DE102004063292A1 - Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils - Google Patents

Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils Download PDF

Info

Publication number
DE102004063292A1
DE102004063292A1 DE102004063292A DE102004063292A DE102004063292A1 DE 102004063292 A1 DE102004063292 A1 DE 102004063292A1 DE 102004063292 A DE102004063292 A DE 102004063292A DE 102004063292 A DE102004063292 A DE 102004063292A DE 102004063292 A1 DE102004063292 A1 DE 102004063292A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
ventilation
actuator according
ventilation opening
axial direction
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.)
Granted
Application number
DE102004063292A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004063292B4 (de
Inventor
Tim Bohlmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102004063292A priority Critical patent/DE102004063292B4/de
Priority to PCT/EP2005/056004 priority patent/WO2006072502A1/de
Publication of DE102004063292A1 publication Critical patent/DE102004063292A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004063292B4 publication Critical patent/DE102004063292B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/005Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; 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

Um einen Stellantrieb (10) zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils, umfassend einen Piezoaktor (12), der in einer Aktorgehäuseanordnung (18, 20, 22) eingeschlossen ist, die eine mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt von Kontaktstiften des Piezoaktors (12) versehene Kopfplatte (18) aufweist, hinsichtlich seiner Lebensdauer zu verbessern, ist erfinungsgemäß vorgesehen, dass die Kopfplatte (18) ferner mit einer Belüftungsöffnung (28) versehen ist, in welcher ein aus mikroporösem Material gebildetes Belüftungselement (30) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiger Stellantrieb ist beispielsweise aus der DE 198 58 085 C1 bekannt und umfasst einen länglichen piezoelektrischen Aktor, dessen bei Ansteuerung resultierende Längenänderung in Axialrichtung auf ein hydraulisches Servoventil eines Kraftstoffinjektors übertragen wird. Hierzu steht eine Bodenplatte des Piezoaktors über einen Hebelübersetzer mit einem axial geführten Ventilkolben des Servoventils in Wirkverbindung. Die vom Piezoaktor mittels des Hebelübersetzers auf den Ventilkolben übertragene Bewegung wird im Kraftstoffinjektor zum Öffnen und Schließen eines Kraftstoff-Einspritzventils genutzt.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung eines mittels eines piezoelektrischen Aktors betätigten Servoeinspritzventils ist es, dass mit einem vergleichsweise kleinen Hub (im μm-Bereich) des Piezoaktors ein davon unabhängiger, in der Regel um ein Vielfaches größerer Hub des Einspritzventilkörpers erzielt werden kann (Hydraulische Hubübersetzung). Zudem ergibt sich hierbei der Vorteil, dass die Bewegung des Einspritzventilkörpers zum Öffnen und Schließen der Einspritzpassage durch den Druck des Kraftstoffs getrieben wird, der zu Zwecken der Einspritzung in die Brennkammer ohnehin unter vergleichsweise großem Druck stehend im Bereich des Einspritzventils bereitsteht. Für die Ansteuerung des Einspritzventils genügt daher ein Aktor mit vergleichsweise geringem Hub und vergleichsweise geringer Aktorkraft.
  • Derartige Stellantriebe besitzen jedoch eine begrenzte Lebensdauer. Es hat sich herausgestellt, dass diese Lebensdauer von der Installationsumgebung des Stellantriebs abhängt. Insbesondere ist anzunehmen, dass bei Vorhandensein von Kraftstoff wie Diesel oder Benzin oder Schmierstoffen wie dem Motoröl einer Brennkraftmaschine in der Installationsumgebung die Lebensdauer auf Grund eines Eindringens dieser "schädlichen" Medien in den Gehäuseinnenraum verkürzt wird.
  • Ein derartiger Stellantrieb ist des Weiteren aus der DE 102 51 225 A1 bekannt. Bei diesem Stellantrieb wird zur Schaffung einer dauerhaften, insbesondere öldichten Abdichtung zwischen einem Piezoaktor und einer Außenkontaktierung (Kontaktbaugruppe) vorgeschlagen, einen kraftstoffbeständigen Dichtring (O-Ring) in jede Durchtrittsöffnung einer aufgesetzten Kopfplatte einzusetzen. In jeder Durchtrittsöffnung ist außerdem unterhalb des Dichtrings eine Hülse aus Isolationsmaterial eingesetzt, die eine Zentrierung und elektrische Isolation des Kontaktstifts bewirkt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stellantrieb der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Lebensdauer zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Stellantrieb nach Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils, umfassend einen Piezoaktor, der in einer Aktorgehäuseanordnung eingeschlossen ist, die eine mit Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt von Kontaktstiften des Piezoaktors versehene Kopfplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte ferner mit einer Belüftungsöffnung versehen ist, in welcher ein aus mikroporösem Material gebildetes Belüftungselement angeordnet ist.
  • Bei internen betrieblichen Versuchen der Anmelderin hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Anordnung eines piezokeramischen Bauteils wie dem hier interessierenden Piezoaktor in einem "möglichst hermetisch" abgedichteten Gehäuse in einer schädliche Medien aufweisenden Installationsumgebung die Lebensdauer des Bauteils in der Praxis nicht verlängert sondern tendenziell sogar eher verkürzt.
  • Demgegenüber führt die erfindungsgemäße Schaffung einer Belüftung zu einer erheblichen Verlängerung der Lebensdauer.
  • Der Wirkmechanismus der Erfindung ist nicht ganz klar. Eine mögliche Erklärung besteht darin, dass bei einem möglichst hermetisch abgedichteten Gehäuse 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 gelangen können. Andere mögliche Erklärungen bestehen beispielsweise darin, dass sich nach der Fertigung eines hermetisch abgeschlossenen Stellantriebs die Konzentration irgendeines die Lebensdauer verkürzenden Gases im Gehäuseinnenraum erhöht bzw. dass eine der atmosphärischen Luft ähnelnde Füllung des Gehäuseinnenraums eine positive Wirkung auf die Lebensdauer besitzt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Stellantrieb können die Durchtrittsöffnungen der Kopfplatte für die Kontaktstifte in her kömmlicher Weise abgedichtet sein, etwa wie in der oben erwähnten DE 102 51 225 A1 beschrieben. Eine Belüftung des Aktorraums unterhalb der Kopfplatte wird bei der Erfindung durch die mehr oder weniger große Gaspermeabilität des mikroporösen Materials sichergestellt. Die Kopfplatte besitzt somit vorteilhaft eine weitere Funktionalität, nämlich zur Gewährleistung einer Belüftung des Piezoaktors, insbesondere um flüchtige Stoffe aus dem Aktorraum heraus und Sauerstoff in den Aktorraum hinein strömen bzw. diffundieren zu lassen. Mit der Erfindung kann der Sauerstoffgehalt im Aktorraum auch im Betrieb eines mit dem Stellantrieb versehenen Kraftstoffinjektors aufrechterhalten werden, ohne dass gleichzeitig flüssige Medien in den Aktorraum eindringen können. Letztere Gefahr besteht insbesondere, wenn der Kraftstoffinjektor in einer motorölhaltigen Umgebung (z.B. innerhalb eines Zylinderkopfes) betrieben wird.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aktorgehäuseanordnung einen hülsenförmigen, in einer Axialrichtung lang gestreckten Gehäuseabschnitt aufweist, in welchem angeordnet ist:
    • – die in Axialrichtung festgelegte Kopfplatte, an welcher sich ein erstes Ende des Piezoaktors axial abstützt,
    • – der in Axialrichtung wirkende Piezoaktor, und
    • – eine in Axialrichtung bewegbar geführte Bodenplatte, an welcher sich ein zweites Ende des Piezoaktors axial abstützt und welche in Wirkverbindung mit einem Stellglied des Kraftstoffeinspritzventils bringbar ist.
  • Die Kopfplatte kann hierbei an einem axialen Ende des hülsenförmigen Gehäuseabschnitts eingesetzt und mit diesem verschweißt oder verstemmt sein. Innerhalb des Aktorraums zwischen der Kopfplatte und der Bodenplatte kann der Piezoaktor unter axialer Druckvorspannung z.B. in einer axial lang gestreckten Rohrfeder gehalten sein, die zu ihren beiden Enden mit der Kopfplatte und der Bodenplatte verschweißt ist. Die Bodenplatte kann als Teil einer zu einem Stellglied des 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 hülsenförmigen Gehäuseabschnitts und der Bodenplatte eingeschweißte Membran erfolgen.
  • Bevorzugt ist ein kopfplattenseitiges Ende der Aktorgehäuseanordnung mit einer Kunststoffumspritzung ummantelt. Mit einer solchen an sich bekannten Kunststoffumspritzung kann beispielsweise das Gehäuse eines zum elektrischen Anschluss des Stellantriebs verwendbaren Steckverbinders bereitgestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kunststoffumspritzung wenigstens einen Belüftungskanal auf, der von der Außenseite der Kopfplatte zur Atmosphäre (Außenseite der Kunststoffumspritzung) führt. Damit wird eine sehr effiziente Weiterführung der durch die Belüftungsöffnung bzw. das Belüftungselement geschaffenen Belüftungspassage nach außen hin bereitgestellt. Der oder die Belüftungskanäle in der Kunststoffumspritzung können beispielsweise als Aussparungen während des Umspritzungsvorganges und/oder als nachträglich vorgenommene Bohrungen realisiert sein.
  • Ferner ist es bevorzugt, wenn die Kunststoffumspritzung das Belüftungselement in der Belüftungsöffnung verpresst. Eine solche Verpressung kann vorteilhaft dazu beitragen, das Belüftungselement umlaufend möglichst gasdicht mit dem Innenumfang der Belüftungsöffnung zu verbinden. Wenngleich es nicht ausgeschlossen sein soll, das Belüftungselement direkt durch das Umspritzungsmaterial selbst zu verpressen, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zumindest im Bereich der Belüftungsöffnung ein Einlegeteil an der Kopfplatte aufliegt, bevor die Kunststoffumspritzung erfolgt. Zur einfacheren Positionierung eines solchen Einlegeteils ist es von Vorteil, wenn die Kopfplatte auf ihrer Außenseite wenigstens eine Aussparung aufweist, in welche ein korrespondierender Vorsprung eines Einlegeteils eingreift. Das Einlegeteil kann beispielsweise durch eine so genannte Kontaktbaugruppe bereitgestellt werden, wie sie üblicherweise zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktstifte des Piezoaktors zu einem Steckverbinder hin verwendet wird. Derartige Kontaktbaugruppen sind beispielsweise in der DE 198 44 743 C1 und der DE 199 40 347 A1 beschrieben.
  • Bevorzugt ist das Belüftungselement aus ePTFE (expandiertes Polytetrafluorethylen) gebildet. 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 zu hindern und gleichzeitig flüchtige Stoffe aus dem Aktorraum heraus und Luft bzw. Sauerstoff in den Aktorraum hinein diffundieren zu lassen. Andere hier verwendbare mikroporöse Materialien sind dem Fachmann wohlbekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
  • Das Belüftungselement kann z.B. im Wesentlichen scheibenförmig (z.B. als Membran) ausgebildet sein. Eine derartige Belüftungsscheibe bzw. -Membran kann beispielsweise durch eine ringsherum abdichtende Presspassung in die Belüftungsöffnung eingefügt sein. Alternativ kann das Belüftungselement ringförmig umlaufend mit einem hülsenförmigen Belüftungselementträger verbunden sein, dessen Außenumfang dichtend am Innenumfang der Belüftungsöffnung anliegt. Ein solcher Belüftungselementträger besitzt zum einen den Vorteil, dass damit eine ansonsten bestehende mechanische Belastung des Belüftungselements vermieden oder vermindert werden kann. Zum anderen kann über einen solchen Träger eine besser dichtende Anbindung des Belüftungselements am Innenumfang der Belüftungsöffnung realisiert werden, etwa indem dieser Träger aus einem gut dichtenden Material gebildet wird (z.B. als Kunststoffhülse bzw. O-Ring). Zur besseren Abdichtung gegen den Innenumfang der Belüftungsöffnung kann der Träger mit einer oder mehreren am Außenumfang umlaufenden Dichtlippen versehen sein.
  • Das Belüftungselement kann an seinem Umfang mit dem angrenzenden Material des Trägers verschweißt sein (z.B. mittels Ultraschallverschweißung, Laserverschweißung, etc.). Auch eine Verklebung ist denkbar. Bevorzugt ist das Belüftungselement an einer Stirnseite des hülsenförmigen Belüftungselementträgers mit demselben verbunden.
  • In einer Ausführungsform besitzt die Belüftungsöffnung über deren Länge betrachtet eine variierende Öffnungsfläche, also beispielsweise eine Verjüngung und/oder eine oder mehrere Stufen. Diese Formgestaltung der Belüftungsöffnung ist insbesondere von Vorteil für die Montage bzw. Verpressung des Belüftungselements bzw. eines Verbunds aus dem Belüftungselement und einem Belüftungselementträger.
  • Beispielsweise kann die Belüftungsöffnung als Stufenbohrung ausgebildet sein, insbesondere mit einem vergleichsweise großen Durchmesser auf der dem Piezoaktor abgewandten Seite und einem vergleichsweise kleinen Durchmesser auf der dem Piezoaktor zugewandten Seite der Bohrung. Der Bohrungsbereich mit dem größeren Durchmesser kann dann als Aufnahme für das Belüftungselement (mit oder ohne Träger) dienen, der vorteilhaft für die oben bereits erwähnte Verpressung beim Umspritzungsvorgang zugänglich ist. Wenn das Belüftungselement bzw. der Belüftungselementträger mit einer radialen Presspassung in die Belüftungsöffnung der Kopfplatte eingesetzt wird, so kann dieser Montageschritt durch Vorsehen einer Einführschräge am betreffenden Ende der Belüftungsöffnung vereinfacht werden.
  • Eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Stellantriebs ergibt sich für den Piezoaktors eines Kraftstoffinjektors 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 Motorschmieröle 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 Dieselmotoren mit Speichereinspritzsystem (z.B. "common rail") mit innerhalb des Zylinderkopfdeckels liegenden Einspritzkomponenten. Eine ähnliche Problematik, nämlich die Gefahr eines Eintrags von Wasser, ergibt sich auch bei einer außerhalb einer Motorblockbaugruppe angeordneten Einspritzeinrichtung, z.B. bei Geländefahrzeugen, deren Motor kurzfristig teilweise oder ganz unter Wasser betrieben werden muss.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
  • 1 ist eine axial längs Schnittansicht eines Stellantriebs,
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht einiger Komponenten des Stellantriebs, und
  • 3 ist eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines oberen Endbereichs des Stellantriebs.
  • 1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Stellantrieb zur Betätigung eines (nicht dargestellten) Kraftstoffeinspritzventils, welches zusammen mit dem Stellantrieb einen Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine bildet, beispielsweise den Injektor einen Dieseleinspritzsystems.
  • Der Stellantrieb 10 umfasst einen Piezoaktor 12, der in einer Aktorgehäuseanordnung eingeschlossen ist, die eine mit Durch trittsöffnungen 14 (2) zum Durchtritt von Kontaktstiften 16 des Piezoaktors 12 versehene Kopfplatte 18 aufweist und die obere Begrenzung eines den Piezoaktor 12 beherbergenden Aktorraums bildet.
  • Die Aktorgehäuseanordnung umfasst des Weiteren einen hülsenförmigen, in einer Axialrichtung A lang gestreckten Gehäuseabschnitt 20, an dessen oberen Ende die Kopfplatte 18 eingesetzt und zur axialen Fixierung verschweißt ist. Das untere Ende der Aktorgehäuseanordnung wird schließlich von einer in Axialrichtung A bewegbar im Gehäuseabschnitt 20 geführten Bodenplatte 22 gebildet, die gegenüber einer Innenwandung des hülsenförmigen Gehäuseabschnitts 20 mittels einer eingeschweißten Membran 24 abgedichtet ist.
  • Im Betrieb stützt sich der in Axialrichtung A wirkende Piezoaktor 12 mit seinem oberen Ende axial an der Kopfplatte 18 ab, wohingegen das untere Ende des Piezoaktors 12 sich an der Bodenplatte 22 abstützt, die in eine mechanische Wirkverbindung mit einem Stellglied des nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzventils bringbar ist, um das Öffnen und Schließen des Einspritzventils zu bewirken. In 1 erkennt man ferner eine Rohrfeder 26, die zu beiden Enden mit der Kopfplatte 18 bzw. der Bodenplatte 22 verschweißt ist und den darin aufgenommenen Piezoaktor 12 auf Druck vorbelastet.
  • Neben den in 2 ersichtlichen Durchtrittsöffnungen 14 für die Kontaktstifte 16 des Piezoaktors 12 ist die Kopfplatte 18 mit einer Belüftungsöffnung 28 versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Stufenbohrung mit einem großen Bohrungsdurchmesser an der Oberseite und einem kleinen Bohrungsdurchmesser der Unterseite der Kopfplatte 18 ausgeführt ist.
  • Der obere Bereich dieser Belüftungsöffnung 28 bildet einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Verbunds aus einer ePTFE-Membran 30 und einem Membranträger 32. Die ePTFE-Membran 30 ist an der oberen Stirnseite des aus Kunststoff als O-Ring ausgebildeten Membranträgers 32 aufgeschweißt und als Verbund zusammen mit dem Membranträger 32 von oben in die Belüftungsöffnung 28 eingesetzt. Dies mit einer radialen Presspassung zwischen dem Außenumfang des Membranträgers 32 und dem Innenumfang der Belüftungsöffnung 28. Zur Erleichterung der Montage der ePTFE-Membran 30 ist das obere Ende der Belüftungsöffnung 28 mit einer Einführschräge 34 versehen, die am besten aus 2 ersichtlich ist.
  • In 2 erkennt man ferner in die Durchtrittsöffnung 14 der Kopfplatte 18 eingesetzte Dichtringe 36 zur Abdichtung und elektrischen Isolation der Kontaktstifte 16 gegenüber der aus Metall gebildeten Kopfplatte 18.
  • Das mikroporöse Material der ePTFE-Membran 30 gestattet einen Druckausgleich bzw. Gasaustausch zwischen dem Aktorraum unterhalb der Kopfplatte 18 und der Installationsumgebung des Stellantriebs 10. Es hat sich herausgestellt, dass durch Vorsehen der Belüftungsöffnung 28 mit dem darin integrierten mikroporösen Material die Lebensdauer bzw. Dauerhaltbarkeit des Piezoaktors 12 beträchtlich verlängert werden kann.
  • An dieser vorteilhaften Wirkung ändert auch der Umstand nichts, dass das obere Ende der Aktorgehäuseanordnung mit einer Kunststoffumspritzung 38 ummantelt ist, da eine solche Kunststoffumspritzung in der Regel keinen absolut gasdichten Einschluss schafft. Vielmehr wird in der Praxis die durch das Belüftungselement 30 geschaffene Belüftungspassage in der Praxis durch mehr oder weniger feine Spalte und Undichtigkei ten an Übergangsbereichen zwischen dem Kunststoffmaterial und den damit ummantelten Stellantriebskomponenten zur Außenseite dieser Ummantelung 38 hin fortgesetzt.
  • Vor dem Umspritzungsvorgang wurde bei dem dargestellten Stellantrieb 10 eine so genannte Kontaktbaugruppe 40 am oberen Ende der Aktorgehäuseanordnung aufgesetzt. Diese Kontaktbaugruppe 40 besteht im Wesentlichen aus einem Kunststoffkorpus sowie einer darin eingeformten Leitungsanordnung, die ausgehend von mit den oberen Enden der Kontaktstifte 16 zu verschweißenden Schweißlaschen zu Anschlussstiften 42 führt, mittels derer der Stellantrieb 10 bzw. der Kraftstoffinjektor mit einer externen Leitungsanordnung (z.B. Kabelbaum in einem Kraftfahrzeug) verbunden werden kann. Ein in 1 rechter Abschnitt der Kunststoffumspritzung 38 bildet ein die Anschlussstifte 42 umgebendes Steckergehäuse 44.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verbund aus der ePTFE-Membran 30 und dem Membranträger 32 durch die Kunststoffumspritzung 38 in der Belüftungsöffnung 28 verpresst. Diese Verpressung gewährleistet eine verstärkte Anlage des Membranträgers 32 an dem Innenumfang der Belüftungsöffnung 28 und somit eine gute Abdichtung an dieser Grenzfläche. An der Oberseite der Kopfplatte 18, insbesondere im Bereich des Belüftungselements 30 liegen Abschnitte des Kunststoffkorpus der Kontaktbaugruppe 40 auf, auf die während des Umspritzungsvorganges axialer Druck ausgeübt wird, sei es der Druck des Kunststoffmaterials selbst oder ein durch Niederhalter erzeugter Druck. Ein Vorteil der Verwendung eines Niederhalters während des Umspritzungsprozesses besteht darin, dass damit ein vergleichsweise hoher Verpressungsdruck ausgeübt werden kann, der nach dem Erstarren des Umspritzungsmaterials dauerhaft verbleibt. Zur einfachen Positionierung der Kontaktbaugruppe 40 vor dem Umspritzungsvorgang ist diese mit einem axialen Vorsprung 46 zum Eingriff in eine axiale Aussparung 48 der Kopfplatte 18 versehen.
  • Zur Erhöhung der Belüftungseffizienz weist die Kunststoffumspritzung 38 mehrere von der Außenseite der Kopfplatte 18 bzw. der Außenseite des Belüftungselements 30 zur Außenseite der Kunststoffumspritzung 38 führende Belüftungskanäle auf, von denen in 1 und 3 jeweils einer ersichtlich und mit 50 gekennzeichnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Belüftungskanäle 50 teilweise durch nach dem Umspritzungsprozess vorgenommene Bohrungen realisiert. Diese Bohrungen verlaufen hierbei in einer Richtung, die nach Installation des Stellantriebs ein Ablaufen von etwaig eingedrungener Flüssigkeit (z.B. Motoröl, Wasser etc.) aus dem Stellantrieb heraus ermöglicht. Dies besitzt den Vorteil, dass die ePTFE-Membran 30 nicht dauerhaft mit solchen flüssigen Medien benetzt bleibt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ablaufbohrungen nur in einem dem Steckergehäuse 44 entgegengesetzten Umfangsbereich des Stellantriebs 10 vorgesehen, der im installierten Zustand des Stellantriebs 10 nach unten geneigt liegt. Hierbei ist es zweckmäßig, die Ablaufbohrungen wie dargestellt etwa orthogonal zur Axialrichtung A vorzunehmen.
  • Die Integration des Belüftungselements 30 in Form einer mikroporösen Membran auf einem O-Ring in einer zusätzlichen Öffnung der Kopfplatte 18 bedeutet keinen nennenswerten Mehraufwand bei der Montage des Stellantriebs 10. In einfacher Weise kann die Kopfplatte 18 vor deren Einbau mit dem vorgefertigten Verbund aus dem Belüftungselement 30 und dem Träger 32 versehen werden.

Claims (10)

  1. Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils, umfassend einen Piezoaktor (12), der in einer Aktorgehäuseanordnung eingeschlossen ist, die eine mit Durchtrittsöffnungen (14) zum Durchtritt von Kontaktstiften (16) des Piezoaktors (12) versehene Kopfplatte (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (18) ferner mit einer Belüftungsöffnung (28) versehen ist, in welcher ein aus mikroporösem Material gebildetes Belüftungselement (30) angeordnet ist.
  2. Stellantrieb nach Anspruch 1, wobei die Aktorgehäuseanordnung einen hülsenförmigen, in einer Axialrichtung (A) lang gestreckten Gehäuseabschnitt (20) aufweist, in welchem angeordnet ist: – die in Axialrichtung (A) festgelegte Kopfplatte (18), an welcher sich ein erstes Ende des Piezoaktors (12) axial abstützt, – der in Axialrichtung (A) wirkende Piezoaktor (12), und – eine in Axialrichtung (A) bewegbar geführte Bodenplatte (22), an welcher sich ein zweites Ende des Piezoaktors (12) axial abstützt und welche in Wirkverbindung mit einem Stellglied des Kraftstoffeinspritzventils bringbar ist.
  3. Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein kopfplattenseitiges Ende der Aktorgehäuseanordnung mit einer Kunststoffumspritzung (38) ummantelt ist.
  4. Stellantrieb nach Anspruch 3, wobei die Kunststoffumspritzung (38) wenigstens einen von der Außenseite der Kopfplatte zur Atmosphäre führenden Belüftungskanal (50) aufweist.
  5. Stellantrieb nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kunststoffumspritzung (38) das Belüftungselement (30) in der Belüftungsöffnung (28) verpresst.
  6. Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Belüftungselement (30) aus ePTFE gebildet ist.
  7. Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Belüftungselement (30) im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und ringförmig umlaufend mit einem hülsenförmigen Belüftungselementträger (32) verbunden ist, dessen Außenumfang dichtend am Innenumfang der Belüftungsöffnung (28) anliegt.
  8. Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Belüftungsöffnung (28) über deren Länge betrachtet eine variierende Öffnungsfläche besitzt.
  9. Stellantrieb nach Anspruch 8, wobei die Belüftungsöffnung (28) als Stufenbohrung ausgebildet ist.
  10. Stellantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Belüftungsöffnung (28) mit einer Einführschräge (34) versehen ist.
DE102004063292A 2004-12-29 2004-12-29 Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils Expired - Fee Related DE102004063292B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004063292A DE102004063292B4 (de) 2004-12-29 2004-12-29 Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils
PCT/EP2005/056004 WO2006072502A1 (de) 2004-12-29 2005-11-16 Stellantrieb zur betätigung eines kraftstoffeinspritzventils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004063292A DE102004063292B4 (de) 2004-12-29 2004-12-29 Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004063292A1 true DE102004063292A1 (de) 2006-07-13
DE102004063292B4 DE102004063292B4 (de) 2009-02-12

Family

ID=35819907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004063292A Expired - Fee Related DE102004063292B4 (de) 2004-12-29 2004-12-29 Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102004063292B4 (de)
WO (1) WO2006072502A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2003329A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-17 Continental Automotive GmbH Elektrischer Verbinder für einen Injektor, Aktuatoreinheit für einen Injektor, Injektor und Verfahren zur Kopplung eines ersten Verbinderelements mit einem zweiten Verbinderelement eines elektrischen Verbinders für einen Injektor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4771295B1 (en) * 1986-07-01 1995-08-01 Hewlett Packard Co Thermal ink jet pen body construction having improved ink storage and feed capability
JPH08153910A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 圧電アクチュエータ及びそれを用いた除振装置
DE19844743C1 (de) 1998-09-29 2000-06-08 Siemens Ag Kontaktzungenträger zur Abdichtung und Positionierung von Kontaktstiften
DE19858085C1 (de) * 1998-12-16 2000-03-30 Siemens Ag Stellantrieb für einen Kraftstoffinjektor
DE19940347B4 (de) 1999-08-25 2006-06-08 Siemens Ag Elektrische Verbindungsvorrichtung zum Aufsetzen auf Anschlußstifte eines elektrischen Bausteins
DE10107169B4 (de) * 2001-02-15 2005-06-30 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung der Funktion von Ozon in Kraftfahrzeugen
DE10251225B4 (de) * 2002-11-04 2010-04-08 Continental Automotive Gmbh Piezoaktorkontaktierung für Einspritzventil
DE102004039673B3 (de) * 2004-08-16 2006-04-13 Siemens Ag Stellantrieb für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine, Verwendung für einen derartigen Stellantrieb, sowie Kraftstoffinjektoranordnung einer Brennkraftmaschine
DE102004042352B4 (de) * 2004-08-20 2007-08-09 Siemens Ag Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine
DE502004004656D1 (de) * 2004-08-20 2007-09-27 Siemens Ag Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors eines Kraftstoffinjektors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2003329A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-17 Continental Automotive GmbH Elektrischer Verbinder für einen Injektor, Aktuatoreinheit für einen Injektor, Injektor und Verfahren zur Kopplung eines ersten Verbinderelements mit einem zweiten Verbinderelement eines elektrischen Verbinders für einen Injektor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006072502A1 (de) 2006-07-13
DE102004063292B4 (de) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1434937B1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1700058B1 (de) Ventil zum steuern eines fluids
DE102004042352B4 (de) Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine
DE102006008648A1 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP2440769B1 (de) Einspritzventil mit übertragungseinheit
EP1628016B1 (de) Stellantrieb für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine
EP2038541B1 (de) Abdichtungsanordnung eines piezoaktors für ein kraftstoffeinspritzventil einer brennkraftmaschine
EP1628015B1 (de) Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors eines Kraftstoffinjektors
DE102005034689B4 (de) Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors in einem Kraftstoffinjektor
WO2006018399A1 (de) Stellantrieb für einen kraftstoffinjektor einer brennkraftmaschine sowie verwendung hierfür
DE102004042353B4 (de) Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors für ein Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine
DE10217594A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102004063292B4 (de) Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils
DE102005001005B4 (de) Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils
EP2539575B1 (de) Kraftstoffinjektor mit einer düsennadel-baugruppe
DE102004059104B4 (de) Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors für einen Kraftstoffinjektor sowie Verfahren zur Montage eines Kraftstoffinjektors
EP3628853A1 (de) Ventil
DE102004040072A1 (de) Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors und Verfahren zur Abdichtung eines Piezoaktors
DE102004042351B4 (de) Abdichtungsanrordnung eines Piezoaktors für ein Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine
DE102006008647A1 (de) Kraftstoffinjektor mit direktbetätigbarer Düsennadel und variabler Aktorhubübersetzung
DE102019201932A1 (de) Elektrisch betätigtes Ventil, in einer Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems
DE102009029627A1 (de) Anordnung mit einem Aktor
DE102005062867A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102014226673A1 (de) Hydraulische Kopplereinheit zur Steuerung eines Ventils
DE102005005552A1 (de) Brennstoffeinspritzventil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

8364 No opposition during term of opposition
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: 20140701