WO2015158785A1 - Einspritzventilvorrichtung für ein hochdrucksystem - Google Patents

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WO2015158785A1
WO2015158785A1 PCT/EP2015/058193 EP2015058193W WO2015158785A1 WO 2015158785 A1 WO2015158785 A1 WO 2015158785A1 EP 2015058193 W EP2015058193 W EP 2015058193W WO 2015158785 A1 WO2015158785 A1 WO 2015158785A1
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WO
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injection valve
valve device
bottom plate
membrane
recess
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PCT/EP2015/058193
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Inventor
Stefan Lehmann
Jürgen Dick
Gerald Reichl
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M2200/26—Fuel-injection apparatus with elastically deformable elements other than coil springs

Definitions

  • the present invention relates to an injection valve device for a high-pressure system.
  • An injection valve is known from DE 100 16 247 AI.
  • the fuel injection system described therein is driven by an injector with an electrically controlled actuator.
  • an electrically controlled actuator In order to achieve sufficiently fast switching times, the use of piezoelectric actuators has proven to be advantageous.
  • DE 10 2005 027 443 A1 describes an actuator which is separated by a membrane from the region of the injection valve in which fuel is located.
  • DE 102006014768 A1 describes a piezoelectric actuator with a stack of several piezoelectric Ceramic layers, wherein between the ceramic layers in each case an electrode layer is provided with an actuated by the piezoelectric actuator actuator and a arranged between the actuator and actuator coupler.
  • the piezo is welded into a so-called injector or drive housing and sealed from the hydraulic system by means of a thin me ⁇ -metallic membrane, which is sealed between the housing and the piezo. Since this membrane is moved by the piezohub and at the same time may exert only very little force on the piezo, the membrane is usually made thin and flexible.
  • This support takes over the so-called bottom plate, which is firmly connected to the piezo and transmits the stroke and the force to the mechanical-hydraulic system.
  • This bottom plate is in contact with the membrane. This contact surface changes over the Aktorhub, the membrane rolls off on the bottom plate.
  • the object of the present invention is to provide an injection valve device with improved wear behavior.
  • an injection valve device for a high pressure system, the injection valve device comprising: an injector body; a piezoelectric element; a membrane; and a base plate coupled to the piezoelectric element, which forms a contact region with the membrane and which has at least one recess which is designed such that particles are conveyed out of the contact region during operation.
  • a high pressure system is provided with an injection valve device.
  • an injection valve device is used in a fluid system for conveying fluid for a storage injection system for internal combustion engines of motor vehicles.
  • Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
  • the present invention is characterized by the fact that the use of the present invention reduces the risk that in the injection valve device a particle passes between the two components base plate and membrane and here wear in the form of a material removal or abrasion from a surface of the bottom plate and / or the membrane can cause.
  • the appearance of particles can have various causes:
  • piezo drives are made in clean or clean rooms, where the concentration of airborne particles is kept as low as possible, particles or other contamination within the piezo drives can not be completely avoided.
  • the particles can also originate from the wear of components of the injection valve device and thereby have a particle size of up to 3 ⁇ m or more.
  • particles may occur as an impurity of the fluid with which the fluid system is operated.
  • the piezoceramics must be electrically insulated against ground.
  • silicones are usually used, which emit during operation despite drying and storage still volatile components, as particles.
  • the present invention allows these particles to be discharged into areas where they can not be detrimental to the system bottom plate membrane.
  • fluid used here is to be understood in its broader sense, ie the fluid can be both a liquid and a gas.
  • the bottom plate is designed to support the membrane.
  • the statics of the injection valve device can advantageously be improved.
  • the recesses or recesses are therefore on the one hand designed so that the recesses or depressions can absorb particles and diverted, on the other hand, they are not formed so large that the voltage level of the membrane bottom plate system is changed due to insufficient support of the membrane.
  • the at least one recess or recess of the bottom plate is formed such that in operation of the A pumping force is generated injection valve device and with the help of the pumping force, the particles can be conveyed out of the contact area. This allows a simple way to avoid the occurrence of material removal on the surface of the bottom plate and / or membrane, as caused by particles.
  • the pumping action can be used to divert the particles into areas in which the particles can cause no damage to the injection valve ⁇ device:
  • a particle in a relief groove or in a Well no longer cause damage because he is trapped there.
  • the particle is transported by the rolling of the membrane on the bottom plate and the resulting pumping action or pumping force to the outside and the particle thus passes out of the contact area between the membrane and the bottom plate.
  • the groove-shaped recess or the other elongated recess is formed radially extending on a surface of the bottom plate ⁇ .
  • the groove-shaped recess or the other elongated recess is formed in a hexagonal or semi-tangential manner on a surface of the base plate.
  • secantially running is meant also only a partial secular course, the secant actually cutting the perimeter of the bottom plate only at one point, but in a second point only in an extension of the secant secant, directed away from the first , actual intersection with the perimeter.
  • semi-tangential is understood to mean a course in which the semi-tangent cuts the outer circumference line in one point, but touches an inner circumference line around a rotationally symmetrical projection from the base plate only in an additional extension line of the semi-tangent ).
  • the groove-shaped recess or the other elongated depression is formed spirally extending on a surface of the bottom plate.
  • the bottom plate is formed as a rotationally symmetrical body.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a bottom plate of a
  • Injection valve device for a high pressure system according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a bottom plate of a
  • Injection valve device for a high pressure system according to another embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a bottom plate of a
  • Injection valve device for a high pressure system according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a cross section of an injection valve device for a high-pressure system according to a further embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an injection valve device for a high pressure system according to an embodiment of the invention.
  • a bottom plate 40 has, for example, at least one groove-shaped recess or the other elongated recess 41 which extends radially on a surface of the bottom plate 40.
  • a plurality of recesses 41 is arranged on the surface of the bottom plate 40, wherein the recesses 41 are arranged rotationally symmetrical.
  • the groove-shaped or elongated depressions 41 thereby span the area of the contact region between the base plate 40 and the membrane 30.
  • the base plate 40 may be formed as a rotationally symmetrical body, as shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an injection valve device for a high-pressure system according to an embodiment of the invention.
  • the bottom plate 40 shown in Figure 2 is formed with a groove-shaped depression or other elongate recess 41 which is formed secantially or semi-tangentially extending on a surface of the bottom plate 40.
  • a plurality of depressions 41 are arranged on the surface of the bottom plate 40 shown in FIG. 2, the depressions 41 being arranged rotationally symmetrically.
  • FIG. 3 shows a schematic cross section of part of an injection valve device for a high-pressure system according to an embodiment of the invention.
  • the bottom plate 40 shown in Figure 2 is formed with a groove-shaped recess or other elongated recess 41 spirally extending in the axial direction on a surface of the bottom plate 40.
  • a plurality of recesses 41 is arranged on the surface of the bottom plate 40, wherein the recesses 41 are arranged rotationally symmetrical.
  • the groove-shaped or elongated depressions 41 thereby span the area of the contact area between the base plate 40 and the membrane 30.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional illustration of an injection valve device for a high-pressure system according to an embodiment of the invention.
  • the injection valve device 100 has an injector body 10, a piezoelectric element 20, a membrane 30 and a base plate 40 coupled to the piezoelectric element 20.
  • the coupling between the piezoelectric element 20 and bottom plate 40 for example, by a planar resting of the piezoelectric element 20 on the bottom plate 40 or by a form-fitting Connecting the piezoelectric element 20 and the bottom plate 40 may be given.
  • the bottom plate 40 form a contact region with the membrane 30 and have at least one recess 41 on the surface, which is designed such that during operation particles are conveyed out of the contact region between the bottom plate 40 and the membrane 30.
  • the bottom plate 40 forms a circular contact area with the diaphragm 30 from the circular contact region perpendicular to the broken-line axis of the bottom plate 40 and the circular Kon ⁇ contact region has an inner hole filled by the bottom plate 40 itself is, in the form of a projection 42 of the bottom plate 40, which may be rotationally symmetrical.
  • the bottom plate 40 is therefore shown in Figure 4 as a multi-limbed body having a plurality of approximately cylindrical sections. These sections are likewise shown in FIGS. 1 to 3.
  • the injector body 10 and / or the membrane 30 and / or the bottom plate 40 for example, comprise stainless steel, such as Mo ⁇ lybdänstahl or titanium steel on.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzventilvorrichtung (100) für ein Hochdrucksystem, wobei die Einspritzventilvorrichtung (100) aufweist: einen Injektorkörper (10); ein Piezoelement (20); eine Membran (30); und eine mit dem Piezoelement (20) gekoppelte Bodenplatte (40), welche einen Kontaktbereich mit der Membran (30) ausbildet und welche mindestens eine Ausnehmung (41) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass im Betrieb Partikel aus dem Kontaktbereich heraus befördert werden.

Description

Beschreibung
Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem.
Ein Einspritzventil ist aus der DE 100 16 247 AI bekannt.
Das dort beschriebene Kraftstoff-Einspritzsystem wird von einem Injektor mit einem elektrisch angesteuerten Aktor angetrieben. Um ausreichend schnelle Schaltzeiten zu erzielen, hat sich vor allem der Einsatz piezoelektrischer Aktoren als vorteilhaft erwiesen.
Diese Antriebe werden entweder als separate Antriebseinheiten auf den Injektor geflanscht, oder aber in den sogenannten inline-Inj ektoren direkt im Injektor eingebaut. Bei beiden Konzepten ist es nötig, den Antrieb gegen den anfallenden
Kraftstoff, Leckage oder Hochdruck, abzudichten, um eine Beschädigung des Piezostacks bzw. seiner elektrisch isolierenden Umhüllung zu vermeiden. Ferner bekannt ist die Abdichtung des Aktors mittels eines in Richtung der Längsdehnung des Aktors angeordneten Faltenbalges. Diese Anordnung ist jedoch platzaufwändig und führt zu einer Verringerung des Aktorhubs. Statt Faltenbalg wird deshalb zunehmend eine Dichtmembran eingesetzt, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses bzw. Aktors angeordnet und seitlich im Ventilgehäuse befestigt ist.
Die DE 10 2005 027 443 AI beschreibt einen Aktor, welcher über eine Membran von dem Bereich des Einspritzventils getrennt ist, in dem sich Kraftstoff befindet.
Die DE 102006014768 AI beschreibt einen piezoelektrischen Aktor mit einem Stapel aus mehreren piezoelektrischen Keramikschichten, wobei zwischen den Keramikschichten jeweils eine Elektrodenschicht vorgesehen ist, mit einem von dem piezoelektrischen Aktor betätigten Stellglied und mit einem zwischen Aktor und Stellglied angeordneten Koppler.
Dabei wird der Piezo in einen sogenannten Injektorkörper bzw. Antriebsgehäuse eingeschweißt und mittels einer dünnen me¬ tallischen Membran, die zwischen dem Gehäuse und dem Piezo eingeschweißt wird, gegen das hydraulische System abgedichtet. Da diese Membran durch den Piezohub bewegt wird und gleichzeitig nur sehr wenig Kraft auf den Piezo ausüben darf, wird die Membran üblicherweise dünn und flexibel ausgeführt.
Da durch die Betätigung des Aktors eine Druckwelle ausgelöst wird, die auch auf die Membran wirkt, muss diese abgestützt werden, um nicht über den induzierten Druck beschädigt zu werden.
Diese Abstützung übernimmt die sogenannte Bodenplatte, die fest mit dem Piezo verbunden ist und die den Hub und die Kraft auf das mechanisch-hydraulische System überträgt.
Diese Bodenplatte steht mit der Membran in Kontakt. Diese Kontaktfläche verändert sich über den Aktorhub, die Membran rollt auf der Bodenplatte ab.
Gelangt ein Partikel zwischen die beiden Partner, Bodenplatte und Membran entsteht im Zusammenhang mit dem Gegendruck eine Spannungsspitze, die die Metallmembran beschädigen kann. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ein- spritzventilvorrichtung mit einem verbesserten Verschleißverhalten bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Demgemäß ist nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem vorgesehen, wobei die Einspritzventilvorrichtung aufweist: einen Injektorkörper; ein Piezoelement ; eine Membran; und eine mit dem Piezoelement gekoppelte Bodenplatte, welche einen Kontaktbereich mit der Membran ausbildet und welche mindestens eine Ausnehmung aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass im Betrieb Partikel aus dem Kontaktbereich heraus befördert werden.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hochdrucksystem mit einer Einspritzventilvorrichtung vorgesehen . Vorzugsweise wird eine derartige Einspritzventilvorrichtung in einem Fluidsystem zur Förderung von Fluid für ein Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen eingesetzt . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung die Gefahr verringert wird, dass bei der Einspritzventilvorrichtung ein Partikel zwischen die beiden Bauteile Bodenplatte und Membran gelangt und hier Verschleiß in Form von einem Materialabtrag oder Abrieb von einer Oberfläche der Bodenplatte und/oder der Membran hervorrufen kann.
Das Auftreten von Partikeln kann verschiedene Ursachen haben:
Obwohl Piezoantriebe in Rein- oder Reinsträumen hergestellt werden, in denen die Konzentration luftgetragener Teilchen so gering wie möglich gehalten wird, können dennoch Partikel oder sonstige Verunreinigung innerhalb der Piezoantriebe nicht vollständig vermieden werden. Die Partikel können zudem auch vom Verschleiß von Komponenten der Einspritzventilvorrichtung stammen und dabei eine Partikelgröße von bis 3 ym oder mehr aufweisen. Des Weiteren können Partikel als eine Verunreinigung des Fluids, mit welchem das Fluidsystem betrieben wird, auftreten.
Darüber hinaus müssen die Piezokeramiken elektrisch gegen Masse isoliert werden. Dazu werden üblicherweise Silikone verwendet, die im Betrieb trotz Trocknung und Lagerung noch flüchtige Bestandteile, auch als Partikel, emittieren.
Durch die Steigerung der Effizienz der Keramik können heute zudem auch Auslenkungen erreicht werden, die die Membran näher an die Auslegungsgrenze bringen, weshalb die schädliche Wirkung von Partikeln auf die Membran noch stärker Wirkung entfalten kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, diese Partikel in Bereiche abzuführen, in denen sie nicht schädlich auf das System Bodenplatte-Membran wirken können.
Der hier verwendete Begriff Fluid ist in seinem weiteren Sinne zu verstehen, das Fluid kann also sowohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bodenplatte dazu ausgebildet ist, die Membran abzustützen. Dadurch kann vorteilhaft die Statik der Einspritzventilvorrichtung verbessert werden. Die Ausnehmungen oder Vertiefungen sind daher einerseits so ausgeführt, dass die Ausnehmungen oder Vertiefungen Partikel aufnehmen und ableiten können, andererseits sind sie nicht derart groß ausgebildet, dass das Spannungsniveau des Membran-Bodenplatte Systems aufgrund einer zu geringen Abstützung der Membran verändert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Ausnehmung oder Vertiefung der Bodenplatte derart ausgebildet ist, dass im Betrieb der Ein- spritzventilvorrichtung eine Pumpkraft erzeugt wird und mit Hilfe der Pumpkraft die Partikel aus dem Kontaktbereich herausbefördert werden kann. Dies erlaubt auf einfache Weise, das Auftreten von Materialabtrag an der Oberfläche der Bodenplatte und/oder Membran, wie er durch Partikel verursacht wird, zu vermeiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Ausnehmung als eine Nut-förmige
Vertiefung oder eine sonstige längliche Vertiefung ausgebildet ist .
Durch Einbringung solcher sogenannter Entlastungsnuten oder Entlastungsvertiefungen in die Bodenplatte kann die Pumpwirkung dazu genutzt werden, die Partikel in Bereiche abzuleiten, in welchen die Partikel keine Beschädigung der Einspritzventil¬ vorrichtung hervorrufen können: Zum Einen kann ein Partikel, der sich in einer Entlastungsnut oder in einer Vertiefung befindet, keinen Schaden mehr anrichten da er gleichsam dort gefangen ist. Andererseits wird der Partikel durch das Abrollen der Membran auf der Bodenplatte und die dadurch entstehende Pumpwirkung oder Pumpkraft nach außen befördert und der Partikel gelangt so aus dem Kontaktbereich zwischen der Membran und der Bodenplatte heraus.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung radial verlaufend auf einer Oberfläche der Boden¬ platte ausgebildet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung sekantial oder semi-tangential verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte ausgebildet ist. Unter sekantiell verlaufend ist dabei auch ein nur teilweiser sekantieller Verlauf gemeint, wobei die Sekante die Umfangslinie der Bodenplatte nur in einem Punkt tatsächlich schneidet, in einem zweiten Punkt aber nur in einer nicht tatsächlich aus- geführten Verlängerung der Teil-Sekante, weg gerichtet vom ersten, tatsächlichen Schnittpunkt mit der Umfangslinie. Analog ist unter dem Begriff semi-tangential ein Verlauf zu verstehen, bei der die semi-Tangente die Außenumfangslinie in einem Punkt schneidet, eine Innenumfangslinie um einen rotationssymmet- rischen Vorsprung aus der Bodenplatte jedoch nur in einer hinzugedachten Verlängerungslinie der semi-Tangente berührt (tangiert) .
Dadurch kann vorteilhaft ein Partikel-bedingter Abrieb durch ein im Betrieb selbst-induziertes Ableiten der Partikel umgangen werden .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung spiralförmig verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte ausgebildet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bodenplatte als ein rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Figuren Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise ma߬ stabsgetreu zueinander gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bodenplatte einer
Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Bodenplatte einer
Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Bodenplatte einer
Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung .
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist .
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Eine Bodenplatte 40 weist beispielsweise mindestens eine Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung 41 auf, welche radial auf einer Oberfläche der Bodenplatte 40 verläuft.
Insgesamt ist auf der Oberfläche der Bodenplatte 40 eine Mehrzahl von Vertiefungen 41 angeordnet, wobei die Vertiefungen 41 rotationssymmetrisch angeordnet sind.
Die Nut-förmigen oder länglichen Vertiefungen 41 überspannen dabei die Fläche des Kontaktbereiches zwischen Bodenplatte 40 und Membran 30. Die Bodenplatte 40 kann als ein rotationssymmetrischer Körper ausgebildet sein, wie in der Figur 1 dargestellt.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ein- spritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Abweichend von der in der Figur 1 dargestellten Bodenplatte ist die in der Figur 2 dargestellte Bodenplatte 40 mit einer Nut-förmigen Vertiefung oder einer sonstigen länglichen Ver- tiefung 41 ausgebildet, welche sekantial oder semi-tangential verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte 40 ausgebildet ist .
Insgesamt ist auf der Oberfläche der in der Figur 2 dargestellten Bodenplatte 40 eine Mehrzahl von Vertiefungen 41 angeordnet, wobei die Vertiefungen 41 rotationssymmetrisch angeordnet sind.
Die Nut-förmigen oder länglichen Vertiefungen 41 überspannen dabei die Fläche des Kontaktbereiches zwischen Bodenplatte 40 und Membran 30. Die weiteren in der Figur 3 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der Figur 1 zughörigen Figurenbeschreibung erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben. Die Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils einer Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Abweichend von der in der Figur 1 dargestellten Bodenplatte 40 ist die in der Figur 2 dargestellte Bodenplatte 40 mit einer Nut-förmigen Vertiefung oder einer sonstigen länglichen Vertiefung 41 spiralförmig in Axialrichtung verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte 40 ausgebildet. Insgesamt ist auf der Oberfläche der Bodenplatte 40 eine Mehrzahl von Vertiefungen 41 angeordnet, wobei die Vertiefungen 41 rotationssymmetrisch angeordnet sind.
Dabei ergibt sich durch die Vertiefungen 41 auf der Oberfläche der Bodenplatte 40 ein Schaufelradmuster gebildet durch die einzelnen spiralförmig verlaufenden Vertiefungen 41.
Die Nut-förmigen oder länglichen Vertiefungen 41 überspannen dabei die Fläche des Kontaktbereiches zwischen Bodenplatte 40 und Membran 30.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Querschnitts-Darstellung einer Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Einspritzventilvorrichtung 100 weist einen Injektorkörper 10, ein Piezoelement 20, eine Membran 30 und eine mit dem Piezoelement 20 gekoppelte Bodenplatte 40 auf. Dabei kann die Koppelung zwischen Piezoelement 20 und Bodenplatte 40 beispielsweise durch ein planares Aufliegen des Piezoelements 20 auf der Bodenplatte 40 oder durch ein formschlüssiges Verbinden des Piezoelements 20 und der Bodenplatte 40 gegeben sein .
Beispielsweise kann die Bodenplatte 40 einen Kontaktbereich mit der Membran 30 ausbilden und mindestens eine Ausnehmung 41 auf der Oberfläche aufweisen, welche derart ausgebildet ist, dass im Betrieb Partikel aus dem Kontaktbereich zwischen Bodenplatte 40 und Membran 30 heraus befördert werden. In der Figur 4 bildet die Bodenplatte 40 einen kreisförmigen Kontaktbereich mit der Membran 30 aus, wobei der kreisförmige Kontaktbereich senkrecht zu der gestrichelt eingezeichneten Achse der Bodenplatte 40 verläuft und der kreisförmige Kon¬ taktbereich ein Innenloch aufweist, welches durch die Boden- platte 40 selbst ausgefüllt ist, und zwar in Form eines Vorsprungs 42 aus der Bodenplatte 40, der rotationssymmetrisch ausgebildet sein kann.
Die Bodenplatte 40 ist in der Figur 4 daher als ein mehrgliedriger Körper dargestellt mit mehreren annähernd zylinderförmig ausgebildeten Abschnitten. Diese Abschnitte sind ebenfalls in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.
Der Injektorkörper 10 und/oder die Membran 30 und/oder die Bodenplatte 40 weisen beispielsweise Edelstahl, wie etwa Mo¬ lybdänstahl oder Titanstahl, auf.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise mo¬ difizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Patentansprüche
1. Einspritzventilvorrichtung (100) für ein Hochdrucksystem, wobei die Einspritzventilvorrichtung (100) aufweist: einen Injektorkörper (10);
ein Piezoelement (20);
eine Membran (30); und
eine mit dem Piezoelement (20) gekoppelte Bodenplatte
(40) , welche einen Kontaktbereich mit der Membran (30) ausbildet und welche mindestens eine Ausnehmung (41) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass im Betrieb Partikel aus dem Kontaktbereich heraus be- fördert werden.
2. Einspritzventilvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , wobei die Bodenplatte (40) dazu ausgebildet ist, die Membran (30) ab¬ zustützen .
3. Einspritzventilvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die mindestens eine Ausnehmung (41) der Bo¬ denplatte (40) derart ausgebildet ist, dass im Betrieb der Einspritzventilvorrichtung (100) eine Pumpkraft erzeugt wird und mit Hilfe der Pumpkraft die Partikel aus dem Kontaktbereich heraus befördert werden.
4. Einspritzventilvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine Ausnehmung (41) als eine Nut-förmige Vertiefung oder eine sonstige längliche Vertiefung ausgebildet ist.
5. Einspritzventilvorrichtung (100) nach Anspruch 4 , wobei die Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung (41) radial verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte (40) ausgebildet ist.
6. Einspritzventilvorrichtung (100) nach Anspruch 4 , wobei die Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung
(41) sekantial oder semi-tangential verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte (40) ausgebildet ist.
7. Einspritzventilvorrichtung (100) nach Anspruch 4 , wobei die Nut-förmige Vertiefung oder die sonstige längliche Vertiefung (41) spiralförmig verlaufend auf einer Oberfläche der Bodenplatte (40) ausgebildet ist.
8. Einspritzventilvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Bodenplatte (40) als ein rotationssymmet¬ rischer Körper ausgebildet ist.
9. Hochdrucksystem mit einer Einspritzventilvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
PCT/EP2015/058193 2014-04-17 2015-04-15 Einspritzventilvorrichtung für ein hochdrucksystem WO2015158785A1 (de)

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DE102014207378.2A DE102014207378B4 (de) 2014-04-17 2014-04-17 Einspritzventilvorrichtung für ein Hochdrucksystem

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