DE102010055004A1 - Piezoelectric element stack for piezoelectric injector used for injection of fuel into internal combustion engine, has insulating layer having several indentations formed in circumference and bulges formed between indentations - Google Patents

Piezoelectric element stack for piezoelectric injector used for injection of fuel into internal combustion engine, has insulating layer having several indentations formed in circumference and bulges formed between indentations Download PDF

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Abstract

The piezoelectric element stack (3) has a protective layer system (4) including an insulating layer (5) made of plastic, in particular rubber or silicone, or a suitable fluid, and a metal seal (6). The insulating layer has several indentations (8) formed in the circumference. The bulges (7) are formed between the indentations.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Piezoelementstapel (Piezostack) mit einem diesen umgebenden Schutzschichtsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Piezoinjektor, insbesondere zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, mit einem derartigen Piezoelementstapel.The present invention relates to a piezoelectric element stack (piezostack) with a surrounding protective layer system according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a piezoelectric injector, in particular for the injection of fuel into an internal combustion engine, with such a piezoelectric element stack.

Aus der DE 10 2007 004 552 A1 ist ein gattungsgemäßer Piezoelementstapel mit einem diesen umgebenden Schutzschichtsystem bekannt. Das Schutzschichtsystem dient dabei in erster Linie dazu, den Piezoelementstapel, der beispielsweise zum Heben und Senken einer Injektornadel verwendet wird, vor einem direkten Kontakt mit Kraftstoff zu schützen.From the DE 10 2007 004 552 A1 is a generic piezoelectric element stack with a surrounding protective layer system known. The protective layer system serves primarily to protect the piezoelectric element stack, which is used for example for raising and lowering an injector needle, from direct contact with fuel.

Aus der US 7,145,482 B2 ist ein Piezoelementstapel bekannt, der durch ein Metallgehäuse abgedichtet ist.From the US 7,145,482 B2 a piezoelectric element stack is known, which is sealed by a metal housing.

Ein weiteres Abdichtkonzept eines derartigen Piezoelementstapels durch ein mehrlagiges Schutzschichtsystem ist beispielsweise aus der WO 2007/102088 A2 bekannt, wobei hier der Piezoelementstapel von einem Schrumpfschlauch umgeben ist. Nachteilig bei insbesondere diesem Dichtkonzept ist, dass die Abdichtung entlang einer Linienfläche vorgenommen wird, was dazu führen kann, dass beim Betrieb des Piezoelementstapels bzw. eines damit ausgerüsteten Piezoinjektors Kraftstoffe oder andere Bestandteile, z. B. Wasserverunreinigungen, unter die Abdichtung kriechen und in Richtung der Piezokeramik gelangen können. Kritisch ist außerdem die Abdichtung über einen Verbund aus Polymermaterialien, die nicht komplett permeationsdicht sind. Bei einer Abdichtung des Piezoelementstapels durch eine Metallabdichtung sind insbesondere kombinierte Anforderungen an die Metallabdichtung, wie beispielsweise eine dynamische Dauerbeanspruchung, eine hohe Druckbelastung, eine Längung bis an die elastische Dehnung und darüber hinaus, Ausgleich unterschiedlicher Materialien unter Temperatur, eine innige Verbindung aller verwendeten Materialien sowie eine hohe thermische Anforderung nicht vollständig gelöst. Insbesondere bei Druckbelastungen von ca. 2.640 bar versagen die derzeit bekannten Metallabdichtungen. Derzeit eingesetzte Metallabdichtungen sind aufgrund ihrer Form und der Werkstoffkennwerte δ/E nicht oder nur unzureichend in der Lage die insbesondere durch Temperaturänderungen und Druckänderungen auftretende Dehnungen aufzunehmen.Another sealing concept of such a piezoelectric element stack by means of a multilayer protective layer system is known, for example, from US Pat WO 2007/102088 A2 known, in which case the piezoelectric element stack is surrounded by a shrink tube. A disadvantage of this particular sealing concept is that the seal along a line surface is made, which can lead to the fact that during operation of the piezoelectric element stack or a piezoinjector equipped with it fuels or other components, eg. As water contamination, crawl under the seal and can get in the direction of the piezoceramic. Also critical is the sealing over a composite of polymer materials that are not completely permeation-tight. In a sealing of the piezoelectric element stack by a metal seal are in particular combined requirements for the metal seal, such as a dynamic permanent stress, high pressure load, elongation to the elastic strain and beyond, compensation of different materials under temperature, an intimate connection of all materials used as well a high thermal requirement is not completely solved. Especially at pressure loads of about 2,640 bar fail the currently known metal seals. Because of their shape and the material characteristics δ / E, currently used metal seals are unable or insufficiently able to absorb the strains occurring in particular due to temperature changes and pressure changes.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen gattungsgemäßen Piezoelementstapel eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Lebensdauer auszeichnet.The present invention addresses the problem of providing an improved or at least one alternative embodiment for a generic piezoelectric element stack, which is characterized in particular by an increased service life.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen bekannten Piezoelementstapel mit einem diesen umgebenden Schutzschichtsystem zu umgeben, welches mehrschichtig aufgebaut ist und zumindest eine den Piezoelementstapel umgebende Isolierschicht und eine die Isolierschicht umgebende Metallabdichtung aufweist. Erfindungsgemäß weist dabei zumindest die Isolierschicht einen Querschnitt auf, der vier über seinen Umfang verteilte Einbuchtungen aufweist und jeweils eine zwischen den Einbuchtungen angeordnete Ausbuchtungen aufweist. Im Unterschied zu bisher bekannten runden Querschnitten der rohrförmigen Metallabdichtung, die üblicherweise eine hohe geometrische Steifigkeit besitzen mussten und üblicherweise schlagartig zum Versagen im plastischen Bereich führten, weist die erfindungsgemäß ausgeführte Isolierschicht und damit auch die Metallabdichtung mit diesem nicht rotationssymmetrischen Querschnitt ein laterales Deformationsvermögen, das heißt eine gewisse Deformationsmöglichkeit in lateraler Richtung, auf, da sie aufgrund der nicht rotationssymmetrischen bzw. nicht zylindersymmetrischen Querschnittsform unterschiedliche Steifigkeiten in lateraler (seitlicher) Richtung aufweist. Die nicht rotationssymmetrischen Querschnitte sichern darüber hinaus eine hohe Flexibilität bzw. Deformierbarkeit unter Temperatur, Dehnung, Dynamik und Druck. Die Anforderungen hinsichtlich Flexibilität steigen wenn nicht die Metallabdichtung luftblasenfrei und zugleich vakuumdicht Piezoelementstapel und die Isolierschicht umschließt. Der erfindungsgemäße Piezoelementstapel erhält somit einen festen geometrisch geformten Überzug durch die Isolierschicht, der nach außen durch die nicht rotationssymmetrische Metallabdichtung ummantelt ist. Ziel ist es dabei, die auftretenden Kräfte über die Isolierschicht an die Metallabdichtung abzuleiten, wobei ein außerhalb des Piezoelementstapels auftretender Druck von ca. 3000 bar durch Nutzung der nahezu Inkompressibilität der Isolierschicht direkt auf dem Piezoelementstapel bzw. in diesem angeordnete Piezoelemente weitergegeben werden kann und somit die Belastung der Metallabdichtung gering gehalten werden kann. Durch die nicht rotationssymmetrische Querschnittsform der Metallabdichtung lassen sich auch die beim Betrieb der Piezoelementstapel, beispielsweise in einem Piezoinjektor zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennstoffmaschine, auftretende Temperaturlasten flexibel handhaben.The present invention is based on the general idea of surrounding a known piezoelectric element stack with a protective layer system surrounding it, which has a multilayer structure and has at least one insulating layer surrounding the piezoelectric element stack and a metal seal surrounding the insulating layer. According to the invention, at least the insulating layer has a cross-section which has four indentations distributed over its circumference and in each case has a bulge arranged between the indentations. In contrast to previously known round cross-sections of the tubular metal seal, which usually had to have a high geometric rigidity and usually led abruptly to failure in the plastic region, the inventively designed insulating layer and thus the metal seal with this non-rotationally symmetrical cross section has a lateral deformation capacity, that is a certain possibility of deformation in the lateral direction, on, since it has different stiffnesses in lateral (lateral) direction due to the non-rotationally symmetric or not cylindrically symmetrical cross-sectional shape. The non-rotationally symmetric cross-sections also ensure high flexibility or deformability under temperature, strain, dynamics and pressure. The requirements in terms of flexibility increase if not the metal seal free of air bubbles and at the same time vacuum-tight piezoelectric element stack and the insulating layer encloses. The piezoelectric element stack according to the invention thus obtains a solid geometrically shaped coating through the insulating layer, which is sheathed to the outside by the non-rotationally symmetrical metal seal. The goal here is to derive the forces occurring via the insulating layer to the metal seal, wherein a occurring outside of the piezoelectric element stack pressure of about 3000 bar can be passed by using the nearly incompressibility of the insulating layer directly on the piezoelectric element stack or arranged in this piezo elements and thus the load on the metal seal can be kept low. Due to the non-rotationally symmetrical cross-sectional shape of the metal seal, the temperature loads occurring during operation of the piezoelectric element stack, for example in a piezo injector for injecting fuel into a fuel machine, can also be handled flexibly.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist die Isolierschicht aus Kunststoff, insbesondere aus Gummi, Silikon oder ähnliche Materialien, deren Verhalten hyperelastisch ist, ausgebildet. Dieses bezieht Fluide mit ein. Die Isolierschicht dient dabei zur Unterbindung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Kraftstoff bzw. der außenliegenden Metallabdichtung und dem Piezoelementstapel. Prinzipiell kommen hierfür sämtliche zumindest elektrisch isolierende Materialien in Betracht, wobei aufgrund den in einem Piezoinjektor beim Betrieb auftretenden hohen Temperaturen auch gewisse Anforderungen an die Kunststoffe zu stellen sind. Diese sind insbesondere druckresistent gegenüber einer Druckbelastung von zumindest 3000 bar und temperaturresistent gegenüber den im Piezoinjektor auftretenden Temperaturen auszubilden. In an advantageous development of the solution according to the invention, the insulating layer of plastic, in particular rubber, silicone or similar materials whose behavior is hyperelastic, is formed. This involves fluids. The insulating layer serves to prevent an electrical contact between the fuel or the outer metal seal and the piezoelectric element stack. In principle, all at least electrically insulating materials come into consideration for this purpose, and because of the high temperatures occurring in a piezo injector during operation, certain requirements are also to be placed on the plastics. These are in particular pressure-resistant against a pressure load of at least 3000 bar and form temperature-resistant to the temperatures occurring in the piezoelectric injector.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, liegt die Metallabdichtung blasenfrei und zugleich vakuumdicht an der Isolierschicht an. Hierdurch soll insbesondere ein unerwünschtes Eindringen von Kraftstoff zwischen die Metallabdichtung und die Isolierschicht verhindert werden, da die Isolierschicht unter Umständen nicht völlig permeationsdicht gegenüber Kraftstoff ist.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the metal seal is bubble-free and at the same time vacuum-tight to the insulating layer. As a result, in particular, an undesirable penetration of fuel between the metal seal and the insulating layer is to be prevented, since the insulating layer may not be completely permeation-proof with respect to fuel.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch:In each case show schematically:

1 eine Schnittdarstellung durch einen Piezoinjektor mit einem erfindungsgemäßen Piezoelementstapel, 1 a sectional view through a piezoelectric injector with a piezoelectric element stack according to the invention,

2 eine Detaildarstellung des Piezoelementstapels und seines Schutzschichtsystems in einer Schnittdarstellung, 2 a detailed representation of the piezoelectric element stack and its protective layer system in a sectional view,

3 ein Querschnittsausschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Metallabdichtung, 3 a cross-sectional detail of a possible embodiment of a metal seal,

Entsprechend der 1, weist ein Piezoinjektor 1, der beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff in eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine verwendet wird, ein Gehäuse 2 auf, insbesondere ein druckstabiles Gehäuse 2, mit einem darin angeordneten Piezoelementstapel 3. Dieser Piezoelementstapel 3 ist in detaillierter Form in 2 nochmals dargestellt. Um einen direkten Kontakt des Piezoelementstapels 3 mit einer außen anliegenden Flüssigkeit, beispielsweise mit Kraftstoff, zu verhindern, ist ein Schutzschichtsystem 4 vorgesehen, welches den Piezoelementstapel 3 umgibt. Das Schutzschichtsystem 4 weist dabei zumindest eine Isolierschicht 5 und eine diese umgebende Metallabdichtung 6 auf. Die Isolierschicht 5 ist demgemäß zwischen dem Piezostapelelement 3 und der Metallabdichtung 6 angeordnet. Die Isolierschicht 5 ist dabei aus Kunststoff, insbesondere aus Gummi, Silikon oder anderen hyperelastische Materialien ausgebildet, während die Metallabdichtung 6 beispielsweise als Metallfolie ausgebildet sein kann. Die Dicke einer derartigen Metallfolie reicht von ca. 0,005 bis ca. 1 mm und ist blasenfrei und zugleich vakuumdicht auf die Isolierschicht 5 aufgebracht. Die Isolierschicht 5 aus Kunststoff weist zumindest eine der folgenden Eigenschaften auf: sie ist temperaturbeständig, besitzt einen temperaturabhängigen Schrumpfwert von > 0,5%, eine Wärmeausdehnungskoeffizienten von αT <= 450 × 10E – 6 [1/K] sowie eine elastische Dehnung ε > 0,3%. Die Metallabdichtung 6 kann dabei die Isolierschicht 5 nahtlos umgeben oder aber auch geschweißt sein, wobei die Isolierschicht 5 und/oder die Metallabdichtung 6 einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen. Der erfindungsgemäße Piezoelementstapel 3 weist somit einen festen geometrisch geformten Kunststoffüberzug in Form der Isolierschicht 5 auf, der nach außen durch die Metallabdichtung 6 ummantelt ist. Als Werkstoff für die Metallabdichtung 6 kommt beispielsweise CuBe2 (2.1247), 1.4568 und 1.4510 in Betracht und andere Materialien deren Dehnung = δmax/E > 0,3% betragen. Die Metallabdichtung 6 selbst wird in eingebautem Zustand an eine Masse angelegt oder aber elektrisch isoliert.According to the 1 , has a piezo injector 1 , which is used for example for the injection of fuel in an internal combustion engine, not shown, a housing 2 on, in particular a pressure-stable housing 2 , with a piezo element stack arranged therein 3 , This piezo element stack 3 is in detailed form in 2 shown again. To a direct contact of the piezo element stack 3 to prevent with an externally applied liquid, such as fuel, is a protective coating system 4 provided, which the piezo element stack 3 surrounds. The protective coating system 4 has at least one insulating layer 5 and a surrounding metal seal 6 on. The insulating layer 5 is accordingly between the piezo stack element 3 and the metal seal 6 arranged. The insulating layer 5 is made of plastic, in particular made of rubber, silicone or other hyperelastic materials, while the metal seal 6 may be formed, for example, as a metal foil. The thickness of such a metal foil ranges from about 0.005 to about 1 mm and is bubble-free and at the same time vacuum-tight on the insulating layer 5 applied. The insulating layer 5 made of plastic has at least one of the following properties: it is temperature-resistant, has a temperature-dependent shrinkage value of> 0.5%, a thermal expansion coefficient of α T <= 450 × 10E-6 [1 / K] and an elastic strain ε> 0, 3%. The metal seal 6 can the insulating layer 5 be seamlessly surrounded or welded, with the insulating layer 5 and / or the metal seal 6 have a non-rotationally symmetrical cross section. The piezoelectric element stack according to the invention 3 thus has a solid geometrically shaped plastic coating in the form of the insulating layer 5 on the outside through the metal seal 6 is sheathed. As a material for metal sealing 6 For example, CuBe2 (2.1247), 1.4568 and 1.4510 are considered and other materials whose elongation = δmax / E are> 0.3%. The metal seal 6 itself is applied when installed to a ground or electrically isolated.

Erfindungsgemäß weist nun zumindest die Isolierschicht 5 einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt auf, beispielsweise einen Querschnitt mit vier Einbuchtungen und jeweils eine zwischen den Einbuchtungen angeordnete Ausbuchtung auf (vgl. 3). Durch diesen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt ist die Metallabdichtung 6 in der Lage zumindest eine gewisse Deformation in lateraler, das heißt seitlicher, Richtung ausführen zu können, da sie unterschiedliche Steifigkeiten in lateraler Richtung besitzt.According to the invention now at least the insulating layer 5 a non-rotationally symmetrical cross section, for example a cross section with four indentations and in each case a bulge arranged between the indentations (cf. 3 ). This non-rotationally symmetrical cross section is the metal seal 6 able to perform at least a certain deformation in lateral, that is lateral, direction, since it has different stiffnesses in the lateral direction.

Betrachtet man insbesondere die 3, so kann man erkennen, dass die Isolierschicht und damit die Metallabdichtung 6 nach außen ragende Ausbuchtungen 7 und zwischen den Ausbuchtungen 7 angeordnete, nach innen ragende Einbuchtungen 8 aufweist, wobei die Isolierschicht 5 derart ausgebildet sein kann, dass sie sich bei einer Belastung, beispielsweise einer aufgrund von Temperaturänderungen hervorgerufenen Volumenänderung, der Teil der Isolierschicht 5 zwischen den Piezoelementstapel 3 und der Einbuchtungen 8 sich zumindest teilweise in die Ausbuchtungen 7 verformen kann. Die nicht rotationssymmetrischen Querschnitte sichern dabei eine zumindest gewisse Flexibilität hinsichtlich einer Temperatur-, Dehnungs- und Druckbelastung. Ebenso sichern sie eine Flexibilität hinsichtlich der Dynamik. Um die aufgrund der speziellen Querschnittsform der Metallabdichtung 6 bewirkte Flexibilität zur Kompensation von Dehnungen heranziehen zu können, sollte die Metallabdichtung 6 luftblasenfrei und vakuumdicht den Piezoelementstapel 3 mit seiner Isolierschicht 5 umschließen.Looking in particular at the 3 , so you can see that the insulating layer and thus the metal seal 6 outwardly projecting bulges 7 and between the bulges 7 arranged, inwardly projecting indentations 8th having, wherein the insulating layer 5 may be formed so that they are at a load, for example, caused due to temperature changes volume change, the part of the insulating layer 5 between the piezo element stack 3 and the indentations 8th at least partially in the bulges 7 can deform. The non-rotationally symmetrical cross sections ensure at least some flexibility with regard to a temperature, strain and pressure load. They also ensure flexibility in terms of dynamics. Due to the special cross-sectional shape of the metal seal 6 The flexibility to compensate for strains should be taken into account when using the metal seal 6 bubble-free and vacuum-tight the piezoelectric element stack 3 with its insulating layer 5 enclose.

Generell ist dabei selbstverständlich auch denkbar, dass die nicht rotationssymmetrische Querschnittsform keine Ecken aufweist, sondern beispielsweise als nicht rotationssymmetrisches Rohr im Wesentlichen angenähert an eine runde Form ausgebildet wird. Auf jeden Fall bewirkt die nicht rotationssymmetrische Querschnittsform zumindest der Isolierschicht 5 und damit auch der Metallabdichtung 6, dass eine vergleichsweise sehr dünne Metallabdichtung 6 in der Lage ist, die beim Betrieb des Piezoelementstapels 3, beispielsweise in einem Piezoinjektor 1, auftretenden Belastungen problemlos und dauerhaft zu ertragen, wodurch die Lebensdauer des Piezoelementstapels 3 gesteigert werden kann.In general, it is of course conceivable that the non-rotationally symmetrical cross-sectional shape has no corners, but for example, is formed as a non-rotationally symmetrical tube substantially approximately to a round shape. In any case, the non-rotationally symmetrical cross-sectional shape causes at least the insulating layer 5 and thus the metal seal 6 that a comparatively very thin metal seal 6 is capable of operating the piezo element stack 3 , for example in a piezo injector 1 , to endure occurring loads easily and permanently, thereby increasing the life of the Piezoelementstapels 3 can be increased.

Wichtig ist, dass mit der gewählten Querschnittsgeometrie eine Möglichkeit eröffnet wird, so dass die Querschnittsfläche sich vergrößern und/oder verkleinern kann, ohne eine radiale Dehnung in der Metallabdichtung zu erzeugen. Gleichzeitig ist darauf zu achte, dass die auftretende Verformung eindeutig ist, so dass durch den gewählten Querschnitt eine gezielte Verformung stattfinden kann. Bei kreisrunden Querschnitten kann hingegen keine eindeutige Aussage getroffen werden, in welcher Richtung eine Verformung, insbesondere eine Ovalität, bei einer Belastung auftritt. Erfindungsgemäß kann eine Richtung einer Verformung durch eine Asymmetrie erzeugt werden.It is important that with the chosen cross-sectional geometry, a possibility be opened so that the cross-sectional area can increase and / or decrease without generating a radial strain in the metal seal. At the same time, care must be taken to ensure that the deformation occurring is unambiguous, so that a targeted deformation can take place due to the selected cross-section. For circular cross-sections, however, no clear statement can be made in which direction a deformation, in particular an ovality, occurs under load. According to the invention, a direction of deformation can be generated by an asymmetry.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007004552 A1 [0002] DE 102007004552 A1 [0002]
  • US 7145482 B2 [0003] US 7145482 B2 [0003]
  • WO 2007/102088 A2 [0004] WO 2007/102088 A2 [0004]

Claims (8)

Piezoelementstapel (Piezostack) (3) mit einem diesen umgebenden Schutzschichtsystem (4), dadurch gekennzeichnet, – dass das Schutzschichtsystem (4) zumindest eine den Piezoelementstapel (3) umgebende Isolierschicht (5) und eine die Isolierschicht (5) umgebende Metallabdichtung (6) aufweist, – dass die Isolierschicht (5) einen Querschnitt aufweist, der vier über seinen Umfang verteilte Einbuchtungen (8) aufweist und jeweils eine zwischen den Einbuchtungen angeordnete Ausbuchtungen (7) aufweist.Piezo element stack (piezo stack) ( 3 ) with a surrounding protective layer system ( 4 ), characterized in that - the protective layer system ( 4 ) at least one the piezoelectric element stack ( 3 ) surrounding insulating layer ( 5 ) and one the insulating layer ( 5 ) surrounding metal seal ( 6 ), - that the insulating layer ( 5 ) has a cross-section, the four distributed over its circumference indentations ( 8th ) and in each case one between the indentations arranged bulges ( 7 ) having. Piezoelementstapel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallabdichtung (6) als Metallfolie ausgebildet ist.Piezoelectric element stack according to claim 1, characterized in that the metal seal ( 6 ) is formed as a metal foil. Piezoelementstapel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie eine Dicke von ca. 0,005 bis 1 mm aufweist.Piezoelectric element stack according to claim 1 or 2, characterized in that the metal foil has a thickness of about 0.005 to 1 mm. Piezoelementstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) derart ausgebildet ist, dass der Teil der Isolierschicht (5) zwischen Einbuchtung (8) und Piezoelementstapel (3) sich bei Belastung zumindest teilweise in die Ausbuchtungen (7) ausdehnt.Piezoelectric element stack according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the insulating layer ( 5 ) is formed such that the part of the insulating layer ( 5 ) between indentation ( 8th ) and piezo element stacks ( 3 ) under load at least partially in the bulges ( 7 ) expands. Piezoelementstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) aus Kunststoff, insbesondere aus Gummi oder Silikon, oder einem geeigneten Fluid ausgebildet ist.Piezoelectric element stack according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the insulating layer ( 5 ) made of plastic, in particular rubber or silicone, or a suitable fluid is formed. Piezoelementstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallabdichtung (6) unterschiedliche Steifigkeiten in unterschiedlichen Richtungen aufweist.Piezoelectric element stack according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metal seal ( 6 ) has different stiffnesses in different directions. Piezoelementstapel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (5) aus Kunststoff zumindest eine der folgenden Eigenschaften aufweist; – temperaturbeständig, – einen temperaturabhängigen Schrumpfwert von > 0,5%, – einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aT <= 450 × 10E – 6 [1/K], – eine elastische Dehnung ε > 0,3%.Piezoelectric element stack according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the insulating layer ( 5 ) of plastic has at least one of the following properties; Temperature-resistant, a temperature-dependent shrinkage value of> 0.5%, a thermal expansion coefficient a T <= 450 × 10E-6 [1 / K], an elastic elongation ε> 0.3%. Piezoinjektor (1), insbesondere zur Einspritzung von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2) und einem darin angeordneten Piezoelementstapel (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Piezo injector ( 1 ), in particular for the injection of fuel into an internal combustion engine, with a housing ( 2 ) and a piezo element stack arranged therein ( 3 ) according to one of claims 1 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150035412A1 (en) * 2011-12-30 2015-02-05 Continental Automotive Gmbh Piezo-Stack with Passivation, and a Method for the Passivation of a Piezo-Stack

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