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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Aktor, der sich an einem Aktorfuß abstützt, der mindestens ein Durchgangsloch umfasst, durch das sich eine mit einer Isolierung versehene elektrische Leitung hindurch erstreckt, und mit einer Abdichtung in einem Ringraum zwischen der Leitung und dem Durchgangsloch. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer derartigen Anordnung.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2005 039 911 A1 ist eine Anordnung mit einem Piezoaktor, mit einem Aktorfuß und einem Anbindeteil bekannt, in das zur elektrischen Isolation von Leitern Keramik- oder Kunststoffbuchsen eingepresst werden. Ein Ausspritzen mit einem Kunststoff oder einem weiteren Keramikteil ist ebenfalls möglich sowie ein Eintauchen einer isolierenden Leitungsummantelung in die Aussparungen zur Aufnahme der Leiter sowie deren Umspritzung mit Kunststoff.
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Weiter ist aus der
DE 100 26 005 A1 ein Piezoaktor bekannt, bei dem die elektrische Kontaktierung über eine Leitung geschieht, die mittels eines Schrumpfschlauchs isoliert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Abdichtung zwischen dem Aktorfuß und den elektrischen Leitungen bei einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Anordnung mit einem Aktor, der sich an einem Aktorfuß abstützt, der mindestens ein Durchgangsloch umfasst, durch das sich eine mit einer Isolierung versehene elektrische Leitung hindurch erstreckt, und mit einer Abdichtung in einem Ringraum zwischen der Leitung und dem Durchgangsloch, dadurch gelöst, dass die Abdichtung eine fest mit der Isolierung verbundene Dichtbuchse umfasst. Die Dichtbuchse ist vorzugsweise aus Kunststoff gebildet und in einen Ringraum zwischen der elektrischen Leitung und dem Durchgangsloch im Aktorfuß eingepresst. Beim Einpressen der Dichtbuchse in das Durchgangsloch des Aktorfußes und/oder beim Aufpressen der Dichtbuchse auf die elektrische Leitung verformt sich die Dichtbuchse und/oder die Isolierung um die elektrische Leitung plastisch. Im Betrieb ist die Dichtbuchse unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt. Unter Temperatureinwirkung kann es in Folge von unterschiedlichen Temperaturausdehnungen passieren, dass die Pressung zwischen der Dichtbuchse und dem Aktorfuß beziehungsweise der elektrischen Leitung so reduziert wird, dass zwischen der Leitung und der Dichtbuchse beziehungsweise zwischen der Dichtbuchse und dem Aktorfuß Spalte entstehen, durch welche die Dichtwirkung der Dichtbuchse deutlich beeinträchtigt wird. Durch die feste Verbindung zwischen der Isolierung und der Dichtbuchse wird. eine hochdruckfeste Abdichtung geschaffen, die auch starke Temperaturschwankungen aushält. Weiter ist die Dichtbuchse stoffschlüssig durch eine umlaufende Schweißnaht mit der Isolierung verbunden. Die umlaufende Schweißnaht kann zum Beispiel durch Laserschweißen erzeugt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtbuchse und die Isolierung aus einem schweißbaren Kunststoffmaterial gebildet sind. Bei dem schweißbaren Kunststoffmaterial handelt es sich zum Beispiel um Silikon oder Polytetrafluorethylen. Vorzugsweise ist die Dichtbuchse aus dem gleichen Material wie die Isolierung gebildet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtbuchse durch eine Klebverbindung mit der Isolierung verbunden ist. Die Klebverbindung wird vorzugsweise durch einen Klebstoff hergestellt, der kreiszylindermantelartig zwischen der Isolierung und der Dichtbuchse angeordnet ist.
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Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine ist die vorab angegebene Aufgabe durch eine vorab beschriebene Anordnung gelöst. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist vorzugsweise Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wie es in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2005 039 911 A1 beschrieben ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch einen herkömmlichen Piezoaktor zur Steuerung einer Düsennadel in Kraftstoffeinspritzsystemen zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus;
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2 einen vergrößert und vereinfacht dargestellten Ausschnitt aus 1 mit einer erfindungsgemäßen Anordnung, wobei eine Dichtbuchse durch eine umlaufende Schweißnaht fest mit einer Isolierung einer elektrischen Leitung verbunden ist und
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3 einen ähnlichen Ausschnitt wie in 2, wobei die Dichtbuchse durch eine Klebverbindung mit der Isolierung der elektrischen Leitung verbunden ist.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist ein prinzipieller Aufbau einer Anordnung mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gezeigt, die beispielsweise zur Nadelhubsteuerung im Einspritzsystem für Kraftstoff bei einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann. Im oberen Teil ist ein Haltekörper 2 vorhanden, der in seinen geometrischen Abmessungen im Wesentlichen an den spezifischen Einsatzort angepasst werden kann. Es ist ein Steckerteil 3 zu erkennen, durch das mit einer ebenfalls spezifisch an den Anwendungsfall angepassten Steckerausführung die elektrische Spannung für die Steuerung eines Aktors, insbesondere eines Piezoaktors 5, angeschlossen werden kann. Die Führung der elektrischen Leitung und eine eventuelle Zuführung des mit dem Piezoaktor 5 zu steuernden Kraftstoffs im Haltekörper 2 ist hierbei nicht zu erkennen und für die Funktion der Erfindung auch nicht wesentlich.
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In einem Innenraum 4 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ist der Piezoaktor 5 angeordnet, der bei einer Betätigung über eine sich hier senkrecht unterhalb befindliche mechanische Anordnung mit einem Kuppler 6 auf eine Düsennadel 7 derart wirkt, dass hier eine Freigabe einer Düsenöffnung 8 erfolgen kann. Ein im Inneren der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 durch den Innenraum 4 geführter Kraftstoff kann somit in den Brennraum eines hier nicht dargestellten Verbrennungsmotors injiziert werden.
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Der Piezoaktor 5 liegt nach der 1 über einen Aktorfuß 9 oben an einem balligen Dichtsitz im Innenraum 4 an, wobei der Piezoaktor zur Bewirkung eines guten Dichtsitzes mit einer Feder 10 angedrückt wird. Insbesondere bei den eingangs erwähnten Common-Rail-Systemen ist hier eine Hochdruckabdichtung zu einem elektrischen Anschlussraum 11 notwendig, durch den zwei hier schematisch angedeutete elektrische Leitungen 12 und 13 an den Piezoaktor 5 geführt sind.
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In den 2 und 3 ist ein Ausschnitt aus 1 im Bereich eines Aktorfußes 19; 29 mit einer Anordnung gemäß zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Der Aktorfuß 19; 29, der in 1 mit 9 bezeichnet ist, umfasst ein Durchgangsloch 18; 28, das mit einer erfindungsgemäßen Hochdruckabdichtung 20; 30 ausgestattet ist.
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Die Hochdruckabdichtung 20; 30 umfasst eine Dichtbuchse 21; 31, die sich um eine elektrische Leitung 22; 32 herum in einem Ringraum erstreckt, der zwischen der elektrischen Leitung 22; 32 und dem Durchgangsloch 18; 28 im Aktorfuß 19; 29 ausgebildet ist.
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Die elektrische Leitung 22; 32 umfasst einen Metalldraht 23; 33, zum Beispiel einen Kupferdraht. Der Metalldraht 23; 33 ist mit einer Isolierung 24; 34 versehen, um einen unerwünschten Kontakt zwischen dem Metalldraht 23; 33 und dem Aktorfuß 19; 29 zu vermeiden, der vorzugsweise aus Stahl gebildet ist. Die Isolierung 24; 34 erstreckt sich ein Stück in die Dichtbuchse 21; 31 hinein.
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Die Dichtbuchse 21; 31 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das die elektrische Leitung 22; 32 und teilweise die Isolierung 24; 34 in dem Durchgangsloch 18; 28 des Aktorfußes 19; 29 umgibt. Dabei ist zum einen die elektrische Leitung 22; 32 mit der Isolierung 24; 34 in ein Durchgangsloch 25; 35 der Dichtbuchse 21; 31 eingepresst. Darüber hinaus ist die Dichtbuchse 21; 31 in das Durchgangsloch 18; 28 des Aktorfußes 19; 29 eingepresst.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtbuchse 21, die leicht konisch ausgeführt ist, an ihrem sich verjüngenden Ende durch eine umlaufende Schweißnaht 26 stoffschlüssig mit der Isolierung 24 der elektrischen Leitung 22 verbunden. Durch die umlaufende Schweißnaht 26 kann auf einfache Art und Weise ein unerwünschtes Durchtreten von Feuchtigkeit oder Flüssigkeit zwischen der elektrischen Leitung 22 und der Dichtbuchse 21 beziehungsweise dem Aktorfuß 19 verhindert werden.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtbuchse 31, durch eine Klebverbindung 36 stoffschlüssig mit der Isolierung 34 der Dichtbuchse 31 verbunden. Durch die Klebverbindung 36 wird auf einfache Art und Weise ein unerwünschter Durchtritt von Feuchtigkeit oder Flüssigkeit zwischen der Isolierung 34 der elektrischen Leitung 32 und der Dichtbuchse 31 verhindert.
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Die in den 2 und 3 gezeigten Hochdruckabdichtungen 20; 30 liefern den wesentlichen Vorteil, dass die Dichtbuchse 21; 31 durch die stoffschlüssige Verbindung 26; 36, auch bei starken Temperaturschwankungen, ihre Position relativ zu der Isolierung 24; 34 der elektrischen Leitung 22; 32 nicht verändert. Durch die umlaufende Schweißnaht 26 beziehungsweise die Klebverbindung 36 kann die Dichtbuchse 21; 31 auch bei großen Temperaturschwankungen sicher in dem Aktorfuß 19; 29 positioniert werden, so dass eine ausreichende Hochdruckabdichtung sichergestellt wird.
