WO2009010117A1

WO2009010117A1 - Piezoelectric valve

Info

Publication number: WO2009010117A1
Application number: PCT/EP2008/004009
Authority: WO
Inventors: Jochen Schaible; Marcus Grödl
Original assignee: Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Current assignee: Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2010-01-19
Also published as: DE102007034049B3; DE202008001289U1

Abstract

The invention relates to a piezoelectric valve having a housing (1) and comprising an interior space (2) through which media can flow, into which at least one nozzle (3; 4) opens in communication with an associated connector (5; 6) for the flow medium, encompassed by an uninterrupted ring-shaped first sealing structure, wherein a piezoelectric bending element (8) deformable by the application of electricity and having a contact surface (15; 16) made of an elastically deformable material is mounted such that the nozzle can be closed due to the deformation of the segment (11) of the bending element movable relative to the nozzle, wherein, in the closed position of the bending element, the first sealing structure contacts a second sealing structure, corresponding to the first sealing structure and formed on the associated contact surface (15) of the bending element (8), by forming a ring-shaped closed sealing surface. At least one stop is provided outside of the ring-shaped sealing surface and adjacent thereto, said stop extending opposite the adjacent surface of the component comprising the stop, and limiting the deformation of the second sealing structure in the area of the sealing surface when the bending element (8) is in the closed position.

Description

Piezoelektrisches Ventil Piezoelectric valve

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 Dicht - struktur korrespondierenden zweiten Dichtstruktur anliegt .The present invention relates to a piezoelectric valve having a housing which has a flow-through interior, in which communicates at least one communicating with an associated connection for the flow medium, enclosed by an interruption-free annular first sealing structure nozzle, wherein in the interior of the housing by an electric charge deformable, a support of elastically resilient material exhibiting piezoelectric bending element is received such that the nozzle is closed by a movable due to the deformation of the bending element relative to the nozzle portion of the bending element, wherein in the closed position of the bending element, the first sealing structure to form a ring closed sealing surface on a formed 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 2511752 Al, der DE 3400645 Al, der DE 3527069 Al, der EP 0404082 Bl, der EP 0538236 Al, der DE 4320909 Cl, der DE 4410153 Cl, der WO 97/09555 Al, der DE 19547149 Al, der EP 0191011 Bl und der EP 0565510 Bl. 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 Bl und der EP 0943812 Al beschrieben. Nach der an erster Stelle genannten EP 0907852 Bl 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 Al ist auf den frei beweglichen, außerhalb der Einspannung liegenden Bereich des piezoelektrischen Biegeelements ein Überzug aus einem Elastomer aufgebracht, der end- seitig 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 Dicht - vorsprung 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 various designs, for example from DE 2511752 Al, DE 3400645 Al, DE 3527069 Al, EP 0404082 Bl, EP 0538236 Al, DE 4320909 Cl, DE 4410153 Cl, WO 97/09555 Al, DE 19547149 Al, EP 0191011 Bl and EP 0565510 Bl. Generic piezoelectric valves, where in terms of minimizing leakage in the closed position and / or other objectives (eg compensation of manufacturing tolerances, protection of the flexure against mechanical damage , before moisture and media and / or wear reduction on the nozzle seat) the piezoelectric Bending element at least in its region opposite the nozzle has a support made of an elastically yielding material are described in particular in EP 0907852 Bl and EP 0943812 Al. According to EP 0907852 B1, which is mentioned in the first place, the support made of an elastically yielding material is designed as an elastomer disc which is locally attached on the bending element (bending transducer) and consists for example of fluorosilicone. According to EP 0943812 A1, a coating made of an elastomer is applied to the freely movable, out-of-clamping region of the piezoelectric bending element, which has a sealing bead on the end side, which ensures a sealing 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 the support attached to the bending element by a certain amount, as a result this intended second sealing structure is deformed into a shape corresponding to the first sealing structure, wherein that annularly closed surface, against which the first and the second sealing structure lie against one another in the closed position of the bending element, 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 4410153 Cl) 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 curve of the bending transducer (see, in particular, DE 4410153 C1) sets the The use 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.The present patent application is accordingly an object of the invention to provide a piezoelectric valve of the type described with increased practicality with which - while maintaining or even increasing the known advantages such as in particular the high switching dynamics - can achieve higher switching performance in practice 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- fortnung der zweiten Dichtstruktur begrenzen. Durch den mindestens einen benachbart zu der betreffenden Dicht - fläche angeordneten Anschlag läßt sich auf diese Weise gezielt Einfluss nehmen auf das Maß der Verformung der Auflage des Biegelements im Bereich der zweiten Dicht - struktur. 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 applied, deformed until the stop or the stops come into contact with the associated mating surface and the further Limit the second sealing structure. As a result of the at least one stop arranged adjacent to the relevant 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. Thus, when the first sealing structure is embodied on a sealing projection surrounding the nozzle, it is possible to specifically limit the penetration depth of the sealing projection into the elastically yielding support of the bending element, so that the first sealing structure without the risk of damage to the elastically yielding support of the Bending transducer would be connected, especially sharp-edged, 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. Contributes to this also that, corresponding to the reduction of between the nozzle-side first sealing structure and adjacent to this bending transducer side second Adhesive forces acting sealing force decreases the force required to open the valve. 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 present invention can be, as will be illustrated in detail below with reference to corresponding examples, use in different configurations of the arrangement and design of the attacks and the first and second sealing structure. In that regard, as far as the invention is explained below with reference to certain specific configurations (eg first sealing structure on a sealing projection, stops arranged on the housing or a nozzle insert inserted into it, which projects less far from the adjoining surface than the sealing projection), there is no limitation whatsoever here 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, the present invention can be used in 3/2-way switching valves, in which two on each other on different sides of the bend converter opposite, each communicating with an associated port nozzles open into the interior of the housing, the bending transducer can assume two closed positions by closing one of the two nozzles in each of its two end positions (maximum deflection); because in such valves, the problem explained above, solved by the present invention, the problem of decreasing with increasing deflection closing force is particularly pronounced. However, the present invention is by no means limited to such 3/2-way switching valves. On the contrary, it can advantageously be used also in single-acting switching valves as well as in proportional valves.

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.With regard to the switching dynamics of inventive piezoelectric valves, which are operated as pneumatic valves with air as a medium, it is advantageous if, according to a preferred embodiment of the invention, the at least one stop by at least 0.01 mm from the surrounding or the adjacent surface of the housing or a nozzle insert used in the housing or the support of the flexure elevates. In this way, in the closed position of the valve between the elastically yielding support of the bending element and the surface of the housing or the nozzle insert in the vicinity of the stops an air gap of such thickness that no dynamic switching effects of the valve during opening or closing 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 Dichtflache ; 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 Dicht - struktur 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 Dicht - vorsprungs, an welchen Anschläge angeschlossen sind, sollte sich somit, mit anderen Worten, auf maximal 50% beschränken.For the function of the attacks explained above, it is also advantageous if the area Sum of the effective contact surfaces of the stops - that is the sum of the contact surfaces at which touch the stops in the corresponding closed position of the bending element the associated counter surface - is between 0.1 and 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 side and the adhesion and flow dynamics 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 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 on a sealing projection having the associated sealing structure, with respect to the maximum elevation over the surrounding surface reset, scheduled; 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; The proportion of the circumference of the sealing structure having the sealing projection, to which stops are connected, should therefore, in other words, 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 Ver- schließens 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 a preferred embodiment of the invention, if the nozzle-side first sealing structure is arranged on a sealing projection, the thickness of the resiliently resilient material existing support of the bending element at least in the region opposite the nozzle maximum 0.3 mm, more preferably even less than 0.2 mm. This dimensioning makes use of the knowledge that in the case of the execution of the elastically yielding support of the piezoelectric bending element with a thickness of at most 0.3 mm, particularly preferably not more than 0.2 mm that portion of the deflection of the bending element, which for a leak-free closing the Nozzle by means of the bending element is responsible for substantially compressing the elastically yielding pad, to a minimum. This minimization of the inefficient idle stroke of the bending element has an advantageous effect in two ways in the sense of the task set forth above, namely to the effect that the effective working stroke of the bending element can be increased, so that the bending element in the open position of the valve continues to be correspondingly further away from the Can lift nozzle, as is possible in the prior art, whereby the unimpeded, lossless flow through the valve in its open position is favored; the second advantageous effect is a higher available closing force and thus an increased reliability of the leak-free closing of the nozzle even with increased pressures, because the required for the compression of the elastically resilient pad for closing the nozzle stroke compared to the prior art is, with which - due to the characteristic force -Weg characteristic of piezoelectric bending elements - the nozzle is already reliably closed at an operating point with less deflection of the flexure and thus higher contact force.

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 yet another preferred development of the present invention, the free surface of the support of elastically yielding material at least in the area opposite the nozzle has a surface quality with a maximum Rz of 16 microns. This results in combination with the above-described preferred thickness of the elastically resilient support of the flexure a particularly favorable sealing behavior of the valve. The same applies if the hardness of the pad forming elastically yielding material according to a further preferred embodiment of the present invention, 50-90 Shore A, more preferably 60-75 Shore A.

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 is, as stated in detail, primarily from the known from the prior art arrangement of a ring-shaped closed first sealing structure having sealing projection on the housing or in this inserted nozzle insert and the arrangement of a support made of elastically yielding material on the bending element. 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, within the scope of the present invention, the sealing projection having the sealing structure and / or the at least one stop can be arranged on the support of elastically yielding material; and said pad of elastically compliant material may be disposed on the housing or a nozzle insert inserted therein, rather than on the flexure, also about the mouth of the nozzle opening be. 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.Finally, for the sake of clarity, it should be pointed out that the term "annular" should not be understood to be limiting in that the sealing surface is circular. Visible in the context of the present invention, the shape of the sealing surface can be adapted to individual requirements.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein erfindungsgemäßes piezoelektrisches Ventil nach einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt ,In the following, the present invention is explained in more detail with reference to several preferred embodiments illustrated in the drawing. 1 shows a piezoelectric valve according to the invention according to a first embodiment in longitudinal section,

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

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

Fig. 4 in einem stark vergrößerten, nicht maßstabsgerechten Schnitt die Situation beim Verschließen der in Fig. 3 gezeigten Düsen-/Anschlag- Anordnung mittels eines einen Elastomer-Überzug aufweisenden Biegeelements. Weiterhin zeigt Fig. 5 eine gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 abgewandelte Gestaltung der Anschläge. Und jeweils in schematischer Darstellung veranschaulichenFig. 4 in a greatly enlarged, not to scale section the situation when closing the nozzle / stop arrangement shown in Fig. 3 by means of a elastomeric coating having a bending element. Furthermore, Fig. 5 shows a comparison with the embodiment of FIGS. 1 to 4 modified design of the attacks. And each illustrate in a schematic representation

Fig. 6 eine gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 abweichende Anordnung der zueinander korrespondierenden Dichtstrukturen und Anschläge,6 shows a comparison with the embodiment according to FIGS. 1 to 3 deviating arrangement of the mutually corresponding sealing structures and attacks,

Fig. 7 eine nochmals andere Anordnung der zueinander korrespondierenden Dichtstrukturen und Anschläge undFig. 7 shows yet another arrangement of the mutually corresponding sealing structures and stops and

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

Hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus entspricht das Ventil gemäß der in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsform dem aus der EP 943812 Al (US 6143744 Bl) 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 according to the preferred embodiment shown in FIGS. 1 to 4 of the drawing corresponds to the valve known from EP 943812 A1 (US 6143744 B1). 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 Fig. 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 An- schluss 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 Fig. 1 rechts vom Einspannpunkt 9 liegende - Bereich 10 des Biegeelements, der bei dessen elektrischer Beaufschlagung seine Lage relativ zu dem Gehäuse ändert, mit seinem endsei - tigen 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.The piezoelectric valve shown in FIGS. 1 to 4 of the drawing comprises a housing 1, which has a through-flowable interior 2. In the interior 2 open two opposing nozzles 3 and 4, each communicating with an associated connection 5 and 6 for the flow medium. Furthermore, opens into the interior 2 of the housing 1, an opening 7. In the interior 2 of the housing 1 is a piezoelectric bending element 8, which is deformable by electrical loading, taken in such a way that - in Fig. 1, right from 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 - side portion 11 projects between the two nozzles 3 and 4. Depending on the electrical impingement, the bending element 8 can thus, in a first or second closed position, close the first nozzle 3 or the second nozzle 4 or else occupy an intermediate position in which both nozzles are open.

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 region 10 projecting freely beyond the clamping point 9, a coating 12 consisting of elastically yielding, elastomeric material 12 is placed on the bending element 8 and forms a support 15 or 16 on the upper side 13 and the lower side 14 of the bending element.

Während die Auflagen 15 und 16 entfernt von den Düsen 3 und 4 eine Dicke in der bekannten Größenordnung, nämlich von etwa 0,5mm besitzen, beträgt die Dicke der Auflagen 15 und 16 in den den Düsen gegenüberliegenden Bereichen 17 bzw. 18 und der unmittelbaren Umgebung lediglich 0,2mm. 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 are spaced from the nozzles 3 and 4 to a thickness of the order of magnitude of about 0.5mm, the thickness of the pads 15 and 16 in the nozzle opposed areas 17 and 18 and the immediate vicinity, respectively only 0.2mm. In the regions with reduced thickness, the free surfaces 19 of the supports 15 and 16 have a surface quality with a maximum Rz of 16 μm; and the hardness of pads 15 and 16 is between 60 and 75 Shore A in these ranges.

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 (Fig. 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 defi- nert sich in dem - entsprechend verformten - Bereich 17 der Auflage 15 eine zu der ersten Dichtstruktur 21 korrespondierende, ringförmig geschlossene zweite Dicht - struktur 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 will be explained below with reference to the inserted into the housing 1, the nozzle 3 having nozzle insert 20, in a corresponding manner, however, also applies to the nozzle 4, of an uninterrupted closed, annular first sealing structure 21, the fore- is provided on the side of a sealing projection 22 which protrudes from the surrounding end face 23 of the nozzle insert 20 and has an approximately conical outer surface 24. The cylindrical nozzle bore 25 merges via a conical transition region 26 into the sealing structure 21. In the shooting position of the bending element 8 (FIG. 4) closing the nozzle 3, the first sealing structure 21 arranged on the sealing projection 22 rests on the support 15 in its region 17 and penetrates slightly into the support 15. In this way, in the - correspondingly deformed - region 17 of the support 15, a second sealing structure 27 corresponding to the first sealing structure 21 is defined, the first and the second sealing structure abutting one another along an annular sealing surface 28.

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. 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.On the nozzle insert 20, projecting from the end face 23, around the sealing projection 22 around six free-standing, approximately frusto-conical stops 29 are arranged. Each stop 29 has an end face 30 a stop surface for the support 15 of the bending element 8. The abutment surfaces 30 are compared to the maximum elevation of the sealing projection 22 of the end face 23 of the nozzle insert 20 slightly set back, ie the stops 29 are slightly less far from the end face 23 of the nozzle insert than the sealing projection 22. The total area of those areas where at the relevant closing position of the bending element 8, the six stops 29 are in contact with the corresponding mating surfaces 41, corresponds in terms of area about 65% of effective between the first sealing structure 21 and the second sealing structure 27 sealing surface 28th The same applies, as stated, for the second nozzle 4, which is not formed in a nozzle insert, but rather directly in the housing 1. Here, the stops 29 project in the manner described against the adjacent surface 31 of the housing.

Fig. 5 veranschaulicht eine gegenüber der Ausführungs- form nach den Fig. 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 Fig. 3 gezeigten Ausführungsform übereinstimmen, zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen.FIG. 5 illustrates a configuration of the stops 32 arranged around the first sealing structure 21 in comparison with the embodiment according to FIGS. 1 to 4. First, the stops 32 have a shape substantially corresponding to a hemispherical dome. Furthermore, the stops 32 are not carried out freestanding protruding from the end face 23 of the nozzle insert; they are rather attached to the sealing projection 22; they lean in a sense on the conical outer surface 24 of the sealing projection 22 at. Incidentally, after the essential points of view coincide with those of the embodiment shown in FIG. 3, reference is made to the above explanations in order to avoid repetition.

Bei der in Fig. 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 GegenflächeIn the embodiment schematically illustrated in FIG. 6, in the region of the support 34.1 of the bending element 35.1 opposite the nozzle mouth 33.1 arranged in the housing 1, a sealing projection projecting over the surface 37.1 of the support 34.1 is provided which has an annularly closed second sealing structure 36.1 38.1 and six arranged around this, free-standing from the surface 37.1 of the support 34.1 projecting stops 39.1 provided. The stops 39.1 are less far from the surface 37.1 of the support 34.1 before the sealing projection 38.1. The one around the mouth of the nozzle 33.1 around arranged te, the second sealing structure 36.1 corresponding first sealing structure 40.1 and the mating surface

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 Fig. 6 erschließt sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf diese verwiesen wird.41.1 for the stops 39.1 having region of the inner wall 42.1 of the housing 1 is executed in contrast completely flat. The function of the embodiment of FIG. 6 can be deduced from the above explanations to FIGS. 1 to 4, so that reference is made to avoid repetition.

Bei der in Fig. 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 AnschlägeIn the design illustrated schematically in FIG. 7, around the mouth of the nozzle 33.2, an annular sealing projection 38.2 is provided which protrudes from the inner wall 42.2 of the housing 1 and which has the annularly closed first sealing structure 40.2. The second sealing structure 36.2 corresponding to the first sealing structure 40.2 is embodied against the sealing projection 38.2 in the flat area 43.2 of the support 34.2 of the bending element 35.2. To the second sealing structure 36.2 around the support 34.2 of the flexure 35.2 six free-standing protruding from the surface 37.2 of the support stops 39.2 are arranged. The attacks

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 Fig. 7 erschließt sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wiederum auf diese verwiesen wird.39.2 are less far from the adjacent surface 37.2 of the support 34.2 before, as the sealing projection 38.2 rises from the surrounding inner wall 42.2 of the housing 1. The mating surface 41.2 for the stops 39.2 lies in the flat region of the inner wall 42.2 of the housing 1 outside the sealing projection 38.2. The function of the embodiment according to FIG. 7 can be deduced from the above explanations to FIGS. 1 to 4, so that reference is made again to avoid repetition.

Bei der in Fig. 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 Fig. 8 erschließt sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen abermals auf diese verwiesen wird. In the design illustrated schematically in FIG. 8, the support 34.3 of the bending element 35.3 opposite the mouth of the nozzle 33.3 a of the surface 37.3 of the edition above, the annularly closed second sealing structure 36.3 exhibiting annular sealing projection 38.3 provided. The annular first sealing structure 40.3 corresponding to the second sealing structure 36.3 is designed opposite the sealing projection 38.3 on the inner wall 42.3, which is flat in this area, of the housing 1. Around the first sealing structure 40.3, six free-standing protrusions 39.3 are arranged on the inner wall 42.3 of the housing 1. The stops 39.3 are less far from the adjacent inner wall 42.3 of the housing 1 before, as the sealing projection 38.3 rises from the surrounding surface 37.3 of the support 34.3. The mating surface 41.3 for the stops 39.3 lies in the flat region of the support 34.3 of the bending element 35.3 outside of the sealing projection 38.3. The function of the embodiment according to FIG. 8 can be deduced from the above explanations of FIGS. 1 to 4, so that reference is made again to avoid repetition.

Claims

claims

Piezoelectric valve having a housing (1), which has a through-flowable interior space (2) into which at least one communicating with an associated connection (5; 6) for the flow medium, by an uninterrupted annular first sealing structure (21; 40.1; 40.2; 40.3 nozzle (3; 4; 33.1; 33.2; 33.3) opens, wherein in the interior of the housing a deformable by electrical loading, a support (15; 16; 34.1; 34.2; 34.3) of an elastically resilient material having piezoelectric bending element ( 8; 35.1; 35.2; 35.3) is received in such a way that the nozzle can be closed by a section (11) of the bending element which is movable relative to the nozzle due to the deformation of the bending element, wherein in the closed position of the bending element the first sealing structure (21; 40.2; 40.3) to form an annularly closed sealing surface (28) on one of the associated support (15; 34.1; 34.2; 34.3) of the bend lements (8; 35.1; 35.2; 35.3) bears against the second sealing structure (27; 36.1; 36.2; 36.3) corresponding to the first sealing structure, characterized in that at least one stop (29; 32; 39.1; 39.2; 39.3) adjacent to the annular sealing surface (28) is provided, with respect to the adjacent thereto surface (23, 37.1, 37.2, 42) of the stopper having Component and in the closed position of the bending element (8; 35.1; 35.2; 35.3) limits the deformation of the second sealing structure (27; 36.1; 36.2; 36.3) in the region of the sealing surface (28).

2. 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 used in this (20) or attached to the housing or a nozzle insert pad made of elastic compliant material is arranged.

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

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

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

6. Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second sealing structure (36.1; 36.3) at the end face on an annularly closed, with respect to the surrounding surface (37.1;

37.3) of the support (34.1; 34.3) raised second sealing projection (38.1; 38.3) is arranged.

7. Piezoelectric valve according to one of the claims

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

8. Piezoelectric valve according to claim 7, characterized in that the at least one stop (29, 39.1) is set free from the sealing projection (22, 38.1).

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

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

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

12. 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) is at least 0.01 mm opposite the surface (23; 37.1; 37.2 42.3).

13. Piezoelectric valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the areal sum of the in the

Closed position of the valve effective The contact surfaces of the stops (29; 32; 39.1; 39.2; 39.3) on the associated mating surfaces (41; 41.1; 41.2; 41.3) is between 0.1 and 2.0 times the sealing surface (28).

14. 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 stops (29; 32; 39.1; 39.2; 39.3) on the associated mating surfaces (41; 41.1; 41.2; 41.3) between 0.3 times and 1.3 times the sealing area.

15. 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 stops (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).

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

17. 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) of elastically yielding material in which the nozzle (3; 4; 33.1; 33.2; 33.3) opposite region (17; 18) is at most 0.3 mm.

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

19. 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 support (15; 16; 34.1; 34.2; 34.3) consists of elastically yielding material in which the nozzle (19; 3; 4; 33.1; 33.2; 33.3) opposite surface (17; 18) has a surface quality with a maximum Rz of 16 microns.

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

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

22. 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.

23. 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 hemispherical calotte.

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