EP1888913B1 - Kraftstoffinjektor mit gehäuse, sowie verfahren zum fertigstellen und beschriften des gehäuses - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit gehäuse, sowie verfahren zum fertigstellen und beschriften des gehäuses Download PDF

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EP1888913B1
EP1888913B1 EP06763239A EP06763239A EP1888913B1 EP 1888913 B1 EP1888913 B1 EP 1888913B1 EP 06763239 A EP06763239 A EP 06763239A EP 06763239 A EP06763239 A EP 06763239A EP 1888913 B1 EP1888913 B1 EP 1888913B1
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EP
European Patent Office
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actuator
laser
actuator cover
casing
fuel injector
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EP06763239A
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English (en)
French (fr)
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EP1888913A1 (de
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Tim Bohlmann
Michael Denzler
Stefan Kohn
Yavuz Kurt
Klaus Plecher
Emanuel Sanftleben
Marcus Unruh
Claus Zumstrull
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8007—Storing data on fuel injection apparatus, e.g. by printing, by using bar codes or EPROMs

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector with a housing, in particular a fuel injector with a nozzle needle remote plug injection of a contact tongue carrier for a piezoelectric actuator. Furthermore, the invention relates to a method for completing the housing and a method for laser marking, in particular a laser-transparent cover of the housing.
  • the lifetime of piezo drives for fuel injectors depends - in addition to their generally limited service life - in particular on the installation environment of the piezo drive.
  • the piezoelectric drive of a fuel injector is particularly susceptible to engine oil and fuel, whereby, when engine oil or fuel reach the piezoelectric drive, its maximum life is shortened.
  • it has been shown that the life of a piezo drive with "hermetically sealed" piezo housing assembly, which is installed in a harmful media installation environment, is not extended but rather shortened.
  • a piezo stack of the piezo drive is sealed by means of a sealing element upwards, which is defined by a contact tongue carrier, which allows the electrical contacting of the piezo stack from the outside, relative to a housing.
  • the sealing element is designed as a liquid-tight, but as a gas-permeable sealing element. This ensures that on the one hand in the piezo stack resulting gases can be transported to the outside or ambient air can reach the top of the piezo stack; but on the other hand liquid harmful media can not get into an area directly over the piezo stack.
  • the gases between the sealing element and the contact tongue carrier can escape, this is provided with a through hole or with a slot.
  • the contact tongue carrier which is located axially above the sealing element and this completely encloses, in a subsequent manufacturing step with plastic to encapsulate, or shed with epoxy resin. Furthermore, it is necessary for ensuring the electrical reliability of the piezo drive, the upper area permanently and safely cover. In addition, it is necessary for traceability of the piezoelectric drive or the fuel injector to label this. Currently, only with a one-piece connector enclosure or cover is a caption instead. The inscription in the assembled or installed state of the fuel injector should be provided on a side of the fuel injector that is as accessible as possible from the outside.
  • a fuel injection valve with an actuator module in which an actuator is encapsulated in an actuator cartridge.
  • the actuator is encapsulated in the actuator cartridge and the actuator cartridge in turn is welded to an actuator base and a seal
  • diesel common rail injector to a Abdichtan angel for a completely arranged under a cylinder head cover of a motor vehicle engine diesel common rail injector to a Abdichtan angel be provided, which seals an actuator interior against operating media of the engine, but at the same time is permeable to gaseous media.
  • the object of the invention is achieved by means of a housing for an actuator of a fuel injector, wherein a circumferentially around the actuator arranged around, top open Steckeranspritzung is covered or encapsulated by means of a Aktuatordeckels that good ventilation of a resulting between the cover and the Steckeranspritzung Actuator space is guaranteed.
  • the actuator cover is attached by means of a laser welding process to the Steckeranspritzung.
  • the actuator cover and the plug injection have an overlapping area extending at least in one axial direction and / or at least in a radial direction of the fuel injector, in which the laser beam is incident and laser welds the actuator cover to the plug injection.
  • the invention provides a use of a standard bonding method for plastics, about which there is sufficient knowledge to apply it in such a way that it is possible to obtain durable results.
  • the plug-injection consists of a laser-transparent and the actuator cover of a laser-absorbing plastic, wherein the actuator cover is inserted into the at least partially substantially hollow cylindrical configured Steckeranspritzung to realize a necessary axial overlap region between the actuator cover and Steckeranspritzung.
  • the laser beam does not have to come in the axial direction of the fuel injector, but can occur over the circumference.
  • the preferably perpendicular to the axial direction of the incident laser beam at an angle of ⁇ 6 ° to vary around its relative to the axial direction around position, without sacrificing the weld quality must be made.
  • the laser-absorbing actuator cover allows labeling by means of a laser.
  • the Aktuatordeckel is preferably made of a laser-optimized plastic, which ensures good labeling in addition to its laser-absorbing properties, since in the plastic laser incidence in optically um tode pigments are incorporated, which allow a good contrast between laser marking and the rest of the actuator cover.
  • the actuator cover according to the invention may be labeled prior to welding to the plug injection or thereafter.
  • the plug-injection consists of a laser-absorbing and the actuator cover of a laser-transparent plastic, wherein for the realization of a necessary radial overlap region between the actuator cover and Steckeranspritzung the Aktuatordeckel is at least partially placed on the Steckeranspritzung.
  • the actuator cover it is possible to weld the actuator cover through the latter in the radial region to the plug injection, wherein the laser beam does not have to be incident in the radial direction of the fuel injector, but can be incident on a circumference of the actuator cover.
  • the preferably parallel to the axial direction of the incident laser beam at an angle of ⁇ 6 ° around its axially parallel to the position around vary without sacrificing the weld quality must be made.
  • this radial covering region additionally allows laser welding of the actuator cover with the plug coating on a lower side radially inwards with respect to the actuator cover.
  • this structure additionally allows a laser welding of the actuator cover with the plug extrusion on an outer collar axially with respect to the actuator cover.
  • the housing has a reaching into the housing through-hole on, which is designed as a gap between Steckeranspritzung and actuator cover.
  • the durability of the piezo stack is increased, and in appropriately arranged position of this recess allows leakage of located in the actuator housing operating media of the engine.
  • the provision according to the invention of the actuator cover and of the slot ensures mechanical protection of the electrical contacting of the piezo drive and at the same time realizes a flow through the injector drive, for example with engine oil. Furthermore, it is not possible to blow through the actuator space with engine oil or other operating media, so that the sealing membrane of the piezo stack can not be completely filled with liquid.
  • the creation of a liquid-tight, but gas-permeable ventilation arrangement according to the invention between an environment of the injector housing and the piezo stack leads to a considerable extension of the life of the piezoactuator.
  • the plastics of the two components being chosen from their respective absorption spectra, such that the laser beam first penetrates the plug injection and is subsequently absorbed by the laser-absorbing actuator cover (first variant). or that the laser beam first penetrates the actuator cover and is subsequently absorbed by the laser-absorbing plug-in connector (second variant).
  • the laser-transparent plastic in the infrared wavelength range should be transparent to a laser.
  • a zero gap that is, a gap with the smallest possible diameter as well as partial contact surfaces of the two connection partners, should exist between the two connection surfaces in the overlap area be realized.
  • this zero gap is realized by a force, after which, during the subsequent laser welding by a localized melting of the interfaces forms a mixing plastic melt of the two connection partners, which achieves a permanent and non-detachable connection after cooling.
  • the overlap region has an opposite to the axial direction of the fuel injector at an angle, preferably a 45 ° angle, inclined peripheral ring portion, whereby by means of an axial force on the Aktuatordeckel the zero gap for laser welding can be easily realized.
  • the zero gap can be realized, for example, in other embodiments of the overlap region, in particular in the case of axial regions, in that a respective inner diameter of the plug injection in the region of the actuator cover to be inserted is slightly smaller than the relevant outer diameter of the actuator cover.
  • the overlap region between the actuator cover and the plug-in connector has a step.
  • the corresponding stepped portion of the Steckeran mousseung in the circumferential direction is at least partially encircling.
  • a sealing collar connect inside the actuator cover to the overlap area a sealing collar connect, which seals the overlap region with respect to the actuator space, so that no plastic melt can get into the actuator space during laser welding.
  • the actuator cover on at least one axially extending, substantially rectangular shaped tab, which are insertable into correspondingly shaped recesses in the Steckeranspritzung.
  • the ventilation gap is preferably provided between an end face of the tab and the recess in the plug-injection gap, which extends from the outside between Steckeranspritzung and end face of the tab inwards and continues from there preferably labyrinth-like further inward.
  • the labyrinth gap can be guided almost arbitrarily by means of a corresponding configuration or corresponding recesses in the axial and radial region of the overlap region or a corresponding configuration of the actuator cover in the interior and a corresponding design of the male encapsulation in its course.
  • the invention relates to a method for completing an actuator housing of a fuel injector, wherein for the first variant of the invention, the laser beam used for the method substantially perpendicular to the axial direction of the fuel injector in the overlap region between the actuator cover and Steckeranspritzung.
  • the laser beam used for the method falls substantially perpendicular to the radial direction of the fuel injector in the overlap region between the actuator cover and Steckeranspritzung.
  • a laser marking of a preferably transparent in the infrared wavelength range laser transparent component for.
  • a laser is used which has a wavelength which differs from that used for the laser welding process, preferably clearly different. This allows a simple and cost-effective design, since on the one hand laser-welded and laser-marked in the same device, as well as a standard welding method for the actuator cover fixing is applicable and on the other hand, a simply constructed, one-piece lid for labeling is used.
  • a laser in ultraviolet or visible light is suitable for laser inscription.
  • a blue laser having a wavelength of about 355 nm or a green laser having a wavelength of about 532 nm pigment change occurs in the case of the ultrasound material B3WG6LT sw23229 made by BASF in the infrared wavelength range.
  • laser-transparent materials can be adjusted by means of laser additives so that there are good pigment envelopes.
  • uncoloured or natural colored laser-transparent materials in the infrared wavelength range can be labeled with a CO 2 laser.
  • the invention relates to an engine with a fuel injector, which in turn has the actuator housing according to the invention, wherein the fuel injector is preferably arranged substantially completely under a cylinder head cover of the engine.
  • the geometry of the overlap region for the laser welding process as well as the arrangement of laser-transparent base housing and laser-absorbing cover (first variant of the invention) or laser-absorbing base housing and laser-transparent cover (second variant of the invention) are also applied to other housing.
  • the actuator cover geometry is also applicable to other covers.
  • the laser marking process for the laser-transparent cover is also applicable to other laser-transparent components.
  • the Fig. 1 shows a portion of a fuel injector 1 according to the invention, wherein the fuel injector 1 has an extending in an axial direction A injector, in which a fuel injector is coupled to a piezoelectric actuator for actuating the fuel injector.
  • the piezo drive has an actuator 1 and a housing, which comprises a casing 10 or a plug injection 10 and an actuator cover 20, wherein the Steckeranspritzung 10 is closed by means of the actuator cover 20 above.
  • the Steckeranspritzung 10 is configured in the area of the actuator 1 substantially completely around the actuator 1 and has a substantially hollow cylindrical shape. Lateral projecting at the Steckeranspritzung 10 is a device for connecting the actuator 1 to a power supply.
  • the top open Steckeran mousseung 10 fixed a contact tongue carrier 70, which defines a liquid-tight and gas-permeable sealing element 60 on the actuator 1. Further, the contact tongue carrier 70 serves for electrically contacting two piezo-pins which supply a piezoelectric stack 90 arranged in the actuator 1 with electric current. The contact tongue carrier 70 provides the necessary for the electrical contacting within the laterally projecting device of the Steckeranspritzung 10 electrical contacts.
  • the Steckeranspritzung 10 is closed by means of the actuator cover 20 above, wherein between the actuator cover 20 and Steckeranspritzung 10 preferably a gap 40 is formed, which allows fluid communication of an actuator 50 with an installation environment 2 of the actuator 1 and the fuel injector 1.
  • the sealing element 60 arranged within the actuator space 50 seals the actuator 1 in a liquid-tight manner in an upper region with respect to its surroundings, the sealing element 60 being gas-permeable and therefore allowing ventilation of the piezo-stack 90 in the upper region.
  • the air for this purpose can pass through the gap 40 between the actuator cover 20 and Steckeranspritzung 10 in the actuator chamber 50 and from there through the gas-permeable sealing element 60 through the upper portion of the piezo stack 90.
  • the gap 40 is preferably designed as a labyrinth gap 40 (see below).
  • Fig. 2 is the upper portion of the Steckeranspritzung 10 in a cover region 30 with the actuator cover 20 better visible.
  • the overlapping region 30 between the actuator cover 20 and the plug-in connector 10 is that region in which the actuator cover 20 is laser-welded to the connector-injection 10.
  • the overlapping region 30 has at least one axial region 31 and / or one radial region 32.
  • the overlapping area 30 may have a slanted area occupying an angle between 0 and 180 ° with the axial direction A.
  • Preferred for such a slope is a 45 ° angle measured from top to bottom, which is preferably formed in at least partially circumferential direction as a ring inclined region between the actuator cover 20 and the Steckeranspritzung 10.
  • Various combinations of axial sections 31, radial sections 32 and / or inclined sections are of course possible.
  • the corresponding areas 31, 32 and the oblique area are in this case formed in the circumferential direction between the actuator cover 20 and Steckeranspritzung 10 at least partially encircling. These range combinations can occur in the circumferential direction and also in the radial direction R or alternate.
  • the radial region 32 coming from the upper side of the actuator cover 20 adjoins the axial region 31, which together form a 90 ° step.
  • the actuator cover 20 has an axial edge 21 and a radial edge 22, and the plug-in connection 10 has an axial section 11 and a radial section 12.
  • Axial section 11 and axial edge 21 in this case form the axial region 31 and the radial section 12 and the radial edge 22 form the radial region 32.
  • At the top of the axial edge 21 of the Aktuatordeckels 20 preferably joins another radial edge whose outer peripheral edge with the Steckeranspritzung 10 preferably aligned outside ,
  • the actuator cover 20 and plug-injection 10 are laser welded together.
  • the laser beam impinges over the circumference of the plug-on injection 20 into the transition region 30.
  • the laser beam penetrates the connector projection 10, which is made of laser-transparent plastic at least in the overlapping area 30, and then hits the axial edge 21 of the actuator cover 20 in the axial area 31.
  • the actuator cover 20 is constructed of a laser-absorbing material at least in its area to be welded (axial edge 21, radial edge 22) ,
  • the laser beam striking the axial edge 21 melts the material of the actuator cover 20 in the axial region 31, the heat generated there melting the axial section 11 in the axial region 31;
  • the two melts of Steckeranspritzung 10 and the actuator cover 20 mix with each other.
  • the blended melts form a common bond, whereby the actuator cover 20 is fixed to the Steckeranspritzung 10.
  • the corresponding axial 31 and radial portion 32 is formed at least partially in the circumferential direction around the male connector 10 and the actuator cover 20, respectively.
  • a combined transition region 30 comprising an axial 31 and a radial region 32, it is possible to provide only one axial region 31 or only one radial region 32 between the actuator cover 20 and the plug-in connector 10.
  • three mutually independent overlap regions 30 are provided in the circumferential direction between the actuator cover 20 and Steckeranspritzung 10, wherein two overlap regions 30 by less than 90 °, preferably 45 ° to 75 ° and the third overlap region 30 by less than 180 °, preferably 90 ° to 150 ° rotates.
  • a sealing collar 25 adjoining the covering area 30 (see below) on the actuator cover 20 which, however, still circulates a little further at the respective longitudinal ends of the corresponding covering areas 30.
  • the respective sealing collar 25 runs as far in the circumferential direction as the corresponding covering area 30.
  • the axial region 31 and the radial region 32 need not necessarily be provided. It is also possible to provide only the axial portion 31 and perform a positioning of the actuator cover 20 otherwise, for. B. tabs 27 (see below), a simple Bund, which is formed by a solid cylinder 23 (see below), o. ⁇ .
  • the laser-absorbing actuator cover 20 can also be laser-welded to the laser-absorbing sheath 10 by means of a laser beam incident in the axial direction A.
  • the sheath 10 covers the actuator cover at the top (ie, from the direction from which the laser beam comes) at least partially at a peripheral area, preferably at an outer peripheral area.
  • the laser beam for the welding process in this case meets in the axial direction A on the part of the casing 10 which covers the actuator cover 20 and melts the underlying actuator cover 20.
  • the laser welding takes place here mainly in a radial area.
  • the first variant according to the invention of a connection of the preferably one-piece, laser-absorbing actuator cover 20 with the laser-transparent plug injection 10 for a second-generation diesel injector drive makes it possible to use the laser beam used for the laser welding process in the radial direction R (preferred embodiment) or axial direction A of the fuel injector 1 in the overlap region 30 to come up with.
  • the actuator cover 20 To realize a zero gap for the weld in the overlap area 30, it is necessary to press the actuator cover 20 with an axial force on the Steckeranspritzung 10 and / or to provide a radial force on the actuator cover 20, the Steckeranspritzung 10 in an upper region against the actuator cover 20 ,
  • the latter can be realized for example by a correspondingly small inner diameter configuration of the Steckeranspritzung 10 in the radial region 32, wherein a corresponding outer diameter of the Aktuatordeckels 20 is slightly larger.
  • the Steckeranspritzung 10 deforms elastically in the upper region upon insertion of the actuator cover 20, whereby a corresponding radial force acts on the actuator cover 20; or the Steckeranspritzung 10 is slotted in the axial direction in its peripheral ring radially through the circumference, whereby the Steckeranspritzung 10 is widened upon insertion of the slightly larger diameter in the relevant area designed actuator cover 20, which then exerts a radial force on the actuator cover 20.
  • the actuator cover 20 has a sealing collar 25, which adjoins the covering area 30 on the inside.
  • This sealing collar 25 prevents the melt from flowing into the actuator space 50 of the actuator 1.
  • the sealing collar 25 can directly adjoin the axial edge 21 of the actuator cover 20 or, in one embodiment, only has a radial portion 32, directly to the radial edge 22 of the actuator cover 20 connect, or, as in the illustrated embodiment, to the combination of axial 31 and radial region 32.
  • the sealing collar 25 can also serve as a centering or guide collar for the actuator cover 20 on the Steckeranspritzung 10.
  • the plug-injection 10 is made entirely of a laser-transparent material and the actuator cover 20 completely from a laser-absorbing and preferably good laser-writable material.
  • suitable ligands for this purpose plastics are preferably Durethane ®, in a preferred embodiment of the invention the material of the actuator cover 20 Durethan ® AKV 30 H2.0 LO 901050 is black, and is provided with transmissive properties Steckeranspritzung 10 from Durethan ® AKV 30 H2.0 LT 904040 is laser-transparent.
  • the male connector 10 and / or the actuator cover 20 are each not made of a single material, it is important that the male connector 10 is laser-transparent at least in the overlap region 30 and the actuator cover 20 is laser-absorbent at least in the overlap region 30.
  • the actuator cover 20 is preferably laser-writable at the top, which can best be realized with a fully laser-absorbing actuator cover 20, which however is not absolutely necessary.
  • the plastic materials of the actuator cover 20 or the plug-in injection 10 are formed in different colors at least in the laser welding region.
  • the colors of the human eye without aids at least just distinguishable, but preferably well distinguishable, particularly preferably also be distinguished by cursory viewing.
  • the 3 and 4 show a preferred embodiment of the Aktuatordeckels 20, in each of which a cross-sectional profile in the diameter direction actuator cover 20 is shown hatched.
  • Fig. 4 shows the embodiment of the actuator cover 20 according to the invention, wherein the top of the actuator cover 20 is below.
  • the actuator cover 20 is constructed essentially of two concentrically arranged full cylinders 23 and 24.
  • the two of the two preferably slightly flatter solid cylinder 23 in this case has a larger outer diameter than the preferably slightly thicker solid cylinder 24, which is preferably formed materially integral with the solid cylinder 23.
  • the actuator cover 20 has at least one tab 27 at its periphery.
  • an outer side of the tab 27 is preferably aligned with the outer circumference of the solid cylinder 23.
  • two tabs 27 diametrically opposite, wherein the third tab 27 is arranged centrally on an outer peripheral portion between the two other tabs 27.
  • a selected tab far right in FIG Fig. 4
  • Two Two each approximately at right angles to her adjacent other tabs 27, which lie opposite each other on the circumference.
  • the sealing collar 25 which additionally extends radially inwardly with respect to the actuator cover 20.
  • the sealing collar 25 completely circulating be formed or, as in the illustrated preferred embodiment, be excluded in a region of the tabs 27, wherein the sealing collar 25 is preferably excluded except for the level of the solid cylinder 23.
  • the step portion of the solid cylinder 23 extends axially up to the level of the solid cylinder 24.
  • the step portions located in the circumferential direction between the tabs 27 are excluded in the area around the tabs 27 around. These recesses 29 serve to drain liquid from the actuator space 50 and may form part of the gap 40.
  • the tabs 27 are formed at a distance from the solid cylinder 24.
  • the actuator cover 20 is as in FIGS 3 and 4 configured, the proportions are not drawn to scale.
  • the 3 and 4 refer to a relative position of the respective sections, regions, recesses and edges of the actuator cover 20 to each other.
  • the gap 40 provided in the actuator housing according to the invention is, in its simplest form, a gap 40 which leads directly into the actuator space 50.
  • this gap 40 is formed as a simple rectilinear gap 40 between an end face of a tab 27 and an end face region of the plug-in Anspritzung 10.
  • the provision according to the invention of the gap 40 on an end face of a lug 27 of the actuator cover 20 is advantageous since it makes it possible to provide the gap 40 or a portion of the gap 40 at the bottom in the actuator housing 50, which simply allows leakage of operating media.
  • the gap 40 in the actuator housing can also extend axially inwards on the tabs 27 to the actuator space 50.
  • Fig. 4 two preferred curves of the gap 40 shown with dashed double arrows.
  • the double arrows illustrate the path of the fluid out of the actuator space 50, or the path of the ventilation air into the actuator space 50.
  • the gap 40 extends from the outside coming at an end face of the tab 27 inwardly into the actuator housing, planted inside the actuator cover 20 along the tab 27 axially upwards (in the assembled state, for example, in Fig. 1 can be seen) on to open at the height of the solid cylinder 24 in the actuator 50 space.
  • the gap 40 in a case of the gap 40 according to the invention, the gap 40, after it continues along the flap 27, does not open directly into the actuator space at the height of the solid cylinder 24 50, but continues along the flap 27 to the level of the solid cylinder 23, bridges the gap between the inside of the flap 27 and the outer peripheral edge of the solid cylinder 24 approximately at this height, then runs down (mounting state) along the outer peripheral edge of the solid cylinder 24th
  • the gap 40 may extend to the level of the underside of the solid cylinder 23, extends into the recess between tab 27, outer edge of the solid cylinder 24 and solid cylinder 23, a web of the Steckeranspritzung 10 whose dimensions are smaller than the recess formed by the tab 27 and the two full cylinders 23, 24.
  • the fuel injector 1 shielded with the actuator housing according to the invention is installed in an engine of a motor vehicle such that at least one outboard section of the gap 40 is below or below the lowest point of the actuator cover 20 when the fuel injector 1 is installed.
  • at least one outer portion of the gap 40 in the installed state of the fuel injector 1 is deeper than at least a portion of the sealing element 60 so that it can always reliably provide its gas permeability. In a preferred embodiment of the invention that applies to the entire gap 40 or large parts thereof.
  • the actuator cover 20 is laser-transparent and preferably also integrally formed, wherein the actuator cover 20 by means of a laser welding process with the Steckeranspritzung 10 and the casing 10 is firmly connected.
  • the laser beam is incident on the actuator cover 20, preferably over its upper outer edge, substantially parallel to the axial direction A or substantially perpendicular to the radial direction R of the fuel injector 1 and is absorbed by the underlying shell 10, which is thereby melted.
  • the sheath 10 is designed to be laser absorbent for the laser welding process used here.
  • the radial region 32 and the axial region 31 must be provided. It is also possible to provide only the radial region 32 and perform a centering of the actuator cover 20 otherwise, for. B. on the tabs 27, the sealing collar 25 o. ⁇ .
  • the laser-transparent actuator cover 20 can also be laser-welded to the laser-absorbing sheath 10 by means of a laser beam incident in the radial direction R.
  • the laser beam for the welding process in this case meets in the radial direction R on the collar of the actuator cover 20 on the casing 10 and melts them.
  • the laser welding takes place here mainly in an axial region.
  • the material of the actuator cover 20 z. B. Durethan ® AKV 30 G H2.0 LT 904040 natural.
  • the Steckeran mousseung 10 here is different visually and in their transmission properties to Actuator cover 20, wherein the Steckeranspritzung 10 z.
  • B. PA is black or consists of Durethan ® AKV 30 H2.0 LO 901050 black.
  • the second variant according to the invention of a connection of the preferably one-piece, laser-transparent actuator cover 20 with the laser-absorbing Steckeranspritzung 10 for a diesel injector second generation allows the laser beam used for the laser welding process in the axial direction A (preferred embodiment) or in the radial direction R of the fuel injector 1 in the coverage area To come up with 30.
  • This second variant of the invention is virtually the "kinematic" reversal of the first variant, so that, in addition, the same applies to what has been said for the first variant for the second variant.
  • the actuator cover 20 it is possible to weld the actuator cover 20 with a suitable laser or laser beam with the Steckeranspritzung 10 and then, preferably in the same device, with a traceability code, a so-called traceability code, eg. As a data matrix code, preferably from the same direction (as for the laser welding) to label.
  • the Data Matrix Code is a 2D code and is used for permanent direct labels, eg. B. on engine and engine parts and on tools and surgical medical instruments used.
  • the wavelength ⁇ 2 of the lettering laser must be selected so that the laser beam is absorbed on / in the surface of the actuator cover 20 and causes a change in the pigments of the actuator cover 20 or otherwise a difference in contrast.
  • the problem here is that the actuator cover 20 is laser-transparent at least for certain wavelengths ⁇ 1 of laser beams for laser welding processes.
  • the material of the actuator cover 20 does not fold with the lettering laser because the actuator cover 20 is transparent to the laser light of the Nd: YAG laser.
  • the wavelength ⁇ 2 of the marking laser used must therefore be chosen so that the laser beam is absorbed in the actuator cover 20 and a contrast envelope on the surface takes place.
  • the wavelength ⁇ 2 of the laser beam for the lettering z. B. in the ultraviolet or visible wave spectrum. Furthermore, it is z.
  • the actuator cover 20 it is possible for the actuator cover 20 to be laser light-transparent at one end of the infrared, ultraviolet or visible spectrum for a welding laser beam of wavelength ⁇ 1 and at the other end of the respective spectrum for a corresponding marking laser beam of wavelength ⁇ 2 .
  • the wavelengths ⁇ 2 of the inscription laser beam must be so far away from the wavelengths ⁇ 1 of the welding laser beam that an envelope of the component 20 existing pigments or another contrast envelope at the points of impact of the laser beam on the component 20 can take place.
  • the laser transparent at the wavelength ⁇ 1 material of the component 20 can be adjusted so that it comes to good or easily visible or easily detectable pigment envelopes in the inventive method.
  • suitable pigmentation non-laserable plastics can be labeled inscribed. Additional pigments in many plastics allow color-intensive reactions with the laser beam, which are caused both by a reaction on the polymer and on the pigment itself.
  • a CO 2 laser is suitable for the method according to the invention.
  • B. coded marks on the component 20 can be provided.
  • uncoloured plastics such.
  • gray or natural colored (ie not offset with additives) plastics do not produce a pigment envelope in a laser marking, but can be marked while maintaining their transparency from light to dark with a CO 2 laser.
  • the laser-transparent in a first wavelength range ⁇ 1 component by means of a laser one of the first wavelength ⁇ 1 different, preferably has significantly different wavelength ⁇ 2 , is also transferable to other wavelength ranges.
  • laser transparent is intended in particular to mean that the laser-transparent joining partner (connector tip 10 in the first variant and actuator cover 20 in the second variant) should be transparent in the infrared wavelength range for a laser through a certain material thickness. Usually, such a material thickness is more than 5mm, so that enough laser energy can still hit the other joining partner in order to melt it.
  • the other joining partner in this case is the laser-absorbing partner.
  • this laser-transparent on the one hand for the welding laser beam and on the other hand laser-absorbing for the inscription laser beam.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem Gehäuse, insbesondere einen Kraftstoffinjektor mit einer düsennadelfernen Steckeranspritzung eines Kontaktzungenträgers für einen Piezoaktuator. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fertigstellen des Gehäuses und ein Verfahren zum Laserbeschriften, insbesondere eines lasertransparenten Deckels des Gehäuses.
  • Die Lebensdauer von Piezoantrieben für Kraftstoffinjektoren hängt - neben deren generell begrenzter Lebensdauer - insbesondere von der Installationsumgebung des Piezoantriebs ab. Der Piezoantrieb eines Kraftstoffinjektors ist insbesondere gegenüber Motoröl und Kraftstoff anfällig, wodurch, wenn Motoröl oder Kraftstoff an den Piezoantrieb gelangen, dessen maximale Lebensdauer verkürzt ist. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Lebensdauer eines Piezoantriebs mit "hermetisch" abgedichteter Piezogehäuseanordnung, der in einer schädliche Medien aufweisenden Installationsumgebung verbaut ist, nicht verlängert sondern eher verkürzt ist. Dies kann beispielsweise daher rühren, dass bei Temperaturschwankungen und somit ab und zu herrschendem Unterdruck in der abgedichteten Gehäuseanordnung dennoch schädliche Medien in die Gehäuseanordnung eingesaugt werden, da solche Gehäuse niemals vollkommen fluiddicht zu gestalten sind. Andererseits kann es daher rühren, dass während des Betriebs innerhalb des Piezoantriebs die Konzentration eines Gases, das die Lebensdauer des Piezoantriebs verkürzt, im Innenraum der Piezogehäuseanordnung erhöht wird, bzw. dass eine der atmosphärischen Luft ähnliche Atmosphäre innerhalb der Piezogehäuseanordnung eine positive Wirkung auf die Lebensdauer einer piezoelektrischen Keramik besitzt.
  • Diese Anforderungen führen zu einem Piezoantrieb, dessen einer Düsennadel gegenüberliegenden Gehäuseanordnung, die dazu dient den Piezoantrieb entsprechend abzudichten und daran eine elektrische Stromversorgung anzuschließen, derart ausgebildet ist, dass sie einen Abtransport der schädlichen Medien aus dem Inneren des Gehäuses heraus ermöglicht, aber gleichzeitig ein Eindringen der schädlichen Medien in die Piezogehäuseanordnung verhindert.
  • Hierfür ist ein Piezostack des Piezoantriebs mittels eines Dichtelements nach oben abgedichtet, das von einem Kontaktzungenträger, der die elektrische Kontaktierung des Piezostacks von außen erlaubt, gegenüber einem Gehäuse festgelegt ist. Hierbei ist das Dichtelement als flüssigkeitsdichtes, aber als gasdurchlässiges Dichtelement ausgebildet. Hierdurch ist gewährleistet, dass einerseits im Piezostack entstehende Gase nach außen hin abtransportiert werden können bzw. Umgebungsluft zum oberen Bereich des Piezostacks gelangen kann; aber andererseits flüssige schädliche Medien nicht in einen Bereich direkt über den Piezostack gelangen können. Damit die Gase zwischen dem Dichtelement und dem Kontaktzungenträger entweichen können, ist dieser mit einer Durchgangsbohrung oder mit einem Schlitz versehen.
  • Damit keine oder möglichst wenig Flüssigkeit durch den Kontaktzungenträger zum Dichtelement gelangt, ist es notwendig, den Kontaktzungenträger, der sich axial gesehen oberhalb des Dichtelements befindet und dieses vollständig umschließt, in einem nachfolgenden Fertigungsschritt mit Kunststoff zu umspritzen, bzw. mit Epoxidharz zu vergießen. Ferner ist es für das Sicherstellen der elektrischen Betriebssicherheit des Piezoantriebs notwendig, den oberen Bereich dauerhaft und sicher abzudecken. Darüber hinaus ist es für eine Rückverfolgbarkeit des Piezoantriebs bzw. des Kraftstoffinjektors notwendig diesen zu beschriften. Derzeit findet nur bei einer einteiligen Steckerkapselung bzw. -abdeckung eine Beschriftung statt. Die Beschriftung im zusammengebauten oder verbauten Zustand des Kraftstoffinjektors sollte an einer von außen möglichst gut zugänglichen Seite des Kraftstoffinjektors vorgesehen sein.
  • Durch das Umspritzen mit Kunststoff bzw. das Vergießen mit Epoxidharz der düsennadelfernen Seite des Piezoantriebs wird die bereits mittels des Kontaktzungenträgers realisierte, gute Belüftung des Dichtelements und somit des Piezoantriebs wieder beeinträchtigt.
  • Aus der DE 103 107 88 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Aktormodul bekannt, in dem ein Aktor in einer Aktorpatrone gekapselt ist. Der Aktor ist in der Aktorpatrone umspritzt und die Aktorpatrone ihrerseits ist mit einem Aktorfuß und einer Dichtung verschweißt
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kraftstoffinjektor zur Verfügung zu stellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für einen Aktuator eines Kraftstoffinjektors und ein Verfahren zu dessen Fertigstellung zur Verfügung zu stellen, welches einerseits eine gute Belüftung der Kontaktoberseite des Piezoantriebs realisiert und gleichzeitig ein Durchschwallen von Flüssigkeiten der Oberseite des Piezoantriebs und ein Eindringen von festen Gegenständen verhindert; aber andererseits zusätzlich ein Herauslaufen von Kraftstoff oder Motoröl, welches in diesen Bereich gelangt ist, zu ermöglichen. Insbesondere für einen vollständig unter einem Zylinderkopfdeckel eines Kraftfahrzeugmotors angeordneten Diesel-Common-Rail-Injektor soll eine Abdichtanordnung zur Verfügung gestellt werden, welche einen Aktuatorinnenraum gegen Betriebsmedien des Motors abdichtet, aber gleichzeitig durchlässig für gasförmige Medien ist. Um die Rückverfolgbarkeit des Kraftstoffinjektors zu gewährleisten ist es darüber hinaus notwendig, eine Beschriftung des Gehäuses zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird mittels eines Gehäuses für einen Aktuator eines Kraftstoffinjektors gelöst, wobei eine in Umfangsrichtung um den Aktuator herum angeordnete, oben offene Steckeranspritzung dergestalt mittels eines Aktuatordeckels abgedeckt bzw. gekapselt wird, dass eine gute Belüftung eines zwischen dem Deckel und der Steckeranspritzung entstehenden Aktuatorraums gewährleistet ist. Um die notwendige Dauerhaltbarkeit des Aktuatordeckels auf der Steckeranspritzung zu gewährleisten, ist der Aktuatordeckel mittels eines Laserschweißverfahrens an der Steckeranspritzung befestigt.
  • Dort, wo insbesondere Kunststoff-Bauteile hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt sind - wie im vorliegenden Fall - Ultraschallschweißverfahren nicht dauerhaltbar genug, was ein Laserschweißverfahren zwingend notwendig macht, da ein Verkleben ebenfalls aufgrund der hohen thermischen und mechanischen Belastungen nicht in Frage kommt. Für das Laserverschweißen weisen der Aktuatordeckel und die Steckeranspritzung einen sich wenigstens in einer Axialrichtung und/oder einen sich wenigstens in einer Radialrichtung des Kraftstoffinjektors erstreckenden Überdeckungsbereich auf, in welchen der Laserstrahl einfällt und den Aktuatordeckel mit der Steckeranspritzung laserverschweißt. Mittels dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist keine weitere Umspritzung des Kraftstoffinjektors bzw. ein Vergießen der Steckeranspritzung mit Epoxidharz notwendig, wodurch eine einfache und kostengünstige Abdeckung des Piezoantriebs gewährleistet ist. Durch das erfindungsgemäße Abdecken des Piezoantriebs mit einem Deckel ist ein Eindringen von festen Gegenständen in den Bereich der elektrischen Kontaktierung verhindert, wodurch die elektrische Betriebssicherheit des Piezoantriebs sichergestellt ist. Ferner bietet die Erfindung eine Nutzung eines Standardverbindungsverfahrens für Kunststoffe, über welches genügend Erkenntnisse vorliegen um es derart anzuwenden, dass sich dauerhaltbare Ergebnisse erzielen lassen.
  • In einer ersten Variante der Erfindung besteht die Steckeranspritzung aus einem lasertransparenten und der Aktuatordeckel aus einem laserabsorbierenden Kunststoff, wobei zur Realisierung eines hierfür notwendigen axialen Überdeckungsbereichs zwischen Aktuatordeckel und Steckeranspritzung der Aktuatordeckel in die wenigstens teilweise im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltete Steckeranspritzung eingesetzt ist. Hierbei besteht die Möglichkeit, den Aktuatordeckel durch die Steckeranspritzung hindurch im Axialbereich mit der Steckeranspritzung zu verschweißen, wobei der Laserstrahl nicht in axialer Richtung des Kraftstoffinjektors einfallen muss, sondern über den Umfang einfallen kann. Hierbei kann der bevorzugt senkrecht zur Axialrichtung einfallende Laserstrahl in einem Winkel von ±6° um seine bezüglich der Axialrichtung senkrechte Lage herum variieren, ohne dass Abstriche an der Schweißnahtqualität gemacht werden müssen.
  • Darüber hinaus ermöglicht der laserabsorbierende Aktuatordeckel eine Beschriftung mittels eines Lasers. Hierfür ist der Aktuatordeckel bevorzugt aus einem laseroptimierten Kunststoff hergestellt, der neben seinen laserabsorbierenden Eigenschaften eine gute Beschriftung gewährleistet, da in den Kunststoff, bei Lasereinfall optisch umschlagende Pigmente eingearbeitet sind, die einen guten Kontrast zwischen Laserbeschriftung und dem übrigen Aktuatordeckel ermöglichen. Bei der erfindungsgemäßen Herstellung des Gehäuses kann der erfindungsgemäße Aktuatordeckel vor dem Verschweißen mit der Steckeranspritzung oder danach beschriftet werden.
  • In einer zweiten Variante der Erfindung besteht die Steckeranspritzung aus einem laserabsorbierenden und der Aktuatordeckel aus einem lasertransparenten Kunststoff, wobei zur Realisierung eines hierfür notwendigen radialen Überdeckungsbereichs zwischen Aktuatordeckel und Steckeranspritzung der Aktuatordeckel auf die Steckeranspritzung wenigstens teilweise aufgesetzt ist. Hierbei besteht die Möglichkeit, den Aktuatordeckel durch diesen hindurch im Radialbereich mit der Steckeranspritzung zu verschweißen, wobei der Laserstrahl nicht in radialer Richtung des Kraftstoffinjektors einfallen muss, sondern auf einen Umfang des Aktuatordeckels einfallen kann. Hierbei kann der bevorzugt parallel zur Axialrichtung einfallende Laserstrahl in einem Winkel von ±6° um seine bezüglich der Axialrichtung parallele Lage herum variieren, ohne dass Abstriche an der Schweißnahtqualität gemacht werden müssen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Aktuatordeckel und der Steckeranspritzung, neben dem axialen Überdeckungsbereich, auch der sich bevorzugt direkt an den axialen Überdeckungsbereich anschließende radiale Überdeckungsbereich vorgesehen. Dieser radiale Überdeckungsbereich ermöglicht bei der ersten Variante der Erfindung zusätzlich eine Laserverschweißung des Aktuatordeckels mit der Steckerumspritzung an einer Unterseite radial nach innen bezüglich des Aktuatordeckels. Bei der zweiten Variante der Erfindung ermöglicht dieser Aufbau zusätzlich eine Laserverschweißung des Aktuatordeckels mit der Steckerumspritzung an einem Außenbund axial bezüglich des Aktuatordeckels. Dieses erfindungsgemäße Vorsehen von aneinander anschließenden Axial- und Radialbereich gewährleistet bei beiden Varianten der Erfindung zusätzlich mehr Halt des Aktuatordeckels auf der Steckerumspritzung. Hierbei ist die Laserschweißnaht stark vereinfacht als zwischen Aktuatordeckel und Steckerumspritzung wenigstens teilweise umlaufendes stehendes bzw. liegendes L ausgebildet.
  • Zur Verbesserung eines Gasaustauschs zwischen dem zwischen Steckerumspritzung und Aktuatordeckel ausgebildeten Aktuatorraum und einer Umgebung des Kraftstoffinjektors, weist das Gehäuse eine in das Gehäuse reichende Durchgangsausnehmung auf, die als Spalt zwischen Steckeranspritzung und Aktuatordeckel ausgebildet ist.
  • Durch diese verbesserte Belüftung wird die Dauerhaltbarkeit des Piezostacks gesteigert, sowie bei entsprechend angeordneter Position dieser Ausnehmung ein Auslaufen von im Aktuatorgehäuse befindlichen Betriebsmedien des Motors ermöglicht. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen des Aktuatordeckels und des Schlitzes ist ein mechanischer Schutz der elektrischen Kontaktierung des Piezoantriebs gewährleistet und gleichzeitig ein Durchströmen des Injektorantriebs, beispielsweise mit Motoröl, realisiert. Ferner ist ein Durchschwallen des Aktuatorraums mit Motoröl oder anderen Betriebsmedien nicht möglich, sodass die Dichtmembran des Piezostacks nicht vollständig mit Flüssigkeit zugesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Schaffung einer flüssigkeitsdichten, jedoch gasdurchlässigen Belüftungsanordnung zwischen einer Umgebung des Injektorgehäuses und des Piezostacks führt zu einer erheblichen Verlängerung der Lebensdauer des Piezoaktuators.
  • Beim Laserschweißen von Kunststoffen wird eine so genannte Überdeckungsgeometrie der zu verschweißenden Kunststoffbauteile verwendet, wobei die Kunststoffe der beiden Bauteile von ihren jeweiligen Absorptionsspektren her, so gewählt sind, dass der Laserstrahl zuerst die Steckeranspritzung durchdringt und darauf folgend vom laserabsorbierenden Aktuatordeckel absorbiert wird (erste Variante) bzw. dass der Laserstrahl zuerst den Aktuatordeckel durchdringt und darauf folgend von der laserabsorbierenden Steckeranspritzung absorbiert wird (zweite Variante). Insbesondere sollte der lasertransparente Kunststoff im infraroten Wellenlängenbereich für einen Laser transparent sein. Zum Laserschweißen sollte zwischen den beiden Verbindungsflächen im Überdeckungsbereich ein Nullspalt, also ein Spalt mit möglichst kleinem Durchmesser sowie teilweisen Anlageflächen der beiden Verbindungspartner realisiert sein. Bevorzugt wird dieser Nullspalt durch eine Kraft realisiert, wonach beim anschließenden Laserschweißen durch ein örtlich begrenztes Aufschmelzen der Grenzflächen eine sich vermengende Kunststoffschmelze der beiden Verbindungspartner bildet, die nach dem Erkalten eine dauerhafte und nicht lösbare Verbindung erzielt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Überdeckungsbereich einen gegenüber der Axialrichtung des Kraftstoffinjektors mit einem Winkel, bevorzugt einem 45°-Winkel, geneigten Umfangsringabschnitt auf, wobei mittels einer Axialkraft auf den Aktuatordeckel der Nullspalt für das Laserschweißen einfach realisiert werden kann. Der Nullspalt kann beispielsweise bei anderen Ausführungsformen des Überdeckungsbereichs, insbesondere bei Axialbereichen, dadurch realisiert werden, dass ein betreffender Innendurchmesser der Steckeranspritzung im Bereich des einzusetzenden Aktuatordeckels geringfügig kleiner als der betreffende Außendurchmesser des Aktuatordeckels ist. Durch ein Schlitzen in Axialrichtung der Steckeranspritzung im entsprechenden Bereich ist es möglich, einen Innendurchmesser der Steckeranspritzung durch einen Außendurchmesser des betreffenden Bereichs des Aktuatordeckels aufzuweiten und so eine notwendige Radialkraft zur Verfügung zu stellen. Ferner kann diese Kraft aufgrund einer elastischen Verformung des entsprechenden Axialabschnitts der Steckeranspritzung realisiert sein. Ferner ist es mittels einer Axialkraft möglich den Nullspalt in Radialbereichen zu realisieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Überdeckungsbereich zwischen Aktuatordeckel und Steckeranspritzung eine Stufe auf. Hierbei ist der entsprechend gestufte Abschnitt der Steckeranspritzung in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umlaufend. Darüber hinaus kann sich innen am Aktuatordeckel an den Überdeckungsbereich ein Dichtbund anschließen, der den Überdeckungsbereich gegenüber dem Aktuatorraum abdichtet, sodass beim Laserschweißen keine Kunststoffschmelze in den Aktuatorraum gelangen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Aktuatordeckel wenigstens eine sich in Axialrichtung erstreckende, im Wesentlichen rechteckig geformte Lasche auf, die in entsprechend geformte Ausnehmungen in der Steckeranspritzung einsetzbar sind. Hierbei ist bevorzugt zwischen einer Stirnseite der Lasche und der Ausnehmung in der Steckeranspritzung der Belüftungsspalt vorgesehen, der sich von außen zwischen Steckeranspritzung und Stirnseite der Lasche nach innen erstreckt und sich von dort aus bevorzugt labyrinthartig weiter nach innen fortsetzt. Diese erfindungsgemäße labyrinthartige Ausbildung des Spalts ermöglicht ein Auslaufen von Flüssigkeiten aus dem Inneren des Aktuatorgehäuses, verhindert jedoch ein Durchschwallen von Flüssigkeiten, die von außen an den Aktuatordeckel gespült werden. Der Labyrinthspalt kann mittels einer entsprechenden Ausgestaltung bzw. entsprechenden Ausnehmungen im Axial- und Radialbereich des Überdeckungsbereichs bzw. einer entsprechenden Ausgestaltung des Aktuatordeckels im Inneren und einer entsprechenden Gestaltung der Steckerumspritzung in seinem Verlauf nahezu beliebig geführt werden.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fertigstellen eines Aktuatorgehäuses eines Kraftstoffinjektors, wobei für die erste Variante der Erfindung der für das Verfahren verwendete Laserstrahl im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung des Kraftstoffinjektors in den Überdeckungsbereich zwischen Aktuatordeckel und Steckeranspritzung einfällt. Für die zweite Variante der Erfindung fällt der für das Verfahren verwendete Laserstrahl im Wesentlichen senkrecht zur Radialrichtung des Kraftstoffinjektors in den Überdeckungsbereich zwischen Aktuatordeckel und Steckeranspritzung ein.
  • Für eine Laserbeschriftung eines bevorzugt im infraroten Wellenlängenbereich lasertransparenten Bauteils, z. B. des Aktuatordeckels gemäß der zweiten Variante der Erfindung wird ein Laser verwendet, der eine Wellenlänge aufweist, die sich von der für das Laserschweißverfahren verwendeten, bevorzugt deutlich, unterscheidet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Ausführung, da einerseits in derselben Vorrichtung lasergeschweißt und laserbeschriftet werden kann, sowie ein Standard-Schweißverfahren für die Aktuatordeckel-Fixierung anwendbar ist und andererseits ein einfach aufgebauter, einteiliger Deckel für die Beschriftung verwendbar ist.
  • Ist das Bauteil im infraroten Wellenlängenbereich lasertransparent so eignet sich für die Laserbeschriftung ein Laser im ultravioletten oder sichtbaren Licht. Insbesondere bei einem blauen Laser mit einer Wellenlänge von ca. 355nm bzw. einem grünen Laser mit einer Wellenlänge von ca. 532nm erfolgt ein Pigmentumschlag bei dem im infraroten Wellenlängenbereich lasertransparenten Material Ultramid B3WG6LT sw23229 der Firma BASF. Ferner können lasertransparente Materialien mittels Laseradditiven so eingestellt werden, dass es zu guten Pigmentumschlägen kommt. Darüber hinaus können uneingefärbte bzw. naturfarbene im infraroten Wellenlängenbereich lasertransparente Materialien mit einem CO2-Laser beschriftet werden.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Motor mit einem Kraftstoffinjektor, der seinerseits das erfindungsgemäße Aktuatorgehäuse aufweist, wobei der Kraftstoffinjektor bevorzugt im Wesentlichen vollständig unter einem Zylinderkopfdeckel des Motors angeordnet ist.
  • Selbstverständlich kann die Geometrie des Überdeckungsbereichs für das Laserschweißverfahren, sowie die Anordnung von lasertransparentem Grundgehäuse und laserabsorbierendem Deckel (erste Variante der Erfindung) bzw. von laserabsorbierendem Grundgehäuse und lasertransparentem Deckel (zweite Variante der Erfindung) auch auf andere Gehäuse angewendet werden. Ferner ist die Aktuatordeckel-Geometrie auch auf andere Deckel anwendbar. Darüber hinaus ist das Laserbeschriftungsverfahren für den lasertransparenten Deckel auch auf andere lasertransparente Bauteile anwendbar.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors mit einem oben angeordneten er- findungsgemäßen Injektorgehäuse;
    Fig. 2
    das erfindungsgemäße Injektorgehäuse aus Fig. 1 in einer vergrößerten Schnittdarstellung;
    Fig. 3
    eine perspektivische Draufsicht auf einen erfindungs- gemäßen Gehäusedeckel; und
    Fig. 4
    eine perspektivische Untersicht auf den erfindungsge- mäßen Aktuatordeckel aus Fig. 3.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors 1, wobei der Kraftstoffinjektor 1 eine sich in eine Axialrichtung A erstreckende Injektoranordnung aufweist, in der eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Piezoantrieb zur Betätigung der Kraftstoffeinspritzdüse gekoppelt ist. Hierbei zeigt Fig. 1 einen oberen Abschnitt des Piezoantriebs, der oben mittels eines Gehäuses abgedeckt ist.
  • Der Piezoantrieb weist einen Aktuator 1 und ein Gehäuse auf, das eine Ummantelung 10 bzw. eine Steckeranspritzung 10 und einen Aktuatordeckel 20 umfasst, wobei die Steckeranspritzung 10 mittels des Aktuatordeckels 20 oben geschlossen ist. Die Steckeranspritzung 10 ist im Bereich des Aktuators 1 im Wesentlichen vollständig um den Aktuator 1 umlaufend ausgestaltet und hat dabei eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form. Seitlich auskragend an der Steckeranspritzung 10 befindet sich eine Einrichtung zum Anschließen des Aktuators 1 an eine Stromversorgung.
  • Die oben offene Steckeranspritzung 10 fixiert einen Kontaktzungenträger 70, der ein flüssigkeitsdichtes und gasdurchlässiges Dichtelement 60 am Aktuator 1 festlegt. Ferner dient der Kontaktzungenträger 70 zum elektrischen Kontaktieren zweier Piezopins, die einen im Aktuator 1 angeordneten Piezostack 90 mit elektrischem Strom versorgen. Der Kontaktzungenträger 70 stellt die für die elektrische Kontaktierung innerhalb der seitlich auskragenden Einrichtung der Steckeranspritzung 10 notwendigen elektrischen Kontakte zur Verfügung.
  • Die Steckeranspritzung 10 wird mittels des Aktuatordeckels 20 oben geschlossen, wobei zwischen Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 bevorzugt ein Spalt 40 ausgebildet ist, der eine Fluidkommunikation eines Aktuatorraums 50 mit einer Einbauumgebung 2 des Aktuators 1 bzw. des Kraftstoffinjektors 1 ermöglicht. Das innerhalb des Aktuatorraums 50 angeordnete Dichtelement 60 dichtet den Aktuator 1 in einem oberen Bereich gegenüber seiner Umgebung flüssigkeitsdicht ab, wobei das Dichtelement 60 gasdurchlässig ist und daher eine Belüftung des Piezostacks 90 im oberen Bereich ermöglicht. Die Luft hierfür kann durch den Spalt 40 zwischen Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 in den Aktuatorraum 50 und von dort durch das gasdurchlässige Dichtelement 60 hindurch zum oberen Bereich des Piezostacks 90 gelangen. Umgekehrt können schädliche Medien aus dem Bereich über dem Piezostack 90 durch das Dichtelement 60 hindurch in den Aktuatorraum 50 gelangen und von dort aus durch den Spalt 40 in die Umgebung entlassen werden. Hierbei ist der Spalt 40 bevorzugt als Labyrinthspalt 40 (siehe unten) ausgeführt.
  • In Fig. 2 ist der obere Bereich der Steckeranspritzung 10 in einem Überdeckungsbereich 30 mit dem Aktuatordeckel 20 besser zu erkennen. Hierbei ist als Überdeckungsbereich 30 zwischen Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 derjenige Bereich gemeint, in welchem der Aktuatordeckel 20 mit der Steckeranspritzung 10 laserverschweißt wird. Hierfür weist der Überdeckungsbereich 30 wenigstens einen Axialbereich 31 und/oder einen Radialbereich 32 auf. Darüber hinaus kann der Überdeckungsbereich 30 einen Schrägbereich aufweisen, der einen Winkel zwischen 0 und 180° mit der Axialrichtung A einnimmt. Bevorzugt für eine solche Schräge ist ein von oben nach unten gemessener 45°-Winkel, der bevorzugt in wenigstens teilweise umlaufender Richtung als Ringschrägbereich zwischen dem Aktuatordeckel 20 und der Steckeranspritzung 10 ausgebildet ist. Verschiedene Kombinationen von Axialbereichen 31, Radialbereichen 32 und/oder Schrägbereichen sind natürlich möglich. Die entsprechenden Bereiche 31, 32 sowie der Schrägbereich sind hierbei in Umfangsrichtung zwischen Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 wenigstens teilweise umlaufend ausgebildet. Diese Bereichskombinationen können in Umfangsrichtung und auch in Radialrichtung R auftreten bzw. sich abwechseln.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt sich von der Oberseite des Aktuatordeckels 20 kommend an den Axialbereich 31 der Radialbereich 32 an, die gemeinsam eine 90°-Stufe bilden. Für diesen durch die beiden Bereiche 31, 32 gebildeten Überdeckungsbereich 30 weist der Aktuatordeckel 20 einen Axialrand 21 und einen Radialrand 22, und die Steckeranspritzung 10 einen Axialabschnitt 11 und einen Radialabschnitt 12 auf. Axialabschnitt 11 und Axialrand 21 bilden hierbei den Axialbereich 31 und der Radialabschnitt 12 und der Radialrand 22 bilden hierbei den Radialbereich 32. Oben an den Axialrand 21 des Aktuatordeckels 20 schließt sich bevorzugt ein weiterer Radialrand an, dessen äußere Umfangskante mit der Steckeranspritzung 10 bevorzugt außen fluchtet.
  • Bei einem Laserschweißverfahren für eine erste Variante der Erfindung werden Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 miteinander laserverschweißt. Hierbei trifft bevorzugt in einem ca. 90°-Winkel bezüglich der Axialrichtung A des Kraftstoffinjektors 1 der Laserstrahl über den Umfang der Steckeranspritzung 20 in den Übergangsbereich 30 ein. Der Laserstrahl durchdringt die wenigstens im Überdeckungsbereich 30 aus lasertransparentem Kunststoff bestehende Steckeranspritzung 10 und trifft dann im Axialbereich 31 auf den Axialrand 21 des Aktuatordeckels 20. Der Aktuatordeckel 20 ist wenigstens in seinem zu verschweißendem Bereich (Axialrand 21, Radialrand 22) aus einem laserabsorbierenden Material aufgebaut. Der auf den Axialrand 21 treffende Laserstrahl schmilzt das Material des Aktuatordeckels 20 im Axialbereich 31 auf, wobei die dort entstehende Hitze den Axialabschnitt 11 im Axialbereich 31 aufschmilzt; hierbei vermischen sich die beiden Schmelzen der Steckeranspritzung 10 und des Aktuatordeckels 20 miteinander. Nach dem Erkalten bilden die vermischten Schmelzen einen gemeinsamen Verbund, wodurch der Aktuatordeckel 20 an der Steckeranspritzung 10 festgelegt ist.
  • Bei dieser Ausführungsform der Erfindung schließt sich von außen kommend an den Axialbereich 31 der Radialbereich 32 an, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 der obere Teil des Radialbereichs 32 vom laserabsorbierenden Aktuatordeckel 20 und der untere Teil von der lasertransparenten Steckeranspritzung 10 gebildet ist. Der in den Axialbereich 31 einfallende Laserstrahl 30 erhitzt wiederum den Aktuatordeckel 20 am Radialrand 22, der die entstehende Hitze seinerseits in den Radialabschnitt 12 abgibt, wobei ebenfalls eine gemeinsame Schmelze gebildet wird, die nach dem Erstarren den Aktuatordeckel 20 an der Steckeranspritzung 10 festlegt.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der entsprechende Axial- 31 und Radialbereich 32 wenigstens teilweise in Umfangsrichtung um die Steckeranspritzung 10 bzw. den Aktuatordeckel 20 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich mehrere Übergangsbereiche 30, die sich in Axial- und Radialrichtung erstrecken, wenigstens teilweise umlaufend auszubilden. Darüber hinaus ist es möglich, statt einem kombinierten Übergangsbereich 30 aus einem Axial- 31 und einem Radialbereich 32 nur einen Axialbereich 31 bzw. nur einen Radialbereich 32 zwischen Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 vorzusehen. Bevorzugt sind drei voneinander unabhängige Überdeckungsbereiche 30 in Umfangsrichtung zwischen Aktuatordeckel 20 und Steckeranspritzung 10 vorgesehen, wobei zwei Überdeckungsbereiche 30 um weniger als 90°, bevorzugt 45° bis 75° umlaufen und der dritte Überdeckungsbereich 30 um weniger als 180°, bevorzugt 90° bis 150° umläuft. Ähnliches gilt für einen sich an den Überdeckungsbereich 30 anschließenden Dichtbund 25 (siehe unten) am Aktuatordeckel 20, der jedoch an den jeweiligen Längsenden der entsprechenden Überdeckungsbereiche 30 noch ein Stückchen weiter umläuft. In einer anderen Ausführungsform läuft der jeweilige Dichtbund 25 genauso weit in Umfangsrichtung um wie der entsprechende Überdeckungsbereich 30.
  • Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise der Axialbereich 31 und der Radialbereich 32 vorgesehen sein müssen. Möglich ist auch, nur den Axialbereich 31 vorzusehen und ein Positionieren des Aktuatordeckels 20 anderweitig vorzunehmen, z. B. über Laschen 27 (s. u.), einen einfachen Bund, der von einem Vollzylinder 23 (s. u.) ausgebildet ist, o. ä.
  • Ferner kann bei einer anderen Ausführungsform der ersten Variante der Erfindung der laserabsorbierende Aktuatordeckel 20 auch mittels eines in Axialrichtung A einfallenden Laserstrahls mit der laserabsorbierenden Ummantelung 10 laserverschweißt werden. Hierfür bedeckt die Ummantelung 10 den Aktuatordeckel oben (also aus der Richtung, aus der der Laserstrahl kommt) wenigstens teilweise an einem Umfangsbereich, bevorzugt einem Außenumfangsbereich. Der Laserstrahl für das Schweißverfahren trifft hierbei in Axialrichtung A auf den Teil der Ummantelung 10 die den Aktuatordeckel 20 bedeckt und schmilzt den darunter liegenden Aktuatordeckel 20 auf. Die Laserverschweißung findet hierbei hauptsächlich in einem Radialbereich statt. Darüber hinaus ist es möglich, den Aktuatordeckel 20 innerhalb eines oberen Abschnitts der Ummantelung 10 wenigstens teilweise einzuklemmen.
  • Die erfindungsgemäße erste Variante einer Verbindung des bevorzugt einteiligen, laserabsorbierenden Aktuatordeckels 20 mit der lasertransparenten Steckeranspritzung 10 für einen Dieselinjektorantrieb der zweiten Generation ermöglicht es, den für das Laserschweißverfahren verwendeten Laserstrahl in Radialrichtung R (bevorzugte Ausführungsform) oder Axialrichtung A des Kraftstoffinjektors 1 in den Überdeckungsbereich 30 einfallen zu lassen. Hierbei ist es nicht notwendig, dass der Laserstrahl genau senkrecht bezüglich der Axialrichtung A des Kraftstoffinjektors 1 in den Überdeckungsbereich 30 einfällt, sondern bevorzugt mit einem Winkel von ± 6° gegenüber der Senkrechten zur Axialrichtung A einfallen kann. Dies stellt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Aufschmelzen der beiden Kunststoffe auch im Radialbereich 32 sicher.
  • Zum Realisieren eines Nullspalts für die Verschweißung im Überdeckungsbereich 30 ist es notwendig, den Aktuatordeckel 20 mit einer Axialkraft auf die Steckeranspritzung 10 zu drücken und/oder zum Bereitstellen einer Radialkraft auf den Aktuatordeckel 20 die Steckeranspritzung 10 in einem oberen Bereich gegen den Aktuatordeckel 20 zu drücken. Letzteres kann beispielsweise durch eine entsprechend kleine Innendurchmessergestaltung der Steckeranspritzung 10 im Radialbereich 32 realisiert werden, wobei ein entsprechender Außendurchmesser des Aktuatordeckels 20 geringfügig größer ist. Hierbei verformt sich entweder die Steckeranspritzung 10 im oberen Bereich beim Einsetzen des Aktuatordeckels 20 elastisch, wodurch eine entsprechende Radialkraft auf den Aktuatordeckel 20 wirkt; oder die Steckeranspritzung 10 ist in axialer Richtung in ihrem Umfangsring radial durch den Umfang hindurch aufgeschlitzt, wodurch beim Einsetzen des im betreffenden Bereichs etwas durchmessergrößer ausgestalteten Aktuatordeckels 20 die Steckeranspritzung 10 aufgeweitet wird, die dann eine Radialkraft auf den Aktuatordeckel 20 ausübt. Durch eine Kombination einer Axialkraft über den Aktuatordeckel 20 auf die Stirnseite der Steckeranspritzung 10 (für den Radialbereich 32) und einer Radialkraft von der Steckeranspritzung 10 auf den Aktuatordeckel 20 (für den Axialbereich 31) kann sowohl ein radialer als auch ein axialer Nullspalt im Überdeckungsbereich 30 erzielt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Aktuatordeckel 20 einen Dichtbund 25 auf, der sich innen an den Überdeckungsbereich 30 anschließt. Dieser Dichtbund 25 verhindert ein Abfließen der Schmelze in den Aktuatorraum 50 des Aktuators 1. Hierbei kann sich der Dichtbund 25 in einer Ausführungsform, die nur einen Axialbereich 31 aufweist, direkt an den Axialrand 21 des Aktuatordeckels 20 anschließen bzw. bei einer Ausführungsform, die nur einen Radialbereich 32 besitzt, direkt an den Radialrand 22 des Aktuatordeckels 20 anschließen, oder, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, an die Kombination von Axial- 31 und Radialbereich 32. Hierbei kann der Dichtbund 25 auch als Zentrier- bzw. Führungsbund für den Aktuatordeckel 20 auf der Steckeranspritzung 10 dienen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steckeranspritzung 10 vollständig aus einem lasertransparenten Material und der Aktuatordeckel 20 vollständig aus einem laserabsorbierenden und bevorzugt gut laserbeschreibbaren Material aufgebaut. Die sich hierfür eignenden Kunststoffe sind bevorzugt Durethane®, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Material des Aktuatordeckels 20 Durethan® AKV 30 H2.0 LO 901050 schwarz ist, und die mit transmittierenden Eigenschaften versehene Steckeranspritzung 10 aus Durethan® AKV 30 H2.0 LT 904040 lasertransparent ist. Sollte die Steckeranspritzung 10 und/oder der Aktuatordeckel 20 jeweils nicht aus einem einzigen Material hergestellt sein, so ist es wichtig, dass die Steckeranspritzung 10 wenigstens im Überdeckungsbereich 30 lasertransparent und der Aktuatordeckel 20 wenigstens im Überdeckungsbereich 30 laserabsorbierend aufgebaut ist.
  • Bevorzugt ist der Aktuatordeckel 20 oben laserbeschriftbar, was sich am Besten mit einem vollständig laserabsorbierenden Aktuatordeckel 20 realisieren lässt, was jedoch nicht zwingend notwendig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kunststoffmaterialien des Aktuatordeckels 20 bzw. der Steckeranspritzung 10 wenigstens im Laserschweißbereich verschiedenfarbig ausgebildet. Hierbei sollen die Farben vom menschlichen Auge ohne Hilfsmittel wenigstens gerade noch unterscheidbar, bevorzugt jedoch gut unterscheidbar, insbesondere bevorzugt auch bei flüchtigem Betrachten unterscheidbar sein.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Aktuatordeckels 20, in welchen jeweils ein Querschnittsprofil in Durchmesserrichtung Aktuatordeckels 20 schraffiert eingezeichnet ist.
  • Fig. 4 zeigt die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuatordeckels 20, wobei die Oberseite des Aktuatordeckels 20 unten liegt. Hierbei ist der Aktuatordeckel 20 im Wesentlichen aus zwei konzentrisch übereinander angeordneten Vollzylindern 23 und 24 aufgebaut. Der von den beiden bevorzugt etwas flachere Vollzylinder 23 weist hierbei einen größeren Außendurchmesser als der bevorzugt etwas dickere Vollzylinder 24 auf, der bevorzugt stofflich einstückig mit dem Vollzylinder 23 ausgebildet ist.
  • Der Aktuatordeckel 20 weist mindestens eine Lasche 27 an seinem Umfang auf. Hierbei ist eine Außenseite der Lasche 27 bevorzugt fluchtend mit dem Außenumfang des Vollzylinders 23. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind eine Mehrzahl von Laschen 27, bevorzugt drei, am Außenumfang verteilt angeordnet. Hierbei liegen sich zwei Laschen 27 diametral gegenüber, wobei die dritte Lasche 27 mittig an einem Außenumfangsabschnitt zwischen den beiden anderen Laschen 27 angeordnet ist. Somit weist eine ausgewählte Lasche (ganz rechts in Fig. 4) zwei jeweils ca. im rechten Winkel zu ihr benachbarte andere Laschen 27 auf, die sich am Umfang gegenüberliegen. Im montierten Zustand des Aktuatordeckels 20 mit der Steckeranspritzung 10 sind die Laschen 27 in entsprechenden Laschenausnehmungen 17 in der Steckeranspritzung 10 aufgenommen.
  • An einen Außenumfang des Vollzylinders 24 schließt sich axial in Bezug auf die Fig. 4 der Dichtbund 25 an, der sich zusätzlich radial nach innen bezüglich des Aktuatordeckel 20 erstreckt. Hierbei kann der Dichtbund 25 vollständig umlaufend ausgebildet sein oder, wie im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel, in einem Bereich der Laschen 27 ausgenommen sein, wobei der Dichtbund 25 bevorzugt bis auf das Niveau des Vollzylinders 23 ausgenommen ist.
  • In Umfangsrichtung zwischen den Laschen 27 befindet sich im Stufenbereich zwischen Vollzylinder 23 und Vollzylinder 24 ein in Umfangsrichtung des Aktuatordeckels 20 gebogener Quader, der sich mit einer Längsseite an den Außenumfang des Vollzylinder 24 anschmiegt. Der gebogene Quader dient als Stufenabschnitt zwischen Vollzylinder 23 und Dichtbund 25. Bevorzugt erstreckt sich der Stufenabschnitt vom Vollzylinder 23 axial bis auf das Niveau des Vollzylinders 24. Hierbei weist der Stufenabschnitt an seinem Außenumfang den Axialrand 21 auf, an welchen sich der radial nach innen verlaufende Radialrand 22 anschließt.
  • Die in Umfangsrichtung zwischen den Laschen 27 befindlichen Stufenabschnitte sind im Bereich um die Laschen 27 herum ausgenommen. Diese Ausnehmungen 29 dienen dazu, Flüssigkeit aus dem Aktuatorraum 50 abfließen zu lassen und können einen Teil des Spalts 40 bilden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Laschen 27 mit Abstand zum Vollzylinder 24 ausgebildet. Darüber hinaus befinden sich in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwei Piezopin-Ausnehmungen 80 im Vollzylinder 24, die sich bis in den Vollzylinder 23 hinein erstrecken können. Diese Piezopin-Ausnehmungen 80 dienen dazu, freie Enden von aus dem Aktuator 1 nach oben abstehenden Piezopins aufzunehmen, um es so dem Deckel 20 zu ermöglichen, auf die Steckeranspritzung 10 gesetzt zu werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Aktuatordeckel 20 wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt konfiguriert, wobei die Proportionen nicht maßstäblich dargestellt sind. Die Fig. 3 und 4 beziehen sich auf eine relative Position der entsprechenden Abschnitte, Bereiche, Ausnehmungen und Ränder des Aktuatordeckels 20 zueinander.
  • Der im Aktuatorgehäuse erfindungsgemäß vorgesehene Spalt 40 ist in seiner einfachsten Form ein Spalt 40, der direkt in den Aktuatorraum 50 führt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist dieser Spalt 40 als einfacher geradliniger Spalt 40 zwischen einer Stirnfläche einer Lasche 27 und einem Stirnflächenbereich der Steckeranspritzung 10 ausgebildet. Ferner ist das erfindungsgemäße Vorsehen des Spalts 40 an einer Stirnseite einer Lasche 27 des Aktuatordeckels 20 von Vorteil, da es dadurch möglich ist den Spalt 40 bzw. einen Abschnitt des Spalts 40 unten im Aktorgehäuse 50 vorzusehen, was ein Auslaufen von Betriebsmedien einfach ermöglicht.
  • Der Spalt 40 im Aktuatorgehäuse kann sich in anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auch axial innen an den Laschen 27 zum Aktuatorraum 50 entlang erstrecken. Hierzu sind in der Fig. 4 zwei bevorzugte Verläufe des Spalts 40 mit gestrichelten Doppelpfeilen dargestellt. Hierbei verdeutlichen die Doppelpfeile den Weg des Fluids aus dem Aktuatorraum 50 heraus, bzw. den Weg der Belüftungsluft in den Aktuatorraum 50 hinein.
  • In diesen beiden Fällen erstreckt sich der Spalt 40 von außen kommend an einer Stirnfläche der Lasche 27 entlang nach innen in das Aktuatorgehäuse, pflanzt sich innen am Aktuatordeckel 20 entlang der Lasche 27 axial nach oben (im montierten Zustand, der beispielsweise in Fig. 1 zu sehen ist) fort, um auf Höhe des Vollzylinders 24 in den Aktuatorraum 50 zu münden. In einem Fall des erfindungsgemäßen Spalts 40 mündet der Spalt 40, nachdem er sich entlang der Lasche 27 fortsetzt, nicht direkt auf Höhe des Vollzylinders 24 in den Aktuatorraum 50, sondern setzt sich entlang der Lasche 27 bis auf Höhe des Vollzylinders 23 fort, überbrückt ungefähr auf dieser Höhe den Zwischenraum zwischen der Innenseite der Lasche 27 und dem Außenumfangsrand des Vollzylinders 24, verläuft dann nach unten (Montagezustand) entlang des Außenumfangsrands des Vollzylinders 24 bis zur freien Stirnseite des Vollzylinders 24 und mündet dort im Aktuatorraum 50. Damit der Spalt 40 sich bis auf das Niveau der Unterseite des Vollzylinders 23 erstrecken kann, erstreckt sich in die Ausnehmung zwischen Lasche 27, Außenrand des Vollzylinders 24 und Vollzylinder 23 ein Steg der Steckeranspritzung 10, dessen Dimensionen geringer sind, als die von der Lasche 27 und den beiden Vollzylindern 23, 24 gebildete Ausnehmung.
  • Diese erfindungsgemäße Labyrinthanordnungen der Spalte 40 gewährleisten eine gute Be- und Entlüftung des Aktuatorraums 50, gewährleisten ein Durchspülen des Aktuatorraums 50, z. B. ein Ausfließen von Kraftstoff, verhindern aber ein Durchschwallen des Aktuatorraums 50 mit Betriebsmedien des Motors.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mit dem erfindungsgemäßen Aktuatorgehäuse abgeschirmte Kraftstoffinjektor 1 dergestalt in einen Motor eines Kraftfahrzeugs eingebaut, dass sich wenigstens ein außenliegender Abschnitt des Spalts 40 bei eingebautem Kraftstoffinjektor 1 unter bzw. nahe unter dem tiefsten Ort des Aktuatordeckels 20 befindet. Darüber hinaus liegt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wenigstens ein außenliegender Abschnitt des Spalts 40 im eingebauten Zustand des Kraftstoffinjektors 1 tiefer als zumindest ein Abschnitt des Dichtelements 60, damit dieses immer zuverlässig seine Gasdurchlässigkeit zur Verfügung stellen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gilt das für den gesamten Spalt 40 bzw. große Teile davon.
  • Bei einer zweiten Variante der Erfindung ist der Aktuatordeckel 20 lasertransparent und bevorzugt ebenfalls einteilig ausgebildet, wobei der Aktuatordeckel 20 mittels eines Laserschweißverfahrens mit der Steckeranspritzung 10 bzw. der Ummantelung 10 fest verbunden wird. Hierbei fällt der Laserstrahl allerdings über den Aktuatordeckel 20, bevorzugt über dessen oberen Außenrand, im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung A bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Radialrichtung R des Kraftstoffinjektors 1 ein und wird von der darunter liegenden Ummantelung 10 absorbiert, die dabei aufgeschmolzen wird. Die Ummantelung 10 ist hierbei für das verwendete Laserschweißverfahren laserabsorbierend ausgelegt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise der Radialbereich 32 und der Axialbereich 31 vorgesehen sein müssen. Möglich ist auch, nur den Radialbereich 32 vorzusehen und ein Zentrieren des Aktuatordeckels 20 anderweitig vorzunehmen, z. B. über die Laschen 27, den Dichtbund 25 o. ä.
  • In einer anderen Ausführungsform der zweiten Variante der Erfindung kann der lasertransparente Aktuatordeckel 20 auch mittels eines in Radialrichtung R einfallenden Laserstrahls mit der laserabsorbierenden Ummantelung 10 laserverschweißt werden. Hierfür weist der Aktuatordeckel 20 einen Bund auf, der einen bevorzugt oberen Rand der Ummantelung 10 wenigstens teilweise bevorzugt außen bedeckt. Der Laserstrahl für das Schweißverfahren trifft hierbei in Radialrichtung R über den Bund des Aktuatordeckels 20 auf die Ummantelung 10 und schmilzt diese auf. Die Laserverschweißung findet hierbei hauptsächlich in einem Axialbereich statt.
  • Für die zweite Variante der Erfindung ist das Material des Aktuatordeckels 20 z. B. Durethan® AKV 30 G H2.0 LT 904040 naturfarben. Die Steckeranspritzung 10 ist hierbei optisch und in ihren Transmissionseigenschaften unterschiedlich zum Aktuatordeckel 20, wobei die Steckeranspritzung 10 z. B. PA schwarz ist oder aus Durethan® AKV 30 H2.0 LO 901050 schwarz besteht.
  • Die erfindungsgemäße zweite Variante einer Verbindung des bevorzugt einteiligen, lasertransparenten Aktuatordeckels 20 mit der laserabsorbierenden Steckeranspritzung 10 für einen Dieselinjektorantrieb der zweiten Generation ermöglicht es, den für das Laserschweißverfahren verwendeten Laserstrahl in Axialrichtung A (bevorzugte Ausführungsform) oder in Radialrichtung R des Kraftstoffinjektors 1 in den Überdeckungsbereich 30 einfallen zu lassen. Hierbei ist es nicht notwendig, dass der Laserstrahl genau senkrecht bezüglich der Radialrichtung R des Kraftstoffinjektors 1 in den Überdeckungsbereich 30 einfällt, sondern bevorzugt mit einem Winkel von ± 6° gegenüber der Senkrechten zur Radialrichtung R einfallen kann. Dies stellt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Aufschmelzen der beiden Kunststoffe auch im Axialbereich 31 sicher.
  • Diese zweite Variante der Erfindung ist quasi die "kinematische" Umkehr der ersten Variante, sodass zusätzlich für die zweite Variante analog das für die erste Variante Gesagte gilt.
  • Bei der zweiten Variante der Erfindung besteht die Möglichkeit, den Aktuatordeckel 20 mit einem geeigneten Laser bzw. Laserstrahl mit der Steckeranspritzung 10 zu Verschweißen und anschließend, bevorzugt in derselben Vorrichtung, mit einem Rückverfolgungs-Code, einem so genannten Traceability-Code, z. B. einem Data Matrix Code, aus bevorzugt derselben Richtung (wie für die Laserschweißung) zu beschriften. Der Data Matrix Code ist ein 2D-Code und wird für dauerhafte Direktbeschriftungen, z. B. auf Motor- und Triebwerksteilen sowie auf Werkzeugen und chirurgisch medizinischen Instrumenten, verwendet. Die Wellenlänge λ2 des Beschriftungslasers muss jedoch so gewählt werden, dass der Laserstrahl auf/in der Oberfläche des Aktuatordeckels 20 absorbiert wird und einen Umschlag der Pigmente des Aktuatordeckels 20 oder anderweitig einen Kontrastunterschied bewirkt. Problematisch ist hierbei jedoch, dass der Aktuatordeckel 20 wenigstens für bestimmte Wellenlängen λ1 von Laserstrahlen für Laserschweißverfahren lasertransparent ist.
  • Laserschweißverfahren werden üblicherweise mit Lasern im infraroten Wellenlängenbereich von λ1=808nm bis λ1=1064nm durchgeführt. Laserbeschriftungen werden üblicherweise mit einem Nd:YAG-Laser ebenfalls bei einer infraroten Wellenlänge von λ2=1064nm durchgeführt. Bei einer solchen Kombination von Laserschweißverfahren und Laserbeschriftungsverfahren findet kein Umschlag des Materials des Aktuatordeckels 20 mit dem Beschriftungslaser statt, da der Aktuatordeckel 20 für das Laserlicht des Nd:YAG-Lasers transparent ist. Die Wellenlänge λ2 des verwendeten Beschriftungslasers muss daher so gewählt werden, dass der Laserstrahl im Aktuatordeckel 20 absorbiert wird und ein Kontrastumschlag auf der Oberfläche erfolgt. Um eine Laserbeschriftung auf einem lasertransparenten Material durchführen zu können, muss die Wellenlänge λ2 des Laserstrahls für die Beschriftung z. B. im ultravioletten oder sichtbaren Wellenspektrum liegen. Ferner ist es z. B. möglich, dass der Aktuatordeckel 20 an einem Ende des infraroten, ultravioletten oder sichtbaren Spektrums laserlichttransparent für einen Schweißlaserstrahl der Wellenlänge λ1 und am anderen Ende des jeweiligen Spektrums laserlichtabsorbierend für einen entsprechenden Beschriftungslaserstrahl der Wellenlänge λ2 ist.
  • Generell gilt, dass die Wellenlängen λ2 des Beschriftungslaserstrahls so weit von den Wellenlängen λ1 des Schweißlaserstrahls entfernt liegen müssen, dass ein Umschlag von im Bauteil 20 vorhandenen Pigmenten oder ein anderweitiger Kontrastumschlag an den Auftreffpunkten des Laserstrahls auf das Bauteil 20 erfolgen kann. Mittels Laseradditiven kann das bei der Wellenlänge λ1 lasertransparente Material des Bauteils 20 derart eingestellt werden, dass es zu guten bzw. gut sichtbaren bzw. gut detektierbaren Pigmentumschlägen beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt. Durch eine geeignete Pigmentierung können nicht laserbeschriftbare Kunststoffe beschriftbar ausgerüstet werden. Zusätzliche Pigmente ermöglichen in vielen Kunststoffen farbintensive Reaktionen mit dem Laserstrahl, wobei diese sowohl durch eine Reaktion am Polymer als auch am Pigment selbst hervorgerufen werden.
  • Eine solche Beschriftung eines im infraroten Wellenlängenbereich λ1 lasertransparenten Bauteils 20 bzw. Aktuatordeckels 20 gelingt z. B. mittels eines blauen Laserstrahls (Wellenlänge λ2=355nm) bzw. eines grünen Laserstrahls (Wellenlänge λ2=532nm), wobei das lasertransparente Material bevorzugt Ultramid B3WG6LT sw23229 der Firma BASF® ist.
  • Ferner eignet sich ein CO2-Laser für das erfindungsgemäße Verfahren. Dieser erzeugt Schwarzfärbungen auf der Oberfläche des Bauteils 20, die zusammen mit nicht schwarzgefärbten Teilen der Bauteiloberfläche als z. B. codierte Markierungen auf dem Bauteil 20 vorgesehen werden können. Insbesondere uneingefärbte Kunststoffe, wie z. B. graue oder naturfarbene (d. h. nicht mit Additiven versetzte) Kunststoffe, erzeugen keinen Pigmentumschlag bei einer Laserbeschriftung, können jedoch unter Beibehaltung ihrer Transparenz von hell bis dunkel mit einem CO2-Laser markiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren das in einem ersten Wellenlängenbereich λ1 lasertransparente Bauteil mittels eines Lasers, der eine von der ersten Wellenlänge λ1 unterschiedliche, bevorzugt deutlich unterschiedliche Wellenlänge λ2 aufweist, ist auch auf andere Wellenlängenbereiche übertragbar.
  • Lasertransparent soll bei beiden Varianten der Erfindung insbesondere bedeuten, dass der lasertransparente Fügepartner (Steckeranspritzung 10 bei der ersten Variante und Aktuatordeckel 20 bei der zweiten Variante) im infraroten Wellenlängenbereich für einen Laser durch eine gewisse Materialdicke hindurch durchlässig sein soll. Üblicherweise beträgt eine solche Materialdicke mehr als 5mm, sodass noch genügend Laserenergie auf den anderen Fügepartner treffen kann, um diesen aufzuschmelzen. Der andere Fügepartner ist in diesem Fall der laserabsorbierende Partner. Allerdings ist bei der Laserbeschriftung des laserabsorbierenden Aktuatordeckels 20, dieser einerseits für den Schweißlaserstrahl lasertransparent und andererseits für den Beschriftungslaserstrahl laserabsorbierend.

Claims (38)

  1. Kraftstoffinjektor mit einem Gehäuse für einen Aktuator (1), insbesondere Kraftstoffinjektor mit einer Steckeranspritzung eines Kontaktzungenträgers, mit
    einer wenigstens teilweise in Umfangsrichtung um den Aktuator (1) herum angeordneten Ummantelung (10) und einem auf die Ummantelung (10) gesetzten Aktuatordeckel (20), dadurch gekennzeichnet, dass
    in einem Überdeckungsbereich (30) zwischen Aktuatordeckel (20) und Ummantelung (10) der Aktuatordeckel (20) mit der Ummantelung (10) laserverschweißt ist, und wobei zwischen Ummantelung (10) und Aktuatordeckel (20) wenigstens ein Spalt (40) vorgesehen ist, der eine Fluidkommunikation einer Umgebung (2) des Aktuators (1) mit einem Aktuatorraum (50) ermöglicht, der zwischen Aktuatordeckel (20) und Aktuator (1) ausgebildet ist.
  2. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens im Überdeckungsbereich (30) die Ummantelung (10) aus einem lasertransparenten und der Aktuatordeckel (20) aus einem laserabsorbierenden Material aufgebaut ist, und
    der Aktuatordeckel (20) wenigstens teilweise in die Ummantelung (10) eingesetzt ist und in einem Axialbereich (31) des Überdeckungsbereichs (30) wenigstens teilweise mit der Ummantelung (10) laserverschweißt ist.
  3. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens im Überdeckungsbereich (30) die Ummantelung (10) aus einem lasertransparenten und der Aktuatordeckel (20) aus einem laserabsorbierenden Material aufgebaut ist, und
    der Aktuatordeckel (20) wenigstens teilweise in die Ummantelung (10) eingesetzt ist und in einem Radialbereich (32) des Überdeckungsbereichs (30) wenigstens teilweise mit der Ummantelung (10) laserverschweißt ist.
  4. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens im Überdeckungsbereich (30) die Ummantelung (10) aus einem laserabsorbierenden und der Aktuatordeckel (20) aus einem lasertransparenten Material aufgebaut ist, und
    der Aktuatordeckel (20) wenigstens teilweise auf die Ummantelung (10) gesetzt ist und in einem Radialbereich (32) des Überdeckungsbereichs (30) wenigstens teilweise mit der Ummantelung (10) laserverschweißt ist.
  5. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1 oder 4, wobei wenigstens im Überdeckungsbereich (30) die Ummantelung (10) aus einem laserabsorbierenden und der Aktuatordeckel (20) aus einem lasertransparenten Material aufgebaut ist, und
    der Aktuatordeckel (20) wenigstens teilweise auf die Ummantelung (10) gesetzt ist und in einem Axialbereich (31) des Überdeckungsbereichs (30) wenigstens teilweise mit der Ummantelung (10) laserverschweißt ist.
  6. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Überdeckungsbereich (30) den sich parallel zur Axialrichtung (A) des Aktuators (1) erstreckenden Axialbereich (31) aufweist, der
    von einem Axialrand (21) des Aktuatordeckels (20) und einem Axialabschnitt (11) der Ummantelung (10) ausgebildet ist, wobei
    zur Zentrierung des Aktuatordeckels (20) auf der Ummantelung (10) der Axialrand (21) bevorzugt an einem Innenumfang des Aktuatordeckels (20) ausgebildet ist.
  7. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Überdeckungsbereich (30) den sich senkrecht zur Axialrichtung (A) erstreckenden Radialbereich (32) aufweist, der
    von einem Radialrand (22) des Aktuatordeckels (20) und einem Radialabschnitt (12) der Ummantelung (10) ausgebildet ist, wobei
    der Radialrand (22) bevorzugt an einem Innenumfang des Aktuatordeckels (20) ausgebildet ist und sich bevorzugt direkt an den Axialrand (21) anschließt.
  8. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Überdeckungsbereich (30) eine Schräge aufweist, die
    mit der Axialrichtung (A) des Aktuators (1) einen Winkel von größer als 0° und von kleiner als 180° einschließt, wobei
    der Winkel 20° bis 70°, bevorzugt 30° bis 60°, insbesondere 40° bis 50° und insbesondere bevorzugt 45° beträgt, bzw. 90° mehr davon aufweist.
  9. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei am Aktuatordeckel (20) ein Dichtbund (25) vorgesehen ist, der
    sich in axialer und radialer Richtung bevorzugt an den Radialrand (22) des Aktuatordeckels (20) anschließt, und
    als Führungsbund für den Aktuatordeckel (20) dient und eine Abdichtung beim Laserschweißen gegen Auslaufen von Kunststoffschmelze aus dem Überdeckungsbereich (30) in den Aktuatorraum (50) ist.
  10. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Axialrand (21) und/oder der Radialrand (22) und/oder der Dichtbund (25) des Aktuatordeckels (20) wenigstens teilweise in einer Umfangsrichtung am im Wesentlichen kreisförmigen Aktuatordeckel (20) umlaufen.
  11. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der jeweilige Dichtbund (25) des Aktuatordeckels (20) in Umfangsrichtung des Aktuatordeckels (20) einen größeren Winkelbereich abdeckt als der betreffende Axialrand (21) und/oder der betreffende Radialrand (22).
  12. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei an einem Umfang, bevorzugt an einem Außenumfang, des Aktuatordeckels (20) eine sich in Axialrichtung (A) erstreckende Lasche (27) angeordnet ist.
  13. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 12, wobei der Axialrand (21) und/oder der Radialrand (22) und/oder der Dichtbund (25) des Aktuatordeckels (20) bezüglich der Lasche (27) mit Abstand angeordnet ist.
  14. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei am Außenumfang des Aktuatordeckels (20) drei Laschen (27) verteilt angeordnet sind, und,
    bevorzugt, zwei Laschen (27) einander am Außenumfang des Aktuatordeckels (20) gegenüberliegend angeordnet sind und die dritte Lasche (27) an einem Außenumfangsabschnitt zwischen diesen beiden mittig angeordnet ist.
  15. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Ummantelung (10) am Aktuator (1) als Anspritzung (10) ausgeführt ist, die
    insbesondere als eine Steckeranspritzung (10) eines Kontaktzungenträgers (70) des Aktuators (1) ausgebildet ist und zum Fixieren des Kontaktzungenträgers (70) am Aktuator (1) dient.
  16. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 15, wobei der Kontaktzungenträger (70) ein gasdurchlässiges und flüssigkeitsdichtes Dichtelement (60) am Aktuator (1) festlegt, die beide durch den Aktuatordeckel (20) geschützt sind.
  17. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Ummantelung (10) im Einsetzbereich des Aktuatordeckels (20) hohlzylinderförmig ausgebildet ist und optional für eine oder mehrere Laschen (27) in Axialrichtung (A) verlaufende Laschenausnehmungen (17) aufweist.
  18. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei zwischen einer Stirnseite der Lasche (27) und der Ummantelung (10) der Spalt (40) vorgesehen ist, der sich bevorzugt labyrinthartig weiter nach innen zum Aktuatorraum (50) in den Aktuator (1) fortsetzt.
  19. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 18, wobei der Spalt (40) zwischen Aktuatordeckel (20) und Ummantelung (10) sich innen am Aktuatordeckel (20) entlang der Lasche (27) fortsetzt und bevorzugt durch eine Ausnehmung (26) im Dichtbund (25) in den Aktuatorraum (50) mündet.
  20. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Ummantelung (10) aus einem Kunststoff, insbesondere einem Durethan®, und der Aktuatordeckel (20) aus einem anderen Kunststoff, insbesondere einem anderen Durethan® hergestellt ist.
  21. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 20, wobei ein Material des Aktuatordeckels (20) wenigstens in einem kreisförmigen Zentralbereich Pigmente aufweist, die bei Bestrahlung mittels eines Laserstrahls optisch umschlagen, um so für eine Beschriftung einen besseren Kontrast zu erhalten.
  22. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei ein Innendurchmesser des Axialabschnitts (11) der Ummantelung (10) geringfügig kleiner ist, als ein Außendurchmesser des Axialrands (21) des Aktuatordeckels (20).
  23. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei der Axialabschnitt (11) der Ummantelung (10) einen in Axialrichtung (A) verlaufenden, durchgängigen Schlitz aufweist.
  24. Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Ummantelung (10) im sichtbaren Licht eine mit dem menschlichen Auge wahrnehmbare, bevorzugt deutlich wahrnehmbare, andere Reflektivität besitzt, als der Aktuatordeckel (20).
  25. Motor, insbesondere Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei der Kraftstoffinjektor im Wesentlichen vollständig unter einem Zylinderkopf des Motors angeordnet ist.
  26. Verfahren zum Fertigstellen eines Gehäuses eines Kraftstoffinjektors, mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
    ein für ein Laserschweißverfahren verwendeter Laserstrahl im Wesentlichen senkrecht oder im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung (A) eines Aktuators (1) in einen Überdeckungsbereich (30) zwischen einer wenigstens teilweise in Umfangsrichtung um den Aktuator herum angeordneten Ummantelung (10) und einem auf die Ummantelung (10) gesetzten Aktuatordeckel (20) einfällt und den Aktuatordeckel (20) mit der Ummantelung (10) laserverschweißt, wobei zwischen Ummantelung (10) und Aktuatordeckel (20) wenigstens ein Spalt (40) vorgesehen ist, der eine Fluidkommunikation einer Umgebung (2) des Aktuators (1) mit einem Aktuatorraum (50) ermöglicht, der zwischen Aktuatordeckel (20) und Aktuator (1) ausgebildet ist.
  27. Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei der zum Laserschweißen über einen Außenumfang der Ummantelung (10) einfallende Laserstrahl mit der Längsachse (A) des Aktuators (1) einen Winkel von 80 bis 100°, bevorzugt 84 bis 96°, insbesondere 86 bis 94° und insbesondere bevorzugt von 90±2° einnimmt.
  28. Verfahren gemäß Anspruch 26, wobei der zum Laserschweißen auf einen Umfang des Aktuatordeckels (20) einfallende Laserstrahl mit der Längsachse (A) des Aktuators (1) einen Winkel von +10 bis -10°, bevorzugt +6 bis -6°, insbesondere +4 bis -4° und insbesondere bevorzugt von 0±2° einnimmt.
  29. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei der Einfallswinkel des Laserstrahls während des Laserschweißens variiert und bevorzugt in einem Bereich von ±15°, besonders bevorzugt ±10°, insbesondere ±6° und insbesondere bevorzugt von ±4° um eine Mittellage oszilliert.
  30. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei während des Laserschweißens mittels einer Kraft in Axialrichtung (A) auf den Aktuatordeckel (20) und/oder aufgrund einer Kraft, die die Ummantelung (10) in einer Radialrichtung (R) auf den Aktuatordeckel (20) ausübt, im Übergangsbereich (30) wenigstens teilweise ein Nullspalt zwischen Aktuatordeckel (20) und Ummantelung (10) realisiert wird.
  31. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei in einem vor- oder nachgeschalteten Verfahrensschritt der bevorzugt vollständig laserabsorbierende Aktuatordeckel (10) an seiner Außenseite, insbesondere mit einem Data-Matrix-Code, laserbeschriftet wird.
  32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 31 mit dem weiteren Schritt: Laserbeschriften des bei einer ersten Wellenlänge (λ1) lasertransparenten Aktuatordeckels (20) eines Kraftstoffinjektors nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei der Aktuatordeckel (20) mittels eines Laserstrahls, der eine zur ersten Wellenlänge (λ1) unterschiedliche zweite Wellenlänge (λ2) besitzt, derart laserbeschriftet wird, dass auf dem Aktuatordeckel (20) ein Kontrastumschlag stattfindet.
  33. Verfahren gemäß Anspruch 32, wobei die beiden Wellenlängen (λ1, λ2) der Laserstrahlen derart gewählt werden, dass der Laserstrahl mit der ersten Wellenlänge (λ1) den Aktuatordeckel (20) ausreichend durchdringen kann und der Laserstrahl mit der zweiten Wellenlänge (λ2) von einem Oberflächenbereich des Aktuatordeckels (20) zu wesentlichen Teilen absorbiert wird.
  34. Verfahren gemäß Anspruch 32 oder 33, wobei der Aktuatordeckel (20) für eine infrarote Wellenlänge (λ1) wenigstens abschnittsweise lasertransparent ist und der zur Laserbeschriftung verwendete Laserstrahl eine Wellenlänge (λ2) im ultravioletten oder im sichtbaren Licht besitzt.
  35. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei der Aktuatordeckel (20) mittels Laseradditiven derart eingestellt ist, das es bei der Beschriftung mittels des Laserstrahls der zweiten Wellenlänge (λ2) zu diskreten Pigmentumschlägen kommt.
  36. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei der Aktuatordeckel (20) einen uneingefärbten Kunststoff aufweist, der bevorzugt grau oder naturfarben ist, und der Aktuatordeckel (20) mittels eines CO2-Lasers laserbeschriftet wird.
  37. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 32 bis 36, wobei der Kontrastumschlag von einem Codelesegerät erkennbar ist und bevorzugt mit dem menschlichen Auge wahrnehmbar bzw. deutlich wahrnehmbar ist.
  38. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 32 bis 37, wobei der Aktuatordeckel (20) mittels eines Data-Matrix-Codes, laserbeschriftet wird.
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