WO2012080200A1 - Piezoelektrisches aktormodul und brennstoffeinspritzventil - Google Patents
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- F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for
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- F02M2700/07—Nozzles and injectors with controllable fuel supply
- F02M2700/077—Injectors having cooling or heating means
Definitions
- the invention relates to a piezoelectric actuator module and a fuel injection valve with a piezoelectric actuator module. Specifically, the invention relates to the field of
- Fuel injection valves for fuel injection systems for internal combustion engines in particular air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
- an injector for injection systems of internal combustion engines, in particular of direct-injection diesel engines is known.
- the known injector works as follows. During the pauses between individual injections, a piezo actuator of the injector is de-energized. Now, if the piezoelectric actuator is electrically driven, it expands and moves a booster piston against the force of two compression springs down to a nozzle needle. Here, the volume of a control room is reduced and the pressure in the control room increases. As a result, an opening force is exerted on the nozzle needle. As soon as the opening force exceeds the closing pressure forces and the force of the pressure spring, the nozzle opens by the nozzle needle releasing the outlet holes. In this case, it is possible to reverse the direction of the actuator stroke via the intensifier piston.
- Translator piston arranged a helical compression spring which exerts a force directed in the closing direction on the nozzle needle.
- this compression spring By this compression spring, the nozzle needle is kept closed during the pauses between the injection events.
- the force of this spring is sufficiently large, a sufficient dimensioning is required.
- the booster piston can accommodate such a compression spring in its interior, a correspondingly large configuration of the booster piston with the corresponding space requirements is required.
- a directly controlled nozzle needle is realized.
- a hydraulic lifting amplifier is used between an actuator module and the nozzle needle.
- the piezoelectric actuator is switched off when the nozzle needle is open, while the piezoelectric actuator is set to close the nozzle needle under tension and thus lengthened.
- the surface of the piezoelectric actuator is highly stressed by the piezoelectric strain and voltage flashovers on the piezoelectric actuator can destroy the piezoelectric actuator before the desired service life, for example for use in a motor vehicle. It also reduces reliability.
- the piezoelectric actuator module with the features of claim 1 and the
- Fuel injection valve according to the invention with the features of claim 10 have the advantage that in a compact design, a stroke reversal can be realized.
- a fuel injection valve can be realized in which a direct control of an inwardly opening nozzle needle is made possible, wherein the piezoelectric actuator module is set to operate the nozzle needle under tension.
- the base part is connected via a flexible connection with the housing part and that the lifting element is connected via the housing part with the cover part.
- the base part is also connected via a flexible metal membrane with the housing part.
- the movement of the Lifting element can thus be used without further Hubumledgeung to actuate an inwardly opening nozzle needle of a fuel injection valve. This makes it possible that, in a compact design, the direction of movement of the lifting element coincides with the opening direction of the nozzle needle. This allows a simple
- a bottom plate connected to the base part is provided, that the metal diaphragm is pressed into the bottom plate and that the actuator body is supported on the bottom plate on the base part.
- the base part may in this case be arranged stationarily in a valve housing of a fuel injection valve.
- a stiff support of the actuator body is made possible on the valve housing, so that undesirable losses are avoided.
- the base part can be advantageously designed as a base plate, which is supported in a suitable manner on a valve housing or the like.
- the actuator body is arranged in a closed interior, that the interior is at least largely filled with a flowable filler and that at least one recess is provided on the cover part, which serves in the assembled state for collecting gas bubbles.
- the filler may be formed as an inert oil, for example silicone oil. This will be an improved
- the flowable filler improves protection against aggressive media, such as diesel, and conductive liquids, such as water. When filling the interior with the filler gas bubbles may remain in the filler.
- the gas bubbles can then collect in the depression, so that the actuator body is completely surrounded by the flowable filler and optionally wetted.
- the recess in the cover can be configured in particular by an annular groove.
- cover part is rigidly connected to the housing part and that the housing part is designed to be rigid at least along a longitudinal axis along which the actuator body generates the stroke of the cover part with respect to the base part.
- the cover part can be configured in particular as a cover plate.
- Derivation of the heat generated during operation of the actuator body to the environment is improved by a heat conductive filler.
- a plurality of lifting elements are provided, which are preferably connected via the housing part with the cover part, that the lifting elements extend through a plurality of through holes of the base part and that the lifting elements to the
- Longitudinal axis are arranged distributed.
- four lifting elements can be provided, which are each arranged at 90 ° about the longitudinal axis.
- the lifting elements are preferably oriented parallel to the longitudinal axis in order to allow an advantageous power transmission. As a result, damping during stroke transmission can be avoided.
- the lifting elements can be connected in an advantageous manner with a punch body.
- the punch body can serve for a hydraulic Hubüber GmbHs adopted.
- the piezoelectric actuator module for example, for mounting in one
- the outer contour of the base plate protrudes beyond an outer contour of the housing part.
- an outer diameter of the base plate may be set larger than an outer diameter of the housing part.
- the housing part may in this case be designed as a hollow cylinder.
- the piezoelectric actuator module can thus be manufactured and sold independently of a fuel injection valve or the like. This is particularly suitable
- piezoelectric actuator module which already has the plunger body of a hydraulic
- Translation device may include, for mounting in a fuel injection valve.
- FIG. 1 shows a fuel injection valve with a piezoelectric actuator module in a partial, schematic sectional view, according to an embodiment of the invention
- FIG. 2 shows a schematic section through the fuel injection valve shown in FIG. 1 along the section line designated II.
- Fig. 1 shows a fuel injection valve 1 in a partial, schematic
- Fuel injection valve 1 has a piezoelectric actuator module 2.
- Fuel injection valve 1 can in particular for fuel injection systems of
- the Brennscherinspritzventii 1 is particularly suitable for a fuel injection system with a common rail that stores diesel fuel under high pressure and leads to several fuel injectors 1.
- Piezoelectric actuator module 2 is particularly suitable for such fuel injectors 1.
- the Brennscherinspritzventii invention 1 and the invention are particularly suitable for such fuel injectors 1.
- piezoelectric actuator module 2 are also suitable for other applications.
- the piezoelectric actuator module 2 can be manufactured and distributed independently of the Brennscherinspritzventii 1.
- the Brennscherinspritzventii 1 has a valve housing 3, in which by a
- Stepped bore 4 an interior 5 is configured.
- fuel can be guided to a nozzle body 6, which is connected for example by means of a nozzle lock nut 7 with the valve housing 3.
- the piezoelectric actuator module 2 is arranged in the inner space 5 of the valve housing 3.
- a throttle plate 8 is provided, in the through holes 9, 10 and a throttle bore 1 1 are configured.
- the through-bores 9, 10 serve in this case for passing the fuel from the interior 5 into a fuel chamber 12 within the nozzle body 6.
- a nozzle needle 13 is arranged in the fuel chamber 12 of the nozzle body 6, a nozzle needle 13 is arranged.
- the nozzle needle 13 cooperates with a valve seat surface 14 configured on the nozzle body 6 to form a sealing seat.
- a sleeve 15 is provided, which is supported on one side 16 of the throttle plate 8.
- a control chamber 18 is limited.
- the pressure in the control chamber 18 is lower than the pressure in the fuel chamber 12 within the nozzle body 6, then fuel flows to the B thoroughlykanten the sleeve 15 or leakage between the sleeve 15 and the nozzle needle 13 or through a separate inlet throttle into the control chamber 18th
- the pressure in the control chamber 18 is at least approximately equal to the pressure of the fuel in the
- the piezoelectric actuator module 2 has a housing part 20, which is designed in this embodiment as a hollow cylindrical housing part 20.
- Housing part 20 is connected at a nozzle-distal end with a cover part 21.
- the cover part 21 is designed as a disk-shaped cover part 21.
- Installation position of the fuel injection valve 1 is the cover part 21 of the
- the cover part 21 is configured in this embodiment as a cover plate 21.
- the piezoelectric actuator module 2 has a base part 22.
- the base part 22 is designed in this embodiment as a base plate 22.
- the housing part 20 has an outer contour or outer side 23.
- the base plate 22 has an outer contour or outer side 24.
- the outer contour 23 of the housing part 20 and the outer contour 24 of the base plate 22 are each designed cylinder jacket-shaped.
- an outer diameter of the outer side 23 of the housing part 20 is smaller than an outer diameter of the outer side 24 of the base plate 22.
- the base plate 22 projects with its outer contour 24 on the outer contour 23 of the housing part 20.
- the base plate 22 is supported on a shoulder 25 of the stepped bore 4 of the valve housing 3.
- a biasing spring 26 is arranged, which acts on the cover plate 21 and the housing part 20 in the direction of the shoulder 25 with a bias voltage.
- the piezoelectric actuator module 2 has a longitudinal axis 27 which at least approximately coincides with an axis of the stepped bore 4. Along the longitudinal axis 27, two actuator bodies 28, 29 are arranged one behind the other in this embodiment. In this case, an electrical supply line 30 can be guided through the cover plate 21 into an inner space 31 of the piezoelectric actuator module 2 in order to enable an electrical connection to a control device or the like.
- the actuator bodies 28, 29 are arranged in the inner space 31, wherein a remaining space is at least largely filled with a flowable filler 32.
- the flowable filler 32 is configured in this embodiment as inert oil 32. Specifically, the inert oil 32 may consist of a silicone oil.
- the inert oil 32 which has a high thermal conductivity, the heat generated during operation can be derived from the actuator bodies 28, 29 to the hollow cylindrical part 20 and thus to the environment. Specifically, a cooling of the actuator body 28, 29 by the flowing between the stepped bore 4 and the outside 23 of the housing part 20 fuel is possible.
- the actuator body 28, 29 are based on the one hand on the
- a bottom plate 33 is provided, which rests against the base plate 22.
- a flexible metal membrane 34 is pressed. Over the metal diaphragm 34 thus a flexible connection between the base plate 22 and the housing part 20 is configured. In this way, along the longitudinal axis 27, a relative movement of the base plate 22 with respect to the cover part 21 is possible.
- the metal diaphragm 34 in this case a flexible connection of the base plate 22 with the housing part 20 for forming a seal of an inner space 31, in which the actuator body 28, 29 are arranged, is formed.
- the interior 31 is reliable to the environment,
- the piezoelectric actuator module 2 has lifting elements 35, 36, 37, 38, which are designed in this embodiment as lifting arms 35 to 38.
- the lifting arms 35 to 38 are each aligned parallel to the longitudinal axis 27 of the actuator module 2.
- the lifting arms 35 to 38 are connected directly to the housing part 20 and thus by means of the housing part 20 with the cover plate 21 in this embodiment. As a result, a rigid connection between the cover plate 21 and the lifting arms 35 to 38 is formed.
- the lifting arms 35 to 38 are connected to a punch body 40.
- the punch body 40 has in this embodiment a reciprocating piston 41 which is guided in sections in a sleeve 42.
- An end face 43 of the lifting piston 41 of the plunger body 40 faces one side 44 of the throttle plate 8.
- the side 44 of the throttle plate 8 is in this case facing away from the side 16 of the throttle plate 8. Between the end face 43 of the reciprocating piston 41, the side 44 of the throttle plate 8 and the sleeve 42, a cylindrical space 45 is limited, which is filled with fuel during operation. Here, the space 45 communicates with the control chamber 18 via the throttle bore 1 1 in connection.
- a piston spring 46 located on the
- Plunger body 40 is supported and the reciprocating piston 41 encloses sections, subjected to the sleeve 42 against the side 44 of the throttle plate. 8
- the lifting arms 35 to 38 are guided by the base plate 22, as described in detail with reference to FIG. 2.
- the actuator bodies 28, 29 are completely or at least substantially discharged.
- the load on the actuator body 28, 29 is reduced.
- the actuator body 28, 29 are charged via the electrical supply line 30. This results in an elongation of the actuator body 28, 29 along the longitudinal axis 27.
- the base plate 22 is arranged stationary with respect to the valve housing 3.
- the actuator body 28, 29 rely on the bottom plate 33 on the stationary base plate 22 and actuate the Q
- the direction 48 is in this case equal to the opening direction 48 of the nozzle needle 13 which opens inwardly.
- Stem body 40 achieved, which is equal to the stroke 47 and also takes place in the direction 48.
- the space 45 between the reciprocating piston 41 and the side 44 of the throttle plate 8 increases by the stroke 47.
- the pressure of the fuel in the space 45 collapses.
- the forces acting on the nozzle needle 13 hydraulic forces and spring forces are adjusted so that an opening of the nozzle needle 13 takes place in the opening direction 48 by the pressure drop in the control chamber 18.
- fuel flows from the fuel chamber 12 via the open sealing seat between the nozzle needle 13 and the valve seat surface 14 to one or more nozzle openings 49.
- fuel in particular diesel, are injected into the combustion chamber of an internal combustion engine or the like.
- the actuating direction 48 of the plunger body 40 is equal to the opening direction 48 of the nozzle needle 13. Thus, no reversal of direction is required. This simplifies the configuration of the fuel injection valve 1.
- Hubers GmbHs learned 50 allows by a suitable choice of the size of the end face 17 of the nozzle needle 13 and the size of the end face 43 of the reciprocating piston 41 and the throttling effect of the throttle bore 1 1 and optionally further parameters a vote and appropriate Hubüber acid between the piezoelectric actuator module 2 and the nozzle needle thirteenth
- a piezoelectric actuator module 2 can be realized, which acts as a kind of pulling piezoelectric actuator module 2.
- the stroke 47 of the actuator body 28, 29 is in this case 1: 1 implemented in a stroke 47 of the lifting arms 35 to 38 and stroke 47 of the punch body 40. Due to the rigid connection between the ceiling plate 21 and the
- FIG. 2 shows a schematic section through that shown in FIG
- the base plate 22 is g in this case inserted into the stepped bore 4 of the valve housing 3.
- the base plate 22 has through holes 51, 52, 53, 54.
- Base plate 22 are configured in this embodiment as through holes 51 to 54.
- the passage openings 51 to 54 may also be formed by lateral notches, which preferably extend from the outer contour 24 in the direction of the longitudinal axis 27 into the base plate 22.
- Other embodiments of the through holes 51 to 54 are possible.
- the lifting arms 35 to 38 extend through the through holes 51 to 54 of the base plate 22.
- the lifting arms 35 to 38 have a sufficient cross-sectional area to allow the mechanical stability for transmitting the hub 47 of the housing part 20 on the punch body 40.
- four lift arms 35 to 38 are provided.
- it is also a different number of lift arms 35 to 38 possible, with one or more lift arms can also extend together through a through hole.
- the configuration of the passage openings 51 to 54 as through holes 51 to 54 in the base plate 22 has the advantage that an annular support of the base plate 22 on the likewise annular shoulder 25 of the valve housing 3 is possible.
- the flow of fuel to the nozzle body 6 is also through the passage openings 51 to 54.
- the cover plate 21 has a recess 55.
- the recess 55 is configured in this embodiment as an annular groove 55.
- Recess 55 serves to accommodate such gas bubbles 56. This ensures that the actuator body 28 is completely surrounded by inert oil 32 even in the area of the cover plate 21. In particular, complete wetting of the actuator body 28 with inert oil 32 on its outer side 57 is ensured.
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Abstract
Ein piezoelektrisches Aktormodul (2), das insbesondere für Brennstoffeinspritzventile von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst ein Gehäuseteil (20), zumindest einen in dem Gehäuseteil (20) angeordneten Aktorkörper (28, 29), eine Basisplatte (2), die über eine Metallmembran (24) flexibel mit dem Gehäuseteil (20) verbunden ist, eine Deckelplatte (21), die mit dem Gehäuseteil (20) verbunden ist und Hubarme (35–38). Hierbei ist der Aktorkörper (28, 29) zwischen der Basisplatte (22) und der Deckelplatte (21) angeordnet. Der Aktorkörper (28, 29) dient zur Erzeugung eines Hubes (47) der Deckelplatte (21) in Bezug auf die Basisplatte (22). Hierbei weist die Basisplatte (22) mehrere Durchgangsöffnungen (51–54) auf, durch die sich die Hubarme (35–38) erstrecken. Die Hubarme (35–38) sind über das Gehäuseteil (20) mit der Deckelplatte (21) verbunden. Somit wird durch den Hub (47) des Deckelteils (21) ein entsprechender Hub (47) der Hubarme (35 bis 38) erzeugt. Hierdurch ist eine vorteilhafte Betätigung einer Düsennadel (13) oder dergleichen möglich. Ferner ist ein Brennstoffeinspritzventil (1) mit solch einem piezoelektrischen Aktormodul (2) angegeben.
Description
Beschreibung
Titel
Piezoelektrisches Aktormodul und Brennstoffeinspritzventil Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Aktormodul und ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktormodul. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der
Brennstoffeinspritzventile für Brennstoffeinspritzanlagen für Brennkraftmaschinen, insbesondere luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 103 26 259 A1 ist ein Injektor für Einspritzsysteme von Brennkraftmaschinen, insbesondere von direkteinspritzenden Dieselmotoren, bekannt. Der bekannte Injektor arbeitet wie folgt. Während der Pausen zwischen einzelnen Einspritzvorgängen ist ein Piezoaktor des Injektors unbestromt. Wird nun der Piezoaktor elektrisch angesteuert, so dehnt er sich aus und bewegt einen Übersetzerkolben gegen die Kraft von zwei Druckfedern nach unten zu einer Düsennadel. Hierbei wird das Volumen eines Steuerraums verkleinert und der Druck im Steuerraum steigt an. Dadurch wird auf die Düsennadel eine öffnende Kraft ausgeübt. Sobald die öffnende Kraft die schließenden Druckkräfte und die Kraft der Druckfeder übersteigt, öffnet die Düse, indem die Düsennadel die Austrittsbohrungen freigibt. Hierbei wird über den Übersetzerkolben eine Richtungsumkehr des Aktorhubs ermöglicht.
Der aus der DE 103 26 259 A1 bekannte Injektor hat den Nachteil, dass der Aufbau des Übersetzerkolbens aufwändig ist. Beispielsweise ist in einem Innenraum des
Übersetzerkolbens eine Schraubendruckfeder angeordnet, die auf die Düsennadel eine in Schließrichtung gerichtete Kraft ausübt. Durch diese Druckfeder wird die Düsennadel während der Pausen zwischen den Einspritzvorgängen geschlossen gehalten. Damit die Kraft dieser Druckfeder ausreichend groß ist, ist auch eine ausreichende Dimensionierung erforderlich. Damit der Übersetzerkolben in seinem Innenraum eine solche Druckfeder aufnehmen kann, ist eine entsprechend große Ausgestaltung des Übersetzerkolbens mit den entsprechenden Bauraumanforderungen erforderlich.
Denkbar ist es auch, dass eine direkt angesteuerte Düsennadel realisiert wird. Hierbei ist es denkbar, dass ein hydraulischer Hubverstärker zwischen einem Aktormodul und der Düsennadel zum Einsatz kommen. Damit auf eine Hubumkehr verzichtet werden kann, ist es denkbar, dass der Piezoaktor bei geöffneter Düsennadel spannungslos geschaltet ist, während der Piezoaktor zum Schließen der Düsennadel unter Spannung gesetzt und somit gelängt wird. Bei solch einer Ausgestaltung besteht allerdings der Nachteil, dass ein inverser Spannungsbetrieb besteht, bei dem sich der Piezoaktor bis auf den vergleichsweise kurzen Einspritzzeitraum dauerhaft unter Spannung befindet. Dies wirkt sich ungünstig auf die Lebensdauer des Piezoaktors aus. Speziell wird die Oberfläche des Piezoaktors durch die Piezodehnung hoch belastet und Spannungsüberschläge am Piezoaktor können bereits vor der gewünschten Lebensdauer, beispielsweise für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, den Piezoaktor zerstören. Außerdem verringert sich dadurch die Zuverlässigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Das piezoelektrische Aktormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das
erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 10 haben den Vorteil, dass bei einer kompakten Ausgestaltung eine Hubumkehr realisierbar ist.
Speziell besteht der Vorteil, dass ein Brennstoffeinspritzventil realisiert werden kann, bei dem eine direkte Ansteuerung einer nach innen öffnenden Düsennadel ermöglicht ist, wobei das piezoelektrische Aktormodul zur Betätigung der Düsennadel unter Spannung gesetzt wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen piezoelektrischen Aktormoduls und des im Anspruch 10 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhaft ist es, dass das Basisteil über eine flexible Verbindung mit dem Gehäuseteil verbunden ist und dass das Hubelement über das Gehäuseteil mit dem Deckelteil verbunden ist. In vorteilhafter Weise ist ferner das Basisteil über eine flexible Metallmembran mit dem Gehäuseteil verbunden. Hierdurch kann der Hub des Aktorkörpers, der das Deckelteil relativ zu dem Basisteil entlang einer Längsachse des Aktormoduls verstellt, über das Gehäuseteil auf das Hubelement übertragen werden. Hierdurch kommt es zu einer Verstellung des Hubelements relativ zu dem Basisteil. Bei einem positiven Hub des Aktorkörpers entlang der Längsachse kann sich hierbei der aus dem Basisteil nach außen ragende Abschnitt des Hubelements verkürzen, da das Gehäuseteil das Hubelement in Richtung des Deckelteils betätigt. Somit kommt es zu einer mechanischen Hubumkehrung. Die Bewegung des
Hubelements kann somit ohne eine weitere Hubumkehrung genutzt werden, um eine nach innen öffnende Düsennadel eines Brennstoffeinspritzventils zu betätigen. Hierdurch wird ermöglicht, dass bei einem kompakten Aufbau die Bewegungsrichtung des Hubelements mit der Öffnungsrichtung der Düsennadel übereinstimmt. Dies ermöglicht eine einfache
Ausgestaltung einer hydraulischen Hubübersetzung, die einen geringen Bauraum benötigt.
Vorteilhaft ist es auch, dass eine mit dem Basisteil verbundene Bodenplatte vorgesehen ist, dass die Metallmembran in die Bodenplatte eingepresst ist und dass der Aktorkörper über die Bodenplatte an dem Basisteil abgestützt ist. Das Basisteil kann hierbei ortsfest in einem Ventilgehäuse eines Brennstoffeinspritzventils angeordnet sein. Somit wird eine steife Abstützung des Aktorkörpers an dem Ventilgehäuse ermöglicht, so dass unerwünschte Dämpfungen vermieden sind. Das Basisteil kann in vorteilhafter Weise als Basisplatte ausgestaltet sein, die sich auf geeignete Weise an einem Ventilgehäuse oder dergleichen abstützt.
Vorteilhaft ist es auch, dass der Aktorkörper in einem abgeschlossenen Innenraum angeordnet ist, dass der Innenraum zumindest weitgehend mit einem fließfähigen Füllmittel ausgefüllt ist und dass an dem Deckelteil zumindest eine Vertiefung vorgesehen ist, die im montierten Zustand zum Sammeln von Gasblasen dient. Speziell kann das Füllmittel als Inertöl, beispielsweise Silikonöl, ausgebildet sein. Hierdurch wird ein verbesserter
Wärmetransport von dem Aktorkörper zu dem Gehäuseteil und somit an die Umgebung ermöglicht. Das fließfähige Füllmittel verbessert den Schutz vor aggressiven Medien, wie beispielsweise Diesel, und vor leitenden Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser. Beim Auffüllen des Innenraums mit dem Füllmittel können Gasblasen in dem Füllmittel verbleiben. Bei einer beispielsweise senkrechten Montagestellung des Aktormoduls in einem
Brennstoffeinspritzventil oder dergleichen wandern diese Gasblasen zu dem Deckel. Die Gasblasen können sich dann in der Vertiefung sammeln, so dass der Aktorkörper vollständig von dem fließfähigen Füllmittel umgeben und gegebenenfalls benetzt ist. Die Vertiefung in dem Deckel kann insbesondere durch eine ringförmige Nut ausgestaltet sein.
Vorteilhaft ist es auch, dass das Deckelteil starr mit dem Gehäuseteil verbunden ist und dass das Gehäuseteil zumindest entlang einer Längsachse, entlang der der Aktorkörper den Hub des Deckelteils in Bezug auf das Basisteil erzeugt, starr ausgestaltet ist. Hierdurch wird eine Dämpfung des Hubs des Aktorkörpers vermieden. Das Deckelteil kann insbesondere als Deckelplatte ausgestaltet sein. Durch das Deckelteil, das Gehäuseteil und eine
Metallmembran kann der Innenraum, in dem der Aktorkörper angeordnet ist, gegenüber der Umgebung abgedichtet sein. Dadurch ist eine Kapselung des Aktorkörpers möglich. Die
Λ
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Ableitung der im Betrieb entstehenden Wärme von dem Aktorkörper an die Umgebung wird durch ein Wärme leitendes Füllmittel verbessert.
Vorteilhaft ist es, dass mehrere Hubelemente vorgesehen sind, die vorzugsweise über das Gehäuseteil mit dem Deckelteil verbunden sind, dass sich die Hubelemente durch mehrere Durchgangsöffnungen des Basisteils erstrecken und dass die Hubelemente um die
Längsachse verteilt angeordnet sind. Insbesondere können vier Hubelemente vorgesehen sein, die jeweils um 90° um die Längsachse angeordnet sind. Die Hubelemente sind dabei vorzugsweise parallel zu der Längsachse orientiert, um eine vorteilhafte Kraftübertragung zu ermöglichen. Hierdurch kann eine Dämpfung bei der Hubübertragung vermieden werden. Die Hubelemente können in vorteilhafter Weise mit einem Stempelkörper verbunden sein. Der Stempelkörper kann hierbei für eine hydraulische Hubübersetzungseinrichtung dienen. Somit ist das piezoelektrische Aktormodul beispielsweise für eine Montage in einem
Brennstoffeinspritzventil vorbereitet. Zur Montage des Aktormoduls in ein Ventilgehäuse des Brennstoffeinspritzventils ist es vorteilhaft, dass die Außenkontur der Basisplatte über eine Außenkontur des Gehäuseteils heraussteht. Speziell kann ein Außendurchmesser der Basisplatte größer vorgegeben sein als ein Außendurchmesser des Gehäuseteils. Das Gehäuseteil kann hierbei hohlzylinderförmig ausgestaltet sein.
Das piezoelektrische Aktormodul kann somit unabhängig von einem Brennstoffeinspritzventil oder dergleichen hergestellt und vertrieben werden. Besonders eignet sich das
piezoelektrische Aktormodul, das bereits den Stempelkörper einer hydraulischen
Übersetzungseinrichtung umfassen kann, zur Montage in einem Brennstoffeinspritzventil.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktormodul in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Brennstoffeinspritzventil entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil 1 in einer auszugsweisen, schematischen
Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das
Brennstoffeinspritzventii 1 weist ein piezoelektrisches Aktormodul 2 auf. Das
Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von
Brennkraftmaschinen dienen. Hierbei eignet sich das Brennstoffeinspritzventii 1 besonders für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert und zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das
piezoelektrische Aktormodul 2 eignet sich besonders für solche Brennstoffeinspritzventile 1. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventii 1 und das erfindungsgemäße
piezoelektrische Aktormodul 2 eignen sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. Das piezoelektrische Aktormodul 2 kann unabhängig von dem Brennstoffeinspritzventii 1 hergestellt und vertrieben werden.
Das Brennstoffeinspritzventii 1 weist ein Ventilgehäuse 3 auf, in dem durch eine
Stufenbohrung 4 ein Innenraum 5 ausgestaltet ist. Durch den Innenraum 5 kann Brennstoff zu einem Düsenkörper 6 geführt werden, der beispielsweise mittels einer Düsenspannmutter 7 mit dem Ventilgehäuse 3 verbunden ist. Das piezoelektrische Aktormodul 2 ist in dem Innenraum 5 des Ventilgehäuses 3 angeordnet. Zwischen dem Ventilgehäuse 3 und dem Düsenkörper 6 ist eine Drosselplatte 8 vorgesehen, in der Durchgangsbohrungen 9, 10 sowie eine Drosselbohrung 1 1 ausgestaltet sind. Die Durchgangsbohrungen 9, 10 dienen hierbei zum Durchleiten des Brennstoffs aus dem Innenraum 5 in einen Brennstoffraum 12 innerhalb des Düsenkörpers 6.
In dem Brennstoffraum 12 des Düsenkörpers 6 ist eine Düsennadel 13 angeordnet. Die Düsennadel 13 wirkt mit einer an dem Düsenkörper 6 ausgestalteten Ventilsitzfläche 14 zu einem Dichtsitz zusammen. An einem von der Ventilsitzfläche 14 abgewandten Ende der Düsennadel 13 ist eine Hülse 15 vorgesehen, die sich an einer Seite 16 der Drosselplatte 8 abstützt. Zwischen der Seite 16 der Drosselplatte 8, der Hülse 15 und einer der Seite 16 der Drosselplatte 8 zugewandten Stirnseite 17 der Düsennadel 13 ist ein Steuerraum 18 begrenzt. Wenn der Druck im Steuerraum 18 niedriger als der Druck im Brennstoff räum 12 innerhalb des Düsenkörpers 6 ist, dann fließt Brennstoff an den Beißkanten der Hülse 15 oder durch Leckage zwischen der Hülse 15 und der Düsennadel 13 oder durch eine separate Zulaufdrossel in den Steuerraum 18. Somit ist im Ausgangszustand der Druck im Steuerraum 18 zumindest näherungsweise gleich dem Druck des Brennstoffs im
Brennstoff räum 12.
Das piezoelektrische Aktormodul 2 weist ein Gehäuseteil 20 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel als hohlzylinderförmiges Gehäuseteil 20 ausgestaltet ist. Das
Gehäuseteil 20 ist an einem düsenfernen Ende mit einem Deckelteil 21 verbunden. Das Deckelteii 21 ist als scheibenförmiges Deckelteil 21 ausgestaltet. In einer möglichen
Einbaulage des Brennstoffeinspritzventils 1 befindet sich das Deckelteil 21 des
piezoelektrischen Aktormoduls 2 oben am piezoelektrischen Aktormodul 2. Das Deckelteil 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Deckelplatte 21 ausgestaltet.
Außerdem weist das piezoelektrische Aktormodul 2 ein Basisteil 22 auf. Das Basisteil 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Basisplatte 22 ausgestaltet. Das Gehäuseteil 20 weist eine Außenkontur beziehungsweise Außenseite 23 auf. Ferner weist die Basisplatte 22 eine Außenkontur beziehungsweise Außenseite 24 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Außenkontur 23 des Gehäuseteils 20 und die Außenkontur 24 der Basisplatte 22 jeweils zylindermantelförmig ausgestaltet. Hierbei ist ein Außendurchmesser der Außenseite 23 des Gehäuseteils 20 kleiner als ein Außendurchmesser der Außenseite 24 der Basisplatte 22. Hierdurch steht die Basisplatte 22 mit ihrer Außenkontur 24 über die Außenkontur 23 des Gehäuseteils 20 heraus. Die Basisplatte 22 ist an einem Absatz 25 der Stufenbohrung 4 des Ventilgehäuses 3 abgestützt. Ferner ist in dem Ventilgehäuse 3 eine Vorspannfeder 26 angeordnet, die die Deckelplatte 21 und das Gehäuseteil 20 in Richtung auf den Absatz 25 mit einer Vorspannung beaufschlagt.
Das piezoelektrische Aktormodul 2 weist eine Längsachse 27 auf, die mit einer Achse der Stufenbohrung 4 zumindest näherungsweise übereinstimmt. Entlang der Längsachse 27 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Aktorkörper 28, 29 hintereinander angeordnet. Durch die Deckelplatte 21 kann hierbei eine elektrische Zuleitung 30 in einen Innenraum 31 des piezoelektrischen Aktormoduls 2 geführt sein, um eine elektrische Verbindung mit einem Steuergerät oder dergleichen zu ermöglichen. Die Aktorkörper 28, 29 sind in dem Innenraum 31 angeordnet, wobei ein verbleibender Raum zumindest weitgehend mit einem fließfähigen Füllmittel 32 aufgefüllt ist. Das fließfähige Füllmittel 32 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Inertöl 32 ausgestaltet. Speziell kann das Inertöl 32 aus einem Silikonöl bestehen. Durch das Inertöl 32, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann die im Betrieb entstehende Wärme von den Aktorkörpern 28, 29 zu dem hohlzylinderförmigen Teil 20 und somit an die Umgebung abgeleitet werden. Speziell ist eine Kühlung der Aktorkörper 28, 29 durch den zwischen der Stufenbohrung 4 und der Außenseite 23 des Gehäuseteils 20 fließenden Brennstoff möglich.
In diesem Ausführungsbeispiel stützen sich die Aktorkörper 28, 29 einerseits an der
Deckelplatte 21 ab. Andererseits ist eine Bodenplatte 33 vorgesehen, die an der Basisplatte 22 anliegt. In die Bodenplatte 33 ist eine flexible Metallmembran 34 eingepresst. Über die Metallmembran 34 ist somit eine flexible Verbindung zwischen der Basisplatte 22 und dem Gehäuseteil 20 ausgestaltet. Hierdurch ist entlang der Längsachse 27 eine Relativbewegung der Basisplatte 22 bezüglich des Deckelteils 21 möglich. Durch die Metallmembran 34 ist hierbei eine flexible Verbindung der Basisplatte 22 mit dem Gehäuseteil 20 zum Ausbilden einer Abdichtung eines Innenraums 31 , in dem die Aktorkörper 28, 29 angeordnet sind, ausgebildet. Somit ist der Innenraum 31 zuverlässig gegenüber der Umgebung,
insbesondere dem Brennstoff, abgedichtet.
Das piezoelektrische Aktormodul 2 weist Hubelemente 35, 36, 37, 38 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel als Hubarme 35 bis 38 ausgestaltet sind. Die Hubarme 35 bis 38 sind hierbei jeweils parallel zu der Längsachse 27 des Aktormoduls 2 ausgerichtet. Die Hubarme 35 bis 38 sind in diesem Ausführungsbeispiel direkt mit dem Gehäuseteil 20 und somit mittels des Gehäuseteils 20 mit der Deckelplatte 21 verbunden. Hierdurch ist eine starre Verbindung zwischen der Deckelplatte 21 und den Hubarmen 35 bis 38 ausgebildet. Die Hubarme 35 bis 38 sind mit einem Stempelkörper 40 verbunden. Der Stempelkörper 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Hubkolben 41 auf, der in einer Hülse 42 abschnittsweise geführt ist. Eine Stirnseite 43 des Hubkolbens 41 des Stempelkörpers 40 ist einer Seite 44 der Drosselplatte 8 zugewandt. Die Seite 44 der Drosselplatte 8 ist hierbei von der Seite 16 der Drosselplatte 8 abgewandt. Zwischen der Stirnseite 43 des Hubkolbens 41 , der Seite 44 der Drosselplatte 8 und der Hülse 42 ist ein zylinderförmiger Raum 45 begrenzt, der im Betrieb mit Brennstoff gefüllt ist. Hierbei steht der Raum 45 mit dem Steuerraum 18 über die Drosselbohrung 1 1 in Verbindung. Eine Kolbenfeder 46, die sich an dem
Stempelkörper 40 abstützt und den Hubkolben 41 abschnittsweise umschließt, beaufschlagt die Hülse 42 gegen die Seite 44 der Drosselplatte 8.
Die Hubarme 35 bis 38 sind durch die Basisplatte 22 geführt, wie es anhand der Fig. 2 im Detail beschrieben ist.
Im Ausgangszustand sind die Aktorkörper 28, 29 ganz oder zumindest weitgehend entladen. Somit ist die Belastung der Aktorkörper 28, 29 reduziert. Zur Betätigung der Düsennadel 13 werden die Aktorkörper 28, 29 über die elektrische Zuleitung 30 geladen. Hierbei kommt es zu einer Dehnung der Aktorkörper 28, 29 entlang der Längsachse 27. Die Basisplatte 22 ist in Bezug auf das Ventilgehäuse 3 ortsfest angeordnet. Somit stützen sich die Aktorkörper 28, 29 über die Bodenplatte 33 an der ortsfesten Basisplatte 22 ab und betätigen die
Q
- o -
Deckelplatte 21 , so dass es zu einem Hub 47 der Deckeplatte 21 in einer Richtung 48 entlang der Längsachse 27 kommt. Die Richtung 48 ist hierbei gleich der Öffnungsrichtung 48 der innen öffnenden Düsennadel 13.
Durch den Hub 47 der Deckelplatte 21 erfolgt auch eine Verstellung des Gehäuseteils 20 und somit der Hubarme 35 bis 38 in der Richtung 48. Hierdurch wird ein Hub des
Stempelkörpers 40 erzielt, der gleich dem Hub 47 ist und ebenfalls in der Richtung 48 erfolgt. Somit vergrößert sich der Raum 45 zwischen dem Hubkolben 41 und der Seite 44 der Drosselplatte 8 um den Hub 47. Somit bricht der Druck des Brennstoffs im Raum 45 zusammen. Über die Drosselbohrung 1 1 in der Drosselplatte 8 wirkt sich dies in einem entsprechenden Druckabfall im Steuerraum 18 aus. Die auf die Düsennadel 13 wirkenden hydraulischen Kräfte und Federkräfte sind so abgestimmt, dass durch den Druckabfall im Steuerraum 18 ein Öffnen der Düsennadel 13 in der Öffnungsrichtung 48 erfolgt. Hierdurch strömt Brennstoff aus dem Brennstoffraum 12 über den geöffneten Dichtsitz zwischen der Düsennadel 13 und der Ventilsitzfläche 14 zu einer oder mehreren Düsenöffnungen 49. Dadurch kann Brennstoff, insbesondere Diesel, in den Brennraum einer Brennkraftmaschine oder dergleichen eingespritzt werden.
Bei der Betätigung der Düsennadel 13 ist die Betätigungsrichtung 48 des Stempelkörpers 40 gleich der Öffnungsrichtung 48 der Düsennadel 13. Somit ist keine Richtungsumkehr erforderlich. Dies vereinfacht die Ausgestaltung des Brennstoffeinspritzventils 1.
Insbesondere vereinfacht sich die Ausgestaltung der in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung 50. Die
Hubübersetzungseinrichtung 50 ermöglicht durch eine geeignete Wahl der Größe der Stirnseite 17 der Düsennadel 13 und der Größe der Stirnseite 43 des Hubkolbens 41 sowie der Drosselwirkung der Drosselbohrung 1 1 und gegebenenfalls weiterer Parameter eine Abstimmung und geeignete Hubübersetzung zwischen dem piezoelektrischen Aktormodul 2 und der Düsennadel 13.
Somit kann ein piezoelektrisches Aktormodul 2 realisiert werden, das gewissermaßen als ziehendes piezoelektrisches Aktormodul 2 wirkt. Der Hub 47 der Aktorkörper 28, 29 wird hierbei 1 : 1 in einen Hub 47 der Hubarme 35 bis 38 sowie Hub 47 des Stempelkörpers 40 umgesetzt. Durch die starre Verbindung zwischen der Deckeplatte 21 und dem
Stempelkörper 40 ist hierbei eine Dämpfung vermieden.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte
Brennstoffeinspritzventil 1 entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie. Die Basisplatte 22 ist
g hierbei in die Stufenbohrung 4 des Ventilgehäuses 3 eingefügt. Die Basisplatte 22 weist Durchgangsöffnungen 51 , 52, 53, 54 auf. Die Durchgangsöffnungen 51 bis 54 der
Basisplatte 22 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Durchgangsbohrungen 51 bis 54 ausgestaltet. Die Durchgangsöffnungen 51 bis 54 können allerdings auch durch seitliche Einkerbungen gebildet sein, die sich von der Außenkontur 24 aus vorzugsweise in Richtung auf die Längsachse 27 in die Basisplatte 22 erstrecken. Auch andere Ausgestaltungen der Durchgangsöffnungen 51 bis 54 sind möglich. Die Hubarme 35 bis 38 erstrecken sich durch die Durchgangsöffnungen 51 bis 54 der Basisplatte 22. Hierbei weisen die Hubarme 35 bis 38 eine ausreichende Querschnittsfläche auf, um die mechanische Stabilität zur Übertragung des Hubs 47 von dem Gehäuseteil 20 auf den Stempelkörper 40 zu ermöglichen. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Hubarme 35 bis 38 vorgesehen. Hierbei ist jedem Hubarm 35 bis 38 eine Durchgangsbohrung 51 bis 54 zugeordnet. Es ist allerdings auch eine andere Anzahl an Hubarmen 35 bis 38 möglich, wobei sich ein oder mehrere Hubarme auch gemeinsam durch eine Durchgangsöffnung erstrecken können.
Die Ausgestaltung der Durchgangsöffnungen 51 bis 54 als Durchgangsbohrungen 51 bis 54 in der Basisplatte 22 hat den Vorteil, dass eine kreisringförmige Abstützung der Basisplatte 22 an dem ebenfalls kreisringförmigen Absatz 25 des Ventilgehäuses 3 möglich ist.
Außerdem erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel der Brennstofffluss zu dem Düsenkörper 6 auch durch die Durchgangsöffnungen 51 bis 54.
Im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 zeigt die Richtung 48 vorzugsweise nach oben. Die Deckelplatte 21 weist eine Vertiefung 55 auf. Die Vertiefung 55 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Ringnut 55 ausgestaltet. Beim Einfüllen des Inertöls 32 in den Innenraum 31 verbleiben gegebenenfalls Gasblasen in dem Inertöl 32, die im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 1 in der Richtung 48 nach oben steigen. Die
Vertiefung 55 dient zum Aufnehmen solcher Gasblasen 56. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Aktorkörper 28 auch im Bereich der Deckelplatte 21 vollständig von Inertöl 32 umgeben ist. Insbesondere ist eine vollständige Benetzung des Aktorkörpers 28 mit Inertöl 32 an seiner Außenseite 57 sichergestellt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Claims
1 . Piezoelektrisches Aktormodul (2), insbesondere für Brennstoffeinspritzventile von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem Gehäuseteil (20), zumindest einem in dem Gehäuseteil (20) angeordneten Aktorkörper (28, 29), einem
Basisteil (22), einem Deckelteil (21 ), das zumindest mittelbar mit dem Gehäusesteil (20) verbunden ist, und zumindest einem Hubelement (35 bis 38), wobei der Aktorkörper (28, 29) zwischen dem Basisteil (22) und dem Deckelteil (21 ) angeordnet ist, wobei der Aktorkörper (28, 29) zur Erzeugung eines Hubes des Deckelteils (21 ) in Bezug auf das Basisteil (22) dient, wobei das Basisteil (22) eine Durchgangsöffnung (51 - 54) aufweist, durch die sich das Hubelement (35 - 38) erstreckt, und dass das Hubelement (35 - 38) zumindest mittelbar mit dem Deckelteil (21 ) verbunden ist.
2. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Basisteil (22) über eine flexible Verbindung mit dem Gehäuseteil (20) eine
Abdichtung eines Innenraums (31 ) des Gehäuseteils (20) bildet, in dem der Aktorkörper (28, 29) angeordnet ist, und dass das Hubelement (35 - 38) über das Gehäuseteil (20) mit dem Deckelteil (21 ) verbunden ist.
3. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Basisteil (22) zumindest über eine flexible Metallmembran (34) mit dem
Gehäuseteil (20) verbunden ist.
4. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine mit dem Basisteil (22) verbundene Bodenplatte (33) vorgesehen ist, dass die Metallmembran (34) in die Bodenplatte (33) eingepresst ist und dass der Aktorkörper (28, 29) über die Bodenplatte (33) an dem Basisteil (22) abgestützt ist.
5. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorkörper (28, 29) in einem abgedichteten Innenraum (31 ) angeordnet ist, dass der Innenraum (31 ) zumindest weitgehend mit einem fließfähigen Füllmittel (32) aufgefüllt ist und dass an dem Deckelteil (21 ) zumindest eine Vertiefung (55) vorgesehen ist, die im montierten Zustand zum Sammeln von Gasblasen (56) dient.
6. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Deckelteil (21 ) starr mit dem Gehäuseteil (20) verbunden ist und dass das
Gehäuseteil (20) zumindest entlang einer Längsachse (27), entlang der der Aktorkörper (28, 29) den Hub (47) des Deckelteils (21 ) in Bezug auf das Basisteil (22) erzeugt, starr ausgestaltet ist.
7. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Hubelemente (35 - 38) vorgesehen sind, die zumindest mittelbar mit dem Deckelteil (21 ) verbunden sind, dass sich die Hubelemente (35 - 38) durch mehrere
Durchgangsöffnungen (51 - 54) des Basisteils (22) erstrecken und dass die Hubelemente (35 - 38) um eine Längsachse (27), entlang der der Aktorkörper (28, 29) den Hub (47) des Deckelteils (21 ) in Bezug auf das Basisteil (22) erzeugt, verteilt angeordnet sind.
8. Piezoelektrisches Aktormodul nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hubelemente (35 - 38) mit einem Stempelkörper (40) verbunden sind.
9. Piezoelektrisches Aktormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Basisteil (22) als Basisplatte (22) ausgestaltet ist und dass eine Außenkontur (24) der Basisplatte (22) über eine Außenkontur (23) des Gehäuseteils (20) heraussteht.
10. Brennstoffeinspritzventil (1 ), insbesondere Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilgehäuse (3) und einem piezoelektrischen Aktormodul (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Basisteil (22) des piezoelektrischen Aktormoduls (2) ortsfest in dem Ventilgehäuse (3) angeordnet ist.
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19915210A1 (de) * | 1999-04-03 | 2000-10-05 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil |
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