DE102004041170A1

DE102004041170A1 - Fuel injector for an internal combustion engine and method for mounting such a fuel injector

Info

Publication number: DE102004041170A1
Application number: DE200410041170
Authority: DE
Inventors: Andreas Ernst; Roland Feigl; Marco Haller; Michael Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-09
Also published as: EP1630408B8; DE502005002380D1; EP1630408A1; EP1630408B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, umfassend ein Kraftstoffeinspritzventil, einen Piezoaktor (14) zur Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils und eine an einem Ende eines Injektorgehäuses (10) angeordnete Kontaktbaugruppe zum elektrischen Anschluss des Kraftstoffinjektors. DOLLAR A Um die elektrische Kontaktierung des Piezoaktors (14) über eine axial zwischen der Kontaktbaugruppe und dem Piezoaktor (14) sich erstreckende Leitungsanordnung zu vereinfachen, ist vorgesehen, dass die Leitungsanordnung von einem axial zwischen der Kontaktbaugruppe und dem Piezoaktor (14) eingefügten Verbindungsteil (20) ausgebildet ist, an dessen dem Piezoaktor (14) zugewandten Ende Federkontakte (26) angeordnet sind, die an den Kontakten (28) des Piezoaktors (14) anliegen.The invention relates to a fuel injector, comprising a fuel injection valve, a piezoactuator (14) for actuating the fuel injection valve and a contact assembly arranged at one end of an injector housing (10) for the electrical connection of the fuel injector. DOLLAR A In order to simplify the electrical contacting of the piezoelectric actuator (14) via an axially between the contact assembly and the piezoelectric actuator (14) extending line arrangement, it is provided that the line arrangement of an axially inserted between the contact assembly and the piezoelectric actuator (14) connecting part ( 20) is formed, on whose the piezoelectric actuator (14) facing the end spring contacts (26) are arranged, which rest against the contacts (28) of the piezoelectric actuator (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Montage eines derartigen Kraftstoffinjektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The The present invention relates to a fuel injector for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a method of assembly Such a fuel injector according to the preamble of the claim 10th

Ein derartiger Kraftstoffinjektor sowie ein derartiges Montageverfahren sind beispielsweise aus der DE 198 44 743 C1 bekannt. Diese Veröffentlichung beschäftigt sich mit der Gestaltung eines Kontaktzungenträgers, der durch eine Verschweißung mit Kontakten eines Piezoaktors verbunden wird und somit eine Leitungsanordnung zur elektrischen Kontaktierung des Piezoaktors bereitstellt.Such a fuel injector and such a mounting method are for example from the DE 198 44 743 C1 known. This publication is concerned with the design of a contact tongue carrier, which is connected by a weld with contacts of a piezoelectric actuator and thus provides a line arrangement for electrical contacting of the piezoelectric actuator.

Der bekannte Kontaktzungenträger ist zum unmittelbaren Anschweißen lediglich für Kraftstoffinjektoren geeignet, bei welchen sich die Kontakte des Piezoaktors in Axialrichtung betrachtet bis hin in den Bereich der Kontaktbaugruppe (z. B. Steckverbinder) erstrecken. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Piezoaktor innerhalb des Injektorgehäuses in Axialrichtung betrachtet relativ nahe der Kontaktbaugruppe angeordnet ist. Ungeeignet ist der bekannte Kontaktzungenträger jedoch zur elektrischen Kontaktierung eines mit relativ kurzen Kontakten versehenen Piezoaktors, der in Axialrichtung betrachtet in einem mehr oder weniger großen Abstand zur Kontaktbaugruppe im Injektorgehäuse angeordnet ist. Außerdem ist bei einem mittels des Kontaktzungenträgers montierten Kraftstoffinjektor der Aufwand zum Verschweißen der Kontakte des Piezoaktors nachteilig.Of the known contact carrier is for direct welding only for Suitable fuel injectors, in which the contacts of the piezoelectric actuator viewed in the axial direction up to the area of the contact assembly (eg connectors). This is especially the case Case when the piezoelectric actuator inside the injector in Viewed axially relative to the contact assembly considered is. However, the known contact tongue carrier is unsuitable for electrical contacting a provided with relatively short contacts piezoelectric actuator in Axial direction considered in a more or less large distance is arranged to the contact assembly in the injector. Besides that is in a fuel injector mounted by means of the contact tongue carrier the effort for welding the contacts of the piezoelectric actuator disadvantageous.

Gemäß eines auf internen betrieblichen Kenntnissen der Anmelderin beruhenden Stands der Technik ist vorgesehen, vergleichsweise kurze Kontakte des Piezoaktors vor einem Einschieben des Piezoaktors in das Injektorgehäuse durch Anschweißen von Leitungsdrähten in Axialrichtung zu verlängern. Auch hierbei entsteht ein bei der Montage des Kraftstoffinjektors nicht zu vernachlässigender Aufwand für eine zusätzliche Verschweißung.According to one based on internal operational knowledge of the applicant State of the art is provided comparatively short contacts of the piezoelectric actuator before insertion of the piezoelectric actuator in the injector through weld of lead wires to extend in the axial direction. Here, too, arises during assembly of the fuel injector not to be neglected Effort for an additional Welding.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die elektrische Kontaktierung eines Piezoaktors in einem Kraftstoffinjektor zu vereinfachen.It It is an object of the present invention to provide electrical contact to simplify a piezoelectric actuator in a fuel injector.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors nach Anspruch 10. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.These Task is solved by a fuel injector according to claim 1 and a method, respectively for mounting a fuel injector according to claim 10. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor ist vorgesehen, dass die Leitungsanordnung von einem axial zwischen der Kontaktbaugruppe und dem Piezoaktor eingefügten Verbindungsteil ausgebildet ist, an dessen dem Piezoaktor zugewandten Ende Federkontakte angeordnet sind, die an den Kontakten des Piezoaktors anliegen.at the fuel injector according to the invention is provided that the line arrangement of an axially between formed the contact assembly and the piezoelectric actuator inserted connector is arranged at the piezoelectric actuator facing the end spring contacts are, which bear against the contacts of the piezoelectric actuator.

Die elektrische Kontaktierung des Piezoaktors ist damit erheblich vereinfacht. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die Kontakte des Piezoaktors mit der Leitungsanordnung zu verschweißen.The electrical contacting of the piezoelectric actuator is thus considerably simplified. In particular, it is not necessary, the contacts of the piezoelectric actuator with to weld the conduit assembly.

Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung einen Kraftstoffinjektor, bei welchem im Rahmen der Montage die elektrische Kontaktierung eines bereits im Injektorgehäuse montierten Piezoaktors in sehr einfacher Weise durch Einfügen einer vorgefertigten Einheit (Verbindungsteil) erfolgt.Furthermore allows the invention, a fuel injector, in which in the context of assembly the electrical contacting of an already mounted in the injector Piezoaktors in a very simple manner by inserting a prefabricated unit (Connecting part) takes place.

Diese vereinfachte Montage ist insbesondere für Konstruktionen von Vorteil, bei welchen im eingebauten Zustand des Piezoaktors dessen Kontakte vergleichsweise schwer zugänglich sind. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn in Axialrichtung betrachtet ein vergleichsweise großer Abstand zwischen dem Piezoaktor und der Kontaktbaugruppe durch die Leitungsanordnung bzw. das Verbindungsteil zu überbrücken ist. Das gemäß der Erfindung hierfür vorgesehene Verbindungsteil kann vorteilhaft an den Abstand der betreffenden Injektorkonstruktion angepasst werden.These simplified assembly is particularly advantageous for constructions, in which in the installed state of the piezoelectric actuator whose contacts comparatively hard to access are. This may for example be the case when in the axial direction considers a comparatively large distance between the piezoactuator and the contact assembly through the conduit assembly or connector to be bridged. The intended according to the invention for this purpose Connecting part can be advantageous to the distance of the relevant Injector design can be adjusted.

Durch die Verwendung von Federkontakten (z. B. aus Federstahl) ergibt sich eine verbesserte Vibrationsfestigkeit der elektrischen Kontaktierung. Diese Vibrationsfestigkeit ist in der Praxis der entsprechenden Festigkeit einer Schweißverbindung oftmals überlegen. Bislang bei der oben erwähnten Verlängerung der Kontakte des Piezoaktors durch Anschweißen von Verlängerungsdrähten abhängig von der Konstruktion notwendige Maßnahmen zum Ausgleich von Längenänderungen (z. B. thermisch bedingt) und/oder Maßnahmen zur Zug- und Druckentlastung der Schweißnähte können bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor vorteilhaft entfallen.By the use of spring contacts (eg made of spring steel) results an improved vibration resistance of the electrical contact. These Vibration resistance is in practice the appropriate strength Often superior to a welded joint. So far with the extension mentioned above the contacts of the piezoelectric actuator by welding of extension wires depending on the construction necessary measures to compensate for changes in length (For example, thermally induced) and / or measures for tension and pressure relief The welds can at the fuel injector according to the invention advantageously eliminated.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Injektorgehäuse hülsenförmig ist und im Bereich des Verbindungsteils eine ringförmig geschlossene, axial sich erstreckende Gehäuseinnenwand aufweist, welche das mit einer axial sich erstreckenden Umfangsfläche ausgebildete Verbindungsteil mit geringfügigem Spiel umschließt. Durch diese konstruktive Anpassung des Verbindungsteils an die Gehäuseinnenwand ergibt sich eine einfache Einschiebbarkeit des Verbindungsteils und gleichzeitig eine gewisse Führung des Verbindungsteils beim Einschieben. Die im Bereich des Verbindungsteils vorgesehene Gehäuseinnenwand sowie die davon geführte Umfangsfläche des Verbindungsteils können beispielsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen dieser einander zugewandten Flächen denkbar, solange die Gestaltung es ermöglicht, dass das Verbindungsteil in Axialrichtung in diesen Gehäuseabschnitt eingeschoben werden kann. In dieser Hinsicht sind auch konische Flächen prinzipiell denkbar.In a preferred embodiment it is provided that the injector housing is sleeve-shaped and in the region of the connecting part has an annularly closed, axially extending housing inner wall, which encloses the connecting part formed with an axially extending peripheral surface with slight play. This structural adaptation of the connecting part to the housing inner wall results in a simple insertion of the connecting part and at the same time a certain guidance of the connecting part during insertion. The provided in the region of the connecting part housing inner wall so like the guided therefrom peripheral surface of the connecting part may for example be formed substantially cylindrical. However, other cross-sectional shapes of these mutually facing surfaces are conceivable as long as the design makes it possible for the connecting part to be pushed into this housing section in the axial direction. In this regard, conical surfaces are also conceivable in principle.

Es ist von Vorteil, Maßnahmen zur Verdrehsicherung betreffend das in das Injektorgehäuse einzufügende Verbindungsteil vorzusehen. Beispielsweise können dann die Federkontakte des Verbindungsteils zuverlässig an den Kontakten des Piezoaktors zur Anlage bzw. in Eingriff gelangen. Ferner können durch eine solche Verdrehsicherung automatisierte Montageschritte vereinfacht werden. Hierbei ist insbesondere an die durch eine Verdrehsicherung gut definierte Lage auch der Leitungsenden am anderen Ende des Verbindungsteils (zur Kontaktbaugruppe hin) zu denken. Die dort erfolgende elektrische Weiterverbindung kann dann ohne Probleme hinsichtlich der Winkelstellung des Verbindungsteils automatisiert erfolgen.It is beneficial measures for preventing rotation concerning the inserted into the injector connector provided. For example, you can then the spring contacts of the connecting part reliably the contacts of the piezoelectric actuator to the plant or engage. Furthermore, can by such an anti-rotation automated assembly steps be simplified. This is particularly good at by a rotation defined position and the line ends at the other end of the connecting part to think (to the contact assembly). The there taking place electrical Forwarding can then without problems in terms of angular position the connection part automated.

In einer Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die axial sich erstreckende Gehäuseinnenwand wenigstens eine radiale Einbuchtung und/oder Ausbuchtung aufweist, die verdrehsichernd im Eingriff mit einer korrespondierenden Ausbuchtung bzw. Einbuchtung der axial sich erstreckenden Umfangsfläche des Verbindungsteils steht. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine dem Piezoaktor zugewandte Stirn fläche des Verbindungsteils wenigstens eine axiale Erhabenheit und/oder Aussparung aufweist, die verdrehsichernd im Eingriff mit einer korrespondierenden Aussparung bzw. Erhabenheit einer dem Verbindungsteil zugewandten Stirnfläche des Piezoaktors steht.In an embodiment is therefore intended that the axially extending housing inner wall has at least one radial indentation and / or bulge, the rotationally locking in engagement with a corresponding bulge or indentation of the axially extending peripheral surface of the Connecting parts stands. Alternatively or additionally, it may be provided that a piezoelectric actuator facing end face of the connecting part at least has an axial grandeur and / or recess, the rotationally locking in engagement with a corresponding recess or sublimity one of the connecting part facing end face of the piezoelectric actuator is.

Bevorzugt weist der Piezoaktor an seinem dem Verbindungsteil zugewandten Ende eine so genannte Kopfplatte auf, die mit axialen Durchführungen versehen ist, so dass in Axialrichtung abstehende Kontakte des Piezoaktors durch diese Durchführungen durchtreten können. Eine solche an sich bekannte Kopfplatte kann im Rahmen der Erfindung wenigstens eine der oben erwähnten axialen Aussparungen bzw. Erhabenheiten aufweisen, um eine Verdrehsicherung für das Verbindungsteil vorzusehen.Prefers has the piezoelectric actuator at its end facing the connecting part a so-called top plate, with axial passages is provided so that axially projecting contacts of the piezoelectric actuator through these ducts can pass through. Such a per se known top plate can in the invention at least one of the above mentioned have axial recesses or sublime, to a rotation for the Provide connecting part.

Eine einfache Herstellung des Verbindungsteils ergibt sich, beispielsweise dann, wenn dieses als Kunststoffformteil ausgebildet ist, wobei zur Realisierung der Leitungsanordnung zwischen den beiden axialen Enden des Verbindungsteils sich erstreckende Leitungen und/oder die Federkontakte in einem solchen Verbindungsteil in einfacher Weise eingeformt sein können. Beispielsweise können mit Federkontakteinheiten elektrisch verbundene (z. B. verschweißte) Leitungsdrähte in das Kunststoffmaterial eingeformt werden.A simple production of the connecting part results, for example when this is formed as a plastic molding, wherein for the realization of the line arrangement between the two axial Ends of the connecting part extending lines and / or the spring contacts in such a connector in a simple Way can be formed. For example, you can lead wires electrically connected (eg, welded) to spring contact units in the Plastic material are molded.

Bevorzugt erfolgt die elektrische Verbindung zwischen den Federkontakten des Verbindungsteils und den Kontakten des Piezoaktors – gewissermaßen "automatisch" – einfach durch Einschieben des Verbindungsteils in Axialrichtung in den betreffenden Injektorgehäuseabschnitt. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Kontakte des Piezoaktors als axial vom Piezoaktor abstehende Kontakte, insbesondere Kontaktstifte ausgebildet sind, welche beim Einfügen des Verbindungsteils mit dessen Federkontakten zur Anlage bzw. in Eingriff gelangen.Prefers the electrical connection between the spring contacts of the Connecting parts and the contacts of the piezoelectric actuator - so to speak "automatically" - simply by pushing the connecting part in the axial direction in the respective Injektorgehäuseabschnitt. For this purpose, it is useful if the contacts of the piezoelectric actuator as axially projecting from the piezoelectric actuator Contacts, in particular contact pins are formed, which at Insert of the connecting part with its spring contacts to the plant or in Get engaged.

Die Federkontakte können beispielsweise im wesentlichen orthogonal zur Axialrichtung sich erstreckende und in Axialrichtung einfedernde Kontaktflächen aufweisen, die bei der Montage des Verbindungsteils gegen die Stirnseiten der beispielsweise als axial abstehende Stifte ausgebildeten Kontakte des Piezoaktors laufen. Alternativ oder zusätzlich können solche axial abstehenden Kontaktstifte des Piezoaktors an deren Umfangsflächen mit geeignet ausgebildeten (radial federnden) Federkontaktflächen in Verbindung treten.The Spring contacts can for example, substantially orthogonal to the axial direction itself have extending and axially-springing contact surfaces, in the assembly of the connecting part against the end faces of For example, formed as axially projecting pins contacts the Piezoactors run. Alternatively or additionally, such axially projecting Contact pins of the piezoelectric actuator on the peripheral surfaces with suitably trained (radially resilient) spring contact surfaces connect.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Federkontakte als Federklemmkontakte zum Einklemmen der vom Piezoaktor abstehenden Kontakte ausgebildet. Für axial vom Piezoaktor abstehende Kontaktstifte eines Piezoaktors bedeutet dies, dass die Kontaktstifte jeweils von an ihrer Umfangsfläche von wenigstens zwei Seiten her radial durch Federkontaktflächen eines Federkontakts belastet werden. Solche einen Kontaktstift radial kontaktierenden Kontaktflächen lassen sich beispielsweise durch derart schräg zur Axialrichtung verlaufende Federkontaktzungen erreichen, die bei der Montage des Verbindungsteils durch die axial vorstehenden Kontaktstifte des Piezoaktors etwas in Radialrichtung verdrängt werden und aufgrund ihrer Federwirkung den betreffenden Kontaktstift dann radial belasten. Solche Federkontaktzungen können einzeln in Umfangsrichtung verteilt angeordnet werden und/oder ringförmig geschlossen (insgesamt z. B. konisch) ausgebildet sein. Durch den schrägen Verlauf von (z. B. im Vergleich zur Querausdehnung der Kontaktstifte dünnen) Federkontaktzungen ist es durch eine solche Schrägstellung möglich, einen "Widerhakeneffekt" des Federklemmkontaktes zu erzielen, durch welchen ein einmal in den Federklemmkontakt eingeschobener Kontaktstift des Piezoaktors zuverlässig im Eingriff gehalten wird.In a preferred embodiment are the spring contacts as spring terminal contacts for pinching the formed by the piezoelectric actuator protruding contacts. For axial from the piezoelectric actuator projecting pins of a piezoelectric actuator means this that the contact pins each of on its peripheral surface of At least two sides ago radially through spring contact surfaces of a Spring contacts are charged. Such a contact pin radially contacting contact surfaces can be, for example, by such obliquely to the axial direction Spring contact tongues reach during assembly of the connecting part something through the axially projecting pins of the piezoelectric actuator displaced in the radial direction and then due to their spring action of the respective contact pin load radially. Such spring contact tongues can individually in the circumferential direction be arranged distributed and / or closed in a ring (total z. B. conical) may be formed. Due to the oblique course of (eg compared to the transverse extent of the contact pins thin) spring contact tongues is it by such an inclination possible, a "barb effect" of the spring terminal contact to achieve, through which a once inserted into the spring terminal contact Contact pin of the piezoelectric actuator is reliably engaged.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:The invention is described below with reference to egg Nes embodiment described in more detail with reference to the accompanying drawings. They show:

1 ist ein Axiallängsschnitt eines zylindrischen Verbindungsteils zur Kontaktierung eines Piezoaktors, 1 is an axial longitudinal section of a cylindrical connecting part for contacting a piezoelectric actuator,

2 ist eine Seitenansicht des Verbindungsteils, 2 is a side view of the connecting part,

3 ist eine Draufsicht des Verbindungsteils, 3 is a plan view of the connecting part,

4 ist eine Axiallängsschnittansicht ähnlich der 1, die das Verbindungsteil in dessen Installationsumgebung in einem Injektorgehäuse zeigt, und 4 is an axial longitudinal sectional view similar to FIG 1 showing the connector in its installation environment in an injector housing, and

5 ist eine Seitenansicht eines Kraftstoffinjektors mit einem Piezoaktor, der unter Verwendung des Verbindungsteils zur elektrischen Kontaktierung des Piezoaktors montiert wurde. 5 is a side view of a fuel injector with a piezoelectric actuator, which has been mounted using the connection part for electrically contacting the piezoelectric actuator.

5 veranschaulicht den an sich bekannten, prinzipiellen Aufbau eines piezobetätigten Kraftstoffinjektors 1 für eine Brennkraftmaschine. Bei dem dargestellten Kraftstoffinjektor 1 handelt es sich um einen Dieselinjektor zur Verwendung in einem Speichereinspritzsystem für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. 5 illustrates the known per se, basic structure of a piezobetätigten fuel injector 1 for an internal combustion engine. In the illustrated fuel injector 1 it is a diesel injector for use in a storage injection system for the internal combustion engine of a motor vehicle.

Der Kraftstoffinjektor 1 umfasst ein an einem unteren Ende eines in einer Axialrichtung A langgestreckten Injektorgehäuses 10 angeordnetes Kraftstoffeinspritzventil 12, einen in einem mittleren Bereich des Injektorgehäuses 10 angeordneten Piezoaktor 14 zur Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils 12 und eine an einem oberen Ende des Injektorgehäuses 10 angeordnete Kontaktbaugruppe 16 zum elektrischen Anschluss des Kraftstoffinjektors 1 über einen Steckverbinder 18 an eine Einspritzsteuereinheit.The fuel injector 1 includes an injector housing elongated in an axial direction A at a lower end 10 arranged fuel injection valve 12 one in a central region of the injector housing 10 arranged piezoelectric actuator 14 for actuating the fuel injection valve 12 and one at an upper end of the injector housing 10 arranged contact assembly 16 for electrical connection of the fuel injector 1 via a connector 18 to an injection control unit.

In an sich bekannter Weise sind am oberen Ende des Injektorgehäuses 10 Anschlüsse für eine Hochdruck-Kraftstoffzufuhr aus einem Kraftstoff-Druckspeicher ("common rail") sowie eine Kraftstoffabfuhr (Leckageleitung) vorgesehen. Diese Komponenten sind für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich und daher in der Darstellung von 5 weggelassen. Dasselbe gilt für Details des Piezoaktors 14, dessen Wirkverbindung zum Einspritzventil 12 sowie die konkrete Gestaltung dieses Einspritzventils 12. Möglichkeiten zur Gestaltung des Piezoaktors 14 sowie des damit in Wirkverbindung stehenden Kraftstoffeinspritzventils 12 (z. B. hydraulisches Servoventil) sind dem Fachmann wohlbekannt und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung. Lediglich beispielhaft sei im Hinblick auf die Gestaltung des Kraftstoffinjektors insgesamt auf die DE 199 56 256 B4 und die DE 100 07 175 A1 verwiesen. Im Hinblick auf die Gestaltung eines bei dem Kraftstoffinjektor 1 einsetzbaren Piezoaktors sei lediglich beispielhaft verwiesen auf die DE 196 46 676 C1 , die DE 198 44 742 C1 und die DE 101 49 746 C1 .In a conventional manner are at the upper end of the injector 10 Connections for a high-pressure fuel supply from a common rail and a fuel discharge (leakage line) provided. These components are not essential to the understanding of the invention and therefore in the illustration of 5 omitted. The same applies to details of the piezoelectric actuator 14 , whose operative connection to the injection valve 12 as well as the concrete design of this injector 12 , Possibilities for the design of the piezo actuator 14 and the fuel injector operatively connected therewith 12 (eg hydraulic servo valve) are well known to the person skilled in the art and therefore require no further explanation. For example, with regard to the design of the fuel injector on the total DE 199 56 256 B4 and the DE 100 07 175 A1 directed. With regard to the design of a fuel injector 1 usable piezoelectric actuator is merely by way of example referred to the DE 196 46 676 C1 , the DE 198 44 742 C1 and the DE 101 49 746 C1 ,

Für die vorliegende Erfindung wesentlich ist die Realisierung der elektrischen Kontaktierung des Piezoaktors 14, d.h. die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Kontakten des Piezoaktors 14 und der im axialen Abstand dazu angeordneten Kontaktbaugruppe 16. Diese elektrische Kontaktierung des Piezoaktors 14 erfolgt über eine axial zwischen der Kontaktbaugruppe 16 und dem Piezoaktor 14 sich erstreckende Leitungsanordnung, die bei dem Kraftstoffinjektor 1 von einem axial zwischen der Kontaktbaugruppe 16 und dem Piezoaktor 14 eingefügten Verbindungsteil 20 ausgebildet ist. Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Verbindungsteil 20 und dem Piezoaktor 14 wird dieses Verbindungsteil 20 bei der Montage des Kraftstoffinjektors 1 unmittelbar über dem Piezoaktor 14 angeordnet.Essential for the present invention is the realization of the electrical contacting of the piezoelectric actuator 14 , ie the production of an electrical connection between contacts of the piezoelectric actuator 14 and the contact assembly arranged at an axial distance therefrom 16 , This electrical contacting of the piezoelectric actuator 14 via an axial between the contact assembly 16 and the piezo actuator 14 extending line arrangement, in the fuel injector 1 from one axially between the contact assembly 16 and the piezo actuator 14 inserted connecting part 20 is trained. For making an electrical connection between the connecting part 20 and the piezo actuator 14 becomes this connecting part 20 during assembly of the fuel injector 1 immediately above the piezoelectric actuator 14 arranged.

1 zeigt das insgesamt zylindrische Verbindungsteil 20 im Axiallängsschnitt. Es ist als Kunststoffformteil umfassend einen Verbindungshülsenkorpus 22 aus Kunststoff mit darin eingeformten Leitungsdrähten 24 und ebenfalls eingeformten, an den Leitungsdrähten elektrisch angeschlossenen Federkontakten 26 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Paar von diesen Leitungsdrähten 24 mit einheitlichem Querschnitt parallel zueinander in Axialrichtung A. Abweichend von diesem Beispiel ist es jedoch denkbar, dass z. B. in Anpassung an den weiteren Kontaktierungsverlauf im Bereich der Kontaktbaugruppe 16 die am oberen Ende austretenden Enden der Leitungsdrähte 24 einen im Verlauf sich ändernden Querschnitt und/oder gegenseitigen Abstand besitzen. Die am oberen Ende des Verbindungsteils 20 austretenden Leitungsdrahtenden können beispielsweise im Bereich der Kontaktbaugruppe verschweißt werden, z. B. unter Verwendung eines Kontaktzungenträgers, wie in der eingangs erwähnten DE 198 44 743 C1 beschrieben. In diesem Fall verbleibt zwar ein Schweißvorgang im Rahmen der Montage des Kraftstoffinjektors. Dieser Arbeitsschritt kann dann jedoch sehr bequem durchgeführt werden, insbesondere ohne eine durch das Injektorgehäu se bedingte Platzknappheit. Das Verbindungsteil 20 besitzt dann gewissermaßen die Funktion einer "Verlängerung" der Kontakte des Piezoaktors nach oben hin. Alternativ können die am oberen Ende des Verbindungsteils 20 austretenden Leitungsdrahtenden über eine Steckverbindung an der Kontaktbaugruppe 16 kontaktiert werden. Hierbei ist es sogar denkbar, das Verbindungsteil 20 auch an dem anderen Ende mit Federkontakten zu versehen, die ebenfalls elektrisch mit den eingeformten Leitungen verbunden sind. Solche zusätzlichen Federkontakte können z. B. so gestaltet sein wie die für die Kontaktierung zum Piezoaktor hin vorgesehenen Federkontakte (z. B. zum Einschub von Kontaktstiften der Kontaktbaugruppe). 1 shows the total cylindrical connecting part 20 in Axiallängsschnitt. It is as a plastic molded part comprising a connection sleeve body 22 made of plastic with molded in wires 24 and also molded, on the lead wires electrically connected spring contacts 26 educated. In the illustrated embodiment, a pair of these wires extend 24 with a uniform cross-section parallel to each other in the axial direction A. Deviating from this example, however, it is conceivable that z. B. in adaptation to the further Kontaktierungsverlauf in the region of the contact assembly 16 the ends of the lead wires exiting at the upper end 24 have a progressively changing cross-section and / or mutual distance. The at the upper end of the connecting part 20 leaking lead wire ends can be welded, for example, in the region of the contact assembly, z. B. using a contact tongue carrier, as in the aforementioned DE 198 44 743 C1 described. In this case, although a welding process remains during the assembly of the fuel injector. However, this step can then be carried out very conveniently, in particular without se by the Injektorgehäu conditional space shortage. The connecting part 20 then, as it were, has the function of an "extension" of the contacts of the piezoelectric actuator upwards. Alternatively, those at the top of the connector 20 emerging wire ends via a plug connection to the contact module 16 be contacted. It is even conceivable, the connecting part 20 Also to be provided at the other end with spring contacts, which also electrically with the molded Leitun are connected. Such additional spring contacts can z. B. be designed as the intended for contacting the piezoelectric actuator towards spring contacts (eg., For insertion of contact pins of the contact assembly).

Mit den eingeformten Leitungsdrähten 24 elektrisch verbunden ist jeweils einer der als Einsteckaufnahmen ausgebildeten Federkontakte 26. Jeder Federkontakt 26 ist gebildet von einem etwa zylindrischen, in Axialrichtung A langgestreckten Hohlraum zur Aufnahme von Kontaktstiften 28, wie aus der Darstellung im montierten Zustand nach 4 ersichtlich.With molded cable wires 24 electrically connected in each case one of the insertion contacts designed as spring contacts 26 , Every spring contact 26 is formed by an approximately cylindrical, elongated in the axial direction A cavity for receiving contact pins 28 as shown in the assembled state 4 seen.

In 1 ist ferner einer von zwei Positionierstiften 30 zu erkennen, die an einer unteren Stirnseite des Verbindungsteils 20 in Axialrichtung A abstehend, diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind (vgl. auch 2).In 1 is also one of two positioning pins 30 to recognize, on a lower end face of the connecting part 20 projecting in the axial direction A, are arranged diametrically opposite each other (see also 2 ).

Wie es aus 2 ersichtlich ist, sind die beiden Positionierstifte 30 bei diesem Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass deren Verbindungslinie orthogonal zu einer entsprechenden Verbindungslinie zwischen den beiden Federkontakten 26 ist und es somit zwei gleichwertige Montagestellungen für das Verbindungsteil 20 gibt, in denen das Verbindungsteil 20 von oben in das Injektorgehäuse 10 eingeführt und über die Federkontakte 26 in elektrischen Kontakt mit dem Piezoaktor 14 gebracht werden kann. Im montierten Zustand des Kraftstoffinjektors 1 (4) stehen die Positionierstifte 30 im Eingriff mit korrespondierend an der Oberseite des Piezoaktors 14 vorgesehenen Positionierstiftaufnahmen 32. Derartige Aussparungen 32 (oder auch Erhabenheiten zum Eingriff in korrespondierende Aussparungen des Verbindungsteils 20) können in einfacher Weise an der nach oben gewandten Stirnseite einer Kopfplatte ausgebildet sein, die an dieser Stelle des Piezoaktors 14 üblicherweise ohnehin vorhanden ist. Korrespondierend zur Anordnung der Federkontakte 26 kann eine solche Kopfplatte mit axialen Öffnungen bzw. Durchführungen zum Durchtritt der in Axialrichtung abstehenden Kontaktstifte 28 des Piezoaktors 14 versehen sein.Like it out 2 can be seen, are the two positioning pins 30 arranged in this embodiment such that their connection line orthogonal to a corresponding connecting line between the two spring contacts 26 is and thus there are two equivalent mounting positions for the connecting part 20 There are in which the connecting part 20 from the top into the injector housing 10 introduced and over the spring contacts 26 in electrical contact with the piezoelectric actuator 14 can be brought. In the assembled state of the fuel injector 1 ( 4 ) are the positioning pins 30 in engagement with corresponding to the top of the piezoelectric actuator 14 provided positioning pin recordings 32 , Such recesses 32 (Or even sublime to engage in corresponding recesses of the connecting part 20 ) can be formed in a simple manner on the upwardly facing end face of a top plate, which at this point of the piezoelectric actuator 14 usually present anyway. Corresponding to the arrangement of the spring contacts 26 Such a head plate with axial openings or passages for the passage of the axially projecting pins 28 of the piezo actuator 14 be provided.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem das Verbindungsteil 20 eine zylindrische Umfangs- bzw. Mantelfläche besitzt, deren Durchmesser geringfügig kleiner bemessen ist als der Durchmesser der in diesem Abschnitt des Injektorgehäuses 10 ebenfalls zylindrischen Gehäuseinnenwand, könnten die Umfangsfläche des Verbindungsteils 20 sowie korrespondierend hierzu die Gehäuseinnenwand des Injektorgehäuses 10 derart gestaltet werden, dass die gewünschte Drehstellung des Verbindungsteils 20 bereits beim Einschieben in den entsprechenden Gehäuseabschnitt sichergestellt wird. Auch diese Maßnahme vereinfacht die Montage des Kraftstoffinjektors und kann beispielsweise durch wenigstens eine radiale Ausbuchtung der Gehäuseinnenwand realisiert werden, welche in eine korrespondierende Einbuchtung einer axial sich erstreckenden Umfangsfläche des Verbindungsteils 20 eingreift. Eine solche alternative Gestaltung der Umfangsfläche des Verbindungsteils 20 ist in der Draufsicht nach 3 gestrichelt veranschaulicht (Einbuchtungen 34).Notwithstanding the illustrated embodiment, in which the connecting part 20 has a cylindrical circumferential or lateral surface whose diameter is dimensioned slightly smaller than the diameter of the in this section of the injector 10 also cylindrical housing inner wall, could the peripheral surface of the connecting part 20 and corresponding thereto the housing inner wall of the injector housing 10 be designed such that the desired rotational position of the connecting part 20 is already ensured when inserted into the corresponding housing section. This measure also simplifies the assembly of the fuel injector and can be realized for example by at least one radial bulge of the housing inner wall, which in a corresponding recess of an axially extending peripheral surface of the connecting part 20 intervenes. Such an alternative design of the peripheral surface of the connecting part 20 is in the top view 3 illustrated by dashed lines (indentations 34 ).

Die Federkontakte 26 weisen jeweils drei Paare von derart schräg zur Axialrichtung A gestellten Federzungen auf, dass nach dem Einlaufen der Kontaktstifte 28 des Piezoaktors 14 in die Federkontaktaufnahmeräume diese Kontaktstifte 28 zwischen den einzelnen Paaren von Federzungen eingeklemmt werden und an einem Wiederaustritt gehindert werden. Die Federkontakte 26 stellen somit eine mechanisch und elektrisch zuverlässige Federklemmverbindung zwischen den Leitungsdrähten 24 und den Kontaktstiften 28 bereit.The spring contacts 26 each have three pairs of so inclined to the axial direction A spring tongues, that after the arrival of the contact pins 28 of the piezo actuator 14 in the spring contact receiving spaces these pins 28 be trapped between the individual pairs of spring tongues and prevented from re-emergence. The spring contacts 26 thus provide a mechanically and electrically reliable spring terminal connection between the wires 24 and the contact pins 28 ready.

Bei der Montage des Kraftstoffinjektors 1 wird nach Einbau des Piezoaktors 14 im Injektorgehäuse 10 das zur elektrischen Kontaktierung des Piezoaktors 14 vorgesehene Verbindungsteil 20 von oben in das hülsenförmige Injektorgehäuse 10 eingeschoben und somit elektrisch mit dem Piezoaktor 14 verbunden. Anschließend wird in einem oder mehreren (z. B. mit einer Kunststoffumspritzung) Arbeitsschritten die Kontaktbaugruppe 16 am oberen Ende des Kraftstoffinjektors gebildet. Abhängig von der konkreten Konstruktion des Injektorgehäuses ist es auch denkbar, dass das Verbindungsteil 20 zunächst an der Oberseite des Piezoaktors 14 angefügt wird und der somit gebildete Verbund in das Injektorgehäuse 10 eingebaut wird.When installing the fuel injector 1 is after installation of the piezo actuator 14 in the injector housing 10 that for electrical contacting of the piezoelectric actuator 14 provided connection part 20 from above into the sleeve-shaped injector housing 10 inserted and thus electrically with the piezoelectric actuator 14 connected. Subsequently, in one or more working steps (eg with a plastic extrusion coating), the contact assembly 16 is formed at the upper end of the fuel injector. Depending on the specific construction of the injector housing, it is also conceivable that the connecting part 20 first at the top of the piezoelectric actuator 14 is added and the composite thus formed in the Injektorgehäuse 10 is installed.

Claims

A fuel injector for an internal combustion engine, comprising an injector housing elongated at a first end of an axial direction (A) ( 10 ) arranged fuel injection valve ( 12 ), one in a central region of the injector housing ( 10 ) arranged piezoelectric actuator ( 14 ) for actuating the fuel injection valve ( 12 ) and one at a second end of the injector housing ( 10 ) arranged contact assembly ( 16 ) for the electrical connection of the fuel injector, for the electrical contacting of the piezoelectric actuator ( 14 ) via an axially between the contact assembly ( 16 ) and the piezo actuator ( 14 ) extending line with contacts ( 28 ) of the piezo actuator ( 14 ), characterized in that the conduit arrangement of an axially between the contact assembly ( 16 ) and the piezo actuator ( 14 ) inserted connecting part ( 20 ) is formed, on whose the piezoelectric actuator ( 14 ) facing end spring contacts ( 26 ) located at the contacts ( 28 ) of the piezo actor ( 14 ) issue.

Fuel injector according to claim 1, wherein the injector housing ( 10 ) is sleeve-shaped and in the region of the connecting part ( 20 ) has an annularly closed, axially extending housing inner wall which forms the connecting part formed with an axially extending circumferential surface ( 20 ) encloses with slight play.

Fuel injector according to claim 2, wherein the axially extending housing inner wall has at least one radial indentation and / or bulge, the rotationally locking in engagement with a corresponding Ausbuch tion or indentation ( 34 ) of the axially extending peripheral surface of the connecting part ( 20 ) stands.

Fuel injector according to one of the preceding claims, wherein a piezoelectric actuator ( 14 ) facing end face of the connecting part ( 20 ) at least one axial grandeur ( 30 ) and / or recess which in a rotationally locking engagement with a corresponding recess ( 32 ) or grandeur of the connecting part ( 20 ) facing the end face of the piezoelectric actuator ( 14 ) stands.

Fuel injector according to one of the preceding claims, wherein the piezoelectric actuator ( 14 ) at its the connecting part ( 20 ) end facing a head plate with axial passages for the passage of the axial direction (A) protruding contacts ( 28 ) of the piezo actuator ( 14 ) having.

Fuel injector according to one of the preceding claims, wherein the connecting part ( 20 ) as a plastic molding ( 22 ) is trained.

Fuel injector according to claim 6, wherein between the two axial ends of the connecting part ( 20 ) extending lines ( 24 ) in the connection part ( 20 ) are formed.

Fuel injector according to claim 6 or 7, wherein the spring contacts ( 26 ) in the connection part ( 20 ) are formed.

Fuel injector according to one of the preceding claims, wherein the spring contacts ( 26 ) as spring terminal contacts for clamping the piezoelectric actuator ( 14 ) protruding contacts ( 28 ) are formed.

A method of assembling a fuel injector for an internal combustion engine, comprising an injector housing elongated at a first end of an axial direction (A) ( 10 ) arranged fuel injection valve ( 12 ), one in a central region of the injector housing ( 10 ) arranged piezoelectric actuator ( 14 ) for actuating the fuel injection valve ( 12 ) and one at a second end of the injector housing ( 10 ) arranged contact assembly ( 16 ) for the electrical connection of the fuel injector, for the electrical contacting of the piezoelectric actuator ( 14 ) via an axially between the contact assembly ( 16 ) and the piezo actuator ( 14 ) extending line with contacts ( 28 ) of the piezo actuator ( 14 ), characterized in that the conduit arrangement is formed during assembly in that a connecting part ( 20 ), which in the mounted state of the fuel injector axially between the contact assembly ( 16 ) and the piezo actuator ( 14 ) and at the piezoelectric actuator ( 14 ) facing end spring contacts ( 26 ) are arranged in the mounted state of the fuel injector to the contacts ( 28 ) of the piezo actuator ( 14 ) issue.