DE19712855A1

DE19712855A1 - Piezoelectrically-operated fluid valve

Info

Publication number: DE19712855A1
Application number: DE1997112855
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Feigel
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-01

Abstract

The valve has a valve element (6) displaced relative to a flow channel (4) formed in the valve housing (1) under control of a piezoelectric setting element (8) at one side of the valve housing. The setting element is provided by a passive elastically-deformable support element (10) of a piezoelectric ceramic material, provided with a piezoelectric stack element (11) on one side.

Description

Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisch betätigtes Fluidventil, insbesondere für eine geregelte hydraulische Bremsanlage, mit einem in einem Ventilgehäuse ausgebildeten Strömungskanal, einem relativ zum Strömungskanal beweglichen Ventilelement, durch das der Strömungskanal ganz oder teilweise verschließbar ist, und einem einseitig am Ventil gehäuse abgestützten, piezoelektrischen Stellglied, das sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung biegt und dadurch das Ventilelement bewegt.The invention relates to a piezoelectrically actuated Fluid valve, especially for a regulated hydraulic Brake system, with one formed in a valve housing Flow channel, a movable relative to the flow channel Valve element through which the flow channel entirely or is partially closable, and one-sided on the valve housing-supported, piezoelectric actuator that bends when an electrical voltage is applied and thereby the valve element moves.

Ein Fluidventil der eingangs genannten Art ist aus der WO 95/25920 bekannt. Bei diesem bekannten Fluidventil ist als Stellglied ein piezoelektrischer Mehrschicht-Biegewandler vorgesehen, der aus mindestens zwei miteinander fest ver bundenen Keramikschichten mit piezoelektrischen Eigenschaf ten besteht, die quer zur Erstreckungsrichtung des Biege wandlers polarisiert und auf ihrer Ober- und Unterseite jeweils mit einem elektrisch leitfähigen Belag überzogen sind. Wird an eine Keramikschicht eine Spannung in deren Polarisationsrichtung und an die andere Keramikschicht die Spannung entgegen deren Polarisationsrichtung angelegt, so erfährt die eine Keramikschicht eine Verkürzung und die andere Keramikschicht eine Längung, wodurch der Biegewandler sich insgesamt krümmt und damit das an seinem von der Einspannstelle abgekehrten freien Ende befestigte Ventil element auf einen Ventilsitz auflegt oder von diesem abhebt. Bei dem bekannten Fluidventil ist nachteilig, daß das Ventilglied unmittelbar an den piezoelektrischen Kera mikschichten befestigt ist. Diese Schichten sind bruchemp findlich und können nicht beliebig bearbeitet werden. Die Befestigung des Ventilelements ist daher verhältnismäßig aufwendig und teuer. Weiterhin ist von Nachteil, daß der bekannte Biegewandler wegen der begrenzten Dicke seiner Keramikschichten eine verhältnismäßig kleine Verstellkraft erzeugt, so daß zur Erhöhung der Verstellkraft eine zusätz liche Abstützung des Biegewandlers im Abstand von seiner Einspannstelle erforderlich ist.A fluid valve of the type mentioned is from WO 95/25920 known. In this known fluid valve is as Actuator is a multilayer piezoelectric bending transducer provided that ver from at least two firmly together bonded ceramic layers with piezoelectric properties ten, which is transverse to the direction of extension of the bend transducer polarized and on its top and bottom each covered with an electrically conductive covering are. If a voltage is applied to a ceramic layer Direction of polarization and the other ceramic layer Voltage applied against their direction of polarization, see above the ceramic layer is shortened and the other ceramic layer an elongation, causing the bending transducer overall bends and thus that of his Clamping point away from the free end attached valve element is placed on or off a valve seat. In the known fluid valve, it is disadvantageous that Valve member directly on the piezoelectric kera micro layers is attached. These layers are fragile sensitive and cannot be edited arbitrarily. The Attachment of the valve element is therefore proportional complex and expensive. Another disadvantage is that the known bending transducer because of the limited thickness of its Ceramic layers have a relatively small adjustment force generated so that an additional to increase the adjusting force Liche support of the bending transducer at a distance from it Clamping point is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fluidventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist und sich durch eine ver gleichsweise hohe Verstellkraft auszeichnet.The invention has for its object a fluid valve of the kind mentioned at the beginning to create that simple and is inexpensive to manufacture and ver equally high adjustment force.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stellglied aus einem piezoelektrisch passiven, elastisch verformbaren Träger und einem auf einer Seite des Trägers angebrachten piezoelektrischen Stapelelement gebildet ist, das aus einer Anzahl in Richtung der Biegeachse des Stell glieds aufeinander gestapelter Piezoelemente besteht.This object is achieved in that the Actuator made of a piezoelectrically passive, elastic deformable carrier and one on one side of the carrier attached piezoelectric stack element is formed, that from a number in the direction of the bending axis of the actuator of stacked piezo elements.

Das erfindungsgemäße Fluidventil hat den Vorteil, daß der Träger des piezoelektrischen Stellglieds aus einem robusten und in der gewünschten Weise bearbeitbaren, biegeelastischen Material bestehen kann, da er keine piezoelektrischen Eigenschaften haben muß. Die Anbringung des Ventilelements kann daher auf einfache und kostengünstige Weise an dem Träger erfolgen. Darüberhinaus ist es möglich, den Träger selbst als Ventilelement auszubilden. Das erfindungsgemäße Stellglied hat weiterhin den Vorteil, daß die Abmessungen des Stapelelements von der geeigneten Schichtdicke der ein zelnen Piezoelemente unabhängig ist, da deren Breite und Länge frei gewählt werden kann, wobei sich die Länge des Stapelelements aus der gewählten Anzahl der aufeinanderge stapelten Piezoelemente ergibt. Auf diese Weise ist es mög lich, das Stapelelement in seinen Abmessungen so zu gestal ten, daß sich eine hohe Verstellkraft erreicht wird. Das erfindungsgemäße Stellglied zeichnet sich weiterhin durch einen geringen Raumbedarf aus.The fluid valve according to the invention has the advantage that the Support of the piezoelectric actuator from a robust and in the desired manner editable, flexible Material can exist because it is not piezoelectric Must have properties. The attachment of the valve element can therefore in a simple and inexpensive manner on the Carrier done. In addition, it is possible to wear the carrier train yourself as a valve element. The invention Actuator also has the advantage that the dimensions of the stacking element from the appropriate layer thickness individual piezo elements is independent because of their width and Length can be chosen freely, the length of the Stack element from the selected number of successive stacked piezo elements results. This way it is possible Lich to design the stacking element in its dimensions ten that a high adjustment force is achieved. The Actuator according to the invention is further characterized by a small footprint.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht der Träger aus einem quaderförmigen, langgestreckten Streifen, der aus einem keramischen Material hergestellt sein kann. Auch das Stapelelement hat vorzugsweise die Form eines quaderförmigen Streifens und beide Streifen sind durch Kleben mit ihrer Breitseite miteinander verbunden. Um das Ventilelement auf einfache Weise an dem Träger befestigen zu können, ragt der Träger erfindungsgemäß mit seinem bewegbaren Ende über das Stapelelement hinaus und weist dort Mittel, beispielsweise eine Ausnehmung, zur Befestigung des Ventilelements auf. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das bewegbare Ende des Trägers mit einer Federkraft entgegen der piezoelektrischen Stellkraft belastet ist. Durch eine solche Federkraft kann bei einem in der Grundstellung, d. h. ohne Anlegen einer Spannung geschlossenen Fluidventil das Ventilelement mit einer definierten Schließkraft an einen Ventilsitz gedrückt werden. Bei einem in der Grundstellung offenen Ventil bewirkt die Federkraft eine Stabilisierung des Stellglieds in der Grundstellung.In a preferred embodiment of the invention, the Carrier made of a rectangular, elongated strip, which can be made of a ceramic material. The stacking element also preferably has the shape of a cuboid stripe and both stripes are through Glue connected with their broad side together. To do that Attach the valve element to the carrier in a simple manner can, the carrier protrudes according to the invention with his movable end beyond the stacking element and points there Means, for example a recess, for fastening the Valve element. Furthermore, it can be provided that the movable end of the carrier with a spring force against the piezoelectric actuating force is loaded. By such Spring force can be in the basic position, i.e. H. without Applying a voltage to the closed fluid valve Valve element with a defined closing force on one Valve seat are pressed. With one in the basic position open valve, the spring force stabilizes of the actuator in the basic position.

Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung der Erfindung, bei der das bewegbare Ende des Trägers eine Dichtfläche aufweist, die einer zur Biegeachse senkrechten Wand der Ventilkammer mit geringem Spiel gegenüberliegt, wobei eine in der Wand der Ventilkammer liegende Mündung eines Strö mungskanals je nach Stellung des Trägers ganz oder teilweise von der Dichtfläche bedeckt ist. Das Spiel zwischen der Dichtfläche und der Wand der Ventilkammer kann hierbei an der Einspannung des Stellglieds einstellbar sein. Diese Gestaltung des Fluidventils eignet sich vor allem für Ven tile, die in der Grundstellung offen sind und für Ventile zur Regelung des Durchlaßquerschnitts in Abhängigkeit von einer Steuerspannung. Auch Mehrwegeventile können auf diese Weise realisiert werden. Hierzu kann in der Dichtfläche eine Ausnehmung vorgesehen sein, durch die zwei in der Wand der Ventilkammer nebeneinander liegende Mündungen von Strö mungskanälen in einer Stellung des Trägers miteinander ver bunden sind.A further development of the invention is particularly advantageous, in which the movable end of the carrier has a sealing surface has a wall perpendicular to the bending axis of the Valve chamber opposite with little play, one mouth of a stream lying in the wall of the valve chamber Mungskanal completely or partially depending on the position of the wearer is covered by the sealing surface. The game between the Sealing surface and the wall of the valve chamber can the clamping of the actuator can be adjustable. This The design of the fluid valve is particularly suitable for Ven tiles that are open in the basic position and for valves to regulate the passage cross section depending on a control voltage. Multi-way valves can also be used on these Way to be realized. For this purpose, a Recess can be provided through the two in the wall of the Valve chamber side by side mouths of Strö tion channels in a position of the carrier with each other ver are bound.

Das piezoelektrische Stellglied kann sowohl innerhalb als auch außerhalb der Ventilkammer angeordnet sein. Befindet sich das Stellglied innerhalb der Ventilkammer, so ist vor gesehen, daß die Elektroden der Piezoelemente durch eine druckdichte Durchführung aus der Ventilkammer herausgeführt und auf der Außenseite als Steckkontakte ausgebildet sind. Vorzugsweise ist die druckdichte Durchführung in einem lös bar mit dem Gehäuse verbundenen Deckel angeordnet. Zur Bil dung eines Mehrwegeventils können erfindungsgemäß auch zwei oder mehr Stellglieder mit Ventilelementen in einer gemein samen Ventilkammer untergebracht sein. Die Anordnung der Stellglieder in der Ventilkammer führt zu einem besonders einfachen Aufbau des erfindungsgemäßen Fluidventils. Sie erfordert aber in der Regel einen besonderen Schutz und eine besondere Isolierung der Piezoelemente, gegenüber dem sie umgebenden Druckmittel. Ist das Stellglied außerhalb der Ventilkammer angeordnet, so ist ein besonderer Schutz der Piezoelemente entbehrlich, statt dessen aber eine druck dichte, bewegliche Durchführung erforderlich, die das Stellglied mit dem Ventilelement verbindet.The piezoelectric actuator can both inside and also be arranged outside the valve chamber. Located the actuator is inside the valve chamber, so is in front seen that the electrodes of the piezo elements by a pressure-tight bushing led out of the valve chamber and are designed on the outside as plug contacts. The pressure-tight bushing is preferably in one piece arranged bar connected to the housing cover. To Bil According to the invention, a multi-way valve can also have two or more actuators with valve elements in one seed valve chamber. The arrangement of the Actuators in the valve chamber lead to a special one simple construction of the fluid valve according to the invention. she but usually requires special protection and one special insulation of the piezo elements against which they surrounding pressure medium. Is the actuator outside the Valve chamber arranged, so is a special protection Piezo elements are unnecessary, but instead a pressure tight, flexible implementation required that the Connects actuator with the valve element.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.The invention is explained below with reference to exemplary embodiments play explained in more detail, which is shown in the drawing are.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein in der Grundstellung geschlossenes Sitzventil mit innenliegendem Stellglied, Fig. 1 shows a cross section through a closed in the basic position, the seat valve with internal actuator,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein in der Grundstellung offenes Schieberventil mit innenliegendem Stell glied, Fig. 2 is a cross-sectional member by an open in the basic position slide valve with internal actuator,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer Anordnung der Ven tile gemäß den Fig. 1 und 2 in einer gemeinsa men Ventilkammer, Fig. 3 is a sectional view of an arrangement of the Ven tile according to FIGS. 1 and 2 in men of a common valve chamber,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt eines aus Sitzventil und Schieberventil kombinierten Mehrwegeventils, Fig. 4 is a vertical section of a seat valve and slide valve from the combined multi-way valve,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt des Mehrwegeventils gemäß Fig. 4, Fig. 5 is a horizontal section of the multi-way valve according to Fig. 4,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Schieberventil querschnitte des Mehrwegeventils gemäß Fig. 4 und Fig. 6 is an enlarged view of the slide valve cross sections of the multi-way valve shown in FIG. 4 and

Fig. 7 einen Querschnitt eines in der Grundstellung geschlossenen Sitzventils mit außenliegendem Stellglied. Fig. 7 shows a cross section of a seat valve closed in the basic position with an external actuator.

Das in Fig. 1 gezeigte Sitzventil besteht aus einem Ven tilgehäuse 1 mit einer darin ausgebildeten Ventilkammer 2, in die ein erster Strömungskanal 3 und ein zweiter Strö mungskanal 4 münden. Der Strömungskanal 4 weist an seiner Mündung einen Ventilsitz 5 auf, der durch ein in der Ventilkammer angeordnetes Ventilelement 6 verschlossen ist. Das Ventilelement 6 wird von einer Druckfeder 7 gegen den Ventilsitz 5 gedrückt. Zur Betätigung des Ventilelements 6 ist ein Stellglied 8 vorgesehen, das die Form eines langge streckten Stabes hat und mit einem Ende in einer Ausnehmung 9 in der Wand der Ventilkammer 2 durch Klemmung gehalten ist. Das Stellglied 8 besteht aus einem Träger 10 und einem piezoelektrischen Stapelelement 11. Der Träger 10 und das Stapelelement 11 haben beide die Form eines langgestreckten Quaders von etwa gleicher Breite, der Träger 10 ist jedoch länger und erstreckt sich mit seinem freien Ende 12, an dem das Ventilelement 6 befestigt ist, über das Stapelelement 11 hinaus. Der Träger 10 und das Stapelelement 11 sind an ihren einander zugekehrten Breitseiten durch Kleben miteinander verbunden.The seat valve shown in Fig. 1 consists of a Ven valve housing 1 with a valve chamber 2 formed therein, into which a first flow channel 3 and a second flow channel 4 open. The flow channel 4 has a valve seat 5 at its mouth, which is closed by a valve element 6 arranged in the valve chamber. The valve element 6 is pressed against the valve seat 5 by a compression spring 7 . To actuate the valve element 6 , an actuator 8 is provided, which has the shape of an elongated rod and is held at one end in a recess 9 in the wall of the valve chamber 2 by clamping. The actuator 8 consists of a carrier 10 and a piezoelectric stack element 11 . The carrier 10 and the stacking element 11 both have the shape of an elongated cuboid of approximately the same width, but the carrier 10 is longer and extends with its free end 12 , to which the valve element 6 is fastened, beyond the stacking element 11 . The carrier 10 and the stacking element 11 are connected to one another on their broad sides facing one another by gluing.

Das Stapelelement 11 besteht aus einer Vielzahl von einzel nen Piezoelementen, die in Längsrichtung des Stapelelements 11 aufeinandergestapelt sind. Die einzelnen Piezoelemente bestehen aus einem keramischen Material mit piezoelektri schen Eigenschaften und haben die Form kleiner rechteckiger Scheiben. Im Stapelelement 11 sind die einzelnen Scheiben jeweils mit ihrer Ober- bzw. Unterseite einander zugekehrt, wobei sich zwischen den Scheiben jeweils eine elektrisch leitfähige Schicht befindet, die an eine sich längs des Stapelelements 11 erstreckende Elektrode 13 oder 14 ange schlossen ist, und zwar derart, daß benachbarte Schichten jeweils an eine andere Elektrode 13 bzw. 14 angeschlossen sind. Die Elektroden 13, 14 sind durch einen die Ventilkam mer 2 veschließenden Deckel 15 druckdicht hindurchgeführt und bilden außerhalb der Ventilkammer 2 Steckkontakte 16 für den Anschluß an eine Leiterplatte 17, die eine Steuer schaltung für das Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden 13, 14 trägt.The stacking element 11 consists of a multiplicity of individual NEN piezo elements which are stacked on top of one another in the longitudinal direction of the stacking element 11 . The individual piezo elements consist of a ceramic material with piezoelectric properties and have the shape of small rectangular disks. In the stacking element 11 , the individual disks face each other with their top and bottom sides, with an electrically conductive layer between the disks, which is connected to an electrode 13 or 14 extending along the stacking element 11 , in such a way that adjacent layers are each connected to a different electrode 13 or 14 . The electrodes 13 , 14 are passed through a valve 15 closing the Ventilkam mer 2 and form outside the valve chamber 2 plug contacts 16 for connection to a circuit board 17 which carries a control circuit for applying an electrical voltage to the electrodes 13 , 14 .

Das Sitzventil ist in Fig. 1 in der geschlossenen Position dargestellt, in der an den Elektroden 13, 14 keine Spannung anliegt. Soll das Ventil geöffnet werden, so wird an die Elektroden 13, 14 eine Gleichspannung angelegt, die an den einzelnen Piezoelementen ein elektrisches Feld erzeugt, das eine Ausdehnung der einzelnen Piezoelemente und damit eine Längenzunahme des Stapelelements 11 zur Folge hat. Da der Träger 10 seine Länge nicht ändert, bewirkt die Längenzu nahme des Stapelelements 11 eine Krümmung des Stellglieds 8 dergestalt, daß das Ventilelement 6 von dem Ventilsitz 5 abgehoben und die Druckfeder 7 zusammengedrückt wird. Wird die Spannung beispielsweise durch Kurzschließen der Elek troden 13, 14 wieder abgebaut, so zieht sich das Stapelele ment 11 wieder vollständig zusammen, wodurch das Ventil geschlossen wird.The seat valve is shown in FIG. 1 in the closed position, in which no voltage is applied to the electrodes 13 , 14 . If the valve is to be opened, a direct voltage is applied to the electrodes 13 , 14 , which generates an electric field on the individual piezo elements, which results in an expansion of the individual piezo elements and thus an increase in length of the stack element 11 . Since the carrier 10 does not change its length, the Längenzu acquisition of the stacking element 11 causes a curvature of the actuator 8 such that the valve element 6 is lifted from the valve seat 5 and the compression spring 7 is compressed. If the voltage is reduced again, for example by short-circuiting the electrodes 13 , 14 , the Stapelele element 11 contracts completely again, as a result of which the valve is closed.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Schieberventil weist das freie Ende des Trägers 10 an seiner Stirnseite eine Dichtfläche 18 auf, die mit geringem Spiel der Wand 19 an der Stirnseite der Ventilkammer 2 gegenüberliegt. Die Mündung 20 des in der Wand 19 vorgesehenen Strömungskanals 3 ist hierbei so angeordnet und so groß bemessen, daß sie von der Dichtfläche 18 abgedeckt und dadurch der Strömungskanal 3 verschlossen werden kann. In der in Fig. 2 gezeigten Grundstellung, in der keine Spannung an den Elektroden 13, 14 anliegt, ist die Mündung 20 teilweise abgedeckt, die Strömungskanäle 3, 4 sind somit über die Ventilkammer 2 miteinander verbunden. Wird das Stellglied 8 in der zuvor beschriebenen Weise durch Anlegen einer Spannung betätigt, so bewegt sich das Ende 12 des Trägers 10 unter Zusammendrückung der Druckfeder 7 nach oben, wodurch die Mündung 20 verschlossen und die Verbindung zwischen den Strömungskanälen 3, 4 unterbrochen wird. Da die Längenänderung des Stapelelements 11 der angelegten Spannung proportional ist, kann das Ventil gemäß Fig. 2 auch proportional betrieben werden, wobei die Dichtfläche 18 zwischen beiden Endstellungen jede beliebige Zwischenstellung einnehmen kann.In the slide valve shown in FIG. 2, the free end of the carrier 10 has a sealing surface 18 on its end face, which faces the wall 19 on the end face of the valve chamber 2 with little play. The mouth 20 of the flow channel 3 provided in the wall 19 is arranged and dimensioned so large that it is covered by the sealing surface 18 and the flow channel 3 can thereby be closed. In the basic position shown in FIG. 2, in which there is no voltage at the electrodes 13 , 14 , the mouth 20 is partially covered, the flow channels 3 , 4 are thus connected to one another via the valve chamber 2 . If the actuator 8 is actuated in the manner described above by applying a voltage, the end 12 of the carrier 10 moves upwards with compression of the compression spring 7 , as a result of which the mouth 20 is closed and the connection between the flow channels 3 , 4 is interrupted. Since the change in length of the stacking element 11 is proportional to the applied voltage, the valve according to FIG. 2 can also be operated proportionally, the sealing surface 18 being able to assume any intermediate position between the two end positions.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht von oben eine Ven tilanordnung, bei der in einer gemeinsamen Ventilkammer 2 eines Ventilgehäuses 1 ein in der Grundstellung geschlos senes Sitzventil 21 der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 und ein in der Grundstellung offenes Schieberventil 22 der Ausge staltung gemäß Fig. 2 angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich mit einfachen Mitteln ein 3/3-Ventil bilden. Fig. 3 shows a sectional view from above a Ven valve arrangement in which in a common valve chamber 2 of a valve housing 1 a closed in the basic position sen valve 21 of the embodiment of FIG. 1 and a slide valve 22 in the basic position of the configuration shown in FIG . 2 are arranged. In this way, a 3/3 valve can be formed with simple means.

Bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungs beispiel ist zur Bildung eines Mehrwegeventils an dem freien Ende 12 des Trägers 10 eines Stellglieds 8 ein Ventilelement 6 angebracht, das mit einem Ventilsitz 5 an der Mündung eines Strömungskanals 4 zusammenwirkt. Zusätzlich weist der Träger 10 an seiner Stirnseite eine rechteckige Dichtfläche 18 auf, die zwei nebeneinander liegende Mündungen 23, 24 bedeckt, die in der Wand 19 der Ventilkammer 2 angeordnet sind. Die Mündung 23 ist mit einem Strömungskanal 25 und die Mündung 24 mit einem Strömungskanal 26 verbunden. In der Dichtfläche 18 befindet sich eine Ausnehmung 27, die in der gezeigten Grundstellung des Stellglieds 8 die Mündungen 23, 24 miteinander verbindet. Die Lage der Mündungen 23, 24 und der Ausnehmung 27 in dieser Grundstellung ist in Fig. 6 vergrößert dargestellt, die einen Schnitt in einer zur Wand 19 parallelen Ebene durch das Ende 12 des Trägers 10 mit Blick auf die Wand 19 zeigt. Die schraffierte Schnittfläche entspricht hierbei der Dichtfläche 18. Aus Fig. 6 ist auch zu ersehen, daß die Mündung 23 die Form eines Rechtecks und die Mündung 24 die Form eines Parallelogramms hat.In the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, a valve element 6 is attached to form a multi-way valve at the free end 12 of the carrier 10 of an actuator 8 , which cooperates with a valve seat 5 at the mouth of a flow channel 4 . In addition, the carrier 10 has a rectangular sealing surface 18 on its end face, which covers two adjacent openings 23 , 24 , which are arranged in the wall 19 of the valve chamber 2 . The mouth 23 is connected to a flow channel 25 and the mouth 24 to a flow channel 26 . In the sealing surface 18 there is a recess 27 which connects the orifices 23 , 24 to one another in the basic position of the actuator 8 shown. The position of the mouths 23 , 24 and the recess 27 in this basic position is shown enlarged in FIG. 6, which shows a section in a plane parallel to the wall 19 through the end 12 of the carrier 10 with a view of the wall 19 . The hatched cut surface corresponds to the sealing surface 18 . From Fig. 6 it can also be seen that the mouth 23 has the shape of a rectangle and the mouth 24 has the shape of a parallelogram.

In der gezeigten Grundstellung verbindet das Ventil gemäß den Fig. 4 bis 6 die Strömungskanäle 25, 26, während der Strömungskanal 4 durch das Ventilelement 6 druckdicht ver schlossen ist. Eine geringe, durch das Spiel zwischen der Dichtfläche 18 und der Wand 19 bedingte Leckage ist daher ohne Belang. Wird das Stellglied 8 durch Anlegen einer Spannung betätigt, so bewegt sich das Ende 12 des Trägers 10 in der Zeichnung nach oben, wodurch das Ventilelement 6 vom Ventilsitz 5 abhebt und die Dichtfläche 18 sich in Richtung der in Fig. 6 strichpunktiert dargestellten Position bewegt. Hierbei wird durch den unteren Abschnitt 28 der Dichtfläche 18 die Mündung 24 zunächst verschlossen und dadurch der Strömungskanal 26 vom Strömungskanal 25 getrennt. Danach wird der untere Bereich der Mündung 24 zur Ventilkammer 2 hin geöffnet und dadurch der Strömungskanal 26 mit dem Strömungskanal 4 verbunden. Solange diese Ver bindung offen ist, bleibt die Mündung 23 und damit der Strömungskanal 25 verschlossen.In the basic position shown, the valve of Figure 4 connects the Fig. 6 to the flow channels 25, 26 while the flow channel 4 pressure-tight manner by the valve element 6 ver included. A slight leakage caused by the play between the sealing surface 18 and the wall 19 is therefore irrelevant. If the actuator 8 is actuated by applying a voltage, the end 12 of the carrier 10 moves upwards in the drawing, as a result of which the valve element 6 lifts off the valve seat 5 and the sealing surface 18 moves in the direction of the position shown in broken lines in FIG. 6. In this case, the mouth 24 is initially closed by the lower section 28 of the sealing surface 18 and the flow channel 26 is thereby separated from the flow channel 25 . The lower region of the mouth 24 is then opened toward the valve chamber 2 and the flow channel 26 is thereby connected to the flow channel 4 . As long as this connection is open, the mouth 23 and thus the flow channel 25 remain closed.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das piezoelektrische Stellglied 8, das in seinem grundsätzlichen Aufbau dem Stellglied gemäß Fig. 1 entspricht, auf der Außenseite des Ventilgehäuses 1 angeordnet und in einem Klemmschuh 29 gehalten. Das Ventilelement 6 ist durch einen Stößel 30 mit dem Träger 10 des Stellglieds 8 verbunden, der durch eine Dichtungsanordnung 31 aus der Ventilkammer 2 herausgeführt ist. An der Dichtungsanordnung 31 ist eine Druckfeder 7 abgestützt, die das Ventilelement 6 gegen einen Ventilsitz 5 drückt und das Ventil in seiner Grundstellung geschlossen hält. In the embodiment shown in FIG. 7, the piezoelectric actuator 8 , which corresponds in its basic structure to the actuator according to FIG. 1, is arranged on the outside of the valve housing 1 and held in a clamping shoe 29 . The valve element 6 is connected by a tappet 30 to the carrier 10 of the actuator 8 , which is led out of the valve chamber 2 by a sealing arrangement 31 . A compression spring 7 is supported on the sealing arrangement 31 , which presses the valve element 6 against a valve seat 5 and keeps the valve closed in its basic position.

Reference list

11

Ventilgehäuse
Valve body

22nd

Ventilkammer
Valve chamber

33rd

Strömungskanal
Flow channel

44th

Strömungskanal
Flow channel

55

Ventilsitz
Valve seat

66

Ventilelement
Valve element

77

Druckfeder
Compression spring

88th

Stellglied
Actuator

99

Ausnehmung
Recess

1010th

Träger
carrier

1111

Stapelelement
Stacking element

1212th

Ende
The End

1313

Elektrode
electrode

1414

Elektrode
electrode

1515

Deckel
cover

1616

Steckkontakt
Plug contact

1717th

Leiterplatte
Circuit board

1818th

Dichtfläche
Sealing surface

1919th

Wand
wall

2020th

Mündung
muzzle

2121

Sitzventil
Seat valve

2222

Schieberventil
Slide valve

2323

Mündung
muzzle

2424th

Mündung
muzzle

2525th

Strömungskanal
Flow channel

2626

Strömungskanal
Flow channel

2727

Ausnehmung
Recess

2828

Abschnitt
section

2929

Klemmschuh
Clamp shoe

3030th

Stößel
Pestle

3131

Dichtungsanordnung
Sealing arrangement

Claims

1. Piezoelectrically actuated fluid valve, in particular for a controlled hydraulic brake system, with a flow channel formed in a valve housing, a valve element movable relative to the flow channel, through which the flow channel can be closed completely or partially, and a piezoelectric actuator supported on one side on the valve housing, which bends when an electrical voltage is applied and thereby moves the valve element, characterized in that the actuator ( 8 ) is formed from a piezoelectrically passive, elastically deformable carrier ( 10 ) and a piezoelectric stack element ( 11 ) attached to one side of the carrier ( 10 ) , which consists of a number of stacked piezo elements in the direction of the bending axis of the actuator ( 8 ).

2. Fluid valve according to claim 1, characterized in that the carrier ( 10 ) consists of a ceramic material.

3. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 10 ) is designed as a elongated, rectangular strip.

4. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the stacking element ( 11 ) has the shape of an elongated, parallelepiped-shaped strip and is connected to the carrier ( 10 ) by gluing.

5. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 10 ) projects with its movable end ( 12 ) over the stacking element ( 11 ) and that the movable end ( 12 ) has means for fastening the valve element ( 6 ) .

6. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the movable end ( 12 ) of the carrier ( 10 ) is loaded with a spring force against the piezoelectric actuating force.

7. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the movable end ( 12 ) of the carrier ( 10 ) has a sealing surface ( 18 ) which is opposite to the wall ( 19 ) of the valve chamber ( 2 ) perpendicular to the bending axis with little play, wherein an in-wall (19) of the valve chamber (2) mouth (20) of a flow channel (3) is covered, depending on the position of the carrier (10) completely or partially from the sealing surface (18).

8. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the play between the sealing surface ( 18 ) and the wall ( 19 ) of the valve chamber ( 2 ) is adjustable.

9. Fluid valve according to one of claims 7 or 8, characterized in that in the sealing surface ( 18 ) from a recess ( 27 ) is provided, through the two in the wall ( 19 ) of the valve chamber ( 2 ) side by side Mün openings ( 23rd , 24 ) of flow channels ( 25 , 26 ) are connected to one another in one position of the carrier ( 10 ).

10. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that two or more actuators ( 8 ) with valve elements in a common Ventilkam mer ( 2 ) are housed.

11. Fluid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric actuator ( 8 ) is arranged within the valve chamber ( 2 ) and that the electrodes ( 13 , 14 ) of the stacking element ( 11 ) by a pressure-tight passage from the valve chamber ( 2 ) led out and on the outside as plug contacts ( 16 ) are formed.

12. Fluid valve according to claim 10, characterized in that the pressure-tight passage of the electrodes ( 13 , 14 ) in a detachably connected to the housing ( 1 ) lid ( 15 ) is arranged.

13. Fluid valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the actuator ( 8 ) arranged outside the valve chamber ( 2 ) and a pressure-tight passage ( 31 ) for a movable connecting element ( 30 ) is provided which the actuator ( 8th ) connects to the valve element ( 6 ).