Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors gemäß dem Oberbegriff des Patentan- spruchs 1.

Es ist aus dem Bereich der Einspritzventile bekannt, Vorrich- tungen zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors einzuset- zen. Die Vorrichtung übernimmt dabei beispielsweise die Ein- stellung eines gewünschten Spieles zwischen dem Aktor und ei- nem anzusteuernden Stellglied. Je nach Ausführungsform der Vorrichtung kann auch eine Übersetzung der Auslenkung des Ak- tors erreicht werden. Beispielsweise ist es bei piezoelektri- schen Aktoren von Vorteil, den relativ geringen Auslenkungs- hub des piezoelektrischen Aktors zu vergrößern, um beispiels- weise ein Schließglied eines Ventils oder eine Einspritznadel anzusteuern.

Zur Übertragung der Auslenkung sind Übertragerkammern vorge- sehen, die von einem ersten und einem zweiten Kolben und ei- nem Gehäuse begrenzt sind. Die Übertragerkammern sind mit ei- nem Übertragungsmedium wie z. B. einem Hydrauliköl gefüllt.

Für eine korrekte Funktionsweise der Vorrichtung ist es er- forderlich, dass in den Übetragerkammern ein Mindestdruck herrscht. Zu diesem Zweck sind die Übetragerkammern mit einer Ausgleichskammer hydraulisch verbunden. Die Ausgleichskammer dient dazu, eine Volumenänderung der Übetragerkammern aus- zugleichen und die Ubetragerkammern mit einem Übertragermedi- um mit einem festgelegten Druck zu versorgen. Für eine fle- xible Gestaltung des Volumens der Ausgleichskammer ist es be- kannt, die Ausgleichskammer über eine Metallmembran abzudich-

ten, so dass sich das Volumen der Ausgleichskammer verändern kann. Die Abdichtung mit einer Metallmembran ist jedoch rela- tiv aufwendig und die Metallmembran selbst ist relativ teuer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Übertragen einer Auslenkung eines Aktors bereitzustellen, die keine Metallmembran benötigt.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrich- tung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Ausgleichskammer von einem Elastomer- ring begrenzt ist. Die Verwendung von Elastomer ermöglicht zum einen ein variables Volumen der Ausgleichskammer und zum anderen eine Druckbeaufschlagung des Fluides der Ausgleichs- kammer. Durch die Verwendung eines Ringes als Elastomer ist es möglich, relativ große Drücke mit Elastomer abzudichten.

In einer einfachen Ausführungsform ist der Elastomerring an einer Außenseite mit einer Innenwandung eines Gehäuses und an einer Innenseite mit einer Kolbenstange umlaufend dicht ver- bunden.

In Abhängigkeit von dem verwendeten. Herstellungsverfahren ist es vorteilhaft, auf der Außenseite und/oder an der Innenseite des Elastomerringes eine erste bzw. eine zweite Hülse vorzu- sehen. Die erste, äußere Hülse ist mit der Innenwand des Ge- häuses und mit dem Elastomerring umlaufend dicht verbunden.

Die zweite, innere Hülse ist mit dem ersten Kolben oder der Kolbenstange und mit dem Elastomerring umlaufend dicht ver- bunden. Durch die Verwendung der äußeren Hülse kann die In- nenwandung des Gehäuses kürzer ausgebildet werden. Zudem muss die Fläche der Innenwandung des Gehäuses nicht für einen Vul-

kanisierungsprozess, mit dem das Elastomer mit der Innenwan- dung dicht verbunden werden muss, geeignet sein. Somit ist eine größere Flexibilität bei der Herstellung der Innenwan- dung gegeben. Zudem kann beispielsweise die äußere Hülse um- laufend dicht mit einer Stirnseite des Gehäuses verbunden werden. Somit ist auch eine erhöhte Flexibilität in Bezug auf den Verbindungsbereich zwischen Gehäuse und Elastomerring ge- geben.

Die Verwendung der zweiten, inneren Hülse bietet auch die Möglichkeit, die Herstellung des Kolbens bzw. der Kolbenstan- ge unabhängig von der hydraulisch dichten Verbindung mit dem Elastomerring herzustellen. Damit ist auch für die Herstel- lung der Kolbenstange eine erhöhte Flexibilität gegeben.

Zudem ist es möglich, den Vulkanisierungsprozess, mit dem der Elastomerring mit der inneren und der äußeren Hülse umlaufend dicht verbunden wird, unabhängig von dem Gehäuse und dem ers- ten Kolben auszuführen. Erst nach dem Verbindungsprozeß des Elastomerringes mit der äußeren und der inneren Hülse werden die äußere und die innere Hülse mit dem Gehäuse bzw. mit dem Kolben oder mit der Kolbenstange umlaufend dicht verschweißt.

Die erste und die zweite Hülse sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt.

Das verwendete Elastomer weist eine Elastizität auf, die je- doch bei hohen Drücken in der Ausgleichskammer oder über ei- nen längeren Zeitraum nachlassen kann. Zur Stabilisierung des Elastomerringes ist vorzugsweise ein Spannmittel vorgesehen, das den Elastomerring von außen mit einer Vorspannung beauf- schlagt. Auf diese Weise wird die elastische Funktion des Elastomerringes durch das Spannmittel unterstützt.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Spannmittels besteht in der Ausbildung einer Spiralfeder, die zwischen das Elastomer und einer Anlagefläche eingespannt ist, die mit der Kolben- stange fest verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Vorspan-

nung erreicht, die unabhängig von der Position des ersten Kolbens ist.

Für eine wirksame Einleitung der Vorspannung ist es vorteil- haft, ein Druckübertragungsmittel vorzusehen, das die Vor- spannung flächig auf den Elastomerring überträgt. Durch die flächige Übertragung wird eine punktuelle Überbelastung des Elastomerringes vermieden.

Vorzugsweise weist das Druckübertragungsmittel die Form eines Ringes auf.

Vorzugsweise weist der Ring eine abgestufte Durchführung auf, wobei der Ring an der Kolbenstange geführt ist und zudem mit dem Bereich mit dem größeren Durchmesser auf dem Elastomer- ring aufliegt. Durch die Führung des Ringes parallel zur Kol- benstange wird die Vorspannkraft gleichmäßig über die gesamte Ringfläche auf den Elastomerring übertragen. Ein Verkippen des Ringes und damit eine nur teilflächige Belastung des Elastomerringes wird durch die Führung entlang der Kolben- stange vermieden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Oberfläche des Elastomer- ringes, auf der das Spannmittel einwirkt, mit einer Schutz- schicht zu schützen. Die Funktion der Schutzschicht besteht in einer Reduzierung der Abnutzung der Oberfläche des Elasto- merringes. Vorzugsweise ist die Schutzschicht in Form einer Gummischicht ausgebildet, die auf dem Ring aufgebracht ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Einspritzventils, Fig. 2 eine Übertragungsvorrichtung, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Elastomerrin- ges, Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Druckring und Fig. 5 eine weitere Übertragungsvorrichtung.

Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel eines Einspritz- ventils 1 erläutert. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung ist jedoch nicht auf Einspritzventile begrenzt, sondern die erfindungsgemäße Übertragungsvorrich- tung kann in den verschiedensten technischen Bereichen zur Übertragung einer Auslenkung eines Aktors eingesetzt werden.

Fig. 1 zeigt ein Einspritzventil 1 mit einem Aktor 2, der über eine Übertragungsvorrichtung 3 mit einer Einspritzven- tilnadel 4 in Wirkverbindung steht. Der Aktor 2 ist bei- spielsweise als piezoelektrischer Aktor ausgebildet und die Übertragungsvorrichtung 3 weist vorzugsweise eine Überset- zungsfunktion auf, so dass eine Auslenkung des Aktors 2 in Richtung der Einspritznadel 4 durch die Übertragungsvorrich- tung 3 in eine vergrößerte Auslenkung der Einspritznadel 4 übertragen wird. Die Einspritznadel 4 ist Einspritzlöchern des Einspritzventils zugeordnet. In Abhängigkeit von der Aus- lenkung des Aktors 2 gibt die Einspritznadel 4 die Einspritz- löcher frei, so dass Kraftstoff über die Einspritzlöcher in eine Brennkraftmaschine eingespritzt wird.

Je nach Ausführungsform kann die Übertragungsvorrichtung 3 auch eine Umkehrfunktion aufweisen, so dass bei einer Auslen- kung des Aktors 2 in Richtung der Einspritznadel 4 das Stell- glied, das mit der Einspritznadel 4 in Wirkverbindung steht, von der Einspritznadel 4 zurückgezogen wird.

Anstelle der Übersetzungsfunktion kann die Übertragungsvor- richtung 3 auch eine reine Ubertragungsfunktion aufweisen, mit der die Auslenkung des Aktors in eine entsprechende Aus- lenkung der Einspritznadel übertragen wird.

Fig. 5 zeigt in einer präziseren Darstellung die Übertra- gungsvorrichtung 3.

Es ist ein erster Kolben 6 vorgesehen, der eine einseitig of- fene Hülsenform aufweist. Der hülsenförmige Teil des Kolbens

begrenzt eine erste Übertragerkammer 10, in die ein zweiter Kolben 7 geführt ist. Der erste und der zweite Kolben 6,7 begrenzen die erste Übertragerkammer 10. Der erste Kolben 6 ist wiederum in einer zylinderförmigen Kammer eines Gehäuses 4 geführt, das stirnseitig zum ersten Kolben 1 eine Endfläche 15 aufweist. In der Endfläche 15 ist eine Öffnung 16 einge- bracht, durch die eine Kolbenstange des zweiten Kolbens 7 ge- führt ist. Die Kolbenstange weist einen kleineren Durchmesser als der zweite Kolben 7 auf. Die Kolbenstange geht über einen ringförmigen Absatz in den verbreiterten Durchmesser des zweiten Kolbens 7 über. Zwischen der Endfläche 5, dem Absatz und einer ringförmigen Stirnfläche 17 des ersten Kolbens 6 ist eine zweite Übertragerkammer 11 ausgebildet. Die zweite Übertragerkammer 11 ist über einen ersten Dichtspalt 18, der zwischen einer Seitenwand des zweiten Kolbens 7 und einer In- nenwand des ersten Kolbens 6 ausgebildet ist, mit der ersten Übertragerkammer 10 hydraulisch verbunden. Die erste Übertra- gerkammer 10 wird von einer zweiten Endfläche 19 des ersten Kolbens 6 und einer zweiten Stirnfläche 20 des zweiten Kol- bens 7 begrenzt. Der erste Dichtspalt 18 ist eng ausgelegt, so dass kurzzeitige Druckunterschiede nicht ausgeglichen wer- den. Weiterhin ist die zweite Übertragerkammer 11 über einen zweiten Dichtspalt 21, der zwischen der Außenwand des ersten Kolbens 6 und der Innenwand des Gehäuses 4 ausgebildet ist, mit einer Ausgleichskammer 22 verbunden. Die erste Übertra- gerkammer 10 ist über eine Bohrung 60, die in den ersten Kol- ben 6 eingebracht ist, mit der Ausgleichskammer 22 hydrau- lisch verbunden. Der erste Kolben 6 geht über einen zweiten Absatz in die Kolbenstange 51 über. Die Kolbenstange 51 weist im Wesentlichen eine Zylinderform auf und hat einen geringe- ren Durchmesser als der erste Kolben 6.

In einer ersten Ausführungsform gemäß Figur 5 ist ein Elasto- merring zwischen das Gehäuse und den zweiten Kolben 7 bzw. der Kolbenstange 51 des ersten Kolbens 6 eingebracht. Der E- lastomerring 50 ist dabei an der Außenseite mit dem Gehäuse 5 und an der Innenseite mit der Kolbenstange 51 umlaufend dicht

verbunden. Zum Verbinden wird ein Vulkanisierungsverfahren eingesetzt. Das Gehäuse 5 und der erste Kolben 6 mit der Kol- benstange 51 sind aus Stahl gefertigt.

Die Geometrie des Elastomerrings ist in der Weise gewählt, dass der Elastomerring eine ausreichende Elastizität und zugleich eine notwendige Stabilität zur Begrenzung des Dru- ckes der Ausgleichskammer 22 aufweist. Der Elastomerring soll durch seine elastischen Eigenschaften eine Vergrößerung des Volumens in der Ausgleichskammer ermöglichen und zudem eine zu große Druckerhöhung vermeiden.

Die erste und die zweite Übetragerkammer 10, 11 und die Aus- gleichskammer sind mit einem Übertragungsfluid gefüllt. Auf diese Weise wird eine Bewegungskopplung zwischen dem ersten und zweiten Kolben 6,7 erreicht. Wird der erste Kolben 6 tiefer in das Gehäuse 5 durch den Aktor bewegt, so wird der zweite Kolben 7 auch tiefer in das Gehäuse 5 bewegt. Somit wird eine Bewegungsumkehr zwischen dem ersten und zweiten Kolben 6,7 erreicht. Die Ausgleichskammer 22 ist über den zweiten Dichtspalt 21 mit der zweiten Übetragerkammer 17. ver- bunden, wobei der zweite Dichtspalt 21 so eng ausgelegt ist, dass kurzzeitige Druckunterschiede zwischen der Übetragerkam- mer 11 und der Ausgleichskammer 22 nicht ausgeglichen werden.

Unter dem Begriff kurzzeitig werden Betätigungszeiten des Ak- tors verstanden, die der Aktor zum Betätigen eines Stellglie- des, in dem dargestellten Beispiel zum Betätigen der Ein- spritznadel benötigt.

Zeitlich länger andauernde Druckunterschiede werden über den zweiten Dichtspalt 21 zwischen der zweiten Übetragerkammer und der Ausgleichskammer 22 ausgeglichen. Auf diese Weise kann ein Spielausgleich automatisch erreicht werden. Damit kann der erste und zweite Kolben 6, 7 immer in Anlage an ei- nen Aktor bzw. ein Stellglied gebracht werden. Vorzugsweise steht das Übertragungsglied unter Druck. Der Druck kann bei- spielsweise durch ein Spannmittel über den Elastomerring 50

auf das Übertragungsfluid übertragen werden. Anstelle der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform können auch andere An- ordnungen der Übetragerkammern gewählt werden, so dass eine Bewegung des ersten Kolbens 6 in eine gleich gerichtete Bewe- gung des zweiten Kolbens 7 übertragen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 2 ist der Elastomerring 50 an seiner Außenseite mit einer ersten, äuße- ren Hülse 52 und an seiner Innenseite mit einer zweiten, in- neren Hülse 53 verbunden. Die erste Hülse 52 ist mit dem Ge- häuse 5 umlaufend dicht verbunden, vorzugsweise verschweißt.

Die Verbindungsfläche kann auf der Innenseite oder an einer Stirnseite des Gehäuses angeordnet sein. Die zweite Hülse 53 ist auf der Innenfläche umlaufend dicht mit der Kolbenstange 51 verbunden, vorzugsweise verschweißt. Die Verwendung einer äußeren und einer inneren Hülse 52,53 bietet den Vorteil, dass der Verbindungsprozess zwischen dem Elastomerring 50 und der äußeren und inneren Hülse 52,53 unabhängig von dem Ver- bindungsprozess zwischen der äußeren und inneren Hülse 52,53 und dem Gehäuse 5 bzw. der Kolbenstange 51 durchgeführt wer- den kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Spannmittel vor- gesehen, mit dem der Elastomerring 50 in Richtung auf die Ausgleichskammer 22 vorgespannt ist. In einer einfachen Aus- führungsform ist dazu eine Spiralfeder 54 vorgesehen, die zwischen einen Anschlagring 55 und den Elastomerring 50 ein- gespannt ist. Der Anschlagring 55 ist fest mit der Kolben- stange 51 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Spannmittel und dem Elastomerring 50 ein Druck- übertragungsmittel vorgesehen, das die Vorspannkraft der Spi- ralfeder 54 mit einer größeren Fläche auf die Oberfläche des Elastomerringes 50 überträgt. Vorzugsweise ist das Drucküber- tragungsmittel in Form eines Druckringes 56 ausgebildet. Der Druckring 56 weist vorzugsweise eine Auflagefläche auf, die im Wesentlichen der Oberfläche des Elastomerringes 50 ent- spricht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist

der Druckring 56 eine abgestufte Durchführung auf, wobei der Druckring 56 in dem Bereich der Durchführung mit dem kleine- ren Durchmesser von der Kolbenstange 51 geführt ist. Auf die- se Weise wird eine axiale Führung des Druckringes 56 er- reicht, so dass der Druckring 56 nicht verkippen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Druckring 56 die von der Spiralfeder 54 vorgegebene Vorspannkraft gleichmäßig über die Anlagefläche des Druckringes 56 auf den Elastomer- ring 50 überträgt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Elastomerrin- ges 50.

Fig. 4 zeigt den Druckring 56 von unten, wobei eine Anlie- gefläche 58 deutlich zu erkennen ist, mit der der Druckring 56 auf dem Elastomerring 50 aufliegt. Zudem ist die Führungs- öffnung 59 zu erkennen, durch die im verbauten Zustand die Kolbenstange 51 geführt ist und über die der Druckring 56 in axialer Richtung der Kolbenstange 51 axial beweglich geführt ist. Auf diese Weise wird ein Verkippen der Auflagefläche des Druckringes 56 vermieden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der Oberfläche des Druckringes 56, die dem des Elastomerring 50 zugeordnet ist, eine Schutzschicht 57 aufgebracht. Die Schutzschicht 57 besteht beispielsweise aus Gummi und dient dem Schutz des Elastomerringes 50 gegenüber Abrieb durch den Druckring 56.

Vorzugsweise weist die Schutzschicht 57 eine größere Härte als der Elastomerring 50 auf.