DE102004059104B4 - Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injector and method for mounting a fuel injector - Google Patents
Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injector and method for mounting a fuel injector Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004059104B4 DE102004059104B4 DE102004059104A DE102004059104A DE102004059104B4 DE 102004059104 B4 DE102004059104 B4 DE 102004059104B4 DE 102004059104 A DE102004059104 A DE 102004059104A DE 102004059104 A DE102004059104 A DE 102004059104A DE 102004059104 B4 DE102004059104 B4 DE 102004059104B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- arrangement
- sealing
- sealing element
- ventilation
- piezoelectric actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 128
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 69
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 20
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 20
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 claims description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 8
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 229920000295 expanded polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229920002449 FKM Polymers 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 244000287353 Crassocephalum crepidioides Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010016322 Feeling abnormal Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/005—Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Abdichtungsanordnung (10) eines Piezoaktors (5) für einen Kraftstoffinjektor (1) einer Brennkraftmaschine mit aus dem Piezoaktor hervorstehenden Anschlussstiften (12) und einer auf den Piezoaktor aufgesetzten Kopfanordnung (14, 16, 18), die mit Öffnungen (20) zum Durchtritt der Anschlussstifte (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an Anschlussstiftabschnitten (22), die aus den Öffnungen (20) hervorstehen, ein aus einem dichtenden Material gebildetes Dichtelement (30) aufgesetzt ist, welches an Umfangsflächen der Anschlussstiftabschnitte (22) und an der Kopfanordnung (14, 16, 18) dichtend anliegt, und welches eine Belüftungsöffnung (34) aufweist, in welche ein Ende einer Belüftungskanalanordnung (26) zur Belüftung des Piezoaktors (5) eingreift.sealing arrangement (10) a piezoelectric actuator (5) for a fuel injector (1) of an internal combustion engine with the Piezo actuator protruding pins (12) and one on the Piezo actuator mounted head assembly (14, 16, 18) with openings (20) is provided for the passage of the terminal pins (12), characterized characterized in that on terminal pin sections (22) made of the openings (20) projecting, one formed of a sealing material Sealing element (30) is placed, which on peripheral surfaces of the Terminal pin sections (22) and on the head assembly (14, 16, 18) sealingly, and which has a ventilation opening (34), in which one end of a ventilation duct arrangement (26) for ventilation of the piezoelectric actuator (5) engages.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Abdichtung eines Piezoaktors für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Abdichtungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Kraftstoffinjektor sowie ein Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The The present invention relates to the sealing of a piezoactuator for one Fuel injector of an internal combustion engine, in particular a sealing arrangement according to the preamble of claim 1, a fuel injector and a method for mounting a fuel injector according to the preamble of claim 15.
Aus
Aus
Aus
Aus
Aus
Eine
weitere derartige Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors in einem
Kraftstoffinjektor ist beispielsweise aus der
Nachteilig ist bei dieser bekannten Anordnung zur Kontaktierung und Abdichtung des verwendeten Piezoaktors, dass diese eine vergleichsweise dicke Kopfplatte erfordert, um in deren Durchtrittsöffnungen jeweils einen Dichtring und eine Zentrierhülse unterzubringen.adversely is in this known arrangement for contacting and sealing the piezoelectric actuator used, that this is a comparatively thick Head plate requires, in each of whose passages a sealing ring and a centering sleeve accommodate.
Außerdem besitzt der Piezoaktor des bekannten Kraftstoffinjektors eine begrenzte Lebensdauer. Es hat sich herausge stellt, dass diese Lebensdauer von der Installationsumgebung des Piezoaktors bzw. des damit versehenen Krafstoffinjektors abhängt.Also owns the piezoelectric actuator of the known fuel injector a limited Lifespan. It has been found that this life from the installation environment of the piezoelectric actuator or the thus provided Krafstoffinjektors depends.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abdichtungsanordnung bzw. ein Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine zuverlässige Abdichtung insbesondere auch für vergleichsweise dünne Kopfplatten ermöglicht wird und die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors verbessert ist.It It is an object of the present invention to provide a seal assembly or a method for mounting a fuel injector the above so-called type so that a reliable seal especially for comparatively thin Head plates allowed is and improves the durability or life of the piezoelectric actuator is.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Abdichtungsanordnung nach Anspruch 1 und einem Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors nach Anspruch 15. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.These Task is solved with a sealing arrangement according to claim 1 and a method for mounting a fuel injector according to claim 15. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Bei der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung ist vorgesehen, dass an Anschlussstiftabschnitten, die aus den Öffnungen hervorstehen, ein aus einem dichtenden Material gebildetes Dichtelement aufgesetzt ist, welches an Umfangsflächen der Anschlussstiftabschnitte und an der Kopfanordnung dichtend anliegt, und welches eine Belüftungsöffnung aufweist, in welche ein Ende einer Belüftungskanalanordnung zur Belüftung des Piezoaktors eingreift.at the sealing arrangement according to the invention is provided that on terminal pin sections coming out of the openings protrude, a formed from a sealing material sealing element is attached, which on peripheral surfaces of the terminal pin sections and sealingly abuts the head assembly and having a vent opening, into which one end of a ventilation duct arrangement for ventilation of the piezoelectric actuator engages.
Bei dem erfindungsgemäßen Montageverfahren wird hierzu ein geeignet ausgebildetes Dichtelement an den hervorstehenden Anschlussstiftabschnitten aufgesetzt und von der dem Piezoaktor abgewandten Seite des Dichtelements eine entsprechende Belüftungskanalanordnung angeordnet und mit einem Ende zum Eingriff in die Belüftungsöffnung des Dichtelements gebracht.at the assembly method according to the invention For this purpose, a suitably trained sealing element to the protruding Terminal pin sections attached and of the piezoelectric actuator opposite side of the sealing element a corresponding ventilation duct arrangement arranged and with one end for engagement in the ventilation opening of the Brought sealing element.
Durch die dichtende Anlage des Dichtelements sowohl an den Umfangsflächen der Anschlussstiftabschnitte als auch an der Kopfanordnung wird eine zuverlässige Abdichtung des Piezoaktors ermöglicht. Diese Abdichtung liegt außerhalb des von den Durchtrittsöffnungen begrenzten Bauraums, so dass unabhängig von diesem begrenzten Bauraum der Durchtrittsöffnungen eine erhöhte konstruktive Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des Dichtelements gegeben ist und diese Abdichtung insbesondere auch für vergleichsweise dünne Kopfplatten geeignet ist.Due to the sealing engagement of the sealing element both on the peripheral surfaces of the connecting pin sections and on the head arrangement, a reliable sealing of the piezoelectric actuator is made possible. This seal is outside of the space defined by the passage openings, so that independent of this limited Space of the openings is given an increased design freedom in terms of the sealing element and this seal is particularly suitable for relatively thin top plates.
Hinsichtlich der Montage eines Kraftstoffinjektors ermöglicht die Erfindung vorteilhaft die Realisierung der Abdichtung eines mit mehreren Anschlussstiften versehenen Piezoaktors durch Montage einer einzigen Komponente (Dichtelement).Regarding the installation of a fuel injector allows the invention advantageously the realization of the sealing one with several pins provided piezoelectric actuator by mounting a single component (sealing element).
Die erhöhte konstruktive Gestaltungsfreiheit, die sich aus der Abdichtung außerhalb des begrenzten Bauraums der Durchtrittsöffnungen ergibt, wird gemäß der Erfindung weiter zur Schaffung einer Gaspermeabilität durch die Abdichtungsanordnung hindurch genutzt, indem eine Belüftungskanalanordnung auf der dem Piezoaktor abgewandten Seite des Dichtelements angeordnet und mit einem Ende zum Eingriff in eine Belüftungsöffnung des Dichtelements gebracht wird. Diese Belüftungsanordnung verbessert die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors.The increased constructive freedom of design resulting from the sealing outside the limited space of the passage openings results in accordance with the invention further to provide gas permeability through the seal assembly used by a ventilation duct arrangement arranged on the side facing away from the piezoelectric actuator side of the sealing element and brought with one end for engagement in a ventilation opening of the sealing element becomes. This ventilation arrangement improves the durability or life of the piezoelectric actuator.
Bei internen betrieblichen Versuchen der Anmelderin hat sich nämlich überraschenderweise herausgestellt, dass die Anordnung eines piezokeramischen Bauteils wie des hier interessierenden Piezoaktors in einer möglichst hermetisch abgedichteten Piezogehäuseanordnung in einer "schädliche Medien" (z. B. Motoröl, Kraftstoff etc.) aufweisenden Installationsumgebung die Lebensdauer des Bauteils in der Praxis nicht verlängert sondern tendenziell sogar eher verkürzt. Dasselbe gilt für den Versuch, den Piezoaktor in einem möglichst hermetischen, insbesondere möglichst gasdichten Aktorgehäuse (Aktorraum) einzuschließen, welches wiederum innerhalb eines "undichten" Injektorgehäuses untergebracht ist.at in fact, the applicant's internal operational tests have surprisingly proved that the arrangement of a piezoceramic component like the interest here piezoelectric actuator in a possible hermetically sealed piezo housing assembly in a "harmful media" (eg, engine oil, fuel etc.) installation environment the life of the component in the practice is not extended but tends to be even shorter. The same applies to the attempt to use the piezoelectric actuator in a hermetic as possible, in particular preferably gastight actuator housing To include (actuator space) which in turn is housed within a "leaky" Injektorgehäuses.
Demgegenüber kann durch die erfindungsgemäße Schaffung einer gewissen Gasdurchlässigkeit im Bereich der Abdichtungsanordnung eine erhebliche Verlängerung der Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors erzielt werden. Eine mögliche Erklärung besteht darin, dass bei einem möglichst gasdicht abgedichteten Injektorgehäuse bzw. Aktorgehäuse unter bestimmten Betriebsbedingungen ein Unterdruck im Gehäuseinnenraum entsteht (z. B. durch Temperaturschwankungen), durch welchen schädliche Medien durch die in der Praxis nicht absolut hermetisch auszubildende Abdichtung hindurch in den Gehäuseinnenraum (bis in den Aktorraum) gelangen können. Andere mögliche Erklärungen bestehen beispielsweise darin, dass sich nach der Fertigung eines hermetisch abgeschlossenen Piezoantriebs die Konzentration irgendeines die Lebensdauer verkürzenden Gases im Aktorraum erhöht bzw. dass eine der atmosphärischen Luft ähnelnde Füllung des Aktorraums eine positive Wirkung auf die Lebensdauer der piezoelektrischen Keramik besitzt.In contrast, can by the creation according to the invention a certain gas permeability in the area of the sealing arrangement a considerable extension the durability or life of the piezoelectric actuator can be achieved. A possible explanation exists in that at a gas-tight as possible sealed injector housing or actuator housing Under certain operating conditions, a negative pressure in the housing interior arises (for example due to temperature fluctuations), through which harmful media due to the not absolutely hermetically practicable sealing in practice through into the housing interior (until the actuator room) can get. Other possible explanations exist For example, in that after the production of a hermetic completed piezo drive the concentration of any one Shortening life Gas in the actuator room increased or that one of the atmospheric Air resembling filling the actuator space has a positive effect on the life of the piezoelectric Owns ceramics.
Es hat sich jedenfalls herausgestellt, dass die gemäß der Erfindung vorgesehene Förderung eines Gasaustausches durch die Abdichtungsanordnung hindurch, also z. B. eines Gasaustausches zwischen der Außenseite einer Injektorgehäuseanordnung und dem über das Dichtelement abgedichteten Aktorraum die Lebensdauer des Piezoaktors tendenziell verängert.It has in any case been found that the intended according to the invention advancement a gas exchange through the sealing arrangement, ie z. B. a gas exchange between the outside of a Injektorgehäuseanordnung and the over the sealing element sealed actuator space the life of the piezoelectric actuator tends to be obsolete.
Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung ergibt sich für den Piezoaktors eines Kraftstoffin jektors einer Brennkraftmaschine, bei welcher der Kraftstoffinjektor und wenigstens eine weitere Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Wesentlichen vollständig innerhalb einer Motorblockbaugruppe der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Damit ist insbesondere der Fall gemeint, in welchem Komponenten der Einspritzeinrichtung innerhalb der Motorblockbaugruppe untergebracht sind, die ohne Einschränkung ihrer Funktion auch außerhalb derselben angeordnet werden könnten. Der Begriff "Motorblockbaugruppe" bezeichnet hierbei die Gesamtheit der Motorschmieröl enthaltenden Komponenten, also den "Motorblock" im engeren Sinne und Anbauteile (wie z. B. einen Zylinderkopfdeckel etc.), in denen das Schmieröl gepumpt wird oder schmiert oder (zurück)geführt wird. Bei einer solchen Motorkonstruktion besteht eine erhöhte Gefahr eines Eintrags von "schädlichen Medien" wie Öl und/oder Kraftstoff in den Innenraum eines Injektorgehäuses bzw. in den Aktorraum. Diese Problematik ergibt sich z. B. insbesondere für so genannte Common-Rail-Dieselmotoren mit innerhalb des Zylinderkopfdeckels liegenden Einspritzkomponenten.A preferred use of the sealing arrangement according to the invention results for the piezoelectric actuator of a fuel injector of an internal combustion engine, wherein the fuel injector and at least one further component a fuel injector substantially completely within an engine block assembly of the internal combustion engine are arranged. This means in particular the case in which components the injector housed within the engine block assembly are, without restriction their function also outside could be arranged. The term "engine block assembly" refers to this the entirety of the engine lubricating oil containing components, so the "engine block" in the strict sense and attachments (such z. B. a cylinder head cover, etc.) in which the lubricating oil pumped is lubricated or (back) led. With such a motor construction there is an increased risk an entry of "harmful Media "like oil and / or Fuel in the interior of an injector or in the actuator chamber. This problem arises z. B. in particular for so-called Common rail diesel engines with inside the cylinder head cover lying injection components.
Vor diesem Hintergrund sollte das Material des Dichtelements eine möglichst gute Flüssigkeitsabdichtung bereitstellen. Das Dichtelement kann im Hinblick auf eine optimale Abdichtung an den Anschlussstiftabschnitten, nachfolgend auch als "Radialabdichtung" bezeichnet, sowie an der Kopfanordnung, nachfolgend auch als "Axialabdichtung" bezeichnet, z. B. aus einem Elastomer gebildet sein. Beispielsweise kann das Dichtelement aus Polyurethan, einem Elastomer des Typs "FKM" wie z. B. Viton (Handelsname), einem Elastomer des Typs "NBR" etc. gebildet sein.In front In this background, the material of the sealing element should be as possible good liquid seal provide. The sealing element can be optimized for optimal Sealing on the connecting pin sections, also referred to below as "radial sealing", as well as at the head assembly, hereinafter also referred to as "Axialabdichtung", z. B. of an elastomer be formed. For example, the sealing element of polyurethane, an elastomer of the type "FKM" such. Viton (Trade name), an elastomer of the "NBR" type, etc. be formed.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtelementmaterial elektrisch isolierend. Durch Wahl eines elektrisch i solierenden Dichtelementmaterials sind keine besonderen Vorkehrungen gegen eine unzureichende elektrische Isolierung der Anschlussstifte in dem Fall zu treffen, in welchem die Kopfanordnung elektrisch leitet. Letzteres ist in der Regel der Fall, da eine Piezogehäuseanordnung insgesamt und somit auch eine einen Teil davon bildende Kopfanordnung üblicherweise aus metallischen Werkstoffen hergestellt werden. Für den Fall, dass bei einer elektrisch leitenden Kopfanordnung das Dichtelementmaterial nicht ausreichend elektrisch isoliert, kann vorgesehen sein, dass zumindest in den Bereichen der Anlage des Dichtelements an der Kopfanordnung die Kopfanordnung elektrisch isoliert ist, z. B. mit einer Isolationsschicht bzw. einem oder mehreren Isolationsteilen versehen ist. Eine Isolationsschicht kann beispielsweise als Isolierscheibe ausgebildet sein, die sich bis nahe zum Umfangsbereich der Kopfanordnung erstreckt und ebenfalls Öffnungen zum Durchtritt der Anschlussstifte aufweist. Eine solche Isolierscheibe kann vorteilhaft mit Hülsenfortsätzen versehen sein (z. B. einteilig angeformt), die sich in die Öffnungen der Kopfanordnung hinein erstrecken, um die Anschlussstifte dort gegenüber der Innenwandung dieser Öffnungen zu isolieren.In a preferred embodiment, the sealing element material is electrically insulating. By choosing an electrically insulating sealing material, no special precautions are to be taken against inadequate electrical insulation of the terminal pins in the event that the head assembly electrically conducts. The latter is usually the case, as a Piezogehäuseanordnung ins overall and thus also a part of it forming head assembly are usually made of metallic materials. In the event that in an electrically conductive head assembly, the sealing element material is not sufficiently electrically isolated, it can be provided that at least in the areas of the system of the sealing element on the head assembly, the head assembly is electrically isolated, for. B. is provided with an insulating layer or one or more insulating parts. An insulating layer may be formed, for example, as an insulating, which extends to near the peripheral region of the head assembly and also has openings for the passage of the pins. Such an insulating disk can advantageously be provided with sleeve extensions (for example integrally formed) which extend into the openings of the head arrangement in order to insulate the connecting pins there from the inner wall of these openings.
Wenngleich es zur Steigerung der Gaspermeabilität der Abdichtungsanordnung durchaus möglich ist, ein dichtendes Material mit hoher Gaspermeabilität (z. B. Silikon- oder Fluorsilikonmaterial) zu wählen, so ist dies z. B. zugunsten einer hinsichtlich der mechanischen und thermischen Eigenschaften optimierten Dichtmaterialauswahl im Allgemeinen nicht erforderlich, da die Gaspermeabilität durch die Anordnung einer Belüftungskanalanordnung und deren Zusammenwirken mit dem Dichtelement (Eingriff in eine eigens vorgesehene Belüftungsöffnung des Dichtelements) bereits sichergestellt ist.Although it to increase the gas permeability of the sealing arrangement quite possible is a sealing material with high gas permeability (eg. Silicone or fluorosilicone material), so this is z. B. favor one with regard to the mechanical and thermal properties optimized Sealing material selection generally not required because the gas permeability through the arrangement of a ventilation duct arrangement and their interaction with the sealing element (engaging in a specially provided ventilation opening of the sealing element) already ensured.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Belüftungskanalanordnung von
einer an der Kopfanordnung aufgesetzten Kontaktbaugruppe zur elektrischen
Weiterverbindung der Anschlussstifte zu einer elektrischen Außenverbindung
ausgebildet ist. Eine derartige Kontaktbaugruppe kann beispielsweise
von einem Kunststoff-Formteil mit eingeformten und mit den Anschlussstiftenden
des Pizeoaktors zu verschweißenden
Metallkontakten gebildet sein, die elektrisch leitend bis hin zu der
entsprechenden Außenverbindung
(z. B. Steckverbinder) führen.
Eine derartige Kontaktbaugruppe ist beispielsweise in der
In konstruktiv einfacher Weise kann das in die Belüftungsöffnung des Dichtelements eingreifende Ende der Belüftungskanalanordnung von einem Belüftungsrohransatz eines Kunststoffkorpus gebildet sein, beispielsweise des Kunststoffkorpus der vorerwähnten Kontaktbaugruppe.In structurally simple way that can engage in the ventilation opening of the sealing element End of the ventilation duct arrangement from a vent pipe approach be formed of a plastic body, such as the plastic body the aforesaid Contact assembly.
Bei der Montage eines Kraftstoffinjektors kann durch die Anordnung eines solchen Kunststoffkorpus mit Belüftungsrohransatz dieser Belüftungsrohransatz wie eine "Lanze" in die Belüftungsöffnung des bereits angeordneten Dichtelements eindringen oder durch diese Belüftungsöffnung hindurch geschoben werden.at the assembly of a fuel injector can by the arrangement of a Such plastic body with vent pipe approach this vent tube approach like a "lance" into the ventilation opening of the penetrate already arranged sealing element or through this vent opening therethrough be pushed.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Dichtelement mit elastischer Vorspannung an den Umfangsflächen der Anschlussstiftabschnitte (Radialabdichtung) anliegt und/oder mit elastischer Vorspannung an einer Umfangsfläche des Endes der Belüftungskanalanordnung anliegt. Dies schafft eine gute Abdichtung in diesen Bereichen und lässt sich in einfacher Weise dadurch realisieren, dass das Dichtelement aus elastischem Material mit Öffnungen zum Durchtritt der Anschlussstifte und mit der Belüftungsöffnung gebildet ist und jede Öffnungsquerschnittsfläche im entspannten Zustand des Dichtelements kleiner als die Querschnittsfläche des betreffenden Anschlussstiftabschnitts bzw. kleiner als die Querschnittsfläche des Endes der Belüftungskanalanordnung ist.In a preferred embodiment is provided that the sealing element with elastic bias on the peripheral surfaces the terminal pin sections (radial seal) is applied and / or with elastic bias on a circumferential surface of the end of the ventilation duct assembly is applied. This creates a good seal in these areas and let yourself realize in a simple manner that the sealing element elastic material with openings for the passage of the pins and formed with the ventilation opening is and each opening cross-sectional area in the relaxed Condition of the sealing element smaller than the cross sectional area of the relevant terminal pin portion or smaller than the cross-sectional area of the end the ventilation duct arrangement is.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Belüftungskanalanordnung wenigstens zum Teil von einem mikroporösen Material gebildet. Durch eine solche Integration eines mikroporösen Materials wird die Gasdurchlässigkeit bzw. Druckausgleichsfähigkeit der Abdichtungsanordnung und somit der vorteilhafte Effekt einer Verlängerung der Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors sichergestellt, ohne die Flüssigkeitsabdichtung zu gefährden.In a preferred embodiment is the ventilation duct arrangement at least partially formed by a microporous material. By Such integration of a microporous material becomes gas permeability or pressure compensation capability the sealing arrangement and thus the advantageous effect of a renewal the durability or life of the piezoelectric actuator ensured without the liquid seal to endanger.
Als mikroporöses Material eignet sich beispielsweise ePTFE (expandiertes Polytetrafluorethylen). Dieses Material hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, um damit schädliche Medien wie Kraftstoff (Diesel, Benzin, etc.) oder Schmierstoffe (z. B. Motoröl) am Eindringen in den Aktorraum (über die Belüftungskanalanordnung) zu hindern und gleichzeitig flüchtige Stoffe aus dem Aktorraum heraus und Luft bzw. Sauerstoff in den Aktorraum hinein diffundieren zu lassen. Andere hier verwendbare gasdurchlässige und/oder mikroporöse Materialien sind dem Fachmann wohlbekannt und bedürfen daher keiner weiteren Elräuterung.When microporous Material is for example ePTFE (expanded polytetrafluoroethylene). This material has been found to be very beneficial to with it harmful Media such as fuel (diesel, gasoline, etc.) or lubricants (eg engine oil) on penetration into the actuator space (via the ventilation duct arrangement) to prevent and at the same time volatile Substances from the actuator room and air or oxygen in the Actuator space to diffuse into it. Other usable here gas permeable and / or microporous Materials are well known to those skilled in the art and therefore require none further Elräuterung.
Um einen Gasaustauschpfad durch die Abdichtungsanordnung hindurch bereitzustellen, in dessen Verlauf zwar das mikroporöse Material liegt, jedoch kein dichtendes Material, sollte eine Verbindung zwischen dem mikroporösen Material und dem umgebenden Material (z. B. dem Kunststoffmaterial eines Kunststoffkorpus einer Kontaktbaugruppe) möglichst innig (dicht) sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein aus dem mikroporösen Material gebildetes Gasaustauschteil mit umgebendem Material verschweißt. Auch hinsichtlich einer solchen Verschweißung ist ePTFE gut geeignet.In order to provide a gas exchange path through the seal assembly, in the course of which is the microporous material, but no sealing material, a connection between the microporous material and the surrounding material (eg the plastic material of a plastic body of a contact assembly) should be as intimately (dense ) be. In a preferred embodiment, at least one gas exchange part formed from the microporous material is welded to surrounding material. Also in terms of one Such welding is well suited for ePTFE.
Eine kompakte Gestaltung des Dichtelements ergibt sich beispielsweise dann, wenn das Dichtelement insgesamt im Wesentlichen scheibenartig ausgebildet ist, wobei zur Erzielung einer besonders zuverlässigen Radialabdichtung auch Dichtelementabschnitte vorgesehen sein können, die sich aus der Scheibenebene heraus in axialer Richtung an den Anschlussstiftabschnitten entlang (diese umschließend) erstrecken. Mit dieser Gestaltung lässt sich eine vergrößerte Radialabdichtungsfläche und/oder eine vergrößerte durch elastische Vorspannung des Dichtelementmaterials bewirkte Radialabdichtungskraft erzielen.A compact design of the sealing element results, for example when the sealing element as a whole is substantially disc-like is formed, wherein to achieve a particularly reliable radial seal Also sealing element sections may be provided, resulting from the disc plane out in the axial direction along the pin sections (enclosing them) extend. With this design can be an enlarged radial sealing surface and / or an enlarged through Elastic bias of the sealing element material caused radial sealing force achieve.
In an sich bekannter Weise kann die Kopfanordnung eine Kopfplatte umfassen, in welcher die Öffnungen der Kopfanordnung zum Durchtritt der Anschlussstifte vorgesehen sind.In known per se, the head assembly may comprise a top plate, in which the openings the head assembly provided for the passage of the pins are.
Außerdem kann die Kopfanordnung von der Kopfplatte axial abstehende Hülsenabschnitte umfassen, wobei die Durchtrittsöffnungen der Kopfanordnung jeweils durch die Hülsenabschnitte hindurch verlaufen. Solche Hülsenabschnitte können z. B. als einteilige Hülsenfortsätze einer Kopfplatte oder auch separat von einer Kopfplatte ausgeführt sein.In addition, can the head assembly of the head plate axially projecting sleeve sections include, wherein the passage openings the head assembly extend through each of the sleeve sections. Such sleeve sections can z. B. as a one-piece sleeve extensions a Head plate or be carried out separately from a top plate.
Bevorzugt sind die Hülsenabschnitte elektrisch isolierend.Prefers are the sleeve sections electrically insulating.
Abgesehen von der Möglichkeit, mittels der Hülsenabschnitte die elektrische Isolation zwischen den Anschlussstiften und einer metallischen Kopfplatte zu verbessern, besitzt die Anordnung derartiger Hülsenabschnitte eine Reihe weiterer Vorteile. Zunächst ist es damit möglich, dass das Dichtelement an Außenumfangsflächen der Hülsenabschnitte dichtend anliegt. Wenn die Kopfanordnung ferner einen rohrförmigen Gehäusekörper umfasst, in welchem z. B. die Kopfplatte aufgenommen ist, so können die Hülsenabschnitte eine zuverlässige elektrische Isolation zwischen den Anschlussstiften und der Innenwand eines solchen Gehäusekörpers bereitstellen, wenn dieser Gehäusekörper in Richtung des Anschlussstiftverlaufes, d. h. in Axialrichtung (wie die Hülsenabschnitte), hervorsteht. Die dichtende Anlage zwischen dem Dichtelement und der Kopfanordnung kann dann z. B. an dem stirnseitigen Ende des Gehäusekörpers und/oder an einer Innenumfangswand des Gehäusekörpers vorgesehen sein. In letzterem Fall ist es zur Erzielung einer guten Axialabdichtung sogar vorteilhaft möglich, dass ein Außenumfangsrand des Dichtelements zwischen den Hülsenabschnitten und einer Innenumfangsfläche des rohrförmigen Gehäusekörpers eingeklemmt wird.apart from the possibility by means of the sleeve sections the electrical insulation between the pins and a metallic head plate to improve, has the arrangement of such sleeve sections a number of other benefits. At first it is possible that the sealing element on outer peripheral surfaces of sleeve sections sealingly rests. If the head assembly further comprises a tubular housing body, in which z. B. the top plate is received, so can sleeve sections a reliable one electrical insulation between the pins and the inner wall provide such a housing body, if this housing body in Direction of the connection pin course, d. H. in the axial direction (like the sleeve sections), protrudes. The sealing contact between the sealing element and the head assembly can then z. B. at the front end of the housing body and / or be provided on an inner peripheral wall of the housing body. In the latter Case, it is even advantageous for achieving a good axial seal possible, that an outer peripheral edge the sealing element between the sleeve sections and an inner peripheral surface of the tubular Housing body clamped becomes.
Bevorzugt liegt das Dichtelement (zur Schaffung der Axialabdichtung) ringförmig am Umfang der Kopfanordnung umlaufend dichtend an.Prefers is the sealing element (to create the Axialabdichtung) annular on Scope of the head assembly circumferentially sealing.
Die ebenfalls bevorzugt umlaufend dichte Anlage zwischen dem Rand der Belüftungsöffnung des Dichtelements und einem Umfang des in diese Belüftungsöffnung eingreifenden oder diese Belüftungsöffnung durchsetzenden Endes der Belüftungskanalanordnung kann wie oben bereits erwähnt durch eine elastische Vorspannung des Dichtmaterials erzielt werden. Alternativ o der zusätzlich ist es jedoch möglich, dass das Dichtmaterial in diesem Bereich radial verpresst ist. Eine solche Verpressung lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die Dichtelementabschnitte, welche die Belüftungsöffnung umgeben, sich axial in eine entsprechend dimensionierte Vertiefung der Kopfanordnung hinein erstrecken, beispielsweise in einen zwischen den genannten Hülsenabschnitten befindlichen Zwischenraum.The likewise prefers circumferentially dense plant between the edge of the Ventilation opening of the Sealing element and a circumference of engaging in this vent opening or this Pass through the ventilation opening End of the ventilation duct arrangement can as mentioned above by an elastic bias of the sealing material can be achieved. alternative o the additional however, it is possible that the sealing material is radially compressed in this area. A such compression leaves For example, realize that the sealing element sections, which surround the ventilation opening, axially in a correspondingly dimensioned recess of the head assembly extend into, for example, in one between said sleeve sections intermediate space.
Schließlich besitzt das Vorsehen der Hülsenabschnitte den Vorteil, dass damit in einfacher Weise ein größerer axialer Abstand zwischen dem Piezoaktor bzw. einer darauf aufgesetzten Kopfplatte und einer Kontaktbaugruppe überbrückt werden kann. Durch die Hülsenabschnitte können die Anschlussstifte in diesem Bereich mechanisch stabil gelagert und/oder elektrisch gut isoliert werden. Da die Abdichtung des Piezoaktors an der dem Piezoaktor abgewandten axialen Seite der Hülsenfortsätze erfolgt, ergibt sich außerdem eine Vergrößerung des "effektiven Aktorraums". Dies ist insofern vorteilhaft, als es sich hinsichtlich der Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors auch als nachteilig herausgestellt hat, wenn der Piezoaktor ohne "Luftzwischenräume" eingeschlossen ist. Vielmehr hat es sich, insbesondere bei einem in einer "schädliche Medien" enthaltenden Installationsumgebung betriebenen Kraftstoffinjektor, als vorteilhaft herausgestellt, wenn innerhalb des Aktorraums Kavitäten vorhanden sind. Solche Kavitäten können bei der Erfindung die Hülsenabschnitte umgebend geschaffen werden.Finally owns the provision of the sleeve sections the advantage that thus easily a larger axial Distance between the piezoelectric actuator or a top plate mounted thereon and a contact assembly are bridged can. Through the sleeve sections can stored the pins in this area mechanically stable and / or be well insulated electrically. Because the sealing of the piezoelectric actuator takes place on the side facing away from the piezoelectric actuator axial side of the sleeve extensions yourself as well an enlargement of the "effective actuator space". This is insofar advantageous, as it regards the durability or life of the Piezoactors has also been found to be disadvantageous when the piezoelectric actuator is enclosed without "air gaps". Rather, it has, especially with an installation environment contained in a "harmful media" operated fuel injector, found to be advantageous if there are cavities within the actuator space. Such wells can in the invention, the sleeve sections be created surrounding.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Piezoaktor in einem Aktorraum untergebracht, der von einem hülsenartigen Aktorgehäuse sowie einer Kopfplatte und einer Bodenplatte gebildet ist, die zu beiden Enden dieses Aktorgehäuses angeord net sind. Die Kopfplatte kann hierbei an einem axialen Ende des Aktorgehäuses eingesetzt und mit diesem verschweißt sein, wohingegen in diesem Fall die Bodenplatte axial verschiebbar im Aktorgehäuse geführt ist. Innerhalb eines solchen Aktorraums kann der Piezoaktor unter axialer Druckvorspannung in einer axial langgestreckten Rohrfeder gehalten sein, die zu ihren beiden Enden mit der Kopfplatte und der Bodenplatte verschweißt ist. Die Bodenplatte kann als Teil einer zu einem Betätigungsglied eines Kraftstoffeinspritzventils hin wirkenden Wirkverbindung ausgebildet sein. In diesem Bereich kann die Abdichtung des Aktorraums in an sich bekannter Weise durch eine zwischen der Innenwandung des Aktorgehäuses und der Bodenplatte eingeschweißten Membran erfolgen.In a preferred embodiment, the piezoelectric actuator is accommodated in an actuator chamber, which is formed by a sleeve-like actuator housing and a top plate and a bottom plate, which are net angeord to both ends of this actuator housing. The top plate can in this case be used at one axial end of the actuator housing and welded thereto, whereas in this case the bottom plate is guided axially displaceable in the actuator housing. Within such an actuator space, the piezoelectric actuator may be held under axial pressure bias in an axially elongated tube spring, which is welded to its two ends to the top plate and the bottom plate. The bottom plate may be formed as part of an operative connection to an actuator of a fuel injection valve operative connection. In this area, the Abdich tion of the actuator space in a conventional manner by a welded between the inner wall of the actuator housing and the bottom plate membrane.
Um eine zuverlässige Axialabdichtung sicherzustellen, kann das Dichtelement beispielsweise wenigstens in einem ringförmig die Anschlussstifte umgebenden Bereich axial und/oder radial zur Kopfanordnung hin verpresst sein, z. B. gegen das axiale Ende des oben erwähnten Aktorgehäuses.Around a reliable one To ensure axial sealing, the sealing element, for example, at least in a ring shape the pins surrounding area axially and / or radially to Head assembly to be pressed, z. B. against the axial end of mentioned above Actuator housing.
Eine solche Verpressung im Bereich der Axialabdichtung kann beispielsweise durch Ausübung axialen Drucks von einer an einem Ende eines Injektorgehäuses angeordneten Kontaktbaugruppe zum elektrischen Anschluss des Injektors vorgesehen sein. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine solche Kontaktbaugruppe das Dichtelement wenigstens abschnittsweise gegen die Kopfanordnung presst. Diese somit gewissermaßen zwischen der Kontaktbaugruppe und der Kopfanordnung eingeklemmten Dichtelementabschnitte können dann die Axialabdichtung bewerkstelligen.A such compression in the region of the axial seal can, for example by exercising axial Pressure from a arranged at one end of an injector housing contact assembly be provided for electrical connection of the injector. In a embodiment is provided that such a contact assembly, the sealing element at least partially pressed against the head assembly. These thus in a sense clamped between the contact assembly and the head assembly Sealing element sections can then do the axial sealing.
Die Axialabdichtung kann in einfacher Weise bewerkstelligt werden durch ein Einklemmen eines ringförmig geschlossenen Dichtelementbereiches zwischen der Kontaktbaugruppe und der Kopfanordnung. Das Anpressen des Dichtelements gegen die Kopfanordnung erfolgt in gut definierter Weise, wenn die Kontaktbaugruppe hierfür mit einem oder mehreren dem Dichtelement zugewandten Vorsprüngen versehen ist, die bei der Montage des Kraftstoffinjektors zu der gewünschten Verpressung der entsprechenden Dichtelementabschnitte führen.The Axialabdichtung can be accomplished easily by a pinching of a ring closed sealing element area between the contact assembly and the head assembly. The pressing of the sealing element against the head assembly takes place in a well-defined manner, if the contact assembly for this purpose with a or a plurality of the sealing element facing projections is that when mounting the fuel injector to the desired Pressing the corresponding sealing element sections lead.
Um eine Abdichtungsanordnung der oben beschriebenen Art bei einem Kraftstoffinjektor zu realisieren, ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, bei welchem auf aus einem Piezoaktor hervorstehenden Anschlussstiften eine Kopfanordnung aufgesetzt wird, die mit Öffnungen zum Durchtritt der Anschlussstifte versehen ist. Erfindungsgemäß ist dieses Montageverfahren gekennzeichnet durch:
- – Aufsetzen eines aus einem dichtenden Material gebildeten Dichtelements an Anschlussstiftabschnitten, die aus den Öffnungen hervorstehen, derart, dass das Dichtelement an Umfangsflächen der Anschlussstiftabschnitte und an der Kopfanordnung dichtend zur Anlage kommt, und
- – Anordnen einer Belüftungskanalanordnung zur Belüftung des Piezoaktors auf der dem Piezoaktor abgewandten Seite des Dichtelements, derart, dass ein Ende der Belüftungskanalanordnung in eine Belüftungsöffnung des Dichtelements zum Eingriff gelangt.
- Placing a seal member formed of a sealing material on terminal pin portions projecting out of the openings, such that the sealing member sealingly abuts peripheral surfaces of the terminal pin portions and the head assembly, and
- - Arranging a ventilation duct arrangement for ventilation of the piezoelectric actuator on the side facing away from the piezoelectric actuator side of the sealing element, such that one end of the ventilation duct arrangement engages in a ventilation opening of the sealing element for engagement.
Abgesehen von der Realisierung von oben bereits erläuterten vorteilhaften Besonderheiten der Abdichtungsanordnung ergeben sich auch für das Montageverfahren als solches vorteilhafte Weiterbildungen, die unten noch beschrieben werden.apart from the realization of advantageous features already explained above the sealing arrangement also arise for the assembly process as Such advantageous developments, which will be described below become.
Ein üblicher Kraftstoffinjektor ist in einer Axialrichtung langgestreckt und besitzt ein anschlussseitiges Ende, nachfolgend auch als "oberes Ende" bezeichnet, sowie ein einspritzventilseitiges Ende, nachfolgend auch als "unteres Ende" bzeichnet.A common one Fuel injector is elongated in an axial direction and has a connection-side end, hereinafter also referred to as "upper end", as well as an injection valve side end, hereinafter also referred to as "lower end".
Die erfindungsgemäße Abdichtungsanordnung eignet sich insbesondere für eine von der Anmelderin geplante "dritte Generation" von Kraftstoffinjektoren, bei welchen der Pizoaktor innerhalb des Kraftstoffinjektors vergleichsweise weit unten (näher an der Einspritzdüse) angeordnet wird. Während bei bisherigen Kraftstoffinjektoren eine den Piezoaktor umfassende Baueinheit (Aktorbaueinheit) von oben in ein rohrförmiges Injektorgehäuse eingeschoben und durch eine Verschraubung axial fixiert wird, wird eine solche Aktorbaugruppe bei der zukünftigen Injektorausführung "von unten" in ein solches Injektorgehäuse eingeschoben. Dieses Injektorgehäuse besitzt hierbei eine vergleichsweise lange Bohrung, in welcher die Kontaktierung des Piezoaktors nach oben und schließlich zu einer elektrischen Außenverbindung (Steckverbinder) geführt wird. Die erfindungsgemäße Abdichtungsanordnung ermöglicht hierbei eine Abdichtung des Aktorraums gegen die Installationsumgebung in einem Bereich, der vergleichsweise weit oben im Injektorgehäuse liegt. Damit können vorteilhaft Funktionsstörungen und ein vorzeitiger Ausfall des Piezoaktors durch etwaig auftretende Kurzschlüsse durch von außen eingedrungene Medien, welche sich im Aktorraum ansammeln könnten, vermieden werden. Außerdem wird der "effektive Aktorraum" vorteilhaft vergrößert.The inventive sealing arrangement is particularly suitable for a proposed by the applicant "third generation" of fuel injectors, in which the Pizoaktor within the fuel injector comparatively far below (closer at the injection nozzle) is arranged. While in previous Kraftstoffinjektoren a piezoelectric actuator comprehensive Assembly (Aktorbaueinheit) inserted from above into a tubular Injektorgehäuse and is fixed axially by a screw, is such Actuator assembly at the future Injector "inserted from below" in such injector housing. This injector housing This case has a comparatively long bore, in which the Contacting the piezo actuator up and finally closed an electrical external connection (Connector) out becomes. The sealing arrangement according to the invention allows in this case a seal of the actuator space against the installation environment in an area that is comparatively high up in the injector housing. With that you can advantageous malfunctions and a premature failure of the piezoelectric actuator by any occurring shorts through from the outside Penetrated media, which could accumulate in Aktorraum avoided become. Furthermore becomes the "effective Actuator room "advantageous increased.
Bei dem erfindungsgemäßen Montageverfahren kann eine Kontaktbaugruppe mit angespritzter, hohler "Belüftungslanze" sowie mit einem integrierten Gasaustausteil (mikroporöses Material) gefertigt werden. Beispielsweise kann ein Kunststoffkorpus der Kontaktbaugruppe mit einer in Axialrichtung im Wesentlichen geradlinig sich erstreckenden Gasaustauschpassage vorgesehen werden, deren unterer Bereich durch die hohle Belüftungslanze (unteres Ende der Belüftungskanalanordnung) gebildet wird und welche in einem darüber liegenden Bereich mit einer eingeschweißten mikroporösen Membran versehen ist. Über diesen Gasaustauschpfad erfolgt dann im Betrieb des Kraftstoffinjektors ein Gasaustausch bzw. Druckausgleich.at the assembly method according to the invention can a contact assembly with molded, hollow "ventilation lance" and with a integrated gas exchange part (microporous material) are manufactured. For example, a plastic body of the contact assembly with a gas exchange passage extending substantially rectilinearly in the axial direction be provided, the lower region through the hollow ventilation lance (lower end of the ventilation duct arrangement) is formed and which in an overlying area with a welded microporous Membrane is provided. about This gas exchange path then takes place during operation of the fuel injector a gas exchange or pressure compensation.
Bei der Montage des Kraftstoffinjektors kann dann die Kontaktbaugruppe von oben montiert werden, so dass die Belüftungslanze in die vorgesehene Belüftungsöffnung des Dichtelements eingeführt wird. Somit entsteht eine geschützte und nach außen hin abgedichtete Belüftung des Aktorraumes (unterhalb des Dichtelements).During assembly of the fuel injector, the contact assembly can then be mounted from above, so that the ventilation lance is inserted into the provided ventilation opening of the sealing element becomes. This creates a protected and sealed to the outside ventilation of the actuator chamber (below the sealing element).
Die Belüftungsöffnung des Dichtelements kann dabei so dimensioniert werden, dass durch eine elastische Vorspannung des Dichtelementmaterials die eingesteckte Belüftungslanze an ihrem Außenumfang abgedichtet wird. In letzterer Hinsicht ist auch eine in der Belüftungsöffnung nach radial innen abstehende Dichtlippe aus Dichtelementmaterial von Vorteil.The Ventilation opening of the Sealing element can be dimensioned so that by an elastic Preloading the sealing element material the inserted ventilation lance on its outer circumference is sealed. In the latter respect, one is also in the ventilation opening radially inwardly projecting sealing lip of sealing element material advantageous.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aktorbaugruppe mit dem bereits darauf angeordneten Dichtelement als eine Baugruppe von unten in ein rohrförmiges Injektorgehäuse eingeführt wird und dann eine die Belüftungskanalanordnung ausbildende Baugruppe, etwa die erwähnte Kontaktbaugruppe, von oben in das Injektorgehäuse eingeführt wird, so dass die abgedichtete Verbindung zwischen der unteren Mündung der Belüftungskanalanordnung und der Belüftungsöffnung des Dichtelements bzw. des darunter befindlichen Raums geschaffen wird.In a preferred embodiment is provided that the actuator assembly with the already arranged on it Sealing element is inserted as an assembly from below into a tubular Injektorgehäuse and then a ventilation duct arrangement forming assembly, such as the mentioned contact assembly of at the top of the injector housing introduced so that the sealed connection between the lower mouth of the Ventilation duct arrangement and the ventilation opening of the Sealing element or the space located underneath is created.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference to the attached Drawings closer described. They show:
Die
Kopfanordnung
Wie
aus
Ein
aus einem Elastomer gebildetes, im Wesentlichen scheibenförmiges Dichtelement
Die
Zuverlässigkeit
der Radialabdichtung wird bereits durch eine elastische Vorspannung
des Dichtelementmaterials bewirkt, so dass das Dichtelementmaterial
an den Anschlussstiften
Da
bei der dargestellten Ausführungsform keinerlei
Abdichtungsmaßnahmen
im Bereich zwischen den Hülsenabschnitten
Das
Dichtelement
Eine
oder mehrere solche Belüftungsöffnungen
Auf
Grund der erhöhten
Anordnung der Membran
Der
Kunststoffdeckel
Die
glockenartige Wandung
Bei
der Montage des Kraftstoffinjektors
Sodann
wird diese vormontierte Baueinheit von unten in den rohrförmigen Gehäusekörper
Dann
wird die Kontaktbaugruppe
Sodann
werden die Anschlussstifte
Schließlich wird
der Kunststoffdeckel
Die
in der äußeren Ummantelung
Wenngleich es nicht ausgeschlossen sein soll, eine mit labyrinthartigen Gasaustauschöffnungen versehene äußere Ummantelung aus einem Bauteil bzw. einer Kunststoffumspritzung herzustellen, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Injektorgehäuseanordnung aus mehreren Bauteilen gebildet ist und wenigstens eine Gasaustauschöffnung als Spalt zwischen diesen Bauteilen vorgesehen ist. Derartige Gasaustauschöffnungen, insbesondere auch labyrinthartige Spalte lassen sich dann fertigungstechnisch sehr einfach realisieren.Although it should not be ruled out, one with labyrinthine gas exchange openings provided outer sheath to produce from a component or a plastic extrusion, such is in a preferred embodiment provided that the Injektorgehäuseanordnung is formed of a plurality of components and at least one gas exchange opening as Gap is provided between these components. Such gas exchange openings, in particular, labyrinthine gaps can then be manufactured very easy to realize.
Bevorzugt ist die Gasaustauschöffnung dazu ausgebildet, eine in das Innere der Injektorgehäuseanordnung eingedrungene Flüssigkeit (z. B. Kraftstoff oder Öl) wieder herausfließen zu lassen. Dies lässt sich z. B. einfach dadurch sicherstellen, dass – unter Berücksichtigung einer Verwendungsvertikalrichtung des Kraftstoffinjektors – die Gasaustauschöffnung sich im Verlauf von innen nach außen niemals "bergauf" sondern insbesondere stets bergab erstreckt. Kraftstoffinjektoren der hier interessierenden Art besitzen üblicherweise eine in einer Axialrichtung langgestreckte Injektorgehäuseanord nung, wobei diese Längserstreckung bei der Verwendung eine Vertikalkomponente besitzt.Prefers is the gas exchange opening designed to be in the interior of the injector housing assembly penetrated liquid (eg fuel or oil) flow out again allow. This leaves z. B. simply by ensuring that - taking into account a use vertical direction of the fuel injector - the Gas exchange opening in the course from inside to outside never "uphill" but in particular always downhill. Fuel injectors of interest here Usually own type an injector housing assembly elongated in an axial direction, being this longitudinal extension in use has a vertical component.
Die
Gestaltung mit einem aufgeschweißten Kunststoffdeckel
Abweichend
vom dargestellten Ausführungsbeispiel
ist es prinzipiell denkbar, eine wie bei herkömmlichen Kraftstoffinjektoren übliche einteilige Kunststoffumspritzung
vorzusehen, die jedoch zur Schaffung wenigstens einer Gasaustauschöffnung nachträglich perforiert
(z. B. durchbohrt) wird. Für eine
labyrinthartige Gestaltung der Gasaustauschöffnung eignet sich jedoch besser
eine mehrteilige Ausführung,
wie z. B. mit Bezug auf
Sowohl
für die äußere Umhüllung
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004059104A DE102004059104B4 (en) | 2004-08-20 | 2004-11-02 | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injector and method for mounting a fuel injector |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004040490 | 2004-08-20 | ||
DE102004040490.9 | 2004-08-20 | ||
DE102004059104A DE102004059104B4 (en) | 2004-08-20 | 2004-11-02 | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injector and method for mounting a fuel injector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004059104A1 DE102004059104A1 (en) | 2006-03-09 |
DE102004059104B4 true DE102004059104B4 (en) | 2007-09-06 |
Family
ID=35852629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102004059104A Expired - Fee Related DE102004059104B4 (en) | 2004-08-20 | 2004-11-02 | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injector and method for mounting a fuel injector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004059104B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005025147B4 (en) * | 2005-06-01 | 2014-11-06 | Continental Automotive Gmbh | Fuel injector with housing, as well as method for finishing and labeling the housing |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5059857A (en) * | 1990-09-28 | 1991-10-22 | Caterpillar Inc. | Integral connector for a piezoelectric solid state motor stack |
DE19844743C1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-06-08 | Siemens Ag | Contact carrier for piezoactuator for fuel injection valve for IC engine |
JP2000197374A (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Stec Inc | Piezoactuator and control valve employing it |
EP1130249A2 (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-05 | Rodi Power Systems, Inc. | Magnetostrictively actuated fuel injector |
DE102004042352A1 (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Fuel injector for internal combustion engine, has sealing arrangement which closely fits against circumferential areas of sections, where ventilation arrangement promotes exchange of gas between housing and sealing arrangements |
DE102004039673B3 (en) * | 2004-08-16 | 2006-04-13 | Siemens Ag | Actuator for a fuel injector of an internal combustion engine, use for such an actuator, and Kraftstoffinjektoranordnung an internal combustion engine |
-
2004
- 2004-11-02 DE DE102004059104A patent/DE102004059104B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5059857A (en) * | 1990-09-28 | 1991-10-22 | Caterpillar Inc. | Integral connector for a piezoelectric solid state motor stack |
DE19844743C1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-06-08 | Siemens Ag | Contact carrier for piezoactuator for fuel injection valve for IC engine |
JP2000197374A (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Stec Inc | Piezoactuator and control valve employing it |
EP1130249A2 (en) * | 2000-02-29 | 2001-09-05 | Rodi Power Systems, Inc. | Magnetostrictively actuated fuel injector |
DE102004039673B3 (en) * | 2004-08-16 | 2006-04-13 | Siemens Ag | Actuator for a fuel injector of an internal combustion engine, use for such an actuator, and Kraftstoffinjektoranordnung an internal combustion engine |
DE102004042352A1 (en) * | 2004-08-20 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Fuel injector for internal combustion engine, has sealing arrangement which closely fits against circumferential areas of sections, where ventilation arrangement promotes exchange of gas between housing and sealing arrangements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102004059104A1 (en) | 2006-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102004042352B4 (en) | Fuel injector for an internal combustion engine | |
EP1628016B1 (en) | Actuator for a fuel injector of an internal combustion engine | |
EP1906464A1 (en) | Piezo actuator with a jacket for placing in a piezo injector | |
DE10333696A1 (en) | Fuel injector | |
EP1421271B1 (en) | Fuel injection valve | |
DE102005034689B4 (en) | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator in a fuel injector | |
EP2038541B1 (en) | Sealing arrangement of a piezoactuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine | |
EP1628015B1 (en) | Sealing arrangement of a piezo actuator of a fuel injector | |
DE102004042353B4 (en) | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine | |
DE102004059104B4 (en) | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injector and method for mounting a fuel injector | |
WO2006018399A1 (en) | Actuator for a fuel injector in an internal combustion engine and use therefor | |
EP1920474B1 (en) | Piezoelectric actuator comprising an automatically centring plug-in connection | |
EP1861615B1 (en) | Actuating drive for actuating a fuel injection valve | |
DE102004042351B4 (en) | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator for a fuel injection valve of an internal combustion engine | |
DE102004040072B4 (en) | Sealing arrangement of a piezoelectric actuator and method for sealing a piezoelectric actuator | |
DE102004063292B4 (en) | Actuator for actuating a fuel injection valve | |
EP1834079B1 (en) | Actuator for actuating a fuel injection valve | |
DE102006018032A1 (en) | actuator module | |
EP3026253B1 (en) | Fuel injector | |
DE102008055119A1 (en) | piezoinjector | |
EP1878907B1 (en) | Fuel injector valve | |
EP2317578A2 (en) | Piezoelectric actuator | |
DE102007037866A1 (en) | Piezoelectric actuator for injector of fuel injection system, has external electrode connection connected with part of electrode layers and completely sealed with sealing unit, which fills hollow spaces in external electrode connection | |
DE102008004228A1 (en) | Piezoelectric actuator module, particularly actuator module for fuel injection valves, has actuator body, which comprises multiple ceramic layers and multiple electrode layers arranged between ceramic layers | |
DE102005005552A1 (en) | Fuel injection valve for diesel engine has active layers of the actuator spaced out from inner wall of housing and passive element against this wall |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F02M 51/06 AFI20051017BHDE |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: UNRUH, MARCUS, 93197 ZEITLARN, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140603 |