäß Ausführungsformen verlaufen die erste Öffnung 116 und die zweite Öffnung 117 gleichgerichtet zur Längsachse L und die Verbindungsleitung 120 guer zur Längsachse L. Dadurch wird ein Hub des Aktuators 101 in Richtung der Düsennadel 103 durch die hydrostatische Hebelvorrichtung 110 so auf die Düsennadel 103 übertragen, dass sich die Düsennadel 103 in Richtung des Aktua- tors 101 bewegt und das Einspritzventil 100 beispielsweise geöffnet wird.
Das Koppelelement 121 zwischen dem Aktuator 101 und dem ersten Stift 118 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel einen guer zur Längsachse L flächig ausgedehnten Grundkörper 122 auf. Der Grundkörper 122 ist in Betrieb möglichst stets in Kontakt mit dem Stift 105. Das Koppelelement 121 weist an seinem von der Längsachse L beabstandeten Ende jeweils einen in Richtung der Düsennadel 103 vorspringenden Bereich 123 auf, der jeweils mit dem erste Stift 118 gekoppelt ist. Das Koppelelement 121 weist eine Form auf, die es ermöglicht, dass sich die Düsennadel 103 in Richtung des Koppelelements 121 bewegt während sich das Koppelelement 121 gleichzeitig in Richtung der Düsennadel 103 bewegt. Insbesondere ist zwischen dem Koppelelement 121 und dem Endbereich 104 der Düsennadel 103 ein Zwischen- räum.
Das Volumen der Kammer 114 ist verhältnismäßig klein gewählt, so dass die Übertragung der Bewegung von dem ersten Stift 118 auf den zweiten Stift 119 im Wesentlichen zeitgleich ohne Verzögerung geschieht. Somit ist ein schnelles Öffnen und Schließen des
Einspritzventils 100 möglich. Dadurch ist es möglich, Aktuator- signale wie beispielsweise Spannung, Strom oder Kapazität auszuwerten und beispielsweise für die Steuerung des Einspritzventils beziehungsweise Regelung des Einspritzventils 100 zu verwenden.
Zwischen dem Gehäuse 113 und dem ersten Stift 118 beziehungsweise dem zweiten Stift 119 ist ein schmaler Spalt vorgesehen, durch den Flüssigkeit aus der Kammer 114 austreten kann beziehungsweise in die Kammer 114 eintreten kann. Dies hat jedoch keine Einflüsse auf die unmittelbare Übertragung des Hubs des Aktuators 101 auf die Düsennadel 103. Das Einspritzventil 100 weist keine Umschaltleckage wie Einspritzventile mit Servoantrieb auf. Ein- spritzventile mit Servoantrieb weisen eine Umschaltleckage auf, wenn der Aktuator aktiviert ist und das Servoventil offen ist. Durch diese Leckage geht Energie verloren. Das Einspritzventil 100 weist kein Ventil auf, das einem Servoventil entspricht, und weist somit keine Umschaltleckage auf.
Durch die Verwendung der hydrostatischen Hebelvorrichtung 110 mit der Flüssigkeit 115 als Übertragungsmedium werden Reibungsverluste im Vergleich zu mechanischen Hebeln verringert.
Dadurch, dass das Koppelelement 121 durch die Feder 106 in Kontakt mit dem Stift 105 gehalten wird, entsteht zwischen dem Koppelelement 121 und dem Stift 105 kein Zwischenraum. Somit ist ein genauer und zuverlässiger Betrieb des Einspritzventils 100 möglich .
Gemäß Ausführungsformen weisen der erste Stift 118 und der zweite Stift 119 jeweils eine zylindrische Form auf. Gemäß weiteren Ausführungsformen weisen die Stifte 118 und 119 eine andere Form auf, die es ermöglicht, Flüssigkeit zu verdrängen beziehungsweise von der Flüssigkeit 115 verdrängt zu werden.
Die Form der Öffnungen 116 und 117 ist abhängig von der Form der Stifte 118 und 119. Der Querschnitt des Stifts 118 und der ersten Öffnung 116 sind so aneinander angepasst, dass zwischen dem Stift 118 und dem Gehäuse 113 ein kleiner Spalt von beispielsweise zwischen 3 und 4 μηι ausgebildet ist. Der Querschnitt des zweiten Stifts 119 und der zweiten Öffnung 117 sind so aufeinander abgestimmt, dass zwischen dem zweiten Stift 119 und dem Gehäuse 113 ein kleiner Spalt von beispielsweise zwischen 3 und 4 μηι angeordnet ist.
Gemäß Ausführungsformen sind das Koppelelement 121 und der erste Stift 118 separate Bauteile, die relativ zueinander beweglich sind. Während dem Betrieb des Einspritzventils 100 ist es möglich, dass ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Koppelelement 121 und dem ersten Stift 118 auftritt, so dass sich das Koppelelement 121 und der erste Stift 118 für einen kleinen Zeitraum nicht berühren.
Gemäß weiteren Ausführungsformen sind das Koppelelement 121 und der erste Stift 118 fest mit einander verbunden, so dass sie relativ zueinander nicht beweglich sind.
Das Gehäuse 113 ist gemäß Ausführungsformen einstückig ausgebildet .
Auf eine oder auf beide der Federn 106 und 107 wird gemäß Ausfüh- rungsformen verzichtet.
Figur 1 zeigt lediglich Elemente des Einspritzventils 100, um insbesondere die hydrostatische Hebelvorrichtung 110 zu beschreiben . In betriebsfertigem Zustand weist das Einspritzventil 100 weitere nicht gezeigte Bauteile auf, wie Beispielsweise eine Feder, die die Düsennadel 100 in Richtung weg vom Aktuator 101 drückt, um die Düsennadel 100 in ihre Schließposition zu drücken und das Einspritzventil 100 zu Schließen. Figur 2 zeigt beispielhaft eine weitere Ausführungsform der
Ausgestaltung der ersten Öffnung 116 und der zweiten Öffnung 117. Diese weisen jeweils eine von einer Kreisform abweichende Form auf. Die erste Öffnung 116 und die zweite Öffnung 117 weisen jeweils eine Nierenform auf. Figur 3 zeigt beispielhaft eine weitere Ausführungsform des Koppelelements 121 mit den vorspringenden Bereichen 123. Die vorspringenden Bereiche 123 sind gemäß Ausführungsformen gleich- zeitig die ersten Stifte 118 und beispielsweise in der ersten Öffnung 116 des Einzelteils 108 des Gehäuses 113 gemäß Figur 2 angeordnet .

Claims

Patentansprüche :
1. Einspritzventil, das aufweist:
- einen Aktuator (101), der ausgebildet ist zum Ausüben eines Hubs entlang einer Längsachse (L) ,
- eine axial beweglich angeordnete Düsennadel (103),
- eine hydrostatische Hebelvorrichtung (110), die mit einem ersten Ende (111) mit dem Aktuator (101) und mit einem zweiten Ende (112) mit der Düsennadel (103) gekoppelt ist, um den Hub des Aktuators (101) auf die Düsennadel (103) zu übertragen.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, bei dem die hydrostatische Hebelvorrichtung (110) umfasst:
- ein Gehäuse (113), das eine Kammer (114) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (115) mit einer ersten (116) und einer zweiten (117)
Öffnung umgibt,
- einen ersten Stift (118), der in der ersten Öffnung (116) axial beweglich angeordnet ist und der mit dem Aktuator (101) gekoppelt ist,
- einen zweiten Stift (119), der in der zweiten Öffnung (117) axial beweglich angeordnet ist und der mit der Düsennadel (103) gekoppelt ist, wobei der erste Stift (118) guer zur Längsachse (L) eine größere Fläche aufweist als der zweite Stift (119) .
3. Einspritzventil nach Anspruch 2 , bei dem das Gehäuse (113) die Kammer (114) so umgibt, dass die erste (116) und die zweite (117) Öffnung beabstandet zueinander länglich ausgedehnt in Richtung der Längsachse (L) ausgebildet sind und zwischen der ersten (116) und der zweiten (117) Öffnung eine Verbindungsleitung (120) angeordnet ist, die die erste Öffnung (116) hydraulisch mit der zweiten Öffnung (117) koppelt und die guer zur Längsachse (L) ausgerichtet ist.
4. Einspritzventil nach Anspruch 2 oder 3, umfassend: - ein Koppelelement (121) mit einem quer zur Längsachse (L) flächig ausgedehnten Grundkörper (122) und einem in Richtung der Längsachse (L) vorspringenden Bereich (123), wobei der Grundkörper (122) mechanisch mit dem Aktuator (101) gekoppelt ist und der vorspringende Bereich (123) mechanisch mit dem ersten Stift (118) gekoppelt ist.
5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Düsennadel (103) einen quer zur Längsachse flächig ausgedehnten Endbereich (104) aufweist, wobei der zweite Stift (119) auf der dem Aktuator (101) abgewandten Seite des Endbereichs (104) mechanisch mit dem Endbereich (104) gekoppelt ist.
6. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Aktuator (101) ein piezoelektrisches Element (102) aufweist.
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