DE19946833C2 - Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten - Google Patents
Ventil zum Steuern von FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung geht von einem Ventil zum Steuern von
Flüssigkeiten gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.
Aus der EP 0 477 400 A1 ist ein derartiges Ventil, welches
über einen piezoelektrischen Aktor betätigbar ist, bereits
bekannt. Dieses bekannte Ventil weist eine Anordnung für
einen in Hubrichtung wirkenden Wegtransformator des
piezoelektrischen Aktors auf, bei der die Auslenkung des
piezoelektrischen Aktors über eine Hydraulikkammer übertra
gen wird, welche als hydraulische Übersetzung bzw. Kopplung
und Toleranzausgleichselement arbeitet.
Die Hydraulikkammer schließt zwischen zwei sie begrenzenden
Kolben, von denen ein Kolben mit einem kleineren Durchmes
ser ausgebildet ist und mit einem anzusteuernden Ventil
glied verbunden ist und der andere Kolben mit einem
größeren Durchmesser ausgebildet ist und mit dem piezoelek
trischen Aktor verbunden ist, ein gemeinsames Ausgleichsvolumen
ein. Die Hydraulikkammer ist derart zwischen den
beiden Kolben eingespannt, daß der Betätigungskolben des
Ventilgliedes, das in seiner Ruhelage mittels einer oder
mehrerer Federn relativ zu einer vorgegebenen Position
gehalten ist, einen um das Übersetzungsverhältnis des
Kolbendurchmessers vergrößerten Hub macht, wenn der größere
Kolben durch den piezoelektrischen Aktor um eine bestimmte
Wegstrecke bewegt wird. Das Ventilglied, die Kolben und der
piezoelektrische Aktor liegen dabei auf einer gemeinsamen
Achse hintereinander. Über das Ausgleichsvolumen der
Hydraulikkammer können Toleranzen aufgrund von Temperatur
gradienten im Bauteil oder unterschiedlichen Temperaturaus
dehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien sowie
eventuelle Setzeffekte ausgeglichen werden, ohne daß
dadurch eine Änderung der Position des anzusteuernden
Ventilgliedes auftritt.
Der hydraulische Koppler benötigt einen Systemdruck,
welcher aufgrund von Leckage abfällt, falls keine ausrei
chende Nachfüllung mit Hydraulikflüssigkeit stattfindet.
Aus der Praxis sind bei Common-Rail-Injektoren Lösungen
bekannt, bei denen der Systemdruck zweckmäßig im Ventil
selbst erzeugt wird, wobei ein konstanter Systemdruck auch
bei einem Systemstart sichergestellt ist. Hierzu wird
Hydraulikflüssigkeit aus einem Hochdruckbereich des zu
steuernden Kraftstoffs entnommen und dem Niederdruckbereich
mit dem Systemdruck zugeführt. Dies geschieht mit Hilfe von
Leckspalten, die durch Leck- bzw. Befüllstifte dargestellt
werden.
Wenn jedoch der Druck im Hochdruckbereich ansteigt, nimmt
automatisch die Leckrate in den Systembereich zu. Dies
führt unter Umständen zu einem nicht zulässigen hohen
Leckverlust des Ventils, wobei der Wirkungsgrad des Systems
stark abnimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zur
Steuerung von Flüssigkeiten zu schaffen, mit dem die
Leckverluste bei steigendem Druck im Hochdruckbereich
begrenzt werden.
Das erfindungsgemäße Ventil zur Steuerung von Flüssigkeiten
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil,
daß zur Erzeugung der Mindestleckrate von dem Hochdruckbe
reich in den Niederdruckbereich mit Systemdruck eine
Drosselbohrung benutzt wird, womit der Leckageverlust bei
hohen Drücken im Hochdruckbereich gegenüber der System
druckversorgung durch einen herkömmlichen Leckspalt bzw.
Befüllstift um ein Vielfaches reduziert wird.
Dabei werden auf einfache Art und Weise die grundlegend
unterschiedlichen stömungsphysikalischen Effekte zwischen
der turbulenten Durchströmung einer Drosselbohrung und der
laminaren Spaltströmung um einen Befüllstift zur Realisie
rung der Befüllung des Niederdruckbereiches genutzt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des
Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der
Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils zur
Steuerung von Flüssigkeiten ist in der Zeichnung darge
stellt und wird in der folgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung bei einem Kraft
stoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen im Längs
schnitt, und
Fig. 2 ein Diagramm mit einem stark vereinfachten Verlauf
einer druckabhängigen Leckmenge bei einer erfindungsgemäßen
Drosselbohrung im Vergleich zu der druckabhängigen Leckmen
ge bei einem Befüllstift.
Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt
eine Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils bei einem
Kraftstoffeinspritzventil 1 für Brennkraftmaschinen von
Kraftfahrzeugen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist
vorliegend als ein Common-Rail-Injektor ausgebildet, wobei
die Kraftstoffeinspritzung über das Druckniveau in einem
Ventilsteuerraum 12, welcher mit einer Hochdruckversorgung
verbunden ist, gesteuert wird.
Zur Einstellung eines Einspritzbeginns, einer Einspritzdau
er und einer Einspritzmenge über Kräfteverhältnisse in dem
Kraftstoffeinspritzventil 1 wird ein Ventilglied 2 über
eine als piezoelektrischer Aktor 3 ausgebildete piezoelektrische
Einheit angesteuert, welche auf der ventilsteuer
raum- und brennraumabgewandten Seite des Ventilgliedes 2
angeordnet ist.
Der piezoelektrische Aktor 3 ist aus mehreren Schichten
aufgebaut und weist auf seiner dem Ventilglied 2 zugewand
ten Seite einen Aktorkopf 4 sowie auf seiner dem Ventil
glied abgewandten Seite einen Aktorfuß 5 auf, der sich an
einer Wand eines Ventilkörpers 9 abstützt. An dem Aktorkopf
4 liegt über ein Auflager 6 ein erster Kolben 7 des
Ventilgliedes 2 an, welcher in seinem Durchmesser gestuft
ausgeführt ist.
Das Ventilglied 2 ist axial verschiebbar in einer als
Längsbohrung ausgeführten Bohrung 8 des Ventilkörpers 9
angeordnet und umfaßt neben dem ersten Kolben 7 einen ein
Ventilschließglied 13 betätigenden zweiten Kolben 10, wobei
die Kolben 7 und 10 mittels einer hydraulischen Übersetzung
miteinander gekoppelt sind.
Die hydraulische Übersetzung ist als Hydraulikkammer 11
ausgebildet, die die Auslenkung des piezoelektrischen
Aktors 3 überträgt. Die Hydraulikkammer 11 schließt
zwischen den beiden sie begrenzenden Kolben 7 und 10, von
denen der zweite Kolben 10 mit einem kleineren Durchmesser
und der erste Kolben 7 mit einem größeren Durchmesser
ausgebildet ist, ein gemeinsames Ausgleichsvolumen ein.
Die Hydraulikkammer 11 ist derart zwischen den Kolben 7 und
10 eingespannt, daß der zweite Kolben 10 des Ventilgliedes
2 einen um das Übersetzungsverhältnis des Kolbendurchmessers
vergrößerten Hub macht, wenn der größere erste Kolben
7 durch den piezoelektrischen Aktor 3 um eine bestimmte
Wegstrecke bewegt wird. Das Ventilglied 2, die Kolben 7, 10
und der piezoelektrische Aktor 3 liegen dabei auf einer
gemeinsamen Achse hintereinander.
Über das Ausgleichsvolumen der Hydraulikkammer 11 können
Toleranzen aufgrund von Temperaturgradienten im Bauteil
oder unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten
der verwendeten Materialien sowie eventuelle Setzeffekte
ausgeglichen werden, ohne daß dadurch eine Änderung der
Position des anzusteuernden Ventilschließgliedes 13
auftritt.
An dem ventilsteuerraumseitigen Ende des Ventilgliedes 2
wirkt das kugelartige Ventilschließglied 13 mit an dem
Ventilkörper 9 ausgebildeten Ventilsitzen 14, 15 zusammen,
wobei das Ventilschließglied 13 einen Niederdruckbereich 16
mit einem Systemdruck p_sys von einem Hochdruckbereich 17
mit einem Hochdruck bzw. Raildruck p_R trennt.
Die Ventilsitze 14, 15 sind in einem von dem Ventilkörper 9
gebildeten Ventilniederdruckraum 18 ausgebildet, von dem
ein Leckageablaufkanal 19 und eine zu einem Ventilsystem
druckraum 20 auf der dem piezoelektrischen Aktor 3 zuge
wandten Seite des Ventilgliedes 2 führende Öffnung 21
abführt.
Darüber hinaus weist der Ventilniederdruckraum 18 eine
durch den unteren Ventilsitz 15 gebildete Verbindung zu dem
in Fig. 1 lediglich angedeuteten Ventilsteuerraum 12 in
dem Hochdruckbereich 17 auf. In dem Ventilsteuerraum 12 ist
ein bewegbarer Ventilsteuerkolben angeordnet, der in der
Zeichnung nicht weiter dargestellt ist. Durch axiale
Bewegungen des Ventilsteuerkolbens in dem Ventilsteuerraum
12, der in üblicher Weise mit einer Einspritzleitung
verbunden ist, welche mit einem für mehrere Kraftstoffein
spritzventile gemeinsamen Hochdruckspeicherraum (Common-
Rail) verbunden ist und eine Einspritzdüse mit Kraftstoff
versorgt, wird das Einspritzverhalten des Kraftstoff ein
spritzventils 1 auf an sich bekannte Art gesteuert.
Der Ventilsystemdruckraum 20 schließt an das piezoseitige
Ende der Bohrung 8 an und ist einerseits durch den Ventil
körper 9 und andererseits durch ein mit dem ersten Kolben 7
des Ventilgliedes 2 und dem Ventilkörper 9 verbundenes
Dichtelement 22 begrenzt, wobei eine Leckageleitung 23 aus
dem Ventilsystemdruckraum 20 abführt. Das Dichtelement 22
ist vorliegend als faltenbalgartige Membran ausgebildet und
verhindert, daß der piezoelektrische Aktor 3 mit dem in dem
Ventilsystemdruckraum 20 enthaltenen Kraftstoff in Kontakt
kommt.
Über einen den ersten Kolben 7 umgebenden Spalt 24 und
einen den zweiten Kolben 10 umgebenden Spalt 25 ist eine
Leckage von der Hydraulikkammer 11 in den Ventilnieder
druckraum 18 und insbesondere in den Ventilsystemdruckraum
20 gegeben.
Da die Hydraulikkammer 11 während einer Ansteuer- bzw.
Bestromungspause des piezoelektrischen Aktors 3 wiederbe
füllt werden muß, ist ein Ausgleich einer Leckagemenge des
Niederdruckbereiches 16 durch Entnahme von Hydraulikflüs
sigkeit des Hochdruckbereichs 17 vorgesehen. Hierzu dient
eine Befülleinrichtung 26, welche mit einem Kanal 27, in
dem eine Drosselbohrung 28 angeordnet ist, ausgebildet ist.
Der Kanal 27 der Befülleinrichtung 26 mündet auf der dem
Niederdruckbereich 16 zugewandten Seite der Drosselbohrung
28 in den den ersten Kolben 7 umgebenden Spalt 24, wobei im
Mündungsbereich eine Ringnut 29 vorgesehen ist. Auf der dem
Hochdruckbereich 17 zugewandten Seite der Drosselbohrung 28
mündet der Kanal 27 in den Ventilniederdruckraum 18.
Selbstverständlich kann in einer alternativen Ausführung
auch vorgesehen sein, daß der Kanal 27 der Befülleinrich
tung 26 zu dem den zweiten Kolben 10 umgebenden Spalt 25
führt.
Der Durchmesser der Drosselbohrung 28 ist derart ausgelegt,
daß ein die Drosselbohrung 28 passierender Volumenstrom aus
dem Hochdruckbereich 17 bei einem definierten minimalen
Hochdruck p_R_min die Leckagemenge des Niederdruckbereiches
16 ausgleicht. In der gezeigten Ausführung weist die
Drosselbohrung 28 einen Durchmesser von 50 Mikrometer auf.
Des weiteren ist zwischen der Drosselbohrung 28 und der
Mündung des Kanals 27 in den Ringspalt 29 eine Verbindung
zwischen dem Kanal 27 der Befülleinrichtung 28 und dem
Ventilniederdruckraum 18 über ein Überdruckventil 30
vorgesehen, welches federbelastet ist. Dieses Überdruckven
til 30 dient zur Einstellung eines konstanten Systemdrucks
p_sys in dem Ventilsystemdruckraum 20, so daß der Systemdruck
bei allen zusammenhängenden Common-Rail-Injektoren
gleich gehalten werden kann.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 nach Fig. 1 arbeitet dabei
in nachfolgend beschriebener Weise.
In geschlossenem Zustand des Kraftstoffeinspritzventils 1,
d. h. bei unbestromtem piezoelektrischen Aktor 3 wird das
Ventilschließglied 13 des Ventilglieds 2 durch den Hoch
druck bzw. Raildruck p_R in dem Hochdruckbereich 17 in
Anlage an dem ihm zugeordneten oberen Ventilsitz 14
gehalten, so daß kein Kraftstoff aus dem mit dem Hochdruck
speicherraum verbundenen Ventilsteuerraum 12 in den
Ventilniederdruckraum 18 gelangen und dann durch den
Leckageablaufkanal 19 entweichen kann.
Bei Entlastung des Ventilsteuerraums 12 wird das Ventil
schließglied 13 am oberen Ventilsitz 14 durch eine Feder 31
gehalten.
Im Falle einer langsamen Betätigung, wie sie bei einer
temperaturbedingten Längenänderung des piezoelektrischen
Aktors 3 oder weiterer Ventilbauteile wie z. B. des Ventil
glieds 2 oder des Ventilkörper 9 auftritt, dringt der erste
Kolben 7 mit Temperaturerhöhung in das Ausgleichsvolumen
der Hydraulikkammer 11 ein oder zieht sich bei Temperatur
absenkung daraus zurück, ohne daß dies Auswirkungen auf die
Schließ- und Öffnungsstellung des Ventilgliedes 2 und des
Kraftstoffventils 1 insgesamt hat.
Wenn eine Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil
1 erfolgen soll, wird der piezoelektrische Aktor 3 be
stromt, wodurch dieser seine axiale Ausdehnung schlagartig
vergrößert. Bei einer derartigen schnellen Betätigung des
piezoelektrischen Aktors 3 stützt sich dieser an dem
Ventilkörper 9 ab, wodurch der zweite Kolben 10 das
Ventilschließglied 13 des Ventilgliedes 2 von seinem oberen
Ventilsitz 14 in eine Mittelstellung zwischen den beiden
Ventilsitzen 14, 15 bewegt. Durch die Stellbewegung des
Ventilgliedes 2 wird aufgrund der sich bewegenden Membran
22 das Volumen des Ventilsystemdruckraumes 20 verringert,
wobei ein Druckabbau durch Leckage von der Hydraulikkammer
in den Ventilsystemdruckraum 20 und den Ventilniederdruck
raum 18 und aus diesen über die Leckageleitung 23 und den
Leckageablaufkanal 19 sowie über das Überdruckventil 30
stattfindet.
Nach Ablassen des den Systemdruck p_sys übersteigenden
Drucks in dem Niederdruckbereich 16 kann das Ventilschließ
glied 13 in seine Schließstellung an den unteren Ventilsitz
15 bewegt werden, wodurch kein Kraftstoff mehr aus dem
Ventilsteuerraum 12 in den Ventilniederdruckraum 18
eindringen kann. Die Kraftstoffeinspritzung ist dann
beendet.
Danach wird die Bestromung des piezoelektrischen Aktors 3
unterbrochen, wodurch sich dieser wieder verkürzt und das
Ventilschließglied 13 in die Mittelstellung zwischen die
beiden Ventilsitze 14, 15 gebracht wird, wobei eine erneute
Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Durch den unteren Ventil
sitz kann Kraftstoff in den Ventilniederdruckraum 18
eindringen. Dabei wird durch eine in dem Leckageablaufkanal
19 angeordnete Drossel 32 der Druck jedoch nicht sofort
abgebaut. Die kurzzeitige Druckerhöhung in dem Ventilnie
derdruckraum 18 bewirkt eine hydraulische Gegenkraft,
welche die Stellbewegung des Ventilgliedes 2 derart
abbremst, daß das Ventilschließglied 13 in seiner Mittel
stellung zwischen den beiden Ventilsitzen 14, 15 stabili
siert wird.
Nach dem Druckabbau in dem Ventilniederdruckraum 18 durch
den Leckageablaufkanal 19 bewegt sich das Ventilschließ
glied 13 in seine Schließstellung zum oberen Ventilsitz 14.
Somit wird durch jede Ansteuerung (Bestromen oder Beenden
des Bestromens) der piezoelektrischen Einheit eine Kraft
stoffeinspritzung ermöglicht.
Wenn das Ventilschließglied 13 von seinem unteren Ventil
sitz 15 abgehoben ist, wird dem Kanal 27 der Befülleinrich
tung 26 Hochdruck p_R aus dem Ventilsteuerraum 12 zuge
führt, so daß die Leckageverluste in dem Niederdruckbereich
16 ausgeglichen werden können.
Da stets ein bestimmter Systemdruck p_sys benötigt wird,
muß die Drosselbohrung 28 so dimensioniert sein, daß die
Bereitstellung des Systemdrucks p_sys auch bei einem
minimalen Hochdruck p_R min noch gesichert ist. Anderer
seits nimmt mit steigendem Hoch- bzw. Raildruck p_R auch
die Leckage in den Niederdruckbereich 16 zu. Deshalb öffnet
das Überdruckventil 30 um so mehr, je höher der dem Kanal
27 zugeführte Hochdruck p_R ist, um zur Einhaltung des
konstanten Systemdrucks p_sys überschüssige Hydraulikflüs
sigkeit bzw. Kraftstoff abzulassen.
In Fig. 3 ist ein Diagramm ersichtlich, welches zeigt, daß
die Drosselbohrung 28 dabei deutliche Vorteile gegenüber
der Realisierung der Befüllung des Niederdruckbereiches 16
mit einem herkömmlichen Befüllstift hat.
Dabei ist ein Verlauf einer druckabhängigen Leckmenge Q_d
bei der erfindungsgemäßen Drosselbohrung 28 im Vergleich zu
einer druckabhängigen Leckmenge Q_s1 bei einem Befüllstift
ohne Spaltaufweitung und einer druckabhängigen Leckmenge
Q_s2 bei einem Befüllstift mit Spaltaufweitung dargestellt.
Damit der Systemdruck p_sys gehalten werden kann, muß schon
bei einem relativ niedrigen Hochdruck p_R von z. B. 200 bar
die Leckage durch die Drosselbohrung 28 größer sein als die
Verluste aus dem Niederdruckbereich 16, wodurch sich ein
minimaler Durchfluß Q_min von hier 5 Liter/Std. ergibt.
Die Verläufe der Durchflußmengen zeigen, daß die Durchfluß
menge Q_d durch die Drosselbohrung 28 mit ansteigendem
Druck p_R nicht in dem Maße zunimmt wie bei einem Befüll
stift. Betrachtet man die Unterschiede der Durchflußmengen
formelmäßig, so kann der Volumenstrom Q_d durch die
Drosselbohrung 28 bei Vereinfachung der zahlreichen neben
der Druckdifferenz zu berücksichtigenden Faktoren auf einen
Durchflußfaktor A folgendermaßen beschrieben werden:
Q_d(p) = A√(p_R - p_sys)
Mit steigendem Hoch- bzw. Raildruck p_R nimmt der Durchfluß
und damit die überschüssige Menge, die durch das Überdruck
ventil 30 abgelassen wird, nur in der Wurzel zu. Eine
Befüllung des Niederdruckbereichs 16 mit einem Befüllstift
kann hingegen mit vereinfachtem Durchflußfaktor B durch
nachfolgenden Zusammenhang beschrieben werden:
Q_s(p) = B(p_R - p_sys)
Die Gleichung ist linear bezüglich der Druckdifferenz. Der
Durchfluß Q_s nimmt somit bei hohem Raildruck p_R linear
zu.
Während die Befüllung mit Befüllstift und mit Drosselboh
rung bei einem Hochdruck p_R von 200 bar noch dieselbe
nötige Mindestmenge Zulauf zum Niederdruckbereich 16
ergeben, erzeugt der Befüllstift bereits ohne Spaltaufwei
tung mit steigendem Hochdruck p_R eine erheblich größere
Leckmenge Q_s1 als die Drosselbohrung. Wird am Befüllstift
weiterhin berücksichtigt, daß sich der Leckspalt durch den
Hochdruck p_R zusätzlich aufweitet, wie es der Verlauf des
Volumenstroms Q_s2 zeigt, erweist sich die Befüllung mit
der Drosselbohrung 28 als noch günstiger hinsichtlich des
Wirkungsgrades des gesamten Systems.
Claims (11)
1. Ventil zum Steuern von Flüssigkeiten, mit einer piezo
elektrischen Einheit (3) zur Betätigung eines Ventil
glieds (2), welches in einer Bohrung (8) eines Ventil
körpers (9) axial verschiebbar ist und an einem Ende ein
Ventilschließglied (13) aufweist, das mit wenigstens
einem an dem Ventilkörper (9) vorgesehenen Sitz (14, 15)
zum Öffnen und Schließen des Ventils (1) zusammenwirkt,
wobei das Ventilschließglied (13) einen Niederdruckbe
reich (16) mit einem Systemdruck (p_sys) von einem Hoch
druckbereich (17) trennt, und wobei eine Befülleinrich
tung (26) zum Ausgleich einer Leckagemenge des Nieder
druckbereiches (16) durch Entnahme von Hydraulikflüssig
keit des Hochdruckbereichs (17) vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Befülleinrichtung (26) mit einem
Kanal (27) mit einer Drosselbohrung (28) ausgebildet
ist, deren Durchmesser derart ausgelegt ist, daß ein die
Drosselbohrung (28) passierender Volumenstrom aus dem
Hochdruckbereich (17) bei einem definierten minimalen
Hochdruck (p_R_min) die Leckagemenge des Niederdruckbe
reiches (16) ausgleicht.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ventilglied (2) geteilt ausgebildet ist mit wenigstens
einem ersten Kolben (7) und einem zweiten Kolben (10),
die durch eine Hydraulikkammer (11) voneinander getrennt
sind, wobei der erste Kolben (7) an die piezoelektrische
Einheit (3) grenzt und in einem an die Bohrung (8) des
Ventilkörpers (9) anschließenden Bereich von einem Ven
tilsystemdruckraum (20) umgeben ist, und der zweite
Kolben (10) an einen den wenigstens einen Ventilsitz
(14, 15) und einen Leckageablaufkanal (19) aufweisenden
Ventilniederdruckraum (18) grenzt, wobei der Kanal (27)
der Befülleinrichtung (26) auf der dem Niederdruckbe
reich (16) zugewandten Seite der Drosselbohrung (28) in
einen den ersten (7) oder den zweiten Kolben (10) umge
benden Spalt (24, 25) mündet und auf der dem Hochdruck
bereich (17) zugewandten Seite der Drosselbohrung (28)
in den Ventilniederdruckraum (18) mündet.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kanal (27) der Befülleinrichtung (26) auf der dem Nie
derdruckbereich (16) zugewandten Seite der Drosselboh
rung (28) in den den ersten Kolben (7) umgebenden Spalt
(24) mündet.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (13) mit zwei
in dem Ventilniederdruckraum (18) angeordneten Ventil
sitzen (14, 15) zum Öffnen und Schließen des Ventils (1)
derart zusammenwirkt, daß es in einer Schließstellung
den Ventilniederdruckraum (18) von einem unter Hochdruck
stehenden Ventilsteuerraum (12) trennt und in einer
Zwischenstellung zwischen den Ventilsitzen (14, 15) den
Ventilniederdruckraum (18) mit dem Ventilsteuerraum (12)
strömungsmäßig verbindet.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Überdruckventil (30) zum Ein
stellen des Systemdruckes (p_sys) zwischen einem dem
Niederdruckbereich (16) zugewandten Bereich des Kanals
(27) und dem Ventilniederdruckraum (18) vorgesehen ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hydraulikkammer (11) mit System
druck (p_sys) als Toleranzausgleichselement zum Aus
gleich von Längungstoleranzen der piezoelektrischen
Einheit (3) und/oder weiterer Ventilbauteile (9) und als
hydraulische Übersetzung ausgebildet ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilsystemdruckraum (20) durch
ein Dichtelement (25) begrenzt ist.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
den Ventilsystemdruckraum (20) begrenzende Dichtelement
als faltenbalgartige Membran (25) ausgebildet ist, die
derart mit dem Ventilglied (2) und mit dem Ventilkörper
(9) verbunden ist, daß die piezoelektrische Einheit (3)
vor einem Kontakt mit der zu steuernden Flüssigkeit
geschützt ist.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosselbohrung (28) einen
Durchmesser von wenigstens annähernd 40 µm bis 60 µm aufweist.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet
durch seine Verwendung als Bestandteil eines
Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kraftstoffeinspritzventil ein Common-Rail-Injektor ist.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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