DE112009001571T5

DE112009001571T5 - Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen eines Kraftstoffinjektors mit einem Piezoelement

Info

Publication number: DE112009001571T5
Application number: DE112009001571T
Authority: DE
Inventors: Jay Dunlap Venkataraghavan; Stephen R. Chillicothe Lewis; Amy M. Metamora Hess
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-05-05
Also published as: WO2010003075A1; US20100001094A1; CN102084119A

Abstract

Kraftstoffinjektor mit:
einem Düsenbereich;
einer elektrisch betätigten Ventilanordnung, die zum Steuern eines Kraftstoffstroms zu dem Düsenbereich ausgebildet ist, wobei die elektrisch betätigte Ventilanordnung ein Piezoelement und ein Vorspannelement enthält;
einem Gehäuse, wobei zumindest ein Teil der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das einen Hohlraum zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse festlegt; und
einem thermisch leitfähigen Material, das zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kraftstoffinjektor, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen eines Kraftstoffinjektors mit einem Piezoelement.
Hintergrund
Manche Motoren verwenden Kraftstoffeinspritzsysteme zum Einleiten von Kraftstoff in die Verbrennungskammern des Motors. Das Kraftstoffeinspritzsystem kann ein beliebiger Typ einer Kraftstoffversorgung sein und in dem System eine Anzahl Kraftstoffinjektoren enthalten. Als eines der verschiedenen Ventile, die den Kraftstoffstrom steuern, kann ein Kraftstoffinjektor mindestens einen Piezoaktor zum Steuern einer Betätigung der Ventilanordnung enthalten. Ferner kann der Kraftstoffinjektor einen Piezoaktor enthalten, der eine Verstärkung des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffeinspritzsystem erleichtert.
Ein Piezoaktor besteht üblicherweise aus einem Piezoelement, das dazu in der Lage ist, seine Gestalt zu ändern, beispielsweise durch eine auf das Anlegen eines elektrischen Potentials ansprechende Verlängerung. Bei einem Betrieb verlängert und verkürzt sich das Piezoelement relativ schnell, beispielsweise zum Steuern der Position eines Steuerventils oder eines Kolbens. Die relativ schnelle und wiederholte Betätigung des Piezoelements neigt dazu, eine relativ große Wärmemenge zu erzeugen, die in Verbindung mit einer von dem Motor erzeugten Wärme die Temperatur des Piezoelements und von zugehörigen Bauteilen über gewünschte Niveaus anheben kann. In einigen Fällen kann ohne einen Mechanismus zum Kühlen von Motorsystembauteilen, insbesondere von Kraftstoffinjektorbauteilen, ein Betrieb der Kraftstoffversorgung und des zugehörigen Motors suboptimal oder sogar ganz gefährdet sein.
Das US-Patent mit der Nummer 4,553,059 für Abe et al. (das Patent '059) betrifft ein Kühlsystem für einen Piezoaktor. Das Patent '059 offenbart einen Piezoaktor mit einem Gehäuse, in dem ein Piezoelement angeordnet ist. Das Piezoelement ist innerhalb einer Ummantelung positioniert, und die Ummantelung enthält ein thermisch leitfähiges Öl. Ein Kühlfluid zirkuliert durch einen die Umhüllung umgebenden Raum. Die Kühlflüssigkeit absorbiert Wärme von dem Piezoelement.
Auch wenn das Patent '059 ein Kühlsystem für einen in einem Kraftstofinjektor verwendeten Piezoaktor offenbart, weist das offenbarte System offensichtlich mehrere Nachteile auf. Beispielsweise sind die Fluidverbindungen, die zum Zuführen und Abführen des Kühlfluids notwendig sind, relativ komplex. Ferner können der Einbau und das ordnungsgemäße Positionieren des Piezoaktors in einer Motorumgebung umständlich sein. Außerdem kann, da das Öl in Kontakt mit dem Piezoelement ist, d. h. das Öl die einzelnen Scheiben, die das Piezoelement bilden, kontaktiert, der Betrieb des Piezoelements behindert und/oder gefährdet werden. Das thermisch leitfähige Öl kann ebenfalls in andere Bereiche des Kraftstoffinjektors eintreten, wodurch es den Kraftstoffinjektor verunreinigt, möglicherweise verschiedende darin angeordnete Teile beschädigt sich möglicherweise mit dem in dem Kraftstoffinjektor enthaltenen Kraftstoff vermischt.
Die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren zum Kühlen eines Kraftstoffinjektors mit einem Piezoelement zielt darauf ab, Verbesserungen der existierenden Technologie zu liefern.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung einen Kraftstoffinjektor mit einem Düsenbereich, einer elektrisch betätigten Ventilanordnung, die zum Steuern eines Kraftstoffstroms zu dem Düsenbereich ausgebildet ist, wobei die elektrisch betätigte Ventilanordnung ein Piezoelement und ein Vorspannelement enthält, einem Gehäuse, wobei mindestens ein Teil der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das einen Hohlraum zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse festlegt, und einem thermisch leitfähigen Material, das zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Übertragen von Wärme von einem Piezoelement einer elektrisch betätigten Ventilanordnung, wobei das Verfahren das Vorsehen eines Kraftstoffinjektors mit einem Gehäuse und einer elektrisch betätigten Ventilanordnung mit einem Piezoelement und einem Vorspannelement, das Positionieren mindestens eines Teils der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse zum Festlegen eines Hohlraums zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse, und das zumindest teilweise Füllen des Gehäuses mit einem thermisch leitfähigen Material beinhaltet, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung eine Maschine mit einem Motor, der zum Erzeugen einer Ausgangsleistung ausgebildet ist und mindestens eine Verbrennungskammer enthält, und einem zum Einspritzen von Kraftstoff in die mindestens eine Verbrennungskammer ausgebildeten Kraftstoffinjektor, wobei der Kraftstoffinjektor einen Düsenbereich, eine elektrisch betätigte Ventilanordnung, die zum Steuern eines Kraftstoffstroms zu dem Düsenbereich ausgebildet ist, wobei die elektrisch betätigte Ventilanordnung ein Piezoelement und ein Vorspannelement enthält, ein Gehäuse, wobei mindestens ein Teil der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das einen Hohlraum zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse festlegt, und ein thermisch leitfähiges Material enthält, das zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme vom Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Motors mit einem Kraftstoffeinspritzsystem, das mehrere Kraftstoffinjektoren enthält, von denen jeder mindestens einen Piezoaktor aufweist, und
2 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Kraftstoffinjektors aus 1, die den Piezoaktor des Kraftstoffinjektors genauer zeigt.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt schematisch einen Motor 10 mit einem Kraftstoffeinspritzsystem 12. Der Motor 10 enthält einen Motorblock 14, der mehrere Zylinder 16 festlegt, wobei ein Kolben 18 verschiebbar in jedem der Zylinder 16 angeordnet ist und jedem der Zylinder 16 ein Zylinderkopf 20 zugeordnet ist. Der Zylinder 16, der Kolben 18 und der Zylinderkopf 20 bilden eine Verbrennungskammer 22. Das Kraftstoffeinspritzsystem 12 enthält Bauteile, die zum Fördern von Kraftstoff zu Kraftstoffinjektoren 42 zusammenwirken, die wiederum Kraftstoff in jede der Verbrennungskammern 22 befördern. Genauer enthält das Kraftstoffeinspritzsystem 12 einen Zufuhrtank 26, eine Kraftstoffpumpe 28, eine Kraftstoffleitung 30 mit einem Rückschlagventil 32 und eine Verteilerleitung oder Kraftstoffleiste 34. Aus der Kraftstoffleiste 34 wird jedem Kraftstoffinjektor 24 über eine Kraftstoffleitung 36 Kraftstoff zugeführt. Wie gezeigt, enthält jeder Kraftstoffinjektor 24 eine oder mehrere piezobetätigte Ventilanordnungen 38 und einen Kraftstoffinjektordüsenbereich 25. Jede piezobetätigte Ventilanordnung 38 kann ein zugehöriges Piezoelement 40 zum Steuern eines Ventilelements 42 zum Steuern des Kraftstoffstroms zu dem Kraftstoffinjektordüsenbereich 25 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammern 22 enthalten. Das Piezoelement 40 der Ventilanordnung 38 kann Wärme erzeugen, wenn das Element 40 zyklisch einen aktivierten oder erregten Zustand und einen deaktivierten oder aberregten Zustand durchlauft.
Bei einer Ausführungsform kann der Motor 10 ein Direkteinspritzungs-Kompressionszündungsdieselmotor sein, bei anderen Ausführungsformen kann der Motor 10 jedoch ein Funkenzündungsmotor, ein Einlasskanaleinspritzungsmotor oder ein beliebiger anderer Motor mit einer aus einer Vielzahl von Motorkonfigurationen sein. Die Kraftstoffinjektoren 24 können identisch zueinander sein, und daher sind hierin Bezugnahmen auf einen einzelnen Kraftstoffinjektor 24 oder ein einzelnes zugehöriges Bauteil so zu verstehen, dass sie sich genauso auf entsprechende Bauteile und einen entsprechenden Betrieb der anderen Kraftstoffinjektoren 24 beziehen. Wie im Folgenden erläutert wird, enthält der Motor 10 eine Kühlstrategie für die Bauteile der Kraftstoffinjektoren 24, wodurch die Wärme von der entsprechenden Ventilanordnung 38 abgeführt werden kann.
Bezug nehmend auf 2 enthält die piezobetätigte Ventilanordnung 38 bei einer Ausführungsform einen Piezoaktor 39 mit dem Piezoelement 40, das fluiddicht in einer Ummantelung oder einem Gehäuse 46 angeordnet ist und für eine Verbindung mit einem (nicht gezeigten) elektrischen System eines zugehörigen Motorsystems über mindestens einen elektrischen Verbinder 44 ausgebildet ist. Der elektrische Verbinder 44 kann über eine Verschlusskappe 48 der Ventilanordnung 38 zugänglich sein. Das Gehäuse 46 kann fluiddicht mit dem Kraftstoffinjektorkörper 50 verbunden sein. Das Gehäuse 46 kann mehrere interne Bauteile enthalten, die fluiddicht in dem Gehäuse 46 aufgenommen sind und fluidmäßig von anderen Bauteilen des Kraftstoffinjektors 24 getrennt sind. Der Piezoaktor 39 kann das Piezoelement 40, beispielsweise einen Stapel von Piezoscheiben, und ein thermisch leitfähiges Material 52 enthalten, das in thermischen Kontakt mit dem Piezoelement 40 ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das thermisch leitfähige Material 52 nicht in direktem Kontakt mit den Piezoscheiben, die das Piezoelement 40 bilden, sondern stattdessen ist das thermisch leitfähige Material 52 in direktem Kontakt mit einer Barriere oder einer Wand 58, die das Piezoelement 40 vor einer Verunreinigung durch das thermisch leitfähige Material 52 schützt, was im Folgenden beschrieben wird. Das Piezoelement 40 kann zumindest teilweise innerhalb einer Vorbelastungsfeder oder eines Vorspannelements 54 positioniert sein, die bzw. das ebenfalls fluiddicht in dem Gehäuse 46 angeordnet ist. Die Vorbelastungsfeder 54 kann eine Vorbelastungskraft, beispielsweise eine Kompressionskraft, auf das Piezoelement 40 ausüben, so dass auf eine Fachleuten bekannte Weise ein gewünschter Betrieb ermöglicht wird.
Die Ventilanordnung 38 kann ferner einen Wärmeübertragungsweg 60 von dem Piezoelement 40 zu dem Gehäuse 46 festlegen. Das thermisch leitfähige Material 52 kann das Piezoelement 40 im Wesentlichen umgeben und damit über die Barriere 58 in thermischen Kontakt stehen. Das thermisch leitfähige Material 52 kann als ein Wärmeübertragungsmaterial wie ein thermisch leitfähiges Silikongel ausgebildet sein, einschließlich irgendeines einer Vielzahl von geschützten und/oder kommerziell verfügbaren Materialien mit einem Wärmeleitfähigkeitswert von etwa 0,1 W/mK bei etwa 25°C. Beispielhafte Materialien für das thermisch leitfähige Material 52 können Silikongelprodukte enthalten, die von Dow Corning^® hergestellt werden (Dow Corning ist eine eingetragene Marke der Dow Corning Corporation). Ein Hohlraum 56 kann teilweise durch die Barriere 58 und das Gehäuse 46 festgelegt sein. Bei einer Ausführungsform ist das thermisch leitfähige Material 52 in dem Hohlraum 56 positioniert. Der Hohlraum 56 kann über die Barriere oder die Wand 58 fluidmäßig von dem Piezoelement 40 getrennt sein. Die Barriere 58 kann ein Gehäuse oder eine Hülle für das Piezoelement 40 zum Schützen der einzelnen Piezoscheiben sein, die das Piezoelement 40 bilden. Der Hohlraum 56 kann mit dem thermisch leitfähigen Material 52 gefüllt oder im Wesentlichen gefüllt sein, beispielsweise durch Einspritzen des thermisch leitfähigen Materials 52 in denselben. Bei einer Ausführungsform ist das thermisch leitfähige Material 52 anfangs als eine Flüssigkeit ausgebildet, die in den Hohlraum 56 gegossen wird, wonach sich das thermisch leitfähige Material 52 verfestigt und/oder zu einem Gel oder einem halbfesten Zustand aushärtet, wobei solch ein Zustand beispielsweise eine ähnliche Zusammensetzung wie Gummi haben kann. Wenn der Hohlraum 56 mit dem thermisch leitfähigen Material 52 gefüllt ist, kann die Ventilanordnung 38 zumindest im Wesentlichen frei von Luft sein, wodurch die Wärmeübertragung zwischen den Bauteilen derselben verbessert wird. Der Wärmeübertragungsweg 60 kann sich von der Barriere 58 oder dem Piezoelement 40, durch das thermisch leitfähige Material 52 und zu dem Gehäuse 46 erstrecken. Ferner kann der Wärmeübertragungsweg 60 ebenfalls Teile der Feder 54 enthalten, die ebenfalls dazu dienen können, Wärme von dem Piezoelement 40 zu dem Gehäuse 46 zu leiten. Wenngleich er so dargestellt ist, dass er im Wesentlichen senkrecht zu dem Gehäuse 46 verläuft, kann sich der Wärmeübertragungsweg 60 in einer beliebigen Richtung von der Barriere 58 zu dem Gehäuse 46 erstrecken. Das thermisch leitfähige Material 52 befindet sich normalerweise in thermischem Kontakt mit sowohl der Feder 54 als auch dem Piezoelement 40, und mindestens ein Teil des thermisch leitfähigen Materials 52 kann sich normalerweise zwischen der Feder 54 und der Barriere 58 befinden.
Bei einer Ausführungsform erstreckt sich ein Teil jedes Gehäuses 46 von jedem Zylinderkopf 20, z. B. kann die Ventilanordnung 38 derart positioniert sein, dass sich das Gehäuse 46 von dem Zylinderkopf 20 nach oben erstreckt, wenn es darin angebracht ist. Dies ermöglicht, dass zumindest ein Teil des Gehäuses 46, beispielsweise 40% oder mehr einer Außenseite des Gehäuses 46, in einem durch den Zylinderkopf 20 und eine (nicht gezeigte) Ventilabdeckung festgelegten Raum liegen. Dies kann den Wirkungsgrad der Kühlung verbessern, da das Gehäuse 46 Wärme in den durch die Ventilabdeckung und den Zylinderkopf 20 festgelegten Raum abstrahlen kann und/oder Ölspritzer an dem Gehäuse 46 ebenfalls Wärme von demselben ableiten können.
Weiter Bezug nehmend auf 2 legen das Gehäuse 46, das thermisch leitfähige Material 52, die Barriere 58 und optional die Feder 54 zusammen eine Wärmeübertragungsanordnung 62 fest. Das thermisch leitfähige Material 52 stellt eine praktische und effiziente Weise dar, die in dem Gehäuse 46 erzeugte überschüssige Wärme zu absorbieren und abzuführen, beispielsweise durch das zugehörige Piezoelement 40 und durch Kraftstoff in dem Kraftstoffinjektor 24 in der Nähe der Ventilanordnung 38 erzeugte Wärme, wodurch der der Ventilanordnung 38 zugeordnete Kraftstoffinjektor 24 effizient gekühlt wird. Das thermisch leitfähige Material 52 arbeitet durch effizientes Übertragen von thermischer Energie, z. B. Wärme, von einem ersten Objekt, z. B. dem Piezoelement 40, auf einer relativ hohen Temperatur zu einem zweiten Objekt, z. B. dem Gehäuse 46, auf einer relativ niedrigeren Temperatur mit einer viel größeren Wärmekapazität. Die Übertragung der thermischen Energie bringt das Piezoelement 40 in thermisches Gleichgewicht mit dem Gehäuse 46, wodurch die Temperatur des Piezoelements 40 abgesenkt und der dem Piezoelement 40 zugeordnete Kraftstoffinjektor 24 effizient gekühlt wird. Das Gehäuse 46 wiederum gibt die Wärme an die Umgebungsluft und/oder andere Bauteile des Motors 10 ab (1).
Die Konsistenz des thermisch leitfähigen Materials 52 ist derart, dass es die Arbeitsweise der Feder 54 nicht beeinträchtigt. Ferner verhindert die Barriere 58, dass das thermisch leitfähige Material 52 eine Betätigung des Piezoelements 40 behindert, sowie eine mögliche Beschädigung aufgrund der Wechselwirkung des Materials des Piezoelements 40 und des thermisch leitfähigen Materials 52. Das thermisch leitfähige Material 52 liefert ebenfalls eine Dämpfungswirkung für die Ventilanordnung 38, derart, dass das thermisch leitfähige Material 52 Vibrationen dämpft, denen die Ventilanordnung 38 während eines Betriebs des Kraftstoffinjektors 24 ausgesetzt sein kann. Ferner neigt das thermisch leitfähige Material 52 nicht dazu, in andere Bereiche des Kraftstoffinjektors einzutreten, da es eine halbfeste oder gelartige Konsistenz aufweist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren zum Kühlen eines Kraftstoffinjektors können auf jeden Motor angewandt werden, der einen Piezoaktor einsetzt, beispielsweise Aktoren, wie sie in vielen Arten von Kraftstoffinjektoren verwendet werden.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 wird bei einem Betrieb der Motor 10 gestartet, und die Kraftstoffpumpe 28 kann Kraftstoff von dem Kraftstofftank 26 empfangen und anschließend Kraftstoff auf einem relativ hohen Druck der Leiste 34 zuführen. Jeder Kraftstoffinjektor 24 ist mit der Leiste 34 verbunden und kann auf herkömmliche Weise von derselben Hochdruckkraftstoff empfangen. Die Ventilanordnungen 38 könnten zum selektiven Öffnen von Düsenauslässen der entsprechenden Kraftstoffinjektoren 24 verwendet werden, so dass Kraftstoff in die entsprechenden Zylinder 16 eingespritzt wird. Wie vorher beschrieben, kann ein Betrieb der Aktoren 39, die den jeweiligen Ventilanordnungen 38 zugeordnet sind, Wärme erzeugen.
Das thermisch leitfähige Material 52 kann einen wirksamen Kühlmechanismus liefern, so dass dem Piezoelement 40, das einem Kraftstoffinjektor 24 zugeordnet ist, Wärme entzogen wird. Die durch das thermisch leitfähige Material 52 über die Barriere 58 absorbierte Wärme kann dann auf das Gehäuse 46 übertragen werden, wonach die Wärme an die Umgebungsluft oder andere Bauteile des Motors 10 abgegeben werden kann. Das thermisch leitfähige Material 52 kann aus einem Material ausgebildet sein, das einen relativ größeren thermischen Leitfähigkeitswert als das Material aufweist, das das Piezoelement 40 bildet, so dass Wärme von dem Piezoelement 40 absorbiert wird, wodurch die Temperatur des Piezoelements 40 verringert und der zugehörige Kraftstoffinjektor 24 gekühlt wird.
Für Fachleute ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der offenbarten Kühlvorrichtung und dem offenbarten Kühlverfahren vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Weitere Ausführungsformen der Kühlvorrichtung und des Kühlverfahrens werden für Fachleute unter Berücksichtigung der Beschreibung und bei einer Umsetzung der hierin offenbarten Ausführungsformen offensichtlich werden. Beispielsweise ist die vorliegende Beschreibung, auch wenn sie sich im Wesentlichen auf das Kühlen von Piezoaktoren konzentriert, nicht darauf begrenzt. Bei anderen Ausführungsformen könnten Solenoidaktoren oder andere elektrische oder sogar mechanische Aktoren gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung erfolgreich gekühlt werden. Ferner ist, auch wenn in den hierin betrachteten Motoren häufig Common-Rail-Systeme verwendet werden, die vorliegende Offenbarung auch in dieser Hinsicht nicht begrenzt. Unit Pumps, die jeweils einem von mehreren Kraftstoffinjektoren zugeordnet sind, beispielsweise nockenbetätigte Pumpen, könnten ebenfalls verwendet werden, und die vorliegend beschriebene Kühlvorrichtung und das vorliegend beschriebene Kühlverfahren könnten zum Kühlen von elektrischen Aktoren verwendet werden, die nockenbetätigten Kraftstoffinjektoren zugeordnet sind. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als exemplarisch aufgefasst werden, wobei der wahre Schutzbereich der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt wird.
Zusammenfassung
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM KÜHLEN EINES KRAFTSTOFFINJEKTORS MIT EINEM PIEZOELEMENT
Ein Kraftstoffinjektor enthält einen Düsenbereich und eine elektrisch betätigte Ventilanordnung, die zum Steuern eines Kraftstoffstroms zu dem Düsenbereich ausgebildet ist. Die elektrisch betätigte Ventilanordnung kann ein Piezoelement und ein Vorspannelement enthalten. Der Kraftstoffinjektor kann ferner ein Gehäuse enthalten, wobei zumindest ein Teil der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse kann einen Hohlraum zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse festlegen. Ein thermisch leitfähiges Material kann zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet sein und zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4553059 [0004, 0005]

Claims

Kraftstoffinjektor mit: einem Düsenbereich; einer elektrisch betätigten Ventilanordnung, die zum Steuern eines Kraftstoffstroms zu dem Düsenbereich ausgebildet ist, wobei die elektrisch betätigte Ventilanordnung ein Piezoelement und ein Vorspannelement enthält; einem Gehäuse, wobei zumindest ein Teil der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das einen Hohlraum zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse festlegt; und einem thermisch leitfähigen Material, das zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.
Krafstoffinjektor nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannelement zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, bei dem die elektrisch betätigte Ventilanordnung ferner eine Piezoelementummantelung enthält, wobei das Piezoelement in der Piezoelementummantelung angeordnet ist und das Vorspannelement außerhalb der Piezoelementummantelung angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, bei dem der Hohlraum zwischen der Piezoelementummantelung und dem Gehäuse festgelegt ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4, bei dem das Vorspannelement zumindest teilweise in dem thermisch leitfähigen Material angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, bei dem das thermisch leitfähige Material aus einem ersten Material ausgebildet ist, das einen ersten thermischen Leitfähigkeitswert aufweist, und das Piezoelement aus einem zweiten Material ausgebildet ist, das einen zweiten thermischen Leitfähigkeitswert aufweist, wobei der erste thermische Leitfähigkeitswert größer als der zweite thermische Leitfähigkeitswert ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannelement zumindest teilweise in dem thermisch leitfähigen Material angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, bei dem das thermisch leitfähige Material eine von dem Kraftstoffinjektor erfahrene Vibrationskraft dämpft.
Verfahren zum Übertragen von Wärme von einem Piezoelement einer elektrisch betätigten Ventilanordnung, mit folgenden Schritten: Vorsehen eines Kraftstoffinjektors mit einem Gehäuse und einer elektrisch betätigten Ventilanordnung mit einem Piezoelement und einem Vorspannelement; Positionieren mindestens eines Teils der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse zum Festlegen eines Hohlraums zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse; und zumindest teilweise Füllen des Gehäuses mit einem thermisch leitfähigen Material, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das thermisch leitfähige Material ferner zum Dämpfen einer von der elektrisch betätigten Ventilanordnung erfahrenen Vibration ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner beinhaltend das Positionieren des Vorspannelements zumindest teilweise in dem Hohlraum.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner beinhaltend das Positionieren des Vorspannelements zumindest teilweise in dem thermisch leitfähigen Material.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die elektrisch betätigte Ventilanordnung eine Piezoelementummantelung enthält und das Verfahren ferner das Positionieren des Piezoelements in der Piezoelementummantelung und das Positionieren des Vorspannelements außerhalb der Piezoelementummantelung beinhaltet, wobei der Hohlraum zwischen der Piezoelementummantelung und dem Gehäuse festgelegt ist.
Maschine mit: einem Motor, der zum Erzeugen einer Ausgangsleistung ausgebildet ist und mindestens eine Verbrennungskammer enthält; und einem Kraftstoffinjektor, der zum Einspritzen von Kraftstoff in die mindestens eine Verbrennungskammer ausgebildet ist, wobei der Kraftstoffinjektor enthält: einen Düsenbereich; eine elektrisch betätigte Ventilanordnung, die zum Steuern eines Kraftstoffstroms zu dem Düsenbereich ausgebildet ist, wobei die elektrisch betätigte Ventilanordnung ein Piezoelement und ein Vorspannelement enthält; ein Gehäuse, wobei mindestens ein Teil der elektrisch betätigten Ventilanordnung in dem Gehäuse angeordnet ist, das einen Hohlraum zwischen dem Piezoelement und dem Gehäuse festlegt; und ein thermisch leitfähiges Material, das zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei das thermisch leitfähige Material zum Übertragen von Wärme von dem Piezoelement auf das Gehäuse ausgebildet ist.
Maschine nach Anspruch 14, bei der das Vorspannelement zumindest teilweise in dem Hohlraum angeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 14, bei der die elektrisch betätigte Ventilanordnung ferner eine Piezoelementummantelung enthält, wobei das Piezoelement in der Piezoelementummantelung angeordnet ist und das Vorspannelement außerhalb der Piezoelementummantelung angeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 16, bei der der Hohlraum zwischen der Piezoelementummantelung und dem Gehäuse festgelegt ist.
Maschine nach Anspruch 17, bei der das Vorspannelement zumindest teilweise in dem thermisch leitfähigen Material angeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 14, bei der das thermisch leitfähige Material aus einem Silikongelmaterial ausgebildet ist.
Maschine nach Anspruch 14, bei der das Vorspannelement zumindest teilweise in dem thermisch leitfähigen Material angeordnet ist.