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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbauen eines
Kraftstoffeinspritzventils zur Verwendung in einem Kraftstoffsystem
eines Verbrennungsmotors, insbesondere in einem Kraftstoffsystem
vom Speichertyp oder dem Typ mit gemeinsamer Druckleitung ("common rail"), wobei das Kraftstoffeinspritzventil
von der Art ist, die unter Verwendung eines piezoelektrischen Betätigungsorgans
gesteuert wird.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Bei
einem bekannten Kraftstoffeinspritzventil, das piezoelektrisch betätigt wird,
kann eine piezoelektrische Betätigungsorgan-Anordnung
betrieben werden, um die von einem Steuerkolben eingenommene Stellung
zu steuern, wobei der Kolben bewegbar ist, um den Kraftstoffdruck
innerhalb einer teilweise von einer mit der Einspritzventil-Nadel
verbundenen oder ihr zugeordneten Oberfläche begrenzten Steuerkammer
zu steuern, um die Bewegung der Nadel zu steuern. Das piezoelektrische
Betätigungsorgan
umfasst typischerweise einen Stapel piezoelektrischer Elemente,
deren axiale Länge
durch das Anlegen einer Spannung durch einen elektrischen Verbinder
quer über
den Stapel hinweg gesteuert wird. Es ist bekannt, den piezoelektrischen
Stapel innerhalb eines Speichervolumens anzuordnen, das angeordnet
bzw. dafür
eingerichtet ist, während
des Betriebs unter hohem Druck stehenden Kraftstoff aufzunehmen,
um eine hydrostatische Last auf den piezoelektrischen Stapel aufzubringen.
Ein Kraftstoffeinspritzventil dieser Art ist in dem für den Anmelder
erteilten europäischen
Patent Nr. 0 995 901 beschrieben.
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Weil
das Speichervolumen Kraftstoff unter hohem Druck aufnimmt, ist es
wichtig, dass der piezoelektrische Stapel gegenüber Kraftstoff innerhalb des
Speichervolumens abgedichtet ist. Zu diesem Zweck ist es bekannt,
eine Verkleidungstechnik mit einem Kunststoffmantel anzuwenden,
um den piezoelektrischen Stapel innerhalb eines Kunststoffgehäuses oder
eines Hülsenelements
zu verkapseln, wie in der veröffentlichten
internationalen Patentanmeldung WO 02/061856, die im Namen der Anmelderin
anhängig
ist, beschrieben. Ein weiteres Erfordernis liegt darin, dass der
verkapselte piezoelektrische Stapel eine gute Dichtung mit dem oberen
Ende des Speichervolumens im Bereich des elektrischen Verbinders
bildet, um zu verhindern, dass Kraftstoff aus dem Speichervolumen
dorthin entweicht. Eine solche Leckage, in welchem Umfang auch immer,
würde natürlich die
Unversehrtheit der elektrischen Verbindung beeinträchtigen
und damit die Leistung des Kraftstoffeinspritzventils nachteilig
beeinflussen.
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Es
ist bekannt, dass eine Dichtung zwischen einer verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung
und dem oberen Ende des Speichervolumens vorhanden sein kann, wobei
die Dichtung im voraus ihre Form derart erhalten hat, dass ein schwacher
Reibsitz zwischen diesen Bestandteilen entsteht. In diesem Fall wird
eine Dichtkraft durch Druckkräfte
erzeugt, die die Dichtung in ihre Stellung hinein deformieren. Diese
Anordnung ist nicht ideal, da hierbei nicht berücksichtigt wird, dass Abweichungen
in der Größe der Bestandteile
auftreten, die während
deren Herstellung auftreten.
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Es
ist außerdem
wichtig, sicherzustellen, dass jede möglicherweise vorgesehene Dichtung
die Größe der Betätigungsorgan-Anordnung
nicht signifikant ansteigen lässt,
weil der Raum, der für
die Unterbringung der Betätigungsorgan-Anordnung
innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils zur Verfügung steht,
begrenzt ist.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Zusammenbauen
eines Kraftstoffeinspritzventils bereitzustellen, das die voranstehend
erwähnten
Probleme abmildert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Zusammenbauen eines Kraftstoffeinspritzventils bereitgestellt, das
einen Kraftstoffeinspritzventilkörper
mit einem darin ausgebildeten Speichervolumen besitzt, wobei das
Verfahren umfasst: Das Bereitstellen einer verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung mit einem piezoelektrischen
Betätigungsorgan-Stapel
und einem Mittel zum elektrischen Verbinden, worin der Stapel in
einem Hülsenelement
verkapselt ist; das Bereitstellen eines Volumens an Dichtungsmaterial im
Bereich des Mittels zum elektrischen Verbinden; das Verbringen der
verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung
in das Speichervolumen; das Aufbringen von Wärme auf das Volumen an Dichtungsmaterial
auf indirekte Weise, so dass das Volumen an Dichtungsmaterial erweichen
kann; und das Aufbringen von Druck auf die verkapselte Betätigungsorgan- Anordnung derart,
dass sich das Volumen an Dichtungsmaterial deformiert und dabei
im Bereich des Mittels zum elektrischen Verbinden eine im wesentlichen
fluiddichte Abdichtung zwischen der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung
und dem Speichervolumen bildet.
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Unter
dem Aufbringen von Wärme
auf indirekte Weise ist zu verstehen, dass Wärme nicht direkt auf das Volumen
an Dichtungsmaterial aufgebracht wird, sondern dass die Wärme durch
den Kraftstoffeinspritzventilkörper
selbst hindurch aufgebracht wird.
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Jede
im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung
gebildet wird, entsteht individuell für jedes einzelne Kraftstoffeinspritzventil,
wodurch geringfügige
Ausrichtungsfehler und Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzventil-Komponenten
ausgeglichen werden. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass eine
Kraftstoff-Leckage aus dem Speichervolumen zu dem Mittel zum elektrischen
Verbinden als Folge von kleinen Fehlern auftritt, die bei einer
vorgeformten Dichtung entstehen können.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Volumen an Dichtungsmaterial
vorzugsweise integral mit dem Hülsenelement
ausgebildet, und das Dichtungsmaterial und das Hülsenelement sind vorzugsweise
aus demselben Material gebildet. Vorzugsweise enthalten das Volumen
an Dichtungsmaterial und das Hülsenelement
ein thermoplastisches Material, oder sie bestehen daraus. Am stärksten bevorzugt
enthält
das thermoplastische Material Polyethyletherketon (PEEK), Polyphenylensulfid
(PPS), Flüssigkristall-Polymer
(LCP), ein Fluorpolymer oder ein anderes geeignetes thermoplastisches
Material, das sich beim Schmelzen nicht zersetzt und wieder aufgeschmolzen
werden kann, oder das genannte thermoplastische Material besteht
hieraus. Alternativ können
das Dichtungsmaterial und/oder das Hülsenelement ein ultraviolett
(UV) härtbares
Material umfassen oder daraus bestehen.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren den weiteren Schritt
des Anbringens des Volumens an Dichtungsmaterial an der verkapselten
Betätigungsorgan-Anordnung
vor dem Verbringungs- bzw. Einsetzungsschritt. Demzufolge können das
Volumen an Dichtungsmaterial und das Hülsenelement aus dem selben
Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein.
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Der
Verbringungs- bzw. Einsetzschritt kann weiterhin das Einsetzen eines
vorgeformten Dichtungselements zwischen die verkapselte Betätigungsorgan-Anordnung
und das Speichervolumen in dem Bereich des Mittels zum elektrischen
Verbinden umfassen. Das Volumen an Dichtungsmaterial kann dann an
der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung
und/oder dem vorgeformten Dichtungselement angebracht werden.
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Vorzugsweise
besitzt das Mittel zum elektrischen Verbinden ein gestuftes Profil,
das eine Schulter und einen Hals bildet, der von einem an einem
deckenseitigen Ende des Speichervolumens ausgebildeten Durchtrittskanal
aufgenommen werden kann, und worin sich während des Schritts des Aufbringens von
Druck das Volumen an Dichtungsmaterial derart deformiert, dass eine
im wesentlichen fluiddichte Abdichtung zwischen mindestens einem
Teil der Schulter des Mittels zum elektrischen Verbinden und dem deckenseitigen
Ende des Speichervolumens und/oder zwischen mindestens einem Teil
des Halses des Mittels zum elektrischen Verbinden und dem Durchtrittskanal
gebildet wird.
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In
günstiger
Weise kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung den weiteren
Schritt des Ausbildens oder Herrichtens mindestens eines Teils des Speichervolumens
und/oder der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung
derart umfassen, dass die Haftung des Dichtungsmaterials daran verbessert wird.
Der Ausbildungs- bzw. Herrichtungsschritt kann beispielsweise ein
Aufrauhen durch Sandstrahlen oder Ätzen umfassen. Alternativ kann
der Ausbildungs- bzw. Herrichtungsschritt eine Reinigung oder das
Aufbringen eines chemischen Haftvermittlers oder -verbesserers umfassen.
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Vorzugsweise
wird der Schritt des Einbringens von Wärme in das Volumen an Dichtungsmaterial
auf indirekte Weise beispielsweise durch Induktionsheizen durchgeführt. Alternativ
kann dann, wenn das Volumen an Dichtungsmaterial UV-härtbar ist, die
Wärme mit
Hilfe von Ultraviolett-Bestrahlung aufgebracht werden.
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Druck
kann auf die verkapselte Betätigungsorgan-Anordnung
mit Hilfe hydrostatischer Belastung aufgebracht werden. Dies kann
z.B. durch das Aufbringen eines unter Druck gesetzten Fluids wie
Stickstoff oder Dieselöl
erfolgen. Alternativ kann Druck beispielsweise unter Verwendung
eines pneumatischen oder mechanischen Werkzeugs oder einer hydraulischen
Presse auf die verkapselte Betätigungsorgan-Anordnung aufgebracht
werden. Der Druck wird in günstiger
Weise auf dasjenige Ende der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung aufgebracht,
das dem Mittel zum elektrischen Verbinden gegenüberliegt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzventil
bereitgestellt, das nach dem voranstehend beschriebenen Verfahren
zusammengebaut ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend rein beispielhaft
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin:
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1 eine
Schnittansicht ist, die ein bekanntes Kraftstoffeinspritzventil
zeigt, das gemäß der vorliegenden
Erfindung zusammengebaut werden kann;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
ist, die einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils der 1 zeigt;
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3 eine
andere vergrößerte Ansicht
ist, die einen Teil des Kraftstoffeinspritzventils der 1 zeigt;
und
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die 4a, 4b und 4c die
Schritte illustrieren, die das Zusammenbauen eines piezoelektrischen
Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nachstehend
soll Bezug auf 1 genommen werden. Dort ist
ein bekanntes piezoelektrisches Kraftstoffeinspritzventil 8 gezeigt,
das auf verschiedenen Wegen zusammengebaut werden kann. Die Bestandteile
des Kraftstoffeinspritzventils 8 werden zuerst beschrieben,
woran sich ein Verfahren zum Zusammenbauen eines solchen Kraftstoffeinspritzventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung anschließt.
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Das
in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzventil 8 umfasst
einen Düsenkörper 10,
der mit einer geschlossenendigen Bohrung 11 ausgestattet
ist, in der eine Ventilnadel 12 hin und her bewegbar ist.
Die Ventilnadel 12 ist so geformt, dass sie an einem Sitz zur
Anlage gelangen kann, der benachbart zu dem geschlossenen Ende der
Bohrung 11 ausgebildet ist. Die Nadel 12 besitzt
eine gestufte Form, einschließlich
eines Bereichs mit relativ großem
Durchmesser, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich demjenigen
des benachbarten Teils der Bohrung 11 ist und der dem Zweck
dient, die Nadel 12 in gleitender Bewegung innerhalb der
Bohrung 11 zu führen,
und eines Bereichs mit verringertem Durchmesser, der zusammen mit
der Bohrung 11 eine Abgabekammer 13 bildet. Es
sollte klar sein, dass die Anlage der Nadel 12 an ihrem
Sitz die Verbindung zwischen der Abgabekammer 13 und einer
oder mehreren Auslassöffnungen 14 steuert,
die sich stromabwärts
des Sitzes befinden.
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Die
Bohrung 11 ist so geformt, dass sie einen ringförmigen Galerieraum 15 bildet,
der mit einer in dem Düsenkörper ausgebildeten
Drillbohrung 16 in Verbindung steht. Die Nadel 12 besitzt
Rillen 17, die Strömungswege
zwischen dem ringförmigen
Galerieraum 15 und der Abgabekammer 13 darstellen.
Auf der Nadel 12 ist im Übergangsbereich zwischen ihrem
Bereich mit relativ großem
und demjenigen mit kleinerem Durchmesser eine abgewinkelte Stufe ausgebildet,
wobei die Stufe eine Druckfläche
darstellt, die dem Kraftstoffdruck innerhalb der Abgabekammer 13 derart
ausgesetzt ist, dass dann, wenn unter hohem Druck stehender Kraftstoff
auf die Abgabekammer 13 aufgebracht wird, die Wirkung des Kraftstoffs
eine Kraft auf die Nadel 12 ausübt, die die Nadel weg von ihrem
Sitz drückt.
Die ausgesetzte Endfläche
der Nadel 12 bildet in vergleichbarer Weise eine Druckfläche, gegen
die unter Druck stehender Kraftstoff Druck ausüben kann, um die Nadel in Richtung
ihres Sitzes zu drücken.
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Der
Düsenkörper 10 liegt
an einem Abstandsstück 18 an,
das mit einer durchgehenden Bohrung versehen ist, in welcher ein
rohrförmiges Kolbenelement 19 gleiten
kann. Eine mit einem Schraubgewinde versehene Stange 20 liegt
in Eingriff mit dem von dem rohrförmigen Kolbenelement gebildeten
Kanal 20, wobei eine Feder 21 zwischen der mit
dem Schraubgewinde versehenen Stange 20 und der Endfläche der
Ventilnadel 12 eingespannt ist. Die Feder bringt eine Vorspannkraft
auf die Nadel 12 auf, die die Nadel in Richtung ihres Sitzes
drückt.
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Die
Endfläche
der Nadel 12 greift an einer Feder 21 an und ist
dem Kraftstoffdruck innerhalb einer Steuerkammer 40 ausgesetzt,
die zwischen dem Düsenkörper 10,
dem Abstandsstück 18,
dem Kolbenelement 19 und einer mit einem Schraubgewinde versehenen
Stange 20 ausgebildet ist. Der Kraftstoffdruck innerhalb
der Steuerkammer 40 unterstützt die Feder 21 beim
Aufbringen einer Kraft auf die Nadel 12, die die Nadel
in Richtung ihres Sitzes drückt.
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Das
Abstandsstück 18 stößt gegen
ein Ende eines Betätigungsorgan-Gehäuses 23,
das eine längliche
Form besitzt und mit einer ein Speichervolumen 22 bildenden
Bohrung ausgestattet ist. Das Speichervolumen 22 umfasst
einen unteren Bereich, der sich bis zu dem Abstandsstück 18 erstreckt,
und ein deckenseitiges Ende 22a. Das Betätigungsorgan-Gehäuse 23 ist
mit einem Einlassbereich 24 versehen, der so ausgestaltet
ist, dass er mit einer Hochdruckleitung (nicht gezeigt) verbunden
werden kann, um die Verbindung des Kraftstoffeinspritzventils 8 mit
einer Quelle für
unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zu ermöglichen, beispielsweise einer gemeinsamen
Druckleitung ("common
rail"), die durch
eine geeignete Hochdruck-Kraftstoffpumpe unter einen geeignet hohen
Druck gesetzt ist. Der Einlassbereich 24 beherbergt ein
Kantenfilter-Element 25, um während des Betriebs teilchenförmige Verunreinigungen
aus dem Strom des Kraftstoffs zu dem Einspritzventil 8 zu
entfernen, wodurch das Risiko einer Beschädigung der verschiedenen Bestandteile des
Einspritzventils verringert wird. Die Reinseite des durch das Kantenfilterelement 25 gebildeten
Filters steht über
eine Drillbohrung 26 mit dem Speicher 22 in Verbindung.
Eine in dem Abstandsstück 18 ausgebildete
Drillbohrung 27 erlaubt die Verbindung zwischen dem Speichervolumen 22 und
der in dem Düsenkörper 10 vorhandenen
Drillbohrung 16. Eine Hutmutter 28 wird verwendet,
um den Düsenkörper 10 und
das Abstandsstück 18 an
dem Betätigungsorgan-Gehäuse 23 sicher
zu befestigen.
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Darüber hinaus
ist, wie in 2 abgebildet, das Abstandsstück 18 so
geformt, dass es einen Bereich 18a mit verringertem Durchmesser
aufweist, der sich in das Speichervolumen 22 hinein erstreckt. Unter
hohem Druck stehender Kraftstoff innerhalb des Speichervolumens 22 drückt auf
die äußere Oberfläche dieses
Bereichs 18a des Abstandsstücks und bringt damit eine radiale
Drucklast darauf auf, die eine mögliche
Leckage von Kraftstoff zwischen dem Kolbenelement 19 und
dem Abstandsstück 28 während des
Betriebs verringert.
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Ein
piezoelektrischer Betätigungsorgan-Stapel 29 ist
innerhalb des Speichervolumens 22 angeordnet. Der Betätigungsorgan-Stapel 29 kann
mit einer Beschichtung 30 aus flexiblem Dichtungsmaterial versehen
sein, wobei das Dichtungsmaterial eine mit elektronischen Komponenten
verträgliche
Natur besitzt. Die Beschichtung 30 hat die Funktion, den
Eintritt von Kraftstoff in die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen
Elementen, aus denen der piezoelektrische Betätigungsorgan-Stapel 29 zusammengesetzt
ist, zu verhindern oder zu beschränken, was das Risiko einer
Beschädigung
am Betätigungsorgan-Stapel 29 verringert.
Der Betätigungsorgan-Stapel 29 trägt an seinem
unteren Ende ein Ambosselement 31, das so geformt ist,
dass es eine teilkugelförmige
Vertiefung bildet. Ein lastübertragendes
Element 32, das einen Bereich mit teilkugelförmiger Gestalt
besitzt, erstreckt sich in die teilkugelförmige Vertiefung des Ambosselements 31.
Das lastübertragende
Element 32 besitzt einen sich axial erstreckenden, mit
einem Schraubgewinde versehenen Kanal, mit dem die mit einem Schraubgewinde
versehene Stange in Eingriff steht. Ein Abstandshalter oder eine
Beilagscheibe 33 ist zwischen dem lastübertragenden Element 32 und
der benachbarten Fläche
des rohrförmigen
Kolbenelements 19 angeordnet, um die Beabstandung dieser
Bestandteile zu kontrollieren.
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Nachfolgend
sei nun auf 3 Bezug genommen. Das obere
Ende des Speicher-Stapels 29 ist mit Hilfe eines geeigneten
Klebers an einem ersten Endelement 34 befestigt, wobei
ein isolierendes Abstandselement 35 zwischen dem ersten
Endelement 34 und der Endfläche des Betätigungsorgan-Stapels 29 angeordnet
ist.
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Ein
zweites, äußeres Endelement 36 umgibt eine
stielartige Struktur 34a des ersten Endelements, wobei
ein weiteres Isolationselement 37 zwischen dem ersten und
dem zweiten Endelement 34, 36 angeordnet ist.
Das zweite Endelement 36 besitzt ein gestuftes Profil mit
einem Schulterteil 44 und einem Hals 46. Der Schulterteil 44 bildet
eine Anlage für
ein Dichtungselement 38, wobei ein geeigneter Kleber verwendet
wird, um diese separaten Teile aneinander zu befestigen.
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Das
erste und das zweite Endelement 34, 36 bilden
zusammen ein Mittel zum elektrischen Verbinden, und sie erstrecken
sich durch eine Längsbohrung 48,
die sich in das Speichervolumen 22 öffnet. Eine radiale Drillbohrung 39 ist
im Betätigungsorgan- Gehäuse 23 ausgebildet,
um eine Verbindung mit der Drillbohrung 48 zu schaffen,
so dass es möglich
ist, dass eine geeignete elektrische Verbindung über das Mittel zum elektrischen
Verbinden hergestellt wird, um die Steuerung des piezoelektrischen Betätigungsorgans
zu erlauben.
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Der
Kraftstoffdruck innerhalb des Speichervolumens 22 unterstützt den
Kleber dabei, die verschiedenen Bestandteile in ihrer Stellung zu
halten. Die Kombination aus dem piezoelektrischen Stapel 29,
der in dem Hülsenelement 30 verkapselt
ist, und dem Mittel 34, 36 zum elektrischen Verbinden
wird nachstehend als verkapselte Betätigungsorgan-Anordnung 29a bezeichnet.
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Das
Dichtungselement 38 sitzt auf dem Schulterteil 44 des
zweiten Endelements 36 und greift rund um einen Teil von
dessen Hals 46 an diesem an. Das Dichtungselement 38 kann
ein vorgeformtes Dichtungselement umfassen, das eine teilkugelförmige oder
teilweise sphäroidale
Oberfläche
besitzt, die so ausgebildet ist, dass sie innerhalb einer entsprechend
geformten Vertiefung rund um die sich in Längsrichtung erstreckende Drillbohrung 48 sitzt, die
sich in das deckenseitige Ende 22a des Speichervolumens 22 öffnet. Das
vorgeformte Dichtungselement kann aus einem thermoplastischen Hochleistungsmaterial,
geeignet für
die Ingenieurstechnik, gebildet sein, wie beispielsweise PEEK, PPS
oder LCP, oder es kann aus einem keramischen Material gebildet sein.
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Einzelheiten,
wie das Kraftstoffeinspritzventil
8 arbeitet, sind in vollem
Umfang in
EP 0 995 901 beschrieben
und sollen deshalb hier nicht weiter diskutiert werden.
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Ein
Verfahren zum Zusammenbauen des Kraftstoffeinspritzventils 8 derart,
dass eine fluiddichte Abdichtung zwischen der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a und
dem Speichervolumen 22 ausgebildet wird, soll nun, gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die 4a bis 4c beschrieben
werden. 4a zeigt den oberen Teil der
verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a der 1 bis 3,
worin der obere Teil des piezoelektrischen Stapels 29 gerade
sichtbar ist. Die 4b und 4c zeigen
obere Teile der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a der 1 bis 3, wobei
diese Teile in den entsprechenden Teilen des Betätigungsorgan-Gehäuses 23 angeordnet
sind.
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Zuerst
wird eine zuvor zusammengebaute verkapselte Betätigungsorgan-Anordnung 29a bereitgestellt,
wie in 4a gezeigt. Typischerweise ist das
Hülsenelement 30 der
verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a aus
einem thermoplastischen Material gebildet. Ein zusätzliches
Volumen an Dichtungsmaterial 42, beispielsweise ein thermoplastisches
Material, wird auf dem Schulterteil 44 des zweiten Endelements 36 aufgebracht.
Wenn das Dichtungsmaterial gegenüber
demjenigen des Hülsenelements 30 eine
andere Zusammensetzung aufweist, oder einfach zum weiteren Verbessern
der Dichtfunktion des Dichtungselements 38, kann es notwendig
sein, die miteinander zu verbindenden Oberflächen in angemessener Weise
vorzubereiten bzw. herzurichten. Beispielsweise können die
Oberflächen
gereinigt werden, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen
sind, oder ein chemischer Haftvermittler kann eingesetzt werden,
um die Haftung zu verbessern. Alternativ können die Oberflächen aufgerauht
werden, um den wirksamen Flächenbereich
der Oberflächen
zu vergrößern. Die Oberflächen des
deckenseitigen Endes 22a des Speichervolumens 22,
der Wand der sich in Längsrichtung
erstreckenden Drillbohrung 48 und des oberen Teils der
verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a könnten auf
diese Weise hergerichtet werden, wobei der Herrichtungsschritt vor
dem Zusammenbau des Kraftstoffeinspritzventils 8 und des
Dichtungselements 38, der gemäß den voranstehend beschriebenen
Schritten erfolgte, ausgeführt
wird.
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Die
zuvor zusammengebaute Betätigungsorgan-Anordnung 29a der 4a wird
dann so in das Speichervolumen 22 eingesetzt, dass der
Schulterteil 44 des zweiten Endelements 36 dem
deckenseitigen Ende 22a des Speichervolumens 22 benachbart sitzt.
Der Hals des zweiten Endelements 36 (und ein Teil des stielartigen
Elements 34a des ersten Endelements 34) werden
innerhalb der sich in Längsrichtung
erstreckenden Drillbohrung 48 aufgenommen. Dies ist in 4b gezeigt.
Wärme wird
dann lokal und indirekt auf das Volumen an Dichtungsmaterial 42 aufgebracht.
Genauer gesagt wird Wärme
indirekt auf den Bereich der Grenzfläche zwischen dem deckenseitigen
Ende 22a des Speichervolumens 22 und dem oberen
Teil der verkapselten Betätigungsorgan- Anordnung 29a derart
aufgebracht, dass das in diesem Bereich vorhandene Volumen an Dichtungsmaterial 42 erweicht.
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Das
Verfahren, mit dem Wärme
aufgebracht wird, um das Volumen an Dichtungsmaterial 42 zu
erweichen, hängt
von der Zusammensetzung des eingesetzten Dichtungsmaterials ab.
Zieht man das hierin Rede stehende Beispiel in Betracht, bei dem ein
thermoplastisches Material eingesetzt wird, kann ein Verfahren wie
Erwärmen
durch Induktion (Induktionsheizen) verwendet werden.
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Beim
Induktionsheizen wird eine Induktionsspule eingesetzt (nicht gezeigt),
die an eine Wechselstrom-Versorgungsquelle angeschlossen ist. Die Stromquelle
schickt einen Wechselstrom durch die Induktionsspule, wodurch ein
magnetisches Feld erzeugt wird. Wenn das zusammengebaute Kraftstoffeinspritzventil 8 in
die Induktionsspule gesetzt wird, werden innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils
Wirbelströme
induziert, die ohne jeden physischen Kontakt zwischen der Induktionsspule
und dem Kraftstoffeinspritzventil 8 präzise Mengen an örtlicher
Wärme erzeugen.
Da Induktionsheizen in hohem Maße räumlich gerichtet
ist, können
sehr kleine Bereich des Kraftstoffeinspritzventils 8 (d.h.
der Bereich der Grenzfläche
zwischen dem deckenseitigen Ende 22a des Speichervolumens 22 und
dem oberen Teil der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a)
erwärmt
werden, ohne dass die umliegenden Bereiche in Mitleidenschaft gezogen
werden. Andere Arten von Dichtungsmaterial können natürlich unterschiedliche Verfahren
zu deren Erweichen erfordern, wenn Induktionsheizen nicht geeignet
ist.
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Im
nächsten
Schritt des Verfahrens, auf den in 4c Bezug
genommen wird, wird eine Last P in axialer Richtung auf den Bodenbereich
der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a aufgebracht,
so dass sich das weich gewordene Volumen an Dichtungsmaterial 42 deformiert
und in die Zwischenräume
zwischen dem oberen Teil der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a und
den benachbarten Bereichen sowohl des Speichervolumens 22 als
auch der sich in Längsrichtung
erstreckenden Drillbohrung 48 gedrückt wird. Auf diese Weise wird
die Gestalt des Dichtungsmaterials 42 derart verändert, dass
sie sich im wesentlichen derjenigen des Bereichs der Grenzfläche zwischen
dem deckenseitigen Ende 22a des Speichervolumens und dem
oberen Teil der verkapselten Betätigungsorgan- Anordnung 29a anpasst.
Wie man aus der 4c ersehen kann, befindet sich
das Dichtungsmaterial nun nicht nur zwischen dem Schulterteil 44 des
zweiten Endelements 36 und dem deckenseitigen Ende 22a des
Speichervolumens 22, sondern auch zwischen dem Hals 46 des
zweiten Endelements 36 und der Wand der sich in Längsrichtung
erstreckenden Drillbohrung 48, in die sich jeweils der obere
Teil des ersten und des zweiten Endelements 34, 36 erstrecken.
Die axiale Last kann mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs aufgebracht
werden, oder es kann eine hydrostatische Belastung durch Aufbringen
eines unter Druck stehenden Fluids aufgebracht werden.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besitzt das Hülsenelement 30 in demjenigen
Bereich, der sich benachbart zu dem Schulterteil 44 des
zweiten Endelements 36 befindet, eine größere Dicke
als in seinen anderen Bereichen. Dieser Bereich größerer Dicke
wird nachstehend als Volumen an Dichtungsmaterial 42 bezeichnet.
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Um
das Dichtungselement 38 zu bilden, wird Wärme indirekt
auf das Volumen an Dichtungsmaterial 42 (d.h. das Verkapselungsmaterial)
aufgebracht, und Druck wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben
auf die verkapselte Betätigungsorgan-Anordnung 29a ausgeübt. Alternativ
können,
wenn die Verwendung von gegenüber
den oben beschriebenen Materialien unterschiedlichen Materialien
in Erwägung
gezogen wird, andere Verfahren der indirekten Erwärmung des
Volumens an Dichtungsmaterial 42 eingesetzt werden.
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Um
die Dichtfunktion des Dichtungselements 38 weiter zu verbessern,
können
das deckenseitige Ende 22a des Speichervolumens 22,
die sich in Längsrichtung
erstreckende Drillbohrung 48 und die Oberfläche des
oberen Teils der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung 29a mechanisch
oder chemisch verzahnt werden, um die Dichtung zwischen diesen Bestandteilen
zu verbessern. Dieser Schritt würde
vor den oben beschriebenen Schritten durchgeführt werden, mit denen der Zusammenbau
des Kraftstoffeinspritzventils und des Dichtungselements 38 durchgeführt wird.
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Nachdem
voranstehend besonders bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben wurden, sollte klar sein, dass es sich bei
den fraglichen Ausführungsformen
nur um Beispiele handelt und dass Veränderungen und Abwandlungen
wie solche, die für
Personen im Besitz geeigneter Kenntnisse und Erfahrungen ersichtlich sind,
ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert,
vorgenommen werden können.
Es sollte beispielsweise klar sein, dass die piezoelektrische Betätigungsorgan-Anordnung
nicht notwendigerweise einen Stapel aus piezoelektrischen Elementen
enthalten muß, sondern
ein einziges piezoelektrisches Element enthalten kann.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfassen kein vorgeformtes Dichtungselement.
Ein solches Dichtungselement kann jedoch zusätzlich zu der gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildeten Abdichtung 38 eingesetzt werden. So könnte vor
der Anwendung von Wärme
und Druck ein zusätzliches
Volumen an Dichtungsmaterial 42 an der verkapselten Betätigungsorgan-Anordnung und/oder
dem vorgeformten Dichtungselement angebracht werden.