EP1932189A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

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Publication number
EP1932189A1
EP1932189A1 EP06778247A EP06778247A EP1932189A1 EP 1932189 A1 EP1932189 A1 EP 1932189A1 EP 06778247 A EP06778247 A EP 06778247A EP 06778247 A EP06778247 A EP 06778247A EP 1932189 A1 EP1932189 A1 EP 1932189A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
recess
fuel injection
injection valve
transition piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06778247A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1932189A1 publication Critical patent/EP1932189A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/005—Arrangement of electrical wires and connections, e.g. wire harness, sockets, plugs; Arrangement of electronic control circuits in or on fuel injection apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines. Specifically, the invention relates to an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • WO 03/026033 Al is a device for a
  • Fuel injection valve with a piezoelectric actuator known.
  • the known actuator in this case has contact paths, which are introduced into internal, continuous recesses of the actuator, on the one hand to establish a connection with the positive electrodes and on the other hand with the negative electrodes of the actuator.
  • an electrically insulating insulating layer between an end face of the actuator and a front side of the actuator plate is provided for electrical insulation.
  • the known from WO 03/026033 Al device for a fuel injection valve has the disadvantage that the contact by the arrangement of the contact paths in the inside recesses is complex and prone to failure.
  • the known electrically insulating insulating layer which consists of enamel or plasma-sprayed ceramic, no seal against a high pressure medium, in particular fuel, are guaranteed, so that a separate, completed Aktorraum in the fuel injector is required for the known actuator.
  • the fuel injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the contacting of the electrode layers by means of the electrode connection is reliably sealed against external media, in particular against fuel under high pressure. In particular, a penetration of fuel into the inner recess, in which the electrode connection is introduced, prevented. Furthermore, the recess in the transition piece, which serves to carry out the electrode connection, reliably sealed.
  • the recess provided in the transition piece is completely or substantially filled with the sealant.
  • the sealing means may be formed from a glass, whereby a Glaseinschmelzung for the electrode connection, which fills the recess of the transition piece is formed.
  • an electrically conductive conducting means is provided in a recess of the actuator, which electrically connects the first electrode connection to the first part of the electrode layers of the actuator.
  • the conductive agent may comprise an electrically conductive adhesive and / or a solder.
  • the guide means is at least partially elastic to ensure reliable electrical contact with the first electrode connection with respect to the periodic expansion movements of the actuator.
  • the recess of the actuator may be provided on an inner side with an electrically conductive contact layer, which connects the first part of the electrode layers together. Depending on the respective configuration, the electrical contacting of the electrode layers with one another and with the first electrode connection can thereby be further improved.
  • the transition piece is attached directly to the actuator. This has the advantage that there is only one interface between the actuator and the transition piece, so that a reliable seal is made possible. It is also advantageous that the recess provided on the transition piece adjoins the recess provided on the actuator and that, in a transition region on which the recess provided on the transition piece adjoins the recess provided on the actuator, an opening is formed on the actuator provided recess comprises an opening of the recess provided on the transition piece. As a result, a step widening from the recess of the transition piece to the recess of the actuator can be formed.
  • an external second electrode connection is provided, which is electrically connected at least indirectly to a second part of the electrode layers and which is connected to the actuator on an outer side of the actuator.
  • the first part of the electrode connections can adjoin only the inner recess of the actuator and the second part of the electrode layers can adjoin only the outside of the actuator.
  • the recess of the actuator can in the
  • Fig. 1 shows an embodiment of a fuel injection valve according to the invention in a schematic
  • FIG. 2 the designated in Fig. 1 with II section in a detailed representation.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the fuel injection valve 1 of the invention.
  • the fuel injection valve 1 can serve in particular as an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the fuel injection valve 1 is suitable for commercial vehicles or passenger cars.
  • a preferred use of the fuel injector 1 is for a common rail fuel injection system that delivers diesel fuel under high pressure to multiple fuel injectors.
  • the fuel injection valve 1 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the fuel injection valve 1 has a valve housing 2 and a fuel inlet 3 connected to the valve housing 2.
  • a fuel line connected to initiate fuel in a provided in the interior of the valve housing 2 actuator chamber 4.
  • an actuator 5 of the fuel injection valve 1 is provided in the actuator chamber 4.
  • the actuator chamber 5 is separated by a housing part 6 of a likewise provided in the interior of the valve housing 2 Brennstoffhoffm 7.
  • passage openings 8, 9 are provided in order to guide the supplied fuel via the actuator chamber 4 into the fuel chamber 7.
  • valve closing body 12 is integrally formed with a valve needle 15, via which the valve closing body 12 is connected to a pressure plate 16 provided in the actuator chamber 4.
  • the valve needle 15 is guided through the housing part 6 in the direction of an axis 17 of the fuel injection valve 1.
  • the pressure plate 16 By means of the pressure plate 16, the valve needle 15 is acted upon by a valve spring 18 with a closing force, so that the formed between the valve closing body 12 and the valve seat 11 sealing seat is closed.
  • a connection element 20 is also provided for connecting an electrical supply line to the fuel injection valve 1.
  • the electrical supply line can be connected by means of a plug to a first electrode connection 21 and a second electrode connection 22, which are guided through the housing 2 and designed as an actuator foot transition piece 23 to the actuator 5.
  • the actuator 5 is based on the Transition piece 23 on an inner side of the valve housing 2 from.
  • the actuator 5 acts against the pressure plate 16 against the force of the valve spring 18 via an actuator head 24, the actuator 5 being biased by the valve spring 18.
  • the piezoelectric actuator 5 has a plurality of ceramic layers 25 and a plurality of electrode layers 26 arranged between the ceramic layers 25.
  • a first part of the electrode layers 26 is connected to the first electrode connection 21, and a second part of the electrode layers 26 is connected to the second electrode connection 22.
  • the electrode layers 26 connected to the first electrode connection 21 form, for example, the positive electrodes, while the electrode layers 26 connected to the second electrode connection 22 form the negative electrodes of the actuator 5.
  • the first electrode connection 21 is introduced into an internal recess 27 of the actuator 5, the recess 27 extending over the entire length of the actuator 5 or at least over an active region of the actuator 5 in which the electrode layers 26 are provided.
  • the second electrode connection 22 is connected on an outer side 28 of the actuator 5 to the actuator.
  • the transition piece 23 has through recesses 29, 30, through which the electrode connections 21, 22 are guided. The configuration of the actuator 5, the transition piece 23, the electrode connections 21, 22 and their connection is further described with reference to FIG. 2 in detail.
  • the actuator 5 can be charged, wherein this expands in the direction of the axis 17, so that between the valve closing body 12th and the valve seat surface 11 formed sealing seat is opened. This results in the spraying of fuel from the fuel chamber 7 via an annular gap 31 and the open sealing seat. By discharging the actuator 5, it contracts again, so that the sealing seat formed between the valve closing body 12 and the valve seat surface 11 is closed again.
  • Fig. 2 shows the detail designated II in Fig. 1 in a detailed sectional view.
  • valve housing 2 through recesses 35, 36 are provided. Furthermore, the transition piece 23 through recesses 29, 30. The recess 35 of the valve housing 2 goes into the recess 29 of the
  • Transition piece 23 via, wherein the cross section of the valve housing 2 to the transition piece 23 increases stepwise.
  • the recess 36 of the valve housing 2 also merges into the recess 30 of the transition piece 23, wherein the cross-section of the valve housing 2 to the transition piece 23 increases stepwise.
  • the recess 35 of the valve housing 2 and the recess 29 of the transition piece 23 are at least approximately centered with respect to the axis 17 of the actuator 5 of the fuel injection valve 1.
  • Electrode connection 21 extends through both the valve housing 2 and through the transition piece 23 and extends at least partially into the recess 27 of the actuator 5.
  • the recess 29 of the transition piece 23 is filled with a sealant 37. This is the first one
  • Electrode connection 21 in the region of the recess 29 surrounded by the sealant 37 may be formed of glass, for example, and a Glaseinschmelzung for form the first electrode connection 21.
  • the sealing means 37 By the sealing means 37, a seal is given both with respect to the interface between the valve housing 2 and the transition piece 23 and with respect to the interface between the actuator 5 and the transition piece 23.
  • the recess 27 of the actuator 5 is provided on the inside with an electrically conductive contact layer 38.
  • the contact layer 38 connects the electrode layers 26A, 26B, 26C with each other.
  • an electrically conductive conducting means 39 is provided which may comprise an electrically conductive adhesive, a solder or the like.
  • the first electrode connection 21 is electrically connected to the electrode layers 26A, 26B, 26C.
  • the guide means 39 prevents penetration of liquid and gaseous media into the recess 27 of the actuator 5.
  • the cross section of the recess 27 of the actuator 5 is greater than the cross section of the recess 29 of the transition piece 23, so that an opening of the recess 27 an opening of the Recess 29 includes in a transition region 40 and is formed from the recess 29 of the transition piece 23 to the recess 27 of the actuator 5 towards step 41 is formed.
  • the recess 30 of the transition piece 23 is also filled with a sealant 42, which is designed according to the sealant 37.
  • a sealant 42 which is designed according to the sealant 37.
  • On the outside 28 of the actuator 5 designed as a single or double electrode electrode contact 43 is provided with the electrode layers 26 D, 26 E, 26 F, 26 G, which adjoin the outer side 28 of the actuator 5 and spaced from the recess 27 of the actuator 5 , connected is.
  • the outer second electrode connection 22 is electrically connected by means of the electrode contact 43 to the electrode layers 26D, 26E, 26F, 26G, which form the second part of the electrode layers 26 with further electrodes.
  • the second electrode connection 22 the first electrode
  • Electrode contacting 43 and the actuator 5 may be to the side of the actuator chamber 4 out still with an insulating layer, in particular an elastomeric jacket or the like, to be enveloped to allow a seal against the provided in the actuator chamber 4 fuel.
  • the first electrode connection 21 is designed as a pin-shaped electrode connection, wherein the material of the Electrode connection 21 is preferably formed of Invar or the like.
  • the second electrode connection 22 can also be configured as an internal second electrode connection 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Brennstoff einspritzventil (1) dient insbesondere als Injektor für Brennstoff einspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen. Ein piezoelektrischer Aktor (5) des Brennstoffeinspritzventils (1) weist eine Vielzahl von keramischen Schichten (25) und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten (25) angeordneten Elektrodenschichten (26) auf . Dabei ist eine erste Elektrodenanbindung (21) vorgesehen, die sich durch eine Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) und in eine innenliegende Ausnehmung (27) des Aktors (5) erstreckt. Die erste Elektrodenanbindung (21) ist in der Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) von einem Dichtmittel (37) umgeben. Ferner ist die erste Elektrodenanbindung (21) mit einem ersten Teil der Elektrodenschichten (26) elektrisch verbunden.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Speziell betrifft die Erfindung einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen .
Aus der WO 03/026033 Al ist eine Vorrichtung für ein
Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor bekannt. Der bekannte Aktor weist dabei Kontaktbahnen auf, die in innenliegende, durchgängige Ausnehmungen des Aktors eingebracht sind, um einerseits eine Verbindung mit den positiven Elektroden und andererseits mit den negativen Elektroden des Aktors herzustellen. Außerdem ist eine elektrisch isolierende Isolierschicht zwischen einer Stirnfläche des Aktors und einer stirnseitig des Aktors angeordneten Platte zur elektrischen Isolation vorgesehen.
Die aus der WO 03/026033 Al bekannte Vorrichtung für ein Brennstoffeinspritzventil hat den Nachteil, dass die Kontaktierung durch die Anordnung der Kontaktbahnen in den innenliegenden Ausnehmungen aufwändig und störanfällig ist. Insbesondere kann durch die bekannte elektrisch isolierende Isolierschicht, die aus Emaille oder plasmagespritzter Keramik besteht, keine Abdichtung gegenüber einem unter hohem Druck stehenden Medium, insbesondere Brennstoff, gewährleistet werden, so dass für den bekannten Aktor ein separater, abgeschlossener Aktorraum im Brennstoffeinspritzventil erforderlich ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Kontaktierung der Elektrodenschichten mittels der Elektrodenanbindung zuverlässig gegenüber äußeren Medien, insbesondere gegenüber unter hohem Druck stehenden Brennstoff, abgedichtet ist. Insbesondere ist ein Eindringen von Brennstoff in die innenliegende Ausnehmung, in die die Elektrodenanbindung eingebracht ist, verhindert. Ferner ist auch die Aussparung in dem Übergangsstück, die zur Durchführung der Elektrodenanbindung dient, zuverlässig abgedichtet .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Vorteilhaft ist es, dass die in dem Übergangsstück vorgesehene Aussparung vollständig oder im Wesentlichen mit dem Dichtmittel aufgefüllt ist. Dadurch wird neben einer zuverlässigen Abdichtung der Aussparung auch eine Ansammlung von flüssigen oder gasförmigen Medien, insbesondere flüssigem oder gasförmigem, Wasser enthaltenden Dieselbrennstoff, verhindert. Das Dichtmittel kann dabei aus einem Glas gebildet sein, wodurch eine Glaseinschmelzung für die Elektrodenanbindung, die die Aussparung des Übergangsstücks auffüllt, gebildet ist.
Vorzugsweise ist in einer Ausnehmung des Aktors ein elektrisch leitendes Leitmittel vorgesehen, das die erste Elektrodenanbindung mit dem ersten Teil der Elektrodenschichten des Aktors elektrisch verbindet. Das Leitmittel kann einen elektrisch leitenden Klebstoff und/oder ein Lot aufweisen. Vorzugsweise ist das Leitmittel zumindest teilweise elastisch, um in Bezug auf die periodisch erfolgenden Dehnbewegungen des Aktors einen zuverlässigen elektrischen Kontakt mit der ersten Elektrodenanbindung zu gewährleisten. Die Ausnehmung des Aktors kann an einer Innenseite mit einer elektrisch leitenden Kontaktschicht versehen sein, die den ersten Teil der Elektrodenschichten miteinander verbindet. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgestaltung kann dadurch die elektrische Kontaktierung der Elektrodenschichten untereinander und mit der ersten Elektrodenanbindung weiter verbessert werden.
In vorteilhafter Weise ist das Übergangsstück unmittelbar an den Aktor angefügt. Dies hat den Vorteil, dass nur eine Grenzfläche zwischen dem Aktor und dem Übergangsstück besteht, so dass eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht ist. Vorteilhaft ist es ferner, dass die an dem Übergangsstück vorgesehene Aussparung an die an dem Aktor vorgesehene Ausnehmung angrenzt und dass in einem Übergangsbereich, an dem die an dem Übergangsstück vorgesehene Aussparung an die an dem Aktor vorgesehene Ausnehmung angrenzt, eine Öffnung der an dem Aktor vorgesehenen Ausnehmung eine Öffnung der an dem Übergangsstück vorgesehenen Aussparung umfasst. Dadurch kann eine sich von der Aussparung des Übergangsstücks zur Ausnehmung des Aktors hin erweiternde Stufe ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass ein aus der Aussparung des Übergangsstücks teilweise herausragendes Dichtmittel, insbesondere eine Glaseinschmelzung, in die Ausnehmung des Aktors hineinragen kann und in das Leitmittel eingebettet ist. Dadurch kann das Übergangsstück auch in diesem Fall spaltlos an den Aktor angefügt werden.
Vorteilhaft ist es, dass eine außenliegende zweite Elektrodenanbindung vorgesehen ist, die zumindest mittelbar mit einem zweiten Teil der Elektrodenschichten elektrisch verbunden ist und die an einer Außenseite des Aktors mit dem Aktor verbunden ist. Dabei kann der erste Teil der Elektrodenanbindungen nur an die innenliegende Ausnehmung des Aktors angrenzen und der zweite Teil der Elektrodenschichten kann nur an die Außenseite des Aktors angrenzen. Die Ausnehmung des Aktors kann dabei im
Wesentlichen in der Mitte des Aktors vorgesehen sein und sich entlang einer Achse des Aktors erstrecken. Dadurch ist ein symmetrischer Aufbau des Aktors möglich, wodurch bei einer Betätigung des Aktors eine gleichmäßige Ausdehnung erreicht wird. Insbesondere wird dadurch ein seitliches Verkippen des Aktors während der Betätigung vermieden. Somit wird ein planes Anliegen des Übergangsstückes an dem Aktor über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils gewährleistet, wodurch eine zuverlässige Abdichtung für die Kontaktierung der Elektrodenschichten geschaffen ist. Zeichnung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist 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 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils in einer schematischen
Schnittdarstellung und
Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt in einer detaillierten Darstellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Brennstoffeinspritzventils 1 der Erfindung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Speziell eignet sich das Brennstoffeinspritzventil 1 für Nutzkraftwagen oder Personenkraftwagen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen führt. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle .
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 und einen mit dem Ventilgehäuse 2 verbundenen Brennstoffeinlassstutzen 3 auf. An den Brennstoffeinlassstutzen 3 ist eine Brennstoffleitung anschließbar, um Brennstoff in einen im Inneren des Ventilgehäuses 2 vorgesehenen Aktorraum 4 einzuleiten. In dem Aktorraum 4 ist ein Aktor 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 vorgesehen. Der Aktorraum 5 ist durch ein Gehäuseteil 6 von einem ebenfalls im Inneren des Ventilgehäuses 2 vorgesehenen Brennstoffräum 7 getrennt. In dem Gehäuseteil 6 sind Durchlassöffnungen 8, 9 vorgesehen, um den zugeführten Brennstoff über den Aktorraum 4 in den Brennstoffräum 7 zu leiten.
An einem mit dem Ventilgehäuse 2 verbundenen Ventilsitzkörper 10 ist eine Ventilsitzfläche 11 ausgebildet, die mit einem Ventilschließkörper 12 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Dabei ist der Ventilschließkörper 12 einstückig mit einer Ventilnadel 15 ausgebildet, über die der Ventilschließkörper 12 mit einer im Aktorraum 4 vorgesehenen Druckplatte 16 verbunden ist. Die Ventilnadel 15 wird dabei durch das Gehäuseteil 6 in Richtung einer Achse 17 des Brennstoffeinspritzventils 1 geführt. Mittels der Druckplatte 16 ist die Ventilnadel 15 durch eine Ventilfeder 18 mit einer Schließkraft beaufschlagt, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 12 und der Ventilsitzfläche 11 ausgebildete Dichtsitz geschlossen ist.
An dem Ventilgehäuse 2 ist außerdem ein Anschlusselement 20 zum Anschließen einer elektrischen Zuleitung an das Brennstoffeinspritzventil 1 vorgesehen. Die elektrische Zuleitung kann dabei mittels eines Steckers an eine erste Elektrodenanbindung 21 und eine zweite Elektrodenanbindung 22 angeschlossen werden, die durch das Gehäuse 2 und ein als Aktorfuß ausgebildetes Übergangsstück 23 zu dem Aktor 5 geführt sind. Der Aktor 5 stützt sich über das Übergangsstück 23 an einer Innenseite des Ventilgehäuses 2 ab. Außerdem wirkt der Aktor 5 über einen Aktorkopf 24 entgegen der Kraft der Ventilfeder 18 auf die Druckplatte 16 ein, wobei der Aktor 5 durch die Ventilfeder 18 vorgespannt ist.
Der piezoelektrische Aktor 5 weist eine Vielzahl von keramischen Schichten 25 und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten 25 angeordneten Elektrodenschichten 26 auf. Ein erster Teil der Elektrodenschichten 26 ist mit der ersten Elektrodenanbindung 21 verbunden und ein zweiter Teil der Elektrodenschichten 26 ist mit der zweiten Elektrodenanbindung 22 verbunden. Die mit der ersten Elektrodenanbindung 21 verbundenen Elektrodenschichten 26 bilden beispielsweise die positiven Elektroden, während die mit der zweiten Elektrodenanbindung 22 verbundenen Elektrodenschichten 26 die negativen Elektroden des Aktors 5 bilden. Die erste Elektrodenanbindung 21 ist in eine innenliegende Ausnehmung 27 des Aktors 5 eingebracht, wobei sich die Ausnehmung 27 über die gesamte Länge des Aktors 5 oder zumindest über einen aktiven Bereich des Aktors 5, in dem die Elektrodenschichten 26 vorgesehen sind, erstreckt. Die zweite Elektrodenanbindung 22 ist an einer Außenseite 28 des Aktors 5 mit dem Aktor verbunden. Das Übergangsstück 23 weist durchgehende Aussparungen 29, 30 auf, durch die die Elektrodenanbindungen 21, 22 geführt sind. Die Ausgestaltung des Aktors 5, des Übergangsstückes 23, der Elektrodenanbindungen 21, 22 und deren Verbindung ist anhand der Fig. 2 im Detail weiter beschrieben.
Über die Elektrodenanbindungen 21, 22 kann der Aktor 5 geladen werden, wobei sich dieser in Richtung der Achse 17 ausdehnt, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 12 und der Ventilsitzfläche 11 ausgebildete Dichtsitz geöffnet wird. Dadurch kommt es zum Abspritzen von Brennstoff aus dem Brennstoffräum 7 über einen Ringspalt 31 und den geöffneten Dichtsitz. Durch Entladen des Aktors 5 zieht sich dieser wieder zusammen, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 12 und der Ventilsitzfläche 11 ausgebildete Dichtsitz wieder geschlossen ist.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt in einer detaillierten Schnittdarstellung.
In dem Ventilgehäuse 2 sind durchgehende Aussparungen 35, 36 vorgesehen. Ferner weist das Übergangsstück 23 durchgehende Aussparungen 29, 30 auf. Die Aussparung 35 des Ventilgehäuses 2 geht in die Aussparung 29 des
Übergangsstückes 23 über, wobei sich der Querschnitt vom Ventilgehäuse 2 zum Übergangsstück 23 hin stufenförmig vergrößert. Die Aussparung 36 des Ventilgehäuses 2 geht ebenfalls in die Aussparung 30 des Übergangsstückes 23 über, wobei sich der Querschnitt vom Ventilgehäuse 2 zum Übergangsstück 23 hin stufenförmig vergrößert. Die Aussparung 35 des Ventilgehäuses 2 und die Aussparung 29 des Übergangsstückes 23 sind bezüglich der Achse 17 des Aktors 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 zumindest näherungsweise zentriert angeordnet. Die erste
Elektrodenanbindung 21 erstreckt sich sowohl durch das Ventilgehäuse 2 als auch durch das Übergangsstück 23 und erstreckt sich zumindest teilweise in die Ausnehmung 27 des Aktors 5. Die Aussparung 29 des Übergangsstücks 23 ist mit einem Dichtmittel 37 aufgefüllt. Dadurch ist die erste
Elektrodenanbindung 21 im Bereich der Aussparung 29 von dem Dichtmittel 37 umgeben. Das Dichtmittel 37 kann beispielsweise aus Glas gebildet sein und eine Glaseinschmelzung für die erste Elektrodenanbindung 21 bilden. Durch das Dichtmittel 37 ist eine Abdichtung sowohl gegenüber der Schnittstelle zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Übergangsstück 23 als auch gegenüber der Schnittstelle zwischen dem Aktor 5 und dem Übergangsstück 23 gegeben.
Die Ausnehmung 27 des Aktors 5 ist an der Innenseite mit einer elektrisch leitenden Kontaktschicht 38 versehen. Die Kontaktschicht 38 verbindet die Elektrodenschichten 26A, 26B, 26C miteinander. Die Elektrodenschichten 26A, 26B, 26C und weiteren in der Fig. 2 nicht dargestellten Elektrodenschichten, die an die Ausnehmung 27 angrenzen und von einer Außenseite 28 des Aktors 5 beabstandet sind, bilden den ersten Teil der Elektrodenschichten 26 und sind über die Kontaktschicht 38 miteinander verbunden. Zwischen der ersten Elektrodenanbindung 21, die sich in die Ausnehmung 27 des Aktors 5 erstreckt und der Kontaktschicht 38 ist ein elektrisch leitendes Leitmittel 39 vorgesehen, das einen elektrisch leitenden Klebstoff, ein Lot oder dergleichen aufweisen kann. Mittels des Leitmittels 39 und der Kontaktschicht 38 ist die erste Elektrodenanbindung 21 elektrisch mit den Elektrodenschichten 26A, 26B, 26C verbunden. Das Leitmittel 39 verhindert dabei ein Eindringen von flüssigen und gasförmigen Medien in die Ausnehmung 27 des Aktors 5. Der Querschnitt der Ausnehmung 27 des Aktors 5 ist größer als der Querschnitt der Aussparung 29 des Übergangsstückes 23, so dass eine Öffnung der Ausnehmung 27 eine Öffnung der Aussparung 29 in einem Übergangsbereich 40 umfasst und eine sich von der Aussparung 29 des Übergangsstückes 23 zur Ausnehmung 27 des Aktors 5 hin erweiternde Stufe 41 ausgebildet ist. Dadurch kann gegebenenfalls ein Überschuss an relativ hartem Dichtmittel 37 in das relativ weiche Leitmittel 39 hineingedrückt werden, ohne dass es zu einem Spalt zwischen dem Aktor 5 und dem Übergangsstück 23 kommt.
Die Aussparung 30 des Übergangsstückes 23 ist ebenfalls mit einem Dichtmittel 42 aufgefüllt, das entsprechend dem Dichtmittel 37 ausgeführt ist. An der Außenseite 28 des Aktors 5 ist eine als Einfach- oder Doppelsieb ausgestaltete Elektrodenkontaktierung 43 vorgesehen, die mit den Elektrodenschichten 26D, 26E, 26F, 26G, die an die Außenseite 28 des Aktors 5 angrenzen und von der Ausnehmung 27 des Aktors 5 beabstandet sind, verbunden ist. Die außenliegende zweite Elektrodenanbindung 22 ist mittels der Elektrodenkontaktierung 43 mit den Elektrodenschichten 26D, 26E, 26F, 26G, die mit weiteren Elektroden den zweiten Teil der Elektrodenschichten 26 bilden, elektrisch verbunden.
Die zweite Elektrodenanbindung 22, die
Elektrodenkontaktierung 43 und der Aktor 5 können zur Seite des Aktorraums 4 hin noch mit einer Isolierschicht, insbesondere einem Elastomermantel oder dergleichen, umhüllt sein, um eine Abdichtung gegenüber dem im Aktorraum 4 vorgesehenen Brennstoff zu ermöglichen.
Beim Laden und Entladen des Aktors 5 über die Elektrodenanbindungen 21, 22 wird auf Grund des symmetrischen Aufbaus des Aktors 5 eine gleichmäßige Ausdehnung des Aktors 5 erreicht, so dass ein Verkippen des Aktors 5, insbesondere ein Auftreten eines Spalts zwischen dem Aktor 5 und dem Übergangsstück 23 oder dem Übergangsstück 24, verhindert ist.
Die erste Elektrodenanbindung 21 ist als stiftförmige Elektrodenanbindung ausgestaltet, wobei das Material der Elektrodenanbindung 21 vorzugsweise aus Invar oder dergleichen gebildet ist.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann auch die zweite Elektrodenanbindung 22 als innenliegende zweite Elektrodenanbindung 22 ausgestaltet sein.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen Aktor (5) , der eine Vielzahl von keramischen Schichten (25) und eine Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten (25) angeordneten Elektrodenschichten (26) aufweist, einem von dem Aktor (5) betätigbaren Ventilschließkörper (12), der mit einer Ventilsitzfläche (11) zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, einem an dem Aktor angefügten Übergangsstück (23) und zumindest einer ersten Elektrodenanbindung (21) , wobei der Aktor (5) zumindest eine innenliegende Ausnehmung (27) aufweist, die sich zumindest im Wesentlichen durch einen aktiven Bereich des Aktors (5) , in dem die
Elektrodenschichten (26) vorgesehen sind, erstreckt, wobei das Übergangsstück (23) zumindest eine durchgehende Aussparung (29) aufweist, wobei sich die erste Elektrodenanbindung (21) durch die Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) und zumindest im Wesentlichen in die innenliegende Ausnehmung (27) des Aktors (5) erstreckt, wobei die erste Elektrodenanbindung (21) im Bereich der Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) zum Abdichten der Aussparung (29) zumindest abschnittsweise von einem die Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) verschließenden Dichtmittel (37) umgeben ist und wobei die erste Elektrodenanbindung (21) zumindest mittelbar mit einem ersten Teil der Elektrodenschichten (26) elektrisch verbunden ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) zumindest im Wesentlichen mit dem Dichtmittel (37) aufgefüllt ist.
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die erste Elektrodenanbindung (21) umgebende Dichtmittel (37) zum Ausbilden einer Glaseinschmelzung für die erste Elektrodenanbindung (21) aus einem Glas gebildet ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung (27) des Aktors (5) ein elektrisch leitendes Leitmittel (39) vorgesehen ist, das die Elektrodenanbindung (21) mit dem ersten Teil der Elektrodenschichten (26) des Aktors (5) elektrisch verbindet .
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitmittel (39) einen elektrisch leitenden Klebstoff und/oder ein Lot aufweist.
6. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (27) des Aktors (5) mit einer elektrisch leitenden Kontaktschicht (38) versehen ist, die den ersten Teil der Elektrodenschichten (26) miteinander verbindet .
7. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrodenanbindung (21) stiftförmig ausgestaltet ist.
8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsstück (23) unmittelbar an den Aktor (5) angefügt ist.
9. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Übergangsstück (23) vorgesehene Aussparung (37) an die an dem Aktor (5) vorgesehene Ausnehmung (27) angrenzt .
10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangsbereich (40), an dem die an dem
Übergangsstück (23) vorgesehene Aussparung (37) an die an dem Aktor (5) vorgesehene Ausnehmung (27) angrenzt, eine Öffnung der an dem Aktor (5) vorgesehenen Ausnehmung (27) eine Öffnung der an dem Übergangsstück (23) vorgesehenen Aussparung (29) umfasst, so dass eine sich von der
Aussparung (29) des Übergangsstückes (23) zur Ausnehmung (27) des Aktors (5) hin erweiternde Stufe (41) ausgebildet ist .
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine außenliegende zweite Elektrodenanbindung (22) vorgesehen ist, die zumindest mittelbar mit einem zweiten Teil der Elektrodenschichten (26) elektrisch verbunden ist, wobei die zweite Elektrodenanbindung (22) an einer Außenseite (28) des Aktors (5) mit dem Aktor (5) verbunden ist.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrodenanbindung (22) mit einer an der Außenseite (28) des Aktors (5) vorgesehenen
Elektrodenkontaktierung (43) verbunden ist, die den zweiten Teil der Elektrodenschichten (26) miteinander verbindet.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil der Elektrodenschichten (26) an die Ausnehmung (27) des Aktors (5) angrenzend und von der Außenseite (28) des Aktors (5) beabstandet ausgestaltet ist und dass der zweite Teil der Elektrodenschichten (26) von der Ausnehmung (27) des Aktors (5) beabstandet und an die Außenseite (28) des Aktors (5) angrenzend ausgestaltet ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (27) des Aktors (5) zumindest im Wesentlichen entlang einer Achse (17) des Aktors (5) erstreckt .
15. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (29) des Übergangsstücks (23) zumindest im Wesentlichen in Richtung der Achse (17) des Aktors (5) verläuft und sich zumindest im Wesentlichen an die Ausnehmung (27) des Aktors (5) anschließt.
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