DE102007034049B3

DE102007034049B3 - Piezoelectric valve has stop provided outside annular face formed by abutting first and second sealing structures and in closed position of flexible element limits deformation of second sealing structure in region of sealing face

Info

Publication number: DE102007034049B3
Application number: DE102007034049A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Schaible; Marcus Grödl
Original assignee: Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Flow Control GmbH
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2027-07-21
Also published as: WO2009010117A1; DE202008001289U1

Abstract

The piezoelectric valve, in which in the closed position of a piezoelectric flexible element (8) a first sealing structure abuts against a second sealing structure, forming an annular sealing face, has at least one stop provided outside the annular face and adjacent to this, and projects in relation to the adjacent surface of the component which features the stop, and in the closed position of the flexible element limits the deformation of the second sealing structure in the region of the sealing face.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Ventil mit einem Gehäuse, welches einen durchströmbaren Innenraum aufweist, in den mindestens eine mit einem zugeordneten Anschluß für das Strömungsmedium kommunizierende, von einer unterbrechungsfreien ringförmigen ersten Dichtstruktur eingefasste Düse mündet, wobei in dem Innenraum des Gehäuses ein durch elektrische Beaufschlagung verformbares, eine Auflage aus einem elastisch nachgiebigen Material aufweisendes piezoelektrisches Biegeelement dergestalt aufgenommen ist, dass die Düse durch einen aufgrund der Verformung des Biegeelements relativ zu der Düse bewegbaren Abschnitt des Biegelements verschließbar ist, wobei in der Schließstellung des Biegelements die erste Dichtstruktur unter Ausbildung einer ringförmig geschlossenen Dichtfläche an einer auf der zugeordneten Auflage des Biegelements ausgebildeten, zu der ersten Dichtstruktur korrespondierenden zweiten Dichtstruktur anliegt.The The present invention relates to a piezoelectric valve with a housing, which a flow through Interior has, in the at least one with an associated Connection for the flow medium communicating, from an uninterrupted annular first Sealing structure enclosed nozzle opens being in the interior of the housing a deformable by electrical loading, a support from a resilient material having piezoelectric Biegeelement is taken in such a way that the nozzle through a movable due to the deformation of the bending element relative to the nozzle Section of the bending element is closable, wherein in the closed position of the bending element, the first sealing structure to form a annularly closed sealing surface at a trained on the associated support of the bending element, to the first sealing structure corresponding second sealing structure is applied.

Piezoelektrische Ventile sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt, beispielsweise aus der DE 25 11 752 A1 , der DE 34 00 645 A1 , der DE 35 27 069 A1 , der EP 0404082 B1 , der EP 0538236 A1 , der DE 43 20 909 C1 , der DE 44 10 153 C1 , der WO 97/09555 A1 , der DE 195 47 149 A1 , der EP 0191011 B1 und der EP 0565510 B1 . Gattungsgemäße Piezoelektrische Ventile, bei denen im Hinblick auf eine möglichst geringe Leckage in der Schließstellung und/oder andere Zielsetzungen (z.B. Ausgleich von Fertigungstoleranzen, Schutz des Biegeelements vor mechanischen Schäden, vor Feuchtigkeit und Medien und/oder Verschleißminderung am Düsensitz) das Piezoelektrische Biegeelement zumindest in seinem der Düse gegenüberliegenden Bereich eine Auflage aus einem elastisch nachgiebigen Material aufweist, sind insbesondere in der EP 0907852 B1 und der EP 0943812 A1 beschrieben. Nach der an erster Stelle genannten EP 0907852 B1 ist dabei die Auflage aus einem elastisch nachgiebigen Material als eine auf dem Biegeelement (Biegewandler) lokal angebrachte, beispielsweise aus Fluorosilikon bestehende Elastomerscheibe ausgeführt. Nach der EP 0943812 A1 ist auf den frei beweglichen, außerhalb der Einspannung liegenden Bereich des piezoelektrischen Biegeelements ein Überzug aus einem Elastomer aufgebracht, der endseitig einen Dichtwulst aufweist, welcher für eine Abdichtung des Innenraums des Gehäuses nach außen sorgt. Wird das Biegelement in seine die jeweilige Düse verschließende Schließstellung gebracht, dringt die erste, düsenseitige Dichtstruktur, die typischerweise stirnseitig an einem die Düse umgebenden ringförmigen Dichtvorsprung angeordnet ist, um ein bestimmtes Maß in die auf dem Biegelement angebrachte Auflage ein, wodurch die auf dieser vorgesehene zweite Dichtstruktur in eine zu der ersten Dichtstruktur korrespondierende Form verformt wird, wobei jene ringförmig geschlossene Fläche, an der in der Schließstellung des Biegelements die erste und die zweite Dichtstruktur aneinander anliegen, die Dichtfläche bildet.Piezoelectric valves are known in a variety of configurations, for example from the DE 25 11 752 A1 , of the DE 34 00 645 A1 , of the DE 35 27 069 A1 , of the EP 0404082 B1 , of the EP 0538236 A1 , of the DE 43 20 909 C1 , of the DE 44 10 153 C1 , of the WO 97/09555 A1 , of the DE 195 47 149 A1 , of the EP 0191011 B1 and the EP 0565510 B1 , Generic piezoelectric valves, in which in view of minimizing leakage in the closed position and / or other objectives (eg compensation of manufacturing tolerances, protection of the flexure against mechanical damage, moisture and media and / or wear reduction on the nozzle seat), the piezoelectric bending element at least in his nozzle opposite region has a support of an elastically yielding material, in particular in the EP 0907852 B1 and the EP 0943812 A1 described. After the first mentioned EP 0907852 B1 In this case, the support made of an elastically yielding material is designed as an elastomeric disk which is fitted locally on the bending element (bending transducer) and consists for example of fluorosilicone. After EP 0943812 A1 is applied to the freely movable, lying outside the clamping region of the piezoelectric bending element, a coating of an elastomer, the end having a sealing bead, which provides for a seal of the interior of the housing to the outside. If the bending element is brought into its closed position closing the respective nozzle, the first, nozzle-side sealing structure, which is typically arranged on the front side on an annular sealing projection surrounding the nozzle, penetrates by a certain amount into the support which is mounted on the bending element, thereby providing it second sealing structure is deformed in a shape corresponding to the first sealing structure, wherein those annularly closed surface on which abut in the closed position of the bending element, the first and the second sealing structure to each other forms the sealing surface.

Verglichen mit den meisten anderen elektrisch ansteuerbaren Ventilen zeichnen sich piezoelektrische Ventile durch eine besonders hohe Schaltdynamik aus, welche diese Ventilart als besonders günstig für eine Vielzahl von Anwendungen erscheinen lässt. Allerdings setzt die charakteristische Kraft-Weg-Kennlinie des Biegewandlers (vgl. insoweit insbesondere die DE 44 10 153 C1 ) der An wendung von piezoelektrischen Ventilen gewisse Grenzen, weil die mögliche Schließkraft mit zunehmender Auslenkung abnimmt. Hierdurch wird typischerweise die durch das piezoelektrische Ventil zu schaltende fluidische Leistung, welche proportional ist zu dem Produkt aus zu schaltendem Durchfluss und zu schaltendem Druckgefälle, begrenzt.Compared with most other electrically controllable valves, piezoelectric valves are characterized by a particularly high switching dynamics, which makes this type of valve appear to be particularly favorable for a variety of applications. However, the characteristic force-displacement characteristic of the bending transducer (cf. DE 44 10 153 C1 ) At the application of piezoelectric valves certain limits, because the potential closing force decreases with increasing deflection. This typically limits the fluidic power to be switched by the piezoelectric valve, which is proportional to the product of flow to be switched and the pressure gradient to be switched.

Der vorliegenden Patentanmeldung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisches Ventil der eingangs angegebenen Art mit gesteigerter Praxistauglichkeit bereitzustellen, mit welchem sich – unter Beibehaltung oder sogar Steigerung der bekannten Vorteile wie insbesondere der hohen Schaltdynamik – in der Praxis höhere Schaltleistungen erreichen lassen als mit bekannten gattungsgemäßen piezoelektrischen Ventilen.Of the Accordingly, the present application is based, a Piezoelectric valve of the type specified with increased To provide practicality with which - under Maintaining or even increasing known advantages such as in particular high switching dynamics - in the practice higher Achieve switching performance than with known generic piezoelectric Valves.

Diese Aufgabenstellung wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass außerhalb der ringförmigen Dichtfläche benachbart zu dieser mindestens ein Anschlag vorgesehen ist, der gegenüber der an ihn angrenzenden Oberfläche des den Anschlag aufweisenden Bauteils vorspringt und in der Schließstellung des Biegeelements die Verformung der zweiten Dichtstruktur im Bereich der Dichtfläche begrenzt. Wird bei dem erfindungsgemäßen Ventil der Biegewandler durch entsprechende Beaufschlagung in seine Schleißstellung geschaltet, gelangen zunächst die erste und die zweite ringförmige Dichtstruktur in Kontakt und wird – entsprechend der Schließkraft des Biegewandlers – die zweite Dichtstruktur unter Ausbildung der Dichtfläche, an der die beiden Dichtstrukturen innig aneinander anliegen, verformt, bis der Anschlag bzw. die Anschläge mit der zugeordneten Gegenfläche in Kontakt kommen und die weitere Ver formung der zweiten Dichtstruktur begrenzen. Durch den mindestens einen benachbart zu der betreffenden Dichtfläche angeordneten Anschlag läßt sich auf diese Weise gezielt Einfluss nehmen auf das Maß der Verformung der Auflage des Biegelements im Bereich der zweiten Dichtstruktur. Insbesondere lässt sich somit, wenn die erste Dichtstruktur an einem die Düse umgebenden Dichtvorsprung ausgeführt ist, die Eindringtiefe des Dichtvorsprungs in die elastisch nachgiebige Auflage des Biegeelements gezielt begrenzen, so dass die erste Dichtstruktur, ohne dass hiermit die Gefahr einer Beschädigung der elastisch nachgiebigen Auflage des Biegewandlers verbunden wäre, besonders scharfkantig, d.h. als mehr oder weniger scharfer Grat ausgeführt sein kann, wodurch sich eine besonders schmale ringförmige Dichtfläche ergibt. Dies wirkt sich wiederum günstig auf die Schaltdynamik des piezoelektrischen Ventils aus, weil sich durch die entsprechende Minimierung der ringförmigen Dichtfläche Adhäsionseffekte, welche die Schaltdynamik beeinträchtigen können, reduzieren lassen. Weiterhin resultieren die erfindungsgemäß mögliche Reduzierung der Dichtfläche und die hierdurch erzielte Verringerung der durch Adhäsionskräfte bedingten Einflüsse in einer besseren Reproduzierbarkeit der Schaltvorgänge. Demgemäß können die bei bekannten gattungsgemäßen Piezoventilen erforderlichen Sicherheitsbereiche in Anwendung der vorliegenden Erfindung reduziert werden. Erfindungsgemäß ausgeführte Ventile lassen sich folglich, verglichen mit entsprechenden Ventilen nach dem Stand der Technik, zuverlässig in einem erweiterten Betriebsbereich betreiben. Hierzu trägt auch bei, dass entsprechend der Verminderung der zwischen der düsenseitigen ersten Dichtstruktur und der an dieser anliegenden biegewandlerseitigen zweiten Dichtstruktur wirkenden Adhäsionskräfte die für das Öffnen des Ventils erforderliche Kraft abnimmt. Auch die für das zuverlässige Schließen eines erfindungsgemäßen Ventils erforderliche Kraft lässt sich, verglichen mit einem entsprechenden Ventil nach dem Stand der Technik, reduzieren, weil die geschlossen ringförmige Dichtfläche, wie weiter oben dargelegt, bei Anwendung der vorliegenden Erfindung besonders schmal ausgeführt sein kann. Der nutzbare Leistungsbereich von erfindungsgemäßen piezoelektrischen Ventilen ist dementsprechend größer als dies vom Stand er Technik her bekannt ist; das Leistungspotential der Technik piezoelektrischer Ventile lässt sich in Anwendung der vorliegenden Erfindung somit ohne Einbuße an Zuverlässigkeit weitergehend ausschöpfen, als dies mit bekannten gattungsgemäßen Ventilen möglich ist.This object is achieved according to the present invention in that outside of the annular sealing surface adjacent to this at least one stop is provided which projects relative to the abutting surface of the abutment member and in the closed position of the bending element, the deformation of the second sealing structure in the area the sealing surface limited. If, in the valve according to the invention, the bending transducer is switched to its wear position by appropriate application, the first and second annular sealing structures first come into contact and become the second sealing structure, forming the sealing surface, against which the two sealing structures are intimately adjacent to one another, corresponding to the closing force of the bending transducer abut, deformed until the stop or the stops come into contact with the associated mating surface and limit the further Ver formation of the second sealing structure. By means of the at least one stop arranged adjacent to the respective sealing surface, it is possible in this way to exert a targeted influence on the degree of deformation of the support of the bending element in the region of the second sealing structure. In particular, when the first sealing structure is embodied on a sealing projection surrounding the nozzle, it is thus possible to specifically limit the penetration depth of the sealing projection into the elastically yielding support of the bending element that the first sealing structure, without this would be associated with the risk of damage to the elastically resilient support of the bending transducer, particularly sharp, that can be designed as a more or less sharp burr, resulting in a particularly narrow annular sealing surface. This in turn has a favorable effect on the switching dynamics of the piezoelectric valve, because can be reduced by the corresponding minimization of the annular sealing surface adhesion effects, which can affect the switching dynamics. Furthermore, the possible reduction of the sealing surface according to the invention and the resulting reduction of the influences caused by adhesion forces result in a better reproducibility of the switching operations. Accordingly, required in known generic piezo valves security areas can be reduced in application of the present invention. Consequently, valves designed according to the invention can be reliably operated in an extended operating range as compared with corresponding valves of the prior art. This also contributes to the fact that, in accordance with the reduction of the adhesion forces acting between the nozzle-side first sealing structure and the bending transducer-side second sealing structure, the force required for opening the valve decreases. The force required for reliably closing a valve according to the invention can also be reduced compared with a corresponding valve according to the prior art, because the closed annular sealing surface, as stated above, can be made particularly narrow when using the present invention. The usable power range of piezoelectric valves according to the invention is accordingly greater than is known from the prior art; The performance potential of piezoelectric valve technology can thus be further exploited in application of the present invention without sacrificing reliability, as is possible with known generic valves.

Die vorliegende Erfindung läßt sich, wie weiter unten anhand entsprechender Beispiele im Detail veranschaulicht wird, bei unterschiedlichen Konfigurationen der Anordnung und Ausführung der Anschläge sowie der ersten und zweiten Dichtstruktur einsetzen. Insoweit liegt, soweit nachfolgend die Erfindung anhand bestimmter spezifischer Konfigurationen erläutert wird (z.B. erste Dichtstruktur an einem Dichtvorsprung; an dem Gehäuse oder einem in dieses eingesetzten Düseneinsatz angeordnete Anschläge, die von der angrenzenden Oberfläche weniger weit vorstehen als der Dichtvorsprung), hierin keinerlei Beschränkung der Erfindung auf entsprechende Ausgestaltungen.The the present invention can be as illustrated in detail below by means of corresponding examples is, with different configurations of the arrangement and execution of attacks and the first and second sealing structure. In that regard, as far as the invention is based on specific specific Configurations explained (e.g., first sealing structure on a sealing projection, on the housing or a nozzle insert used in this arranged attacks, the from the adjacent surface less protruding than the sealing projection), none here restriction the invention to corresponding embodiments.

Mit besonderem Vorteil läßt sich die vorliegende Erfindung bei 3/2-Wege Schaltventilen einsetzen, bei denen zwei einander auf unterschiedlichen Seiten des Biege- Wandlers gegenüberliegende, jeweils mit einem zugeordneten Anschluss kommunizierende Düsen in das Innere des Gehäuses münden, wobei der Biegewandler zwei Schließstellungen einnehmen kann, indem er in jeder seiner beiden Endstellungen (maximale Auslenkung) eine der beiden Düsen verschließt; denn bei solchen Ventilen ist die einleitend dargelegte, durch die vorliegende Erfindung gelöste Problematik der mit zunehmender Auslenkung nachlassenden Schließkraft besonders ausgeprägt. Indessen ist die vorliegende Erfindung keinesfalls auf derartige 3/2-Wege Schaltventile beschränkt. Sie läßt sich vielmehr mit Vorteil ersichtlich auch bei einfach wirkenden Schaltventilen wie auch bei Proportionalventilen einsetzen.With particular advantage can be use the present invention in 3/2-way switching valves, in which two are opposite one another on different sides of the bending transducer, each communicating with an associated port nozzles in the Interior of the housing lead, wherein the bending transducer can assume two closed positions, in each of its two end positions (maximum deflection) one of the two nozzles closes; because with such valves, the introductory stated by the present invention solved Problem of decreasing with increasing deflection closing force particularly pronounced. however the present invention is by no means such 3/2 ways Switching valves limited. She lets herself rather with advantage evident even with single-acting switching valves As with proportional valves use.

Im Hinblick auf die Schaltdynamik erfindungsgemäßer piezoelektrischer Ventile, die als Pneumatikventile mit Luft als Medium betrieben werden, ist es günstig, wenn sich, gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, der mindestens eine Anschlag um mindestens 0,01 mm gegenüber der ihn umgebenden bzw. der angrenzenden Oberfläche des Gehäuses bzw. eines in das Gehäuse eingesetzten Düseneinsatzes oder aber der Auflage des Biegeelements erhebt. Auf diese Weise verbleibt in der Schließstellung des Ventils zwischen der elastisch nachgiebigen Auflage des Biegeelements und der Oberfläche des Gehäuses bzw. des Düseneinsatzes in der Umgebung der Anschläge ein Luftspalt von solcher Dicke, dass keine die Schaltdynamik des Ventils beim Öffnen oder Schließen nachteilig beeinflussenden strömungsdynamischen Effekte (Luftdämpfung) auftreten.in the With regard to the switching dynamics of piezoelectric valves according to the invention, which are operated as pneumatic valves with air as the medium is it cheap, if, according to one preferred development of the invention, the at least one stop at least 0.01 mm from the surrounding him or the adjacent surface of the housing or one inserted into the housing nozzle insert or the support of the bending element rises. In this way remains in the closed position the valve between the elastically resilient support of the bending element and the surface of the housing or the nozzle insert in the vicinity of the attacks an air gap of such thickness that no the switching dynamics of the valve When opening or close adversely affecting flow dynamic Effects (air damping) occur.

Für die Funktion der vorstehend erläuterten Anschläge ist es weiterhin vorteilhaft, wenn flächenmäßig die Summe der wirksamen Anlageflächen der Anschläge – das ist die Summe der Kontaktflächen, an denen die Anschläge in der entsprechenden Schließstellung des Biegelements die zugeordnete Gegenfläche berühren – zwischen dem 0,1-fachen und dem 2,0-fachen der Dichtfläche beträgt. Besonders bevorzugt beträgt die Summe der wirksamen Anlageflächen der Anschläge zwischen dem 0,3-fachen und dem 1,3-fachen der Dichtfläche; ideal ist ein zwischen dem 0,5-fachen und dem 0,8-fachen liegendes Flächenverhältnis. Bei einer solchen Gestaltung ergeben sich optimierte Verhältnisse hinsichtlich der das Verformen der zweiten biegeelementseitigen Dichtstruktur begrenzenden Funktion der Anschläge auf der einen Seite und der die Schaltdynamik möglicherweise beeinträchtigenden haftungs- und strömungsdynamischen Effekte im Bereich der Kontaktflächen zwischen den Anschlägen und den Gegenflächen andererseits. Besonders günstig ist dabei, wenn sich die Summe der Anlageflächen der Anschläge auf eine Mehrzahl von Anschlägen aufteilt. In diesem Sinne sind bevorzugt mindestens drei um die Dichtfläche herum angeordnete Anschläge vorgesehen. Die Anschläge sind dabei besonders bevorzugt, und zwar wiederum im Hinblick auf besonders günstige strömungsdynamische Verhältnisse beim Öffnen des Ventils, von der Dichtfläche abgesetzt, wozu sie, wenn sie und ein die zugeordnete Dichtstruktur aufweisender Dichtvorsprung an dem selben Bauteil angeordnet sind, insbesondere von dem betreffenden Dichtvorsprung abgesetzt, freistehend ausgeführt sein können. Zwingend ist dies indessen nicht; vielmehr kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch in Betracht, dass der mindestens eine Anschlag an einem die zugeordnete Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprung, gegenüber dessen maximaler Erhebung über die umgebende Oberfläche zurückgesetzt, angesetzt ist; dies kann namentlich fertigungstechnische Vorteile haben. In diesem Falle ist allerdings, wiederum im Hinblick auf günstige strömungsdynamische Verhältnisse, darauf zu achten, dass mindestens 50% des Umfangs des die Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs der Düse frei ist; der Anteil des Umfangs des die Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs, an welchen Anschläge angeschlossen sind, sollte sich somit, mit anderen Worten, auf maximal 50% beschränken.For the function of the abovementioned attacks, it is furthermore advantageous if, in terms of area, the sum of the effective abutment surfaces of the abutments - that is the sum of the contact surfaces at which the abutments in the corresponding closed position of the bending element contact the mating counter surface - lies between the abutment surfaces. times and amounts to 2.0 times the sealing surface. Particularly preferably, the sum of the effective contact surfaces of the stops is between 0.3 times and 1.3 times the sealing surface; Ideal is between 0.5 times and 0.8 times the area ratio. In such a configuration, optimized conditions with regard to the function of the stops limiting the deformation of the second bending-element-side sealing structure on the one hand and the adhesion and flow-dynamic effects possibly impairing the switching dynamics in the area of the contact surfaces between the stops and the counter-surfaces on the other hand result. It is particularly advantageous if the sum of the contact surfaces of the attacks is divided into a plurality of attacks. In In this sense, at least three stops arranged around the sealing surface are preferably provided. The attacks are particularly preferred, again with regard to particularly favorable flow dynamic conditions when opening the valve, deducted from the sealing surface, what they, if they and the associated sealing structure exhibiting sealing projection are arranged on the same component, in particular of the relevant Sealing projection discontinued, can be carried out freestanding. This is not compelling, however; rather, in the context of the present invention, it is also contemplated that the at least one stop is attached to a sealing projection having the associated sealing structure, set back relative to its maximum elevation over the surrounding surface; This may have manufacturing advantages in particular. In this case, however, care must be taken, again in view of favorable flow dynamic conditions, that at least 50% of the circumference of the sealing structure having the sealing projection of the nozzle is free; in other words, the proportion of the circumference of the sealing projection having the sealing projection, to which stops are connected, should be limited to a maximum of 50%.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung beträgt, sofern die düsenseitige erste Dichtstruktur an einem Dichtvorsprung angeordnet ist, die Dicke der aus elastisch nachgiebigem Material bestehenden Auflage des Biegeelements zumindest in dem der Düse gegenüberliegenden Bereich maximal 0,3 mm, besonders bevorzugt sogar weniger als 0,2 mm. Diese Dimensionierung nutzt die Erkenntnis, dass im Falle der Ausführung der elastisch nachgiebigen Auflage des piezoelektrischen Biegeelements mit einer Dicke von maximal 0,3 mm, besonders bevorzugt maximal 0,2 mm jener Anteil der Auslenkung des Biegeelements, welcher zu einer für das leckagefreie Verschließen der Düse mittels des Biegeelements wesentlichen Kompression der elastisch nachgiebigen Auflage verantwortlich ist, auf ein Minimum reduzieren lässt. Diese Minimierung des ineffizienten Leerhubs des Biegeelements wirkt sich in zweifacher Weise im Sinne der weiter oben dargelegten Aufgabenstellung vorteilhaft aus, nämlich zu einen dahingehend, dass der effektive Arbeitshub des Biegeelements vergrößert werden kann, so dass das Biegeelement in der Öffnungsstellung des Ventils entsprechend weiter von der Düse abheben kann, als dies nach dem Stand der Technik möglich ist, wodurch der ungehinderte, verlustfreie Durchfluss durch das Ventil in dessen Öffnungsstellung begünstigt wird; der zweite vorteilhafte Effekt besteht in einer höheren zur Verfügung stehenden Schließkraft und somit einer gesteigerten Zuverlässigkeit des leckagefreien Verschließens der Düse auch bei gesteigerten Drücken, weil der für die Kompression der elastisch nachgiebigen Auflage zum Verschließen der Düse erforderliche Hub gegenüber dem Stand der Technik reduziert ist, womit – aufgrund der charakteristischen Kraft-Weg-Kennlinie von piezoelektrischen Biegeelementen – die Düse bereits bei einem Betriebspunkt mit geringerer Auslenkung des Biegeelements und somit höherer Anlagekraft zuverlässig verschlossen ist.In preferred development of the invention is, if the nozzle-side first sealing structure is arranged on a sealing projection, the Thickness of the existing elastically yielding material pad of the bending element at least in the area opposite the nozzle maximum 0.3 mm, more preferably even less than 0.2 mm. This dimensioning Uses the knowledge that in the case of execution of the elastically yielding Support of the piezoelectric bending element with a thickness of not more than 0.3 mm, more preferably not more than 0.2 mm that proportion the deflection of the bending element, which leads to a for the leak-free closing the Nozzle by means of of the flexure essential compression of the elastically yielding Edition is responsible, to a minimum. These Minimizing the inefficient idle stroke of the flexure affects in two ways in the sense of the task set out above advantageous, namely to a point that the effective working stroke of the bending element be enlarged can, so that the bending element in the open position of the valve accordingly further from the nozzle can lift off, as is possible in the prior art, which the unimpeded, lossless flow through the valve in its open position favored becomes; the second advantageous effect is a higher available closing force and thus an increased reliability of the leak-free closing the nozzle even with increased pressures, because the for the compression of the elastically yielding pad for closing the Nozzle required Hub opposite is reduced in the prior art, which - due to the characteristic force-displacement curve of piezoelectric bending elements - the nozzle already at an operating point with less deflection of the bending element and thus higher contact force reliable is closed.

Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die freie Oberfläche der Auflage aus elastisch nachgiebigem Material zumindest in dem der Düse gegenüberliegenden Bereich eine Oberflächengüte mit einer Rz von maximal 16 μm auf. Hierdurch ergibt sich in Kombination mit der vorstehend erläuterten bevorzugten Dicke der elastisch nachgiebigen Auflage des Biegeelements ein besonders günstiges Abdichtverhalten des Ventils. Entsprechendes gilt, wenn die Härte des die Auflage bildenden elastisch nachgiebigen Materials gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung 50-90 Shore A, besonders bevorzugt 60-75 Shore A beträgt.According to one again another preferred embodiment of the present invention has the free surface the pad of elastically yielding material at least in the the nozzle opposite Range a surface finish with a Rz of a maximum of 16 μm on. This results in combination with the above-explained preferred thickness of the elastically resilient support of the bending element a very cheap Sealing behavior of the valve. The same applies if the hardness of the the pad forming elastically yielding material according to a Another preferred embodiment of the present invention 50-90 Shore A, more preferably 60-75 Shore A is.

Die vorstehende Erläuterung der vorliegenden Erfindung geht, wie im einzelnen dargelegt, in erster Linie von der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung eines die ringförmig geschlossene erste Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs an dem Gehäuse bzw. einem in dieses eingesetzten Düseneinsatz und der Anordnung einer Auflage aus elastisch nachgiebigem Material an dem Biegeelement aus. Dies ist indessen nicht die einzige Möglichkeit, das erfindungsgemäße Prinzip anzuwenden. In Betracht kommen vielmehr, jedenfalls für bestimmte Anwendungsfälle, auch verschiedene als kinematische Umkehrungen anzusehende Abwandlungen. So können gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein eine ringförmig geschlossene zweite Dichtstruktur aufweisender Dichtvorsprung und der mindestens eine benachbart zu der sich in der Schließstellung des Biegeelements einstellenden Dichtfläche angeordnete Anschlag gegenüber der zugeordneten Mündung der Düsenöffnung in das Innere des Gehäuses an dem Biegeelement bzw. dessen Auflage angeordnet sein; das Gehäuse bzw. der Düseneinsatz kann in diesem Falle in der Umgebung der Mündung der Düsenöffnung, d.h. im Bereich der ersten Dichtstruktur sowie der Gegenfläche für den mindestens einen Anschlag plan ausgeführt sein. Ebenso wenig scheidet grundsätzlich eine solche Gestaltung des piezoelektrischen Ventils aus, bei der ein eine ringförmig geschlossene erste Dichtstruktur aufweisender Dichtvorsprung an dem Gehäuse bzw. dem Düseneinsatz und die Anschläge an dem Biegelement bzw. dessen Auflage angeordnet sind. Auch die umgekehrte Verteilung von Dichtvorsprung und Anschlägen ist denkbar. Insoweit können im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus der die Dichtstruktur aufweisende Dichtvorsprung und/oder der mindestens eine Anschlag an der Auflage aus elastisch nachgiebigen Material angeordnet sein; und die genannte Auflage aus elastisch nachgiebigem Material kann statt an dem Biegeelement auch um die Mündung der Düsenöffnung herum an dem Gehäuse bzw. einem in dieses eingesetzten Düseneinsatz angeordnet sein. Signifikant ist bei all diesen Abwandlungen eine Gestaltung des die Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs und des mindestens einen Anschlags dergestalt, dass beim Schließen des Ventils an der jeweils betrachteten Düse die beiden Dichtstrukturen zur Anlage kommen, bevor der mindestens eine Anschlag durch Anlage an der zugeordneten Gegenfläche wirksam wird.The above explanation of the present invention, as set forth in detail, primarily from the known from the prior art arrangement of the annular closed first sealing structure having sealing projection on the housing or a nozzle insert used in this and the arrangement of a support made of elastic compliant material on the flexure. However, this is not the only way to apply the principle of the invention. On the contrary, at least for certain applications, various modifications to be regarded as kinematic reversals come into consideration. Thus, according to a further aspect of the present invention, for example, a sealing projection having a ring-shaped closed second sealing structure and the stop arranged opposite to the sealing face which adjusts in the closed position of the bending element with respect to the associated mouth of the nozzle opening into the interior of the housing on the bending element or its support be arranged; In this case, the housing or the nozzle insert can be designed in the vicinity of the mouth of the nozzle opening, ie in the region of the first sealing structure as well as the mating surface for the at least one stop. Neither does such a design basically preclude the piezoelectric valve, in which a sealing projection having an annularly closed first sealing structure is arranged on the housing or the nozzle insert and the stops on the bending element or its support. The reverse distribution of sealing projection and attacks is conceivable. In that regard, in the context of the present invention by from the sealing structure having the sealing projection and / or the at least one stop on the support of elastically yielding material may be arranged; and said pad of elastically yielding material may be disposed on the housing or a nozzle insert inserted therein, rather than on the flexure, also around the mouth of the nozzle opening. Significantly, in all these modifications, a design of the sealing structure having the sealing projection and the at least one stop such that the two sealing structures come to rest when closing the valve to the respective nozzle before the at least one stop is effective by abutment against the associated mating surface ,

Lediglich der Klarstellung halber ist schließlich darauf hinzuweisen, dass der Begriff "ringförmig" keinesfalls einschränkend dahingehend verstanden werden darf, dass die Dichtfläche kreisrund ist. Erkennbar lässt sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Gestalt der Dichtfläche den individuellen Erfordernissen anpassen.Only Finally, for the sake of clarity, it should be noted that the term "annular" by no means limiting to that effect may be understood that the sealing surface is circular. recognizable let yourself in the context of the present invention, the shape of the sealing surface the adapt to individual requirements.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigtin the Below, the present invention will be described with reference to several in the Drawing illustrated preferred embodiments explained in more detail. there shows

1 ein erfindungsgemäßes piezoelektrisches Ventil nach einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt, 1 a piezoelectric valve according to the invention according to a first embodiment in longitudinal section,

2 das Detail "A" der 1 in vergrößerter Darstellung, 2 the detail "A" of 1 in an enlarged view,

3 in perspektivischer Darstellung den Mündungsbereich des Düseneinsatzes des piezoelektrischen Ventils nach 1 und 3 in a perspective view of the mouth region of the nozzle insert of the piezoelectric valve according to 1 and

4 in einem stark vergrößerten, nicht maßstabsgerechten Schnitt die Situation beim Verschließen der in 3 gezeigten Düsen-/Anschlag-Anordnung mittels eines einen Elastomer-Überzug aufweisenden Biegeelements. Weiterhin zeigt 4 in a greatly enlarged, not to scale cut the situation when closing the in 3 shown nozzle / stop assembly by means of a elastomeric coating having a bending element. Further shows

5 eine gegenüber der Ausführungsform nach den 1 bis 4 abgewandelte Gestaltung der Anschläge. 5 one over the embodiment according to the 1 to 4 modified design of the attacks.

Und jeweils in schematischer Darstellung veranschaulichenAnd each illustrate in a schematic representation

6 eine gegenüber der Ausführungsform nach den 1 bis 3 abweichende Anordnung der zueinander korrespondierenden Dichtstrukturen und Anschläge, 6 one over the embodiment according to the 1 to 3 deviating arrangement of the mutually corresponding sealing structures and stops,

7 eine nochmals andere Anordnung der zueinander korrespondierenden Dichtstrukturen und Anschläge und 7 a still different arrangement of the mutually corresponding sealing structures and stops and

8 eine wiederum andere Anordnung der zueinander korrespondierenden Dichtstrukturen und Anschläge. 8th another turn arrangement of the corresponding sealing structures and stops.

Hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus entspricht das Ventil gemäß der in den 1 bis 4 der Zeichnung wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsform dem aus der EP 943812 A1 ( US 6143744 B1 ) bekannten Ventil. Es wird daher auf eine eingehende Beschreibung sämtlicher Details und sonstigen Gestaltungsmerkmale des dargestellten Ventils verzichtet und statt dessen, zur Ergänzung der nachstehenden Erläuterung, die genannte Veröffentlichung im vollen Umfang in Bezug genommen.With regard to its basic structure, the valve corresponds to that in the 1 to 4 the drawing reproduced preferred embodiment of the EP 943812 A1 ( US 6143744 B1 ) known valve. It is therefore to dispense with a detailed description of all the details and other design features of the illustrated valve and instead, to supplement the following explanation, said publication in full reference.

Das in den 1 bis 4 der Zeichnung dargestellte piezoelektrische Ventil umfaßt ein Gehäuse 1, welches einen durchströmbaren Innenraum 2 aufweist. In den Innenraum 2 münden zwei einander gegenüberliegende Düsen 3 und 4, die jeweils mit einem zugeordneten Anschluss 5 bzw. 6 für das Strömungsmedium kommunizieren. Weiterhin mündet in den Innenraum 2 des Gehäuses 1 eine Öffnung 7. In dem Innenraum 2 des Gehäuses 1 ist ein piezoelektrisches Biegeelement 8, welches durch elektrische Beaufschlagung verformbar ist, dergestalt aufgenommen, dass sich jener – in 1 rechts vom Einspannpunkt 9 liegende – Bereich 10 des Biegeelements, der bei dessen elektrischer Beaufschlagung seine Lage relativ zu dem Gehäuse ändert, mit seinem endseitigen Abschnitt 11 zwischen die beiden Düsen 3 und 4 ragt. Je nach der elektrischen Beaufschlagung kann das Biegeelement 8 somit, in einer ersten bzw. zweiten Schließstellung, die erste Düse 3 oder die zweite Düse 4 verschließen oder aber eine Zwischenstellung, in der beide Düsen geöffnet sind, einnehmen.That in the 1 to 4 The drawing shown piezoelectric valve comprises a housing 1 , which has a flow-through interior 2 having. In the interior 2 open two opposing nozzles 3 and 4 , each with an associated port 5 respectively. 6 communicate for the flow medium. Furthermore, flows into the interior 2 of the housing 1 an opening 7 , In the interior 2 of the housing 1 is a piezoelectric bending element 8th , which is deformable by electrical loading, taken in such a way that that - in 1 right from the clamping point 9 lying - area 10 of the bending element, which changes its position relative to the housing when its electrical loading, with its end portion 11 between the two nozzles 3 and 4 protrudes. Depending on the electrical loading, the bending element 8th thus, in a first or second closed position, the first nozzle 3 or the second nozzle 4 close or take an intermediate position in which both nozzles are open, take.

In dem frei über den Einspannpunkt 9 auskragenden Bereich 10 ist auf das Biegelement 8 ein aus elastisch nachgiebigem, elastomerem Material bestehender Überzug 12 aufgesetzt, welcher auf der Oberseite 13 und der Unterseite 14 des Biegeelements jeweils eine Auflage 15 bzw. 16 bildet.In the freely over the clamping point 9 cantilevered area 10 is on the bending element 8th a coating made of elastically yielding, elastomeric material 12 put on, which on the top 13 and the bottom 14 of the bending element in each case a support 15 respectively. 16 forms.

Während die Auflagen 15 und 16 entfernt von den Düsen 3 und 4 eine Dicke in der bekannten Größenordnung, nämlich von etwa 0,5 mm besitzen, beträgt die Dicke der Auflagen 15 und 16 in den den Düsen gegenüberliegenden Bereichen 17 bzw. 18 und der unmittelbaren Umgebung lediglich 0,2 mm. In den Bereichen mit reduzierter Dicke weisen die freien Oberflächen 19 der Auflagen 15 und 16 eine Oberflächengüte mit einer Rz von maximal 16 μm auf; und die Härte der Auflagen 15 und 16 beträgt in den genannten Bereichen zwischen 60 und 75 Shore A.While the pads 15 and 16 away from the nozzles 3 and 4 have a thickness of the known order, namely of about 0.5 mm, the thickness of the pads 15 and 16 in the areas opposite the nozzles 17 respectively. 18 and the immediate area only 0.2 mm. In the areas of reduced thickness, the free surfaces 19 the pads 15 and 16 a surface quality with a maximum Rz of 16 microns; and the hardness of the pads 15 and 16 is in the mentioned ranges between 60 and 75 Shore A.

Jede der beiden Düsen 3 und 4 ist, wie dies nachfolgend anhand der an dem in das Gehäuse 1 eingesetzten, die Düse 3 aufweisenden Düseneinsatz 20 erläutert wird, in entsprechender Weise allerdings auch für die Düse 4 gilt, von einer unterbrechungsfrei geschlossenen, ringförmigen ersten Dichtstruktur 21 eingefasst, die stirn seitig an einem Dichtvorsprung 22 vorgesehen ist, der gegenüber der umliegenden Stirnfläche 23 des Düseneinsatzes 20 vorsteht und eine etwa konische Außenfläche 24 aufweist. Die zylindrische Düsenbohrung 25 geht über einen konischen Übergangsbereich 26 in die Dichtstruktur 21 über. In der die Düse 3 verschließenden Schießstellung des Biegeelements 8 (4) liegt die an dem Dichtvorsprung 22 angeordnete erste Dichtstruktur 21 an der Auflage 15 in deren Bereich 17 an und dringt geringfügig in die Auflage 15 ein. Auf diese Weise definert sich in dem – entsprechend verformten – Bereich 17 der Auflage 15 eine zu der ersten Dichtstruktur 21 korrespondierende, ringförmig geschlossene zweite Dichtstruktur 27, wobei die erste und die zweite Dichtstruktur längs einer ringförmigen Dichtfläche 28 aneinander anliegen.Each of the two nozzles 3 and 4 is, as in the following with reference to the in the housing 1 inserted, the nozzle 3 having nozzle insert 20 is explained, however, in a similar manner, however, for the nozzle 4 applies, of an uninterrupted closed, annular first sealing structure 21 edged, the frontally on a sealing projection 22 is provided, the opposite to the surrounding end face 23 of the nozzle insert 20 protrudes and an approximately conical outer surface 24 having. The cylindrical nozzle bore 25 goes over a conical transition area 26 in the sealing structure 21 above. In the the nozzle 3 closing shooting position of the bending element 8th ( 4 ) is the at the sealing projection 22 arranged first sealing structure 21 on the pad 15 in their area 17 and penetrates slightly into the pad 15 one. This defines itself in the - correspondingly deformed - area 17 the edition 15 one to the first sealing structure 21 corresponding, annular closed second sealing structure 27 wherein the first and second sealing structures are along an annular sealing surface 28 abut each other.

An dem Düseneinsatz 20 sind, von dessen Stirnfläche 23 vorspringend, um den Dichtvorsprung 22 herum sechs freistehende, etwa kegelstumpfförmige Anschläge 29 angeordnet. Jeder Anschlag 29 weist stirnseitig eine Anschlagfläche 30 für die Auflage 15 des Biegeelements 8 auf. Die Anschlagflächen 30 sind gegenüber der maximalen Erhebung des Dichtvorsprungs 22 von der Stirnfläche 23 des Düseneinsatzes 20 etwas zurückgesetzt, d.h. die Anschläge 29 stehen etwas weniger weit von der Stirnfläche 23 des Düseneinsatzes vor als der Dichtvorsprung 22. Die Flächensumme jener Flächen, an denen bei der betreffenden Schließstellung des Biegelements 8 die sechs Anschläge 29 mit den entsprechenden Gegenflächen 41 in Kontakt sind, entspricht flächenmäßig etwa 65% der zwischen der ersten Dichtstruktur 21 und der zweiten Dichtstruktur 27 wirksamen Dichtfläche 28.At the nozzle insert 20 are, from its end face 23 projecting to the sealing projection 22 around six free-standing, approximately frustoconical attacks 29 arranged. Every stop 29 has an end face a stop surface 30 for the edition 15 of the bending element 8th on. The stop surfaces 30 are opposite the maximum elevation of the sealing projection 22 from the frontal area 23 of the nozzle insert 20 reset something, ie the attacks 29 stand a little less far from the face 23 the nozzle insert before than the sealing projection 22 , The sum of the areas of those surfaces at which at the respective closed position of the bending element 8th the six attacks 29 with the corresponding mating surfaces 41 are in contact, equivalent in area about 65% of the between the first sealing structure 21 and the second sealing structure 27 effective sealing surface 28 ,

Entsprechendes gilt, wie dargelegt, für die zweite Düse 4, welche nicht in einem Düseneinsatz, sondern vielmehr direkt im Gehäuse 1 ausgebildet ist. Hier springen die Anschläge 29 in der beschriebenen Weise gegenüber der angrenzenden Oberfläche 31 des Gehäuses vor.The same applies, as stated, for the second nozzle 4 which are not in a nozzle insert, but rather directly in the housing 1 is trained. Here jump the attacks 29 in the manner described with respect to the adjacent surface 31 of the housing.

5 veranschaulicht eine gegenüber der Ausführungsform nach den 1 bis 4 in zweifacher Hinsicht abgewandelte Ausgestaltung der um die erste Dichtstruktur 21 herum angeordneten Anschläge 32. Zum einen weisen die Anschläge 32 eine im wesentlichen einer Halbkugelkalotte entsprechende Gestalt auf. Des weiteren sind die Anschläge 32 nicht freistehend von der Stirnfläche 23 des Düseneinsatzes vorspringend ausgeführt; sie sind vielmehr an den Dichtvorsprung 22 angesetzt; sie lehnen sich gewissermaßen an die konische Außenfläche 24 des Dichtvorsprungs 22 an. Im übrigen wird, nachdem die wesentlichen Gesichtspunkte mit denjenigen der in 3 gezeigten Ausführungsform übereinstimmen, zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen. 5 FIG. 1 illustrates one embodiment of the invention 1 to 4 in two ways modified embodiment of the first sealing structure 21 around arranged stops 32 , For one thing, the attacks 32 a substantially a Halbkugelkalotte corresponding shape. Furthermore, the attacks 32 not freestanding from the face 23 the nozzle insert protruding executed; they are rather to the sealing projection 22 set; they lean to a certain extent on the conical outer surface 24 the sealing projection 22 at. Moreover, after the main points of view coincide with those of 3 shown embodiment, referenced to avoid repetition of the above explanations.

Bei der in 6 schematisch veranschaulichten Gestaltung sind in dem der Mündung der – in dem Gehäuse 1 angeordneten – Düse 33.1 gegenüberliegenden Bereich der Auflage 34.1 des Biegeelements 35.1 ein die ringförmig geschlossene zweite Dichtstruktur 36.1 aufweisender, gegenüber der Oberfläche 37.1 der Auflage 34.1 vorstehender Dichtvorsprung 38.1 und sechs um diesen herum angeordnete, freistehend von der Oberfläche 37.1 der Auflage 34.1 vorstehende Anschläge 39.1 vorgesehen. Die Anschläge 39.1 stehen dabei weniger weit von der Oberfläche 37.1 der Auflage 34.1 vor als der Dichtvorsprung 38.1. Der um die Mündung der Düse 33.1 herum angeordne te, die zu der zweiten Dichtstruktur 36.1 korrespondierende erste Dichtstruktur 40.1 sowie die Gegenfläche 41.1 für die Anschläge 39.1 aufweisende Bereich der Innenwand 42.1 des Gehäuses 1 ist demgegenüber vollständig eben ausgeführt. Die Funktion der Ausführungsform nach 6 erschließt sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu den 1 bis 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf diese verwiesen wird.At the in 6 schematically illustrated design are in the mouth of the - in the housing 1 arranged - nozzle 33.1 opposite area of the pad 34.1 of the bending element 35.1 a ring-closed second sealing structure 36.1 having, opposite the surface 37.1 the edition 34.1 protruding sealing projection 38.1 and six arranged around it, freestanding from the surface 37.1 the edition 34.1 above attacks 39.1 intended. The attacks 39.1 stand thereby less far from the surface 37.1 the edition 34.1 before than the sealing projection 38.1 , The one around the mouth of the nozzle 33.1 arranged around, leading to the second sealing structure 36.1 corresponding first sealing structure 40.1 as well as the counter surface 41.1 for the attacks 39.1 having area of the inner wall 42.1 of the housing 1 In contrast, it is completely flat. The function of the embodiment according to 6 follows from the above explanations to the 1 to 4 so that reference is made to avoid repetition.

Bei der in 7 schematisch veranschaulichten Gestaltung ist um die Mündung der Düse 33.2 herum ein von der Innenwand 42.2 des Gehäuses 1 vorstehender, die ringförmig geschlossene erste Dichtstruktur 40.2 aufweisender ringförmiger Dichtvorsprung 38.2 vorgesehen. Die zu der ersten Dichtstruktur 40.2 korrespondierende zweite Dichtstruktur 36.2 ist gegen dem Dichtvorsprung 38.2 in dem ebenen Bereich 43.2 der Auflage 34.2 des Biegeelements 35.2 ausgeführt. Um die zweite Dichtstruktur 36.2 herum sind an der Auflage 34.2 des Biegeelements 35.2 sechs freistehend von der Oberfläche 37.2 der Auflage vorstehende Anschläge 39.2 angeordnet. Die Anschläge 39.2 stehen dabei weniger weit von der angrenzenden Oberfläche 37.2 der Auflage 34.2 vor, als sich der Dichtvorsprung 38.2 von der ihn umgebenden Innenwand 42.2 des Gehäuses 1 erhebt. Die Gegenfläche 41.2 für die Anschläge 39.2 liegt in dem ebenen Bereich der Innenwand 42.2 des Gehäuses 1 außerhalb des Dichtvorsprungs 38.2. Die Funktion der Ausführungsform nach 7 erschließt sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu den 1 bis 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wiederum auf diese verwiesen wird.At the in 7 schematically illustrated design is around the mouth of the nozzle 33.2 around from the inside wall 42.2 of the housing 1 above, the annular closed first sealing structure 40.2 having annular sealing projection 38.2 intended. The to the first sealing structure 40.2 corresponding second sealing structure 36.2 is against the sealing projection 38.2 in the plane area 43.2 the edition 34.2 of the bending element 35.2 executed. To the second sealing structure 36.2 around are on the pad 34.2 of the bending element 35.2 six freestanding from the surface 37.2 the edition protruding attacks 39.2 arranged. The attacks 39.2 stand less far from the adjacent surface 37.2 the edition 34.2 before, as the sealing projection 38.2 from the surrounding inner wall 42.2 of the housing 1 rises. The counter surface 41.2 for the attacks 39.2 lies in the flat area of the inner wall 42.2 of the housing 1 outside the sealing protrusion 38.2 , The function of the embodiment according to 7 follows from the above explanations to the 1 to 4 so that reference is again made to avoid repetition.

Bei der in 8 schematisch veranschaulichten Gestaltung ist an der Auflage 34.3 des Biegelements 35.3 ge genüber der Mündung der Düse 33.3 ein von der Oberfläche 37.3 der Auflage vorstehender, die ringförmig geschlossene zweite Dichtstruktur 36.3 aufweisender ringförmiger Dichtvorsprung 38.3 vorgesehen. Die zu der zweiten Dichtstruktur 36.3 korrespondierende ringförmige erste Dichtstruktur 40.3 ist dem Dichtvorsprung 38.3 gegenüberliegend an der in diesem Bereich ebenen Innenwand 42.3 des Gehäuses 1 ausgeführt. Um die erste Dichtstruktur 40.3 herum sind an der Innenwand 42.3 des Gehäuses 1 sechs freistehend von dieser vorstehende Anschläge 39.3 angeordnet. Die Anschläge 39.3 stehen dabei weniger weit von der angrenzenden Innenwand 42.3 des Gehäuses 1 vor, als sich der Dichtvorsprung 38.3 von der ihn umgebenden Oberfläche 37.3 der Auflage 34.3 erhebt. Die Gegenfläche 41.3 für die Anschläge 39.3 liegt in dem ebenen Bereich der Auflage 34.3 des Biegelements 35.3 außerhalb des Dichtvorsprungs 38.3. Die Funktion der Ausführungsform nach 8 erschließt sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu den 1 bis 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen abermals auf diese verwiesen wird.At the in 8th schematically illustrated design is on the support 34.3 of the bending element 35.3 ge compared to the mouth of the nozzle 33.3 one from the surface 37.3 the support projecting, the annular closed second sealing structure 36.3 having annular sealing projection 38.3 intended. The to the second sealing structure 36.3 corresponding annular first sealing structure 40.3 is the sealing projection 38.3 opposite to the inner wall in this area 42.3 of the housing 1 executed. To the first sealing structure 40.3 around are on the inner wall 42.3 of the housing 1 six detached from these prominent attacks 39.3 arranged. The attacks 39.3 stand less far from the adjacent inner wall 42.3 of the housing 1 before, as the sealing projection 38.3 from the surrounding surface 37.3 the edition 34.3 rises. The counter surface 41.3 for the attacks 39.3 lies in the flat area of the edition 34.3 of the bending element 35.3 outside the sealing protrusion 38.3 , The function of the embodiment according to 8th follows from the above explanations to the 1 to 4 so that reference is again made to avoid repetition.

Claims

Piezoelectric valve with a housing ( 1 ), which a flow-through interior ( 2 ) into which at least one with an associated terminal ( 5 ; 6 ) communicating with the flow medium, by an uninterrupted annular first sealing structure ( 21 ; 40.1 ; 40.2 ; 40.3 ) enclosed nozzle ( 3 ; 4 ; 33.1 ; 33.2 ; 33.3 ), wherein in the interior of the housing a deformable by electrical loading, a support ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) made of an elastically yielding material having piezoelectric bending element ( 8th ; 35.1 ; 35.2 ; 35.3 ) is received such that the nozzle is moved by a due to the deformation of the bending element relative to the nozzle movable portion ( 11 ) of the bending element is closable, wherein in the closed position of the bending element, the first sealing structure ( 21 ; 40.1 ; 40.2 ; 40.3 ) to form an annularly closed sealing surface ( 28 ) on one of the associated supports ( 15 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) of the bending element ( 8th ; 35.1 ; 35.2 ; 35.3 ), corresponding to the first sealing structure second sealing structure ( 27 ; 36.1 ; 36.2 ; 36.3 ) is applied, characterized in that outside the annular sealing surface ( 28 ) adjacent to this at least one stop ( 29 ; 32 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ), which is opposite the surface adjacent to it ( 23 ; 37.1 ; 37.2 ; 42 ) of the component having the stopper projecting and in the closed position of the bending element ( 8th ; 35.1 ; 35.2 ; 35.3 ) the deformation of the second sealing structure ( 27 ; 36.1 ; 36.2 ; 36.3 ) in the region of the sealing surface ( 28 ) limited.

Piezoelectric valve according to claim 1, characterized in that the at least one stop ( 29 ; 32 ; 39.3 ) on the housing ( 1 ), a nozzle insert ( 20 ) or arranged on the housing or a nozzle insert pad made of elastically yielding material is arranged.

Piezoelectric valve according to claim 1, characterized in that the at least one stop ( 39.1 ; 39.2 ) at the on the bending element ( 35.1 ; 35.2 ) attached edition ( 34.1 ; 34.2 ) is arranged made of elastically yielding material.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first sealing structure ( 21 ; 40.2 ) at the end on an annularly closed, with respect to the surrounding surface ( 23 ; 42.2 ) raised first sealing projection ( 22 ; 38.2 ) is arranged.

Piezoelectric valve according to claim 4, characterized in that the first sealing projection ( 22 ; 38.2 ) on the housing ( 1 ), a nozzle insert ( 20 ) or arranged on the housing or a nozzle insert pad made of elastically yielding material is arranged.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second sealing structure ( 36.1 ; 36.3 ) at the end on an annularly closed, with respect to the surrounding surface ( 37.1 ; 37.3 ) of the edition ( 34.1 ; 34.3 ) raised second sealing projection ( 38.1 ; 38.3 ) is arranged.

Piezoelectric valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that only one of the two corresponding sealing structures ( 21 . 27 ; 36.1 . 40.1 ) on a surface opposite it ( 23 ; 37.1 ) raised sealing projection ( 22 ; 38.1 ), wherein the at least one stop ( 29 ; 32 ; 39.1 ) is arranged on the same component as the sealing projection, and compared with the maximum elevation of the sealing projection reset.

Piezoelectric valve according to claim 7, characterized in that the at least one stop ( 29 ; 39.1 ) of the sealing projection ( 22 ; 38.1 ) detached, freestanding executed.

Piezoelectric valve according to claim 7, characterized in that the at least one stop ( 32 ) to the sealing projection ( 22 ) is set.

Piezoelectric valve according to claim 9, characterized in that that portion of the circumference of the sealing projection ( 22 ), to which the min at least one stop ( 32 ), maximum 50%.

Piezoelectric valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that only one of the two corresponding sealing structures ( 36.2 . 40.2 ; 36.3 . 40.3 ) on a surface opposite it ( 37.1 ; 42.2 ) raised sealing projection ( 38.2 ; 38.3 ), wherein the at least one stop ( 39.2 ; 39.3 ) on which the other sealing structure ( 36.2 ; 40.3 ) is arranged arranged component.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one stop ( 29 ; 32 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ) at least 0.01 mm from the surface adjacent to it ( 23 ; 37.1 ; 37.2 ; 42.3 ) raises.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the areal sum of the effective in the closed position of the valve bearing surfaces of the attacks ( 29 ; 32 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ) on the associated mating surfaces ( 41 ; 41.1 ; 41.2 ; 41.3 ) between 0.1 times and 2.0 times the sealing area ( 28 ) is.

Piezoelectric valve according to claim 13, characterized in that the areal sum of the effective in the closed position of the valve bearing surfaces of the attacks ( 29 ; 32 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ) on the associated mating surfaces ( 41 ; 41.1 ; 41.2 ; 41.3 ) is between 0.3 times and 1.3 times the sealing area.

Piezoelectric valve according to claim 14, characterized in that the areal sum of the effective in the closed position of the valve bearing surfaces of the attacks ( 29 ; 32 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ) on the associated mating surfaces ( 41 ; 41.1 ; 41.2 ; 41.3 ) between 0.5 times and 0.8 times the sealing area ( 21 ) is.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 15, characterized in that at least three spaced from each other around the sealing surface ( 28 ) arranged around ( 29 ; 32 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ) are provided.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 16, characterized in that the thickness of the support ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) made of elastically yielding material in which the nozzle ( 3 ; 4 ; 33.1 ; 33.2 ; 33.3 ) opposite area ( 17 ; 18 ) is a maximum of 0.3 mm.

Piezoelectric valve according to claim 17, characterized in that the thickness of the support ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) made of elastically yielding material in which the nozzle ( 3 ; 4 ; 33.1 ; 33.2 ; 33.3 ) opposite area ( 17 ; 18 ) is a maximum of 0.2 mm.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 18, characterized in that the free surface ( 19 ; 37.1 ; 37.2 ; 37.3 ) of the edition ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) made of elastically yielding material in which the nozzle ( 3 ; 4 ; 33.1 ; 33.2 ; 33.3 ) opposite area ( 17 ; 18 ) has a surface quality with a maximum Rz of 16 microns.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 18, characterized in that the hardness of the support ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) forming elastically yielding material in the nozzle ( 3 ; 4 ; 33.1 ; 33.2 ; 33.3 ) opposite area ( 17 ; 18 ) Is 50 to 90 Shore A.

Piezoelectric valve according to claim 20, characterized in that the hardness of the support ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) forming elastically yielding material in the nozzle ( 3 ; 4 ; 33.1 ; 33.2 ; 33.3 ) opposite area ( 17 ; 18 ) Is 60 to 75 Shore A.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 21, characterized in that the at least one stop ( 29 ; 39.1 ; 39.2 ; 39.3 ) is designed substantially frusto-conical.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 21, characterized in that the at least one stop ( 32 ) is designed substantially in the form of a hemisphere calotte.

Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 23, characterized in that the support ( 15 ; 16 ; 34.1 ; 34.2 ; 34.3 ) made of elastically yielding material instead of the bending element ( 8th ; 35.1 ; 35.2 ; 35.3 ) on the housing ( 1 ) or a nozzle insert inserted into the housing ( 20 ) is arranged around the mouth of the nozzle opening around.