WO2009059862A1

WO2009059862A1 - Piezoelektrisches aktormodul

Info

Publication number: WO2009059862A1
Application number: PCT/EP2008/063594
Authority: WO
Inventors: Dieter Junger; Udo Schaich
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2009-05-14
Also published as: DE102007053426A1

Abstract

Ein piezoelektrisches Aktormodul (2) für ein Brennstoff einspritzventil (1) weist einen Aktorkörper (20) mit einer Vielzahl von keramischen Schichten und einer Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten angeordneten Elektrodenschichten auf. Zur Abdichtung des Aktorkörpers (20) gegenüber einem Brennstoff ist eine Abdichtung aus einem Wellbalg (31) und einem Füllmittel (30) für den Wellbalg (31) vorgesehen. Der Wellbalg (31) ist dabei mit einem Übergangsstück (21) verbunden und umgibt den Aktorkörper (20). Ferner weist das Übergangsstück (21) einen Ausgleichsraum (42) auf, der in einen mit einem Zwischenraum (35) zwischen dem Aktorkörper (20) und dem Wellbalg (31) verbundenen Teil (41) und einen mit der Umgebung verbundenen anderen Teil (42) aufgeteilt ist. In dem mit dem Zwischenraum (35) verbundenen Teil (41) des Ausgleichsraums (40) und in dem Zwischenraum (35) ist das Füllmittel (30) vorgesehen, wobei ein Ein- und Ausfließen von Füllmittel (30) aus beziehungsweise in den Zwischenraum (35) ermöglicht wird, so dass eine unzulässige radiale Aufdehnung des Wellbalges (31) verhindert ist. Somit können Beschädigungen des Wellbalges (31) verhindert werden.

Description

Beschreibung

Titel

Piezoelektrisches Aktormodul

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Aktormodul für ein Brennstoffemspπtzventil und ein Brennstoffemspπtzventil mit solch einem piezoelektrischen Aktormodul. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Injektoren für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzundenden Brennkraftmaschinen.

Aus der EP 1 174 615 A2 ist ein Brennstoffemspπtzventil mit einem piezoelektrischen Aktor bekannt. Das bekannte

Brennstoffemspritzventil ist dabei als Injektor mit direkter Nadelsteuerung ausgestaltet. Da der piezoelektrische Aktor in einem Raum des Brennstoffeinspritzventils angeordnet ist, der im Betrieb mit unter hohem Druck stehenden Brennstoff durchflössen ist, ist eine geeignete Abdichtung des Aktors gegenüber Medien, insbesondere Wasser enthaltenden Dieselbrennstoff, erforderlich.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemaße piezoelektrische Aktormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfmdungsgemaße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 12 haben den Vorteil, dass ein zuverlässiger Schutz eines Aktorkorpers gewährleistet ist. Speziell kann die Zuverlässigkeit des erfmdungsgemaßen piezoelektrischen Aktormoduls und des erfmdungsgemaßen Brennstoffemspπtzventils verbessert werden.

Durch die in den Unteranspruchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen piezoelektrischen Aktormoduls und des im Anspruch 12 angegebenen Brennstoffemspπtzventi Is möglich .

Vorteilhaft ist es, dass eine Aktorhulse, insbesondere ein

Wellbalg, aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere einem Stahl, vorgesehen ist, die mit dem Übergangsstück verbunden ist und die den Aktorkorper umgibt, und dass der Zwischenraum zwischen dem Aktorkorper und der Aktorhulse und der mit dem Zwischenraum verbundene Teil des Ausgleichsraums in dem

Übergangsstück mit einem nicht starren Füllmittel gefüllt sind. Das Füllmittel kann dabei aus einem Elastomer oder einer elektrisch neutralen Flüssigkeit gebildet sein. Im Betrieb kann es in Folge einer Wärmedehnung des zwischen dem Aktorkorper und der Aktorhulse vorgesehenen Füllmittels und/oder in Folge einer Kompressibilität des Füllmittels bei hohen Drucken zu hohen, insbesondere unzulässig hohen, Radialdehnungen der Aktorhulse kommen, wenn keine Ausgleichsmoglichkeit für das Füllmittel vorgesehen ist, so dass die Gefahr von Beschädigungen der Aktorhulse besteht. Durch die elastische Membran zur Begrenzung des mit dem Zwischenraum verbundenen Teils des Ausgleichsraums ist eine Ausgleichsmoglichkeit geschaffen, wodurch unzulässige Radialdehnungen der Aktorhulse verhindert sind. Die Kombination aus dem Füllmittel und der elastischen Membran schützt den Aktorkorper somit sicher vor elektrischen Kurzschlüssen durch den außen befindlichen Brennstoff und verhindert die Diffusion von Wasser beziehungsweise elektrisch leitfahigen Substanzen und ahnlichem aus dem Brennstoff in das piezoelektrische Aktormodul.

Somit besteht auch der Vorteil, dass die Aktorhulse axial sehr elastisch, aber radial sehr steif ausgelegt werden kann, da hohe radiale Verformungen, die eine Bruchgefahrdung darstellen, verhindert sind. Beispielsweise kann die Aktorhulse als Wellbalg ausgestaltet sein.

In vorteilhafter Weise ist die elastische Membran als hochdruckdichte Membran ausgestaltet. Ferner ist es vorteilhaft, dass die elastische Membran als dünne Stahlmembran ausgestaltet ist, die an ihrem Umfang mit dem Übergangsstück verschweißt ist. Durch die hochdruckdichte Membran eignet sich das Aktormodul auch zur Anordnung in einem Raum, in dem ein unter hohem Druck stehendes Medium vorgesehen ist. Das Medium wirkt dann zum einen über die Aktorhulse auf das Füllmittel ein. Zum anderen gelangt das Medium m den mit der Umgebung verbundenen Teil des Ausgleichsraums und wirkt damit über die elastische Membran auf das Füllmittel ein. Dadurch ergibt sich zumindest naherungsweise ein Ausgleich, der dafür sorgt, dass unzulässig hohe Beanspruchungen der Aktorhulse in einer radialen Richtung verhindert sind.

In vorteilhafter Weise umfasst die elastische Membran eine oder mehrere Hubausgleichswellen . Eine solche Hubausgleichswelle kann mit einer im Wesentlichen elliptischen Durchmesseranordnung ausgestaltet sein oder speziell eine im Wesentlichen kreisförmige Durchmesseranordnung aufweisen. Dadurch kann eine gute Elastizität bei einer relativ hohen Druckbestandigkeit erzielt werden. Ferner ermöglicht diese Ausgestaltung den Einsatz von Werkstoffen, die eine hohe Permeationsbestandigkeit aufweisen, wie beispielsweise

Metalle, so dass ein zuverlässiger Schutz des Füllmittels gegenüber der Umgebung gewährleistet ist.

Vorteilhaft ist es, dass die elastische Membran eine Federstutzflache aufweist, wobei sich an der Federstutzflache ein Federelement, insbesondere eine Feder, abstutzt, um die elastische Membran mit einer gewissen Vorspannung zu beaufschlagen. Dabei kann auch beiderseits ein Federelement vorgesehen sein, um die Membran abzustimmen. Mit Hilfe der Federelemente können beispielsweise Kraftunterschiede zwischen dem Füllmittel und dem Medium der Umgebung oder Stromungsverluste ausgeglichen werden.

Zeichnung

Bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefugten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, naher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Brennstoffemspπtzventil mit einem piezoelektrischen

Aktormodul in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der

Erfindung;

Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines piezoelektrischen Aktormoduls eines Brennstoffemspπtzventils entsprechend einem zweiten

Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 den in Fig. 2 gezeigten Ausschnitt eines piezoelektrischen

Aktormoduls eines Brennstoffeinspπtzventils entsprechend einem dritten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 den in Fig. 3 dargestellten Ausschnitt eines piezoelektrischen Aktormoduls eines Brennstoffemspπtzventils aus der mit IV bezeichneten Blickrichtung und

Fig. 5 den in Fig. 1 mit V bezeichneten Ausschnitt eines piezoelektrischen Aktormoduls eines

Brennstoffemspπtzventils entsprechend einem vierten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung.

Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein Brennstoffemspπtzventil 1 mit einem piezoelektrischen Aktormodul 2 in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. Das Brennstoffemspπtzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, selbstzundenden Brennkraftmaschinen dienen.

Em bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspπtzventils 1 besteht für eine Brennstoffemspπtzanlage mit einer

Brennstoffverteilerleiste, einem sogenannten Common-Rail, das

Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffemspritzventilen 1 fuhrt. Das erfmdungsgemaße piezoelektrische Aktormodul 2 eignet sich besonders für solch ein Brennstoffemspπtzventil 1. Das erfmdungsgemaße

Brennstoffemspπtzventil 1 und das erfmdungsgemaße Aktormodul 2 eignen sich ;jedoch auch für andere Anwendungs falle.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Ventilgehause 3 und einen mit dem Ventilgehause 3 verbundenen Brennstoffeinlassstutzen 4 auf. An den Brennstoffeinlassstutzen 4 ist eine Brennstoffleitung anschließbar, um Brennstoff m einen im Inneren des Ventilgehauses 3 vorgesehenen Aktorraum 5 einzuleiten. Der Aktorraum 5 ist durch eine Drosselplatte 6 von einem ebenfalls im Inneren des Ventilgehauses 3 vorgesehenen Brennstoffräum 7 getrennt. In der Drosselplatte 6 sind Durchlassoffnungen 8, 9 vorgesehen, um den über den Brennstoffeinlassstutzen 4 m den Aktorraum 5 geführten Brennstoff in den Brennstoffräum 7 zu leiten.

An einem mit dem Ventilgehause 3 verbundenen Ventilsitzkorper 10 ist eine Ventilsitzflache 11 ausgebildet, die mit einem Ventilschließkorper 12 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Dabei ist der Ventilschließkorper 12 emstuckig mit einer Ventilnadel 13 ausgebildet. Die Ventilnadel 13 steht direkt oder indirekt mit einem Kolben 15 in Wirkverbindung, der in einer Hülse 16 gefuhrt ist. Dabei liegt die Hülse 16 an der Drosselplatte 6 an, so dass zwischen dem Kolben 15 und der Drosselplatte 6 ein Kolbenraum 17 gebildet ist.

Das Aktormodul 2 weist einen piezoelektrischen Aktorkorper 20 und ein aus mehreren Teilen 36, 37 bestehendes Übergangsstück 21 auf. Dabei ist an dem Übergangsstück 21 ein in einer Hülse 22 geführter Kolben 23 ausgebildet, der m Bezug auf die Drosselplatte 6 und die Hülse 22 einen weiteren Kolbenraum 24 begrenzt. Der Kolbenraum 24 ist über eine m der Drosselplatte 6 ausgebildete Drossel 25 mit dem Kolbenraum 17 verbunden.

Der Aktorkorper 20 ist mit elektrischen Leitungen 26, 27 verbunden, die durch einen Aktorfuß 28 an den Aktorkorper 20 gefuhrt sind, wobei ein Steuergerat oder dergleichen über die elektrischen Leitungen 26, 27 den Aktorkorper 20 ansteuern kann. Bei einer Betätigung des Aktorkorpers 20 kann je nach Auslegung des Brennstoffemspπtzventils 1 eine Druckerhohung oder -absenkung in Bezug auf einen in dem Kolbenraum 24 vorgesehenen Brennstoff erfolgen. Da der Kolbenraum 24 über die Drossel 25 mit dem Kolbenraum 17 kommuniziert, fuhrt dies zu einer entsprechenden Beeinflussung des Druckes des Brennstoffs im Kolbenraum 17, so dass im Ergebnis eine Betätigung der Ventilnadel 13 erfolgt. Dies ermöglicht die Abspritzung von Brennstoff über eine Dusenoffnung 29 im Bereich des Ventilschließkorpers 12.

Je nach Ausgestaltung des Brennstoffeinspπtzventils 1 kann ein Koppler mit hydraulischer Übersetzung vorgesehen sein, um ein- oder mehrstufige Übersetzungen zu realisieren. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für Brennstoffeinspritzventile 1, bei denen eine direkte Ansteuerung der Ventilnadel 13 über das Übergangsstück 21 erfolgt .

Der Aktorkorper 20 des piezoelektrischen Aktormoduls 2 weist eine Vielzahl von keramischen Schichten und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten angeordneten Elektrodenschichten auf. Dabei sind die Elektrodenschichten abwechselnd mit den elektrischen Leitungen 26, 27 verbunden, so dass ein Teil der Elektrodenschichten die positiven Elektroden bildet und ein anderer Teil die negativen Elektroden bildet. Über die elektrischen Leitungen 26, 27 kann der Aktorkorper 20 ge- oder entladen werden, um eine Verstellung des Kolbens 23 in Bezug auf die Hülse 22 zu erreichen .

In Bezug auf die Elektrodenschichten des Aktorkorpers 20 ist allerdings eine ausreichende Isolierung gegenüber dem in dem Aktorraum 5 vorgesehenen Medium erforderlich, um Kurzschlüsse zwischen den Elektrodenschichten zu verhindern. Ferner besteht die Gefahr, dass das in dem Aktorraum 5 vorgesehene Medium den

Aktorkorper 20 in Folge chemischer Einwirkung beschädigt. Der Aktorkorper 20 des Aktormoduls 2 ist daher gegenüber dem im Aktorraum 5 vorgesehenen Medium, insbesondere Brennstoff, abgedichtet. Die Abdichtung besteht in dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel aus einem Füllmittel 30 und einer als metallischer Wellbalg 31 ausgestalteten Aktorhulse. Der Wellbalg 31 ist dabei einerseits mit dem Aktorfuß 28 durch eine umlaufende Schweißnaht 32 und andererseits mit dem Übergangsstück 21 durch eine umlaufende Schweißnaht 33 verbunden. Um die Schweißnahte 32, 33 auszubilden, ist eine gewisse Wandstarke des Wellbalges 31 erforderlich. Durch die Ausgestaltung des Wellbalges 31 mit mehreren Wellen ist eine relativ hohe Elastizität in einer axialen Richtung, das heißt m Richtung einer Achse 34 des Aktormoduls 2, gewährleistet, um die Funktion des Aktorkorpers 20, das heißt die Dehnung und Kontraktion des Aktorkorpers 20 m axialer Richtung, zu ermöglichen. Allerdings ist der Wellbalg 31 durch die Wellen in radialer Richtung, das heißt den Richtungen senkrecht zur Achse 34, eher steif ausgestaltet und somit bei entsprechenden Belastungen in radialer Richtung bruchgefahrdet .

Ein Teil des Füllmittels 30 ist in einem Zwischenraum 35 zwischen dem Aktorkorper 20 und dem Wellbalg 31 vorgesehen. Dabei ist dieser Zwischenraum 35 vollständig mit dem Füllmittel 30 aufgefüllt, insbesondere sind keine Hohlräume vorhanden. Durch das Füllmittel 30 und den Wellbalg 31 ist somit eine zuverlässige Abdichtung gegenüber dem in dem Aktorraum 5 vorgesehenen Medium gewährleistet.

Im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 kommt es durch die häufigen Dehnungen und Kontraktionen des Aktorkorpers 20 zu einer gewissen Erwärmung des Füllmittels 30. Außerdem wird das Füllmittel 30 auf Grund des hohen Druckes des Brennstoffs im Aktorraum 5 komprimiert. Je nachdem welcher dieser Effekte überwiegt, kann sich das Füllmittel 30 ausdehnen oder komprimiert werden. Hierbei besteht allerdings die Gefahr, dass es zu unzulässigen Beanspruchungen des Wellbalges 31 in radialer Richtung kommt.

In diesem Ausfuhrungsbeispiel weist das Übergangsstück 21 zwei Teile 36, 37 auf. In dem Teil 36 sind durch Bohrungen Verbmdungskanale 38, 38' ausgebildet. In dem Übergangsstück 21 ist ein Ausgleichsraum 40 ausgebildet. Dabei ist ein Teil 41 durch eine stufenförmige Sackbohrung in dem Teil 36 des Übergangsstücks 21 gebildet und ein anderer Teil 42 des Ausgleichsraums 40 ist durch eine Sackbohrung in dem Teil 37 des Übergangsstückes 21 gebildet. Der Ausgleichsraum 40 setzt sich somit aus den Teilen 41, 42 zusammen. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Übergangsstückes 21 wird die Herstellung des Ausgleichsraumes 40 erleichtert. Ferner ist zwischen den Teilen 36, 37 des Übergangsstückes 21 eine elastische Membran 45 vorgesehen. Die elastische Membran 45 ist dabei an ihrem Umfang 46 umfänglich mit dem Übergangsstück 21 verschweißt. Die Schweißnaht 47 am Umfang 46 der elastischen Membran 45 verbindet dabei auch die beiden Teile 36, 37 des Übergangsstückes 21. Der Teil 41 des Ausgleichsraumes 40 ist somit durch das Teil 36 des Übergangsstückes 21 und die elastische Membran 45 begrenzt, wahrend der andere Teil 42 des

Ausgleichsraumes 40 durch das Teil 37 des Übergangsstückes 21 und die elastische Membran 45 begrenzt ist. Der Teil 41 des Ausgleichsraumes 40 steht über die Verbmdungskanale 38, 38' mit dem Zwischenraum 35 m Verbindung. Ferner steht der andere Teil 42 des Ausgleichsraumes 40 über durch Bohrungen 48, 48' gebildete Offnungen mit der Umgebung in Verbindung, wobei die Umgebung in diesem Ausfuhrungsbeispiel durch den mit Brennstoff gefüllten Aktorraum 5 gegeben ist.

Der mit dem Zwischenraum 35 verbundene Teil 41 des Ausgleichsraumes 40 ist wie der Zwischenraum 35 mit dem Füllmittel 30 gefüllt. Der andere Teil 42 des Ausgleichsraumes 40 ist mit unter hohem Druck stehenden Brennstoff gefüllt, da der andere Teil 42 des Ausgleichsraumes 40 über die Bohrungen 48, 48' mit der Umgebung verbunden ist. Der unter hohem Druck stehende Brennstoff im

Aktorraum 5 wirkt somit zum einen über den Wellbalg 31 auf das Füllmittel 30 ein. Zum anderen wirkt der unter hohem Druck stehende Brennstoff im Aktorraum 5 mittels des im anderen Teil 42 des Ausgleichsraums 40 vorgesehenen Brennstoffs über die elastische Membran 45 auf das Füllmittel 30 ein. Im Ergebnis ist sowohl der Wellbalg 31 als auch die elastische Membran 45 zumindest im Wesentlichen druckausgeglichen. Die elastische Membran 45 ist allerdings vorzugsweise so ausgelegt, dass gegebenenfalls auftretende Ausdehnungen oder Kompressionen des Füllmittels 30 durch elastische Verformungen der elastischen Membran 45 ausgeglichen werden. Die elastische Membran 45 weist dabei mehrere Hubausgleichswellen 50 auf, wobei in diesem Ausfuhrungsbeispiel nur die Ausgleichswelle 50 gekennzeichnet ist.

Die elastische Membran 45 ist als hochdruckdichte Membran 45 ausgestaltet und über die Schweißnaht 47 hochdruckdicht mit den beiden Teilen 36, 37 des als Aktorkopf ausgestalteten

Übergangsstückes 21 verschweißt. Die elastische Membran 45 bewegt sich m axialer Richtung, das heißt entlang der Achse 34 des Aktormoduls 2, entsprechend der Volumenanderung aus der Wärmedehnung des Füllmittels 30 und den Druckschwankungen des Systems. Das Füllmittel 30 ist vorzugsweise als viskoses Füllmittel 30 ausgestaltet und kann im Wesentlichen aus einem Elastomer oder Ol bestehen. Der Wellbalg 31 oder eine anders ausgestaltete Aktorhulse nimmt die Hubbewegungen aus der Aktormodulfunktion über die Balg- oder Wellstruktur beziehungsweise eine andere wegausgleichende Geometrie m axialer Richtung auf. Die elastische

Membran 45 gleicht im Wesentlichen die Wärmedehnung des Füllmittels

30 und gegebenenfalls anderer Bauteile aus und verhindert so eine übermäßige radiale Dehnung und somit mögliche Uberbeanspruchung des Wellbalges 31 oder einer anders ausgestalteten Aktorhulse. Dabei werden Druckschwankungen innerhalb des Brennstoffemspπtzventils durch die elastische Membran 45 kompensiert, so dass der Wellbalg

31 oder eine anders ausgestaltete Aktorhulse jederzeit druckausgeglichen ist und sich nicht unzulässig verformt.

Das Füllmittel 30 dient auch zur Abfuhr der Warme von dem

Aktorkorper 20 über den Wellbalg 31 zur Umgebung, m diesem Falle zum Brennstoff, zur elektrischen Isolation und als Stutzelement gegenüber dem Wellbalg 31 unter dem herrschenden Systemdruck von beispielsweise bis zu 250 MPa (2.500 bar) . Das System der m das Übergangsstück 21 integrierten Membran 45 gewährleistet den erforderlichen Hub- und Temperaturausgleich am Aktormodul 2 m einem Bereich von beispielsweise etwa -40° C bis etwa 160° C. Dabei ist die Permeation von Feuchtigkeit reduziert oder ganz verhindert.

Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines Aktormoduls 2 eines Brennstoffeinspπtzventils 1 entsprechend einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. In diesem

Ausfuhrungsbeispiel weist die elastische Membran 45 mehrere Hubausgleichswellen 50, 51, 52 auf. Die Hubausgleichswellen 50, 51, 52 sind jeweils mit einer elliptischen Durchmesseranordnung oder einer kreisförmigen Durchmesseranordnung ausgestaltet, wobei die Durchmesseranordnung konzentrisch ist. Dadurch ergibt sich in axialer Richtung eine relativ hohe Elastizität und ein damit verbundener relativ großer Bereich, m dem Volumenanderungen des Teils 41 des Ausgleichsraumes 40 möglich sind, um Füllmittel 30 in den Teil 41 des Ausgleichsraumes 40 einzuleiten oder aus diesem abzugeben. Ferner weist die elastische Membran 45 m einem mittleren Bereich eine Stutzflache 60 auf, die insbesondere als Federstutzflache 60 dienen kann, wie es anhand der Fig. 5 im weiteren Detail beschrieben ist.

Fig. 3 zeigt den m Fig. 2 dargestellten Ausschnitt eines

Aktormoduls eines Brennstoffemspπtzventils 1 entsprechend einem dritten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausfuhrungsbeispiel weist die elastische Membran 45 mehrere Hubausgleichswellen 50, 51, 52 mit variabler Wellengeometrie auf. Im Unterschied zu dem in der Fig. 2 dargestellten zweiten

Ausfuhrungsbeispiel, m dem die Hubausgleichswellen 50, 51, 52 abgesehen von ihrem Durchmesser die gleiche Wellengeometrie aufweisen, variiert bei dem m der Fig. 3 dargestellten dritten Ausfuhrungsbeispiel neben der Amplitude auch die in radialer Richtung, das heißt senkrecht zur Achse 34, betrachtete Breite. Eine solche Ausgestaltung mit variabler Wellengeometrie hat den Vorteil, dass die Hubausnutzung weiter optimiert werden kann.

Fig. 4 zeigt den in Fig. 3 dargestellten Ausschnitt eines Aktormoduls 2 eines Brennstoffeinspritzventils 1 entsprechend dem dritten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. In dieser Darstellung ist die kreisförmige, konzentrische Durchmesseranordnung der Hubausgleichswellen 50, 51, 52 bezüglich der Achse 34 (Fig. 3) gezeigt .

Fig. 5 zeigt den in Fig. 1 mit V bezeichneten Ausschnitt eines Aktormoduls 2 eines Brennstoffeinspπtzventils 1 entsprechend einem vierten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. Der Teil 41 des Ausgleichsraums 40 ist über die als Zu- und Abstrombohrungen dienenden Verbindungskanale 38, 38' mit dem Zwischenraum 35 verbunden, wobei ein blasenfreier Austausch des Füllmittels 30 zwischen dem Zwischenraum 35 und dem Teil 41 des Ausgleichsraums 40 gewährleistet ist. Zur Abstimmung der elastischen Membran 45 sind in diesem Ausfuhrungsbeispiel Federelemente 61, 62 vorgesehen, die sich an beiden Seiten der als Federstutzflache ausgestalteten Stutzflache 60 der elastischen Membran 45 abstutzen. Die jeweils auf die elastische Membran 45 ausgeübte Vorspannkraft des

Federelements 61 oder des Federelements 62 kann über eine oder mehrere Einstellscheiben 63, 64 eingestellt werden.

Die Werkstoffpaarung der Bauteile des Aktormoduls 2, insbesondere des Wellbalges 31, der Membran 45 und der Übergangsstücke 21, 28 ist im Hinblick auf Festigkeit und Wärmeausdehnungskoeffizienten so gewählt, dass sich zusätzliche Temperaturbelastungen aus den Bauteilen möglichst kompensieren und nicht aufaddieren.

Es ist anzumerken, dass bei den beschriebenen Ausfuhrungsbeispielen das Füllmittel 30 in Bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden kann. Dabei kann das Füllmittel 30 aus einem Elastomer gebildet sein und/oder elastische Bestandteile aufweisen. Speziell kann das Füllmittel 30 aus einem Ol gebildet sein. Speziell die Ausgestaltung der Verbindungskanale 38, 38' ist an die Viskosität des Füllmittels 30 angepasst.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele beschrankt .

Claims

Ansprüche

1. Piezoelektrisches Aktormodul (2) , insbesondere Aktormodul für Brennstoffeinspπtzventile, mit einem Aktorkorper (20) und zumindest einem an dem Aktorkorper (20) angefugten Übergangsstück (21) , dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktorhulse (31) vorgesehen ist, die mit dem Übergangsstück (21) verbunden ist und die den

Aktorkorper (20) umgibt, dass ein Zwischenraum (35) zwischen dem Aktorkorper (20) und der Aktorhulse (31) vorgesehen ist, dass das Übergangsstück (21) einen Ausgleichsraum (40) aufweist, der durch eine elastische Membran (45) geteilt ist, dass ein Teil (41) des Ausgleichsraums (40) mit dem Zwischenraum (35) und ein anderer Teil (42) des Ausgleichsraums (40) mit einer Umgebung verbunden ist und dass der Zwischenraum (35) und der mit dem Zwischenraum (35) verbundene Teil (42) des Ausgleichsraums (40) zumindest im Wesentlichen mit einem Füllmittel (30) gefüllt sind.

2. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (45) als hochdruckdichte Membran ausgestaltet ist.

3. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (45) zumindest eine Hubausgleichswelle (50, 51, 52) aufweist.

4. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubausgleichswelle (50, 51, 52) mit einer zumindest im Wesentlichen elliptischen Durchmesseranordnung ausgestaltet ist.

5. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubausgleichswelle (50, 51, 52) mit einer zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Durchmesseranordnung ausgestaltet ist.

6. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesseranordnung eine zumindest im Wesentlichen konzentrische Durchmesseranordnung ist.

7. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (45) zumindest zwei Hubausgleichswellen (50, 51, 52) mit unterschiedlichen Wellengeometrien aufweist.

8. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubausgleichswellen (50, 51, 52) unterschiedliche Amplituden aufweisen.

9. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (45) mehrere Hubausgleichswellen (50, 51, 52) mit variabler Wellengeometrie aufweist .

10. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (45) zumindest eine Federstutzflache (60) aufweist und dass in zumindest einem Teil (41, 42) des Ausgleichsraums (40) ein Federelement (61, 62) angeordnet ist, das sich an der Federstutzflache (60) der elastischen Membran (45) abstutzt.

11. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Membran (45) als dünne Stahlmembran ausgestaltet ist, die an ihrem Umfang (46) mit dem Übergangsstück (21) verschweißt ist.

12. Brennstoffeinspπtzventil (1) , insbesondere Injektor für Brennstoffemspπtzventile für luftverdichtende, selbstzundende Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen Aktormodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem zumindest mittelbar mit dem Aktormodul (2) betatigbaren Ventilschließkorper (12), der mit einer Ventilsitzflache (11) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt.