【０００１】
本発明は、ピエゾアクチエータモジュールのためのスリーブ状の中空体並びにこのようなスリーブ状の中空体を製造するための方法に関する。
【０００２】
ピエゾアクチエータモジュールは例えば自動車技術にて内燃機関の噴射弁を制御するために使用される。この場合、ピエゾアクチエータモジュールは通常、電圧がかけられるとピエゾアクチエータの運動に抗して作用する弾性的な中空体により取囲まれている。このような中空体は例えばＷＯ００／０８３５３号によって公知である。この公知の中空体は円筒形に構成され、ピエゾアクチエータに対抗力を作用させることができるためにボーン形の切欠きを有している。この場合、中空体は圧延されかつパーフォレーションの付けられた方形の薄板から製作されている。この薄板は円周方向に曲げられ（丸められ）て円筒形の中空体を形成し、次いで中空体の長手方向に溶接される。
【０００３】
しかしこのような中空体の製作はきわめて困難でかつ面倒である。何故ならばこの場合には形状の正確性が保証されなければならないからである。これによって製造費は高くなる。さらに直線的な長手方向の溶接に基づき、特に中空体に押圧負荷がかかると折れ込みの発生する惧れがある。したがって大きすぎる局所的な切欠き作用もしくは亀裂形成を阻止するために切欠きの形状を最適化することが試みられている。
【０００４】
さらに公知の技術からは切欠きのない円筒形の中空体が公知である。この中空体は比較的に簡単にかつ費用的にも良好に製作可能ではあるが、圧力変動に際して大きな問題が発生する。何故ならばこの中空体は圧力変動に際して屈曲しやすい傾向があるからである。
【０００５】
発明の利点
これに対し、請求項１の特徴を有する本発明によるスリーブ状の中空体は、公知技術と比較して安定性がはっきりと改善されるという利点を有している。これによりピエゾアクチエータモジュールの領域にて発生する負荷が、本発明による中空体の臨界的な変形をもたらすことはなくなる。これは本発明によれば、中空体が多角形体として構成され、多数の多角形面を有していることで達成された。これにより本発明の中空体にはきわめて大きな形状安定性が付与されることになるので、当該中空体は発生する圧力変動によっては変形されなくなる。さらに本発明による中空体は簡単に費用的に好適に製作可能である。この場合に特に有利であることは多角形面が同じ大きさに構成されていることである。
【０００６】
本発明によるスリーブ状の中空体を特に簡単に製作できるようにするためには中空体が展開体（例えばプレート）から製作されると有利である。
【０００７】
本発明による中空体の形状安定性をさらに改善するためには、周方向で互いにずらされて配置された結合区分を有する展開体から製作されていると有利である。これによって展開体は展開状態では、その両側にて長手方向で階段状の外観を呈するようになる。展開体のこのような構成によって特に公知技術で見られた、安定性に問題のある、直線的な長手方向の溶接シームは存在しなくなる。しかしながら本発明の中空体は長方形の展開体又は台形の展開体から製作されることもできる。
【０００８】
展開体の突合わせ縁の結合を改善し、簡単な組立もしくは製作性を可能にするためには、展開体に有利には統合された結合エレメントを構成することが有利である。この展開体は有利には溶接されて中空体を形成する。しかしながら展開体は結合部材でクリップ止めされることもできる。この場合には中空体を形成するために当接縁にて行なわれる展開体の結合は解消できるようになる。この場合には結合部材は例えば楕円形、球形、燕尾形又は方形に構成されているか又は結合に適した任意の他の形を有していることができる。この場合には結合部材に対向する当接縁は常に結合部材に対応して成形された切欠きを有し、該切欠き内へ結合部材が結合され、スリーブ状の中空体が形成されることができる。
【０００９】
有利には中空体はそれぞれ平面内で、中空体長手方向軸線に対し直角に周方向に配置された切欠きを有している。所望のばね作用を達成するためには切欠きは有利には長手方向でずらされて配置されている。
【００１０】
この場合に特に有利であることは中空体の多角形面の数が中空体の展開体の各面あたりの切欠きの数の２倍と同じであることである。
【００１１】
中空体における切欠きは有利には細長く構成されかつ周方向に向けられている。この場合、切欠きは両端にて長手方向に幅が広がっているので、切欠きの端部の間には幅の狭い中間領域が構成されている。したがって切欠きはほぼドッグボーン形の外観を呈する。
【００１２】
切欠きがほぼドッグボーン形に構成されている場合、多角形の縁が切欠きの間を延びるか又は多角形の縁が切欠きの幅の狭い中間領域を延びていると、特に高い形状安定性が、同時に低い応力レベルと良好なばね作用を伴って達成される。さらに面あたりの切欠きを互いにずらして配置することもできる。この場合には多角体の縁が第１の面では切欠きの間を延びかつ前記面に続く面では切欠きの幅の狭い領域を通って延びていると特に有利である。
【００１３】
ピエゾアクチエータモジュールのためのスリーブ状の中空体を製造するための本発明の方法は、展開体が周方向に互いにずらされて配置された複数の結合区分を有するように展開体を製作するステップを有している。この場合、展開体は打抜き又は切取りで製作することができる。次いで本発明の方法の別のステップによれば展開体は、展開体が丸められ、展開体の側方の終端当接部にて結合区分がクリップ結合されるか又は溶接されることでスリーブに成形される。これによって、真直ぐな長手方向に延在する溶接シームが存在せず、中空体の結合区分が階段状に延びる、つまり周方向でずらされて複数の平面内へ延びる中空体がピエゾアクチエータモジュールのために製作されるようになる。
【００１４】
本発明の方法の有利な実施例によれば、付加的に縁が中空体の長手方向に形成されて中空体が多角形体を形成している。これによって本発明による中空体の特に高い形状安定が達成されるので、中空体はピエゾアクチエータモジュールにおける高い負荷に対しても安定性を有する。多角形体の特に簡単な製作を可能にするためには、展開体は中空体の長手方向軸線に対し直角に配置された、ほぼドッグボーン形の切欠きを有するように構成され、２つの隣り合う平面の切欠きが互いにずらされて配置されている。展開体がこのように構成されている場合には、多角形体縁はそれぞれ、周方向に互いにずらされて配置された結合区分にて構成される。この場合、縁は平面の切欠きの間を延びるか又は切欠きの幅の狭い中間領域を通って延びる。この場合には縁は展開体をスリーブ状の中空体に折り曲げるときに自動的に形成される。この結果、特に簡単で費用的に有利な形式で多角形体として構成された中空体の製造が可能になる。
【００１５】
実施例の説明
以下、図１から７を用いて本発明の１実施例によるピエゾアクチエータモジュールのためのスリーブ状の中空体を説明する。
【００１６】
特に図１から３に示されているようにスリーブ状の中空体１は、多数の多角形面２を有する多角形体として形成されている。個々の多角形面２の間にはそれぞれ１つの縁３が構成されている。
【００１７】
図３から判るように、この実施例の中空体１は１２の多角形面２を有している。この場合、多角形面２はそれぞれ角度α＝３０°をカバーし、多角形体の周囲に同じ大きさの面を規定している。
【００１８】
多角形体は多数の切欠き４を有している。各切欠き４はほぼドッグボーン形に構成され、第１の拡大された端部５と第２の拡大された端部６とを有し、両方の端部５と６は中間領域７で互いに結合されている。特に図２と４から判るように切欠き４はそれぞれ平面Ｅ１，Ｅ２等に配置されている。この場合、切欠きはそれぞれ、隣り合った平面の切欠きに対しずらされて配置されるように位置決めされている。この場合、平面Ｅあたりの切欠きのずらしは、中間領域７が長手方向でそれぞれ隣り合った平面の２つの切欠き４の間に配置されるように行なわれている（図４参照）。図面を見にくくしないために図面には平面Ｅの全部を示すことは断念した。
【００１９】
図４には中空体１の展開体が示されている。この展開体は方形又は台形に構成されていることもできる。中空体１は薄板から、有利には厚さＳ（図３参照）を有するばね剛から製作される。この場合、個々の切欠き４は薄板から打抜かれるかレーザで切り取られることができる。図４に示されているように中空体１の展開体においては片側に多数の結合部材８が構成されている。この中空体側とは反対の中空体側には結合部材８のための切欠き９が構成されている。この場合、切欠き９の形は結合部材８のネガティブ形に相当している。結合部材８もしくは切欠き９は周方向で互いにずらされて配置されているので、展開体においては複数の結合区分１１と１２を有する２つの階段状の側縁部が生じる。展開体が前述の如く構成されていることによって、後で中空体１が組合わされた場合に結合シームが長手方向で、中空体の長手方向軸線Ｘ−Ｘに対して平行に延びるのではなく、中空体１の全長に亘って階段状に延びるようになる。これにより中空体にて高められた形状安定性が達成される。何故ならば結合シームは直線としては構成されなくなるからである。
【００２０】
この場合には図４から判るように、結合部材８はそれぞれ６０゜互いにずらされて配置されている。図４においては垂直な破線では後の多角形体の縁３が示されている。さらに図４からは異なる平面Ｅ１とＥ２の各切欠き４は互いにそれぞれ３０°ずらされて配置されていることが判る。図３と４から判るように多角形体の個々の縁３もそれぞれ角度α＝３０°互いにずらされて配置されている。その際、多角形体の縁は直径Ｄを有する円上に位置している（図３を参照）。
【００２１】
図４に示された展開体から本発明による中空体１を組み立てることは、結合部材８が切欠き９内に配置されるまで丸められることで行なわれる。この場合、結合部材８は切欠き９内にクリップ結合させられるか又は両方の当接縁（結合区分１１と１２）が互いに溶接される。これによって中空体１の外周に階段状に延在する結合シーム１０が生じる（図２参照）。この場合には、図２から判るように結合シーム１０は連続して延びているのではなく、切欠き４が配置されていることに基づき２つの結合部材８の間でそれぞれ１つの切欠き４′によって中断されている。隣り合う平面Ｅ１とＥ２の切欠き４がそれぞれ３０°ずらされていることによって、スリーブ状の中空体１に展開体を曲げるときに縁３は自動的に発生する。これは製作上の利点をもたらす。方形又は台形の展開体の場合には丸めたあとで同様に結合部材が切欠内にクリップ止めされるか又は直線的な長手方向シームで溶接される。
【００２２】
この場合には異なる平面の切欠き４は、１つの平面Ｅ１における切欠き４の間の領域が、中空体１の長手方向で、隣り合う平面Ｅ２において１つの切欠き４の中間領域７に位置するように互いにずらされている（図２と図４参照）。
【００２３】
スリーブ状の中空体１を多角形として構成することにより、中空体はもはや従来技術に基づき公知であるピエゾアクチエータモジュールの円筒状の中空体のようには圧力変動に対し敏感ではなくなる。さらに結合シーム１０が展開体から製作された中空体１にてずらされて配置され、中空体１にて真っ直ぐな連続した長手方向シームが構成されていないと、中空体の形状安定性はさらに改善される。この結果、本発明による中空体は比較的に簡単な形状付与手段でピエゾアクチエータにおける圧力変動に対し驚くほど安定し、ひいてはきわめて長い寿命を有するようになる。
【００２４】
したがって本発明によれば、ピエゾアクチエータモジュールのために多角形体として構成された中空体が準備される。この多角形体はそれぞれ縁３で互いに区切られた多数の多角形面によって形成されている。さらに本発明によればピエゾアクチエータモジュールのためのスリーブ状の中空体を製造する簡単でかつ費用的に好適な方法が提案されている。
【００２５】
本発明の実施例についての先きの記述は単に説明を目的としたものであって、本発明を限定するためのものではない。本発明の枠内では、本発明の範囲並びに発明の等価性を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１実施例による中空体を断面して概略的に示した斜視図。
【図２】
本発明による中空体の概略的な側面図。
【図３】
本発明による中空体の平面図。
【図４】
図示の実施例に基づく中空体を製造するための展開体を概略的に示した図。
【図５】
本発明による展開体のための結合部材の別の構成を示した図。
【図６】
本発明による展開体のための結合部材の別の構成を示した図。
【図７】
本発明による展開体のための結合部材の別の構成を示した図。
【符号の説明】
１ 中空体、 ２ 多角形面、 ３ 縁、 ４ 切欠き、 ５ 端部、 ６ 端部、 ７ 中間領域、 ８ 結合部材、 ９ 切欠き、 １０ 結合シーム、 １１ 結合区分、 １２ 結合区分[0001]
The present invention relates to a sleeve-like hollow body for a piezo actuator module and a method for producing such a sleeve-like hollow body.
[0002]
Piezoactuator modules are used, for example, in automotive technology to control injection valves of internal combustion engines. In this case, the piezoactuator module is usually surrounded by an elastic hollow body that acts against the movement of the piezoactuator when a voltage is applied. Such hollow bodies are known, for example, from WO 00/08353. This known hollow body is formed in a cylindrical shape and has a bone-shaped notch so that a counteracting force can be applied to the piezoactuator. In this case, the hollow body is manufactured from a rolled and perforated rectangular sheet. This thin plate is bent (rounded) in the circumferential direction to form a cylindrical hollow body and then welded in the longitudinal direction of the hollow body.
[0003]
However, the production of such a hollow body is extremely difficult and troublesome. This is because in this case the accuracy of the shape must be guaranteed. This increases manufacturing costs. Furthermore, based on linear longitudinal welding, there is a risk of folding when a pressing load is applied to the hollow body. Attempts have therefore been made to optimize the shape of the notch in order to prevent local notch action or crack formation that is too large.
[0004]
Furthermore, cylindrical hollow bodies without notches are known from known techniques. Although this hollow body can be manufactured relatively easily and cost-effectively, a great problem occurs when the pressure fluctuates. This is because the hollow body tends to bend when the pressure fluctuates.
[0005]
Advantages of the invention On the other hand, the sleeve-like hollow body according to the invention having the features of claim 1 has the advantage that the stability is clearly improved compared to the prior art. As a result, the load generated in the region of the piezo actuator module does not cause a critical deformation of the hollow body according to the invention. This has been achieved according to the invention in that the hollow body is configured as a polygon and has a number of polygonal surfaces. As a result, the hollow body of the present invention is provided with extremely large shape stability, and therefore the hollow body is not deformed by the generated pressure fluctuation. Furthermore, the hollow body according to the present invention can be easily and cost-effectively manufactured. Of particular advantage in this case is that the polygonal surfaces are of the same size.
[0006]
In order to be able to produce the sleeve-like hollow body according to the invention in a particularly simple manner, it is advantageous if the hollow body is produced from a development body (for example a plate).
[0007]
In order to further improve the shape stability of the hollow body according to the invention, it is advantageous if it is produced from a development body having coupling sections arranged offset from one another in the circumferential direction. As a result, the unfolded body has a stepped appearance in the longitudinal direction on both sides in the unfolded state. Such a configuration of the deployment body eliminates the stability-prone linear longitudinal weld seam found in the prior art. However, the hollow body of the present invention can also be manufactured from a rectangular or trapezoidal deployment.
[0008]
In order to improve the coupling of the abutment edges of the deployment body and to allow simple assembly or manufacturability, it is advantageous to construct a coupling element that is advantageously integrated into the deployment body. This development is advantageously welded to form a hollow body. However, the deployment body can also be clipped with a coupling member. In this case, the union of the developed bodies performed at the contact edge to form the hollow body can be eliminated. In this case, the coupling member can be configured, for example, in the shape of an ellipse, a sphere, a tail, a square, or have any other shape suitable for coupling. In this case, the contact edge facing the coupling member always has a notch formed corresponding to the coupling member, and the coupling member is coupled into the notch to form a sleeve-like hollow body. Can do.
[0009]
The hollow bodies preferably each have a notch arranged circumferentially in a plane and perpendicular to the longitudinal axis of the hollow body. In order to achieve the desired spring action, the notches are preferably arranged offset in the longitudinal direction.
[0010]
It is particularly advantageous in this case that the number of polygonal faces of the hollow body is the same as twice the number of notches per face of the hollow body development.
[0011]
The notches in the hollow body are preferably elongated and oriented in the circumferential direction. In this case, since the width of the notch is extended in the longitudinal direction at both ends, a narrow intermediate region is formed between the ends of the notch. Therefore, the notch has a dog-bone shaped appearance.
[0012]
If the notch is configured in a nearly dog-bone shape, the shape is particularly high when the polygon edges extend between the notches or the polygon edges extend through a narrow intermediate region of the notches. At the same time with low stress levels and good spring action. Furthermore, the notch per surface can be shifted from each other. In this case, it is particularly advantageous if the edge of the polygon extends between the notches on the first surface and extends through a narrow region of the notch on the surface following the surface.
[0013]
The method of the present invention for producing a sleeve-like hollow body for a piezo actuator module comprises the steps of fabricating a deployment body such that the deployment body has a plurality of coupling sections arranged offset from one another in the circumferential direction. have. In this case, the development body can be manufactured by punching or cutting. Then, according to another step of the method of the invention, the deployment body is rolled into the sleeve by rolling the deployment body and clipping or welding the coupling sections at the end abutment on the side of the deployment body. Molded. As a result, there is no weld seam extending straight in the longitudinal direction, and the coupling sections of the hollow bodies extend stepwise, that is, the hollow bodies that are shifted in the circumferential direction and extend into a plurality of planes are formed in the piezoelectric actuator module. Will be produced for.
[0014]
According to an advantageous embodiment of the method of the invention, the edges are additionally formed in the longitudinal direction of the hollow body, so that the hollow body forms a polygon. This achieves a particularly high shape stability of the hollow body according to the invention, so that the hollow body is also stable against high loads in the piezo actuator module. In order to allow a particularly simple production of the polygonal body, the deployment body is configured with a substantially dogbone-shaped notch arranged at right angles to the longitudinal axis of the hollow body, and two adjacent ones. Planar cutouts are offset from each other. In the case where the development body is configured in this way, the polygonal body edges are each configured by connecting sections arranged so as to be shifted from each other in the circumferential direction. In this case, the edge extends between the planar cutouts or through a narrow intermediate region of the cutouts. In this case, the edge is automatically formed when the developed body is folded into a sleeve-like hollow body. As a result, it is possible to produce hollow bodies configured as polygons in a particularly simple and cost-effective manner.
[0015]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a sleeve-like hollow body for a piezo actuator module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
In particular, as shown in FIGS. 1 to 3, the sleeve-like hollow body 1 is formed as a polygonal body having a large number of polygonal surfaces 2. One edge 3 is formed between each polygonal surface 2.
[0017]
As can be seen from FIG. 3, the hollow body 1 of this embodiment has twelve polygonal surfaces 2. In this case, each polygonal surface 2 covers an angle α = 30 ° and defines a surface of the same size around the polygonal body.
[0018]
The polygon has a number of notches 4. Each notch 4 is substantially dog-bone shaped and has a first enlarged end 5 and a second enlarged end 6, both ends 5 and 6 being connected to each other in the intermediate region 7. Are combined. In particular, as can be seen from FIGS. 2 and 4, the notches 4 are arranged on the planes E1, E2, etc., respectively. In this case, the cutouts are positioned so as to be shifted with respect to the cutouts in the adjacent planes. In this case, the notch shift around the plane E is performed so that the intermediate region 7 is disposed between the two notches 4 on the planes adjacent in the longitudinal direction (see FIG. 4). In order not to obscure the drawing, it was abandoned to show the entire plane E in the drawing.
[0019]
FIG. 4 shows a developed body of the hollow body 1. This unfolded body can also be configured as a square or trapezoid. The hollow body 1 is manufactured from a thin plate, preferably from spring stiffness having a thickness S (see FIG. 3). In this case, the individual cutouts 4 can be punched out of a thin plate or cut out with a laser. As shown in FIG. 4, in the development body of the hollow body 1, a large number of coupling members 8 are formed on one side. A notch 9 for the coupling member 8 is formed on the hollow body side opposite to the hollow body side. In this case, the shape of the notch 9 corresponds to the negative shape of the coupling member 8. Since the coupling member 8 or the notch 9 is disposed so as to be shifted from each other in the circumferential direction, two stepped side edges having a plurality of coupling sections 11 and 12 are generated in the developed body. The deployment body is configured as described above, so that when the hollow body 1 is later combined, the joint seam does not extend in the longitudinal direction and parallel to the longitudinal axis XX of the hollow body, The hollow body 1 extends stepwise over the entire length. This achieves increased shape stability in the hollow body. This is because the joint seam is not configured as a straight line.
[0020]
In this case, as can be seen from FIG. 4, the connecting members 8 are arranged so as to be shifted from each other by 60 °. In FIG. 4, a vertical broken line indicates the edge 3 of the subsequent polygon. Furthermore, it can be seen from FIG. 4 that the notches 4 in the different planes E1 and E2 are arranged 30 ° apart from each other. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the individual edges 3 of the polygons are also offset from each other by an angle α = 30 °. At that time, the edge of the polygon is located on a circle having a diameter D (see FIG. 3).
[0021]
Assembling the hollow body 1 according to the present invention from the developed body shown in FIG. 4 is performed by rolling until the coupling member 8 is arranged in the notch 9. In this case, the coupling member 8 is clipped into the notch 9 or both abutment edges (coupling sections 11 and 12) are welded together. As a result, a joint seam 10 extending in a stepped manner is formed on the outer periphery of the hollow body 1 (see FIG. 2). In this case, as can be seen from FIG. 2, the coupling seam 10 does not extend continuously, but one notch 4 is provided between each of the two coupling members 8 based on the arrangement of the notches 4. It is interrupted by ′. Since the notches 4 in the adjacent planes E1 and E2 are each shifted by 30 °, the edge 3 is automatically generated when the developing body is bent into the sleeve-like hollow body 1. This provides a manufacturing advantage. In the case of square or trapezoidal deployments, after rolling, the connecting member is likewise clipped into the notch or welded with a linear longitudinal seam.
[0022]
In this case, the notches 4 of different planes are located in the middle region 7 of one notch 4 in the longitudinal direction of the hollow body 1 in the longitudinal direction of the hollow body 1 in the notch 4 of different planes. Are shifted from each other (see FIGS. 2 and 4).
[0023]
By constructing the sleeve-like hollow body 1 as a polygon, the hollow body is no longer sensitive to pressure fluctuations like the cylindrical hollow body of the piezo actuator module known from the prior art. Furthermore, if the joint seam 10 is shifted and arranged in the hollow body 1 manufactured from the developed body and a straight continuous longitudinal seam is not formed in the hollow body 1, the shape stability of the hollow body is further improved. Is done. As a result, the hollow body according to the invention is surprisingly stable against pressure fluctuations in the piezoactuator with a relatively simple shape-imparting means and thus has a very long life.
[0024]
Therefore, according to the present invention, a hollow body configured as a polygonal body is prepared for the piezo actuator module. This polygonal body is formed by a number of polygonal faces that are separated from each other by edges 3. Furthermore, according to the invention, a simple and cost-effective method for producing a sleeve-like hollow body for a piezo actuator module is proposed.
[0025]
The foregoing descriptions of the embodiments of the present invention are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention. Various modifications can be made within the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention and the equivalence of the invention.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]
1 is a perspective view schematically showing a cross-section of a hollow body according to an embodiment of the present invention.
[Figure 2]
The schematic side view of the hollow body by this invention.
[Fig. 3]
The top view of the hollow body by this invention.
[Fig. 4]
The figure which showed roughly the expansion | deployment body for manufacturing the hollow body based on the Example of illustration.
[Figure 5]
The figure which showed another structure of the coupling member for the expansion body by this invention.
[Fig. 6]
The figure which showed another structure of the coupling member for the expansion body by this invention.
[Fig. 7]
The figure which showed another structure of the coupling member for the expansion body by this invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow body, 2 Polygon surface, 3 Edge, 4 Notch, 5 End part, 6 End part, 7 Middle area, 8 Joining member, 9 Notch, 10 Join seam, 11 Joining division, 12 Joining division