DE102005050784A1

DE102005050784A1 - Fuel injection valves for internal combustion engines

Info

Publication number: DE102005050784A1
Application number: DE102005050784A
Authority: DE
Inventors: Nadja Eisenmenger; Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2007-04-26
Also published as: EP1777408B1; DE502006007016D1; ATE469297T1; EP1777408A1

Abstract

Fuel injection valve has a cavity, which is provided with the housing in which a piezo-actuator (15) is arranged, which exhibits a piezo-element (17). The valve has a piezo-element, which is connected in such a way with the housing by welding or by adhesive bond (40) so that the fuel tank (24) is locked externally.

Description

Zur Einbringung von Kraftstoff in direkteinspritzende Dieselmotoren werden zurzeit vermehrt hubgesteuerte Common-Rail-Systeme eingesetzt. Dies bedeutet, dass das die Einspritzung steuernde Ventilglied dauernd vom Einspritzdruck beaufschlagt ist und die Einspritzung dadurch geschieht, dass die Gegenkraft auf das Ventilglied abgesenkt wird. Dadurch bewegt sich das Ventilglied, hier die Ventilnadel, und gibt Einspritzöffnungen frei, durch die der Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der Vorteil ist dabei, dass der Einspritzdruck an die Last und die Drehzahl der Brennkraftmaschine angepasst werden kann.to Introduction of fuel into direct injection diesel engines Currently, hub-controlled common-rail systems are increasingly being used. This means that the injector controlling the valve member continuously is acted upon by the injection pressure and the injection thereby happens that the counterforce is lowered to the valve member. As a result, the valve member, here the valve needle, moves and gives Injection ports free, through which the fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine is injected. The advantage is that the injection pressure adapted to the load and the speed of the internal combustion engine can.

Es sind eine Reihe von Common-Rail-Einspritzventilen bekannt, die jeweils nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Ein Konzept ist hierbei, dass das Kraftstoffeinspritzventil einen Piezo-Aktor beinhaltet, der direkt den Druck auf eine Düsennadel steuert. Der Piezo-Aktor ist hierbei vom Kraftstoff umgeben, der in einem so genannten Rail zur Verfügung gestellt wird und unter Einspritzdruck steht. Zwischen der Düsennadel und dem Piezo-Aktor ist ein hydraulischer Kopplungsraum vorgesehen, um Längentoleranzen und thermische Drift auszugleichen. Da der gesamte Piezo-Aktor vom Kraftstoff umgeben ist, der unter dem hohen Kraftstoffdruck des Rails steht, müssen elektrische Zuleitungen aus dem Piezo-Aktor nach außen geführt werden, um die Steuerspannung an die Piezo-Aktor anlegen zu können. Bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzventilen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2004 002299 A1 bekannt sind, ist am Piezo-Aktor ein Aktorfuß ausgebildet, in dem die Leitungen nach außen geführt werden. Im Aktorfuß sind die Leitungen in einer Glaseinschmelzung geführt, die kraftstoffdicht abgeschlossen sind.There are a number of common-rail injectors known, each working on different principles. One concept here is that the fuel injector includes a piezo actuator that directly controls the pressure on a nozzle needle. The piezo actuator is surrounded by fuel, which is provided in a so-called rail and is under injection pressure. Between the nozzle needle and the piezo actuator, a hydraulic coupling space is provided to compensate for length tolerances and thermal drift. Since the entire piezo actuator is surrounded by the fuel, which is under the high fuel pressure of the rail, electrical supply lines must be led out of the piezo actuator to the outside in order to create the control voltage to the piezo actuator can. In the known fuel injection valves, as for example from the DE 10 2004 002299 A1 are known, an actuator base is formed on the piezoelectric actuator, in which the lines are led to the outside. In the actuator base, the lines are led in a Glaseinschmelzung, which are sealed fuel-tight.

Der Aktorfuß übernimmt dabei zwei Aufgaben. Zum einen muss er die Kraft aufnehmen, die durch den Kraftstoffdruck auf den Piezo-Aktor ausgeübt wird und darüber hinaus die Kraft einer Feder, die den Piezo-Aktor gegen den Aktorfuß vorspannt. Diese Kraft, die bei modernen Kraftstoffeinspritzventilen einige 1000 N betragen kann, muss dabei so am Aktorfuß abgestützt werden, dass sie möglichst gut zur Längsachse des Piezo-Aktors fluchtet. Andernfalls könnte es zu einem erhöhten Verschleiß, zu Querkräften oder zu einem Klemmen der beweglichen Teile im Kraftstoffeinspritzventil kommen.Of the Actuator foot takes over doing two tasks. For one thing, he has to absorb the power that comes through the fuel pressure is exerted on the piezo actuator and beyond the force of a spring that biases the piezo actuator against the actuator foot. This force, which in modern fuel injection valves some 1000 N, must be supported on the Aktorf so that they possible good to the longitudinal axis of the piezo actuator is aligned. Otherwise, it could lead to increased wear, to lateral forces or to clamp the moving parts in the fuel injection valve come.

Die Abstützung des Aktorfußes am Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils erfolgt beispielsweise über einen Kugel-Kegel-Kontakt, wobei am Aktorfuß eine Kugelfläche und am Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils eine Kegelfläche ausgebildet ist. Zwischen der Kugelfläche und der Kegelfläche bildet sich eine kreisförmige Dichtlinie, die neben der kardanischen Auflage des Aktors auch die Funktion der Hochdruckdichtung übernimmt. Die Anpress- und damit die Dichtkraft auf die Dichtlinie ist abhängig vom Raildruck und von der verwendeten Feder, die den Piezo-Aktor vorspannt. Bei hohen Raildrücken ist üblicherweise eine genügend große Kraft vorhanden, um an dieser Stelle eine Leckage zu verhindern. Nachteil bei dieser Konstruktion, wie sie beispielsweise aus der DE 103 36 327 A1 bekannt ist, ist jedoch, dass bei kleinen Raildrücken die Dichtkraft abnimmt und die geforderte Dichtfunktion nicht mehr sichergestellt ist.The support of the Aktorfußes on the housing of the fuel injection valve, for example, via a ball-and-cone contact, wherein the actuator foot, a spherical surface and the housing of the fuel injection valve, a conical surface is formed. Between the spherical surface and the conical surface forms a circular sealing line, which also takes over the function of the high-pressure seal in addition to the gimbal of the actuator. The contact pressure and thus the sealing force on the sealing line depends on the rail pressure and on the spring used, which pretensions the piezo actuator. At high Raildrücken usually a sufficiently large force is present to prevent leakage at this point. Disadvantage of this construction, as for example from the DE 103 36 327 A1 is known, however, that at low Raildrücken the sealing force decreases and the required sealing function is no longer ensured.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist dem gegenüber den Vorteil auf, dass bei jedem Raildruck eine ausreichende Dichtheit an der Anlagestelle zwischen Piezo-Aktor und dem Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils gegeben ist. Hierzu ist im Gehäuse eines Kraftstoffeinspritzventils ein Hohlraum ausgebildet, in dem ein Piezo-Aktor angeordnet ist. Der Piezo-Aktor umfasst ein Piezo-Element, das bei Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung einen Hub ausführt. Zwischen der Wand des Hohlraums und dem Piezo-Aktor verbleibt ein Kraftstoffraum, der mit Kraftstoff befüllbar ist. An der Außenseite des Gehäuses sind elektrische Kontakte ausgebildet, an die eine geeignete elektrische Spannung anlegbar ist und die über im Gehäuse verlaufende Leitungen mit dem Piezo-Element verbunden sind. Der Piezo-Aktor ist mit dem Gehäuse durch eine Schweiß- oder Klebeverbindung so verbunden, dass der Kraftstoffraum nach außen kraftstoffdicht verschlossen ist und so bei jedem Raildruck eine ausreichende Dichtheit gegeben ist.The Fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1, the across from the advantage that at each rail pressure sufficient tightness at the contact point between the piezo actuator and the housing of the Fuel injection valve is given. This is in the case of a Fuel injection valve, a cavity formed in which a Piezo actuator is arranged. The piezo actuator comprises a piezo element, when applying a suitable voltage a hub performs. Between the wall of the cavity and the piezo actuator remains Fuel chamber that is fuel-filling. On the outside of the housing electrical contacts are formed, to which a suitable electrical Tension is applied and the over in the casing extending lines are connected to the piezo element. Of the Piezo actuator is connected to the housing through a welding or adhesive joint connected so that the fuel space to the outside fuel-tight is closed and so at each rail pressure sufficient tightness given is.

Durch die abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung möglich. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Piezo-Aktor einen Aktorfuß, der fest mit dem Piezo-Element verbunden ist. Der Aktorfuß wird über eine Schweiß- oder Klebeverbindung mit dem Gehäuse des Kraftstoffeinspritzventils verbunden, wobei die Leitungen, die die Kontakte mit dem Piezo-Element verbinden, durch den Aktorfuß verlaufen. Da der Aktorfuß nicht selbst piezoaktiv ist, kann ein Material verwendet werden, das mit dem Material des Gehäuses leicht verbindbar ist, also beispielsweise verschweißt oder durch eine geeignete Klebeverbindung sicher verbunden werden kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Piezo-Aktor keinen Aktorfuß aufweist und dass das Piezo-Element direkt mit dem Gehäuse verklebt ist. In diesem Fall verlaufen die elektrischen Leitungen ausschließlich im Gehäuse und sind an ihrem Ende mit dem Piezo-Element verbunden.By the dependent claims advantageous developments of the subject invention are possible. In a first advantageous embodiment, the piezo actuator comprises an actuator foot, which is firmly connected to the piezo element. The actuator foot is connected via a weld or adhesive connection to the housing of the fuel injection valve, wherein the lines which connect the contacts with the piezoelectric element pass through the actuator foot. Since the actuator foot is not itself piezo-active, a material can be used which is easily connectable to the material of the housing, that is, for example, welded or can be securely connected by a suitable adhesive connection. However, it can also be provided that the piezoelectric actuator has no Aktorfuß and that the piezoelectric element is bonded directly to the housing. In this case, the electrical lines are out finally in the housing and are connected at its end to the piezo element.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist am Aktorfuß und am Haltekörper, der einen Teil des Gehäuses bildet, jeweils eine plane Fläche ausgebildet, mit der der Aktorfuß und der Haltekörper aneinander anliegen. Durch eine solche plane Fläche kann durch zwischen den Flächen aufgetragenen Klebstoff eine sichere Klebeverbindung zwischen dem Haltekörper und dem Aktorfuß hergestellt werden. Es ist hier auch gut möglich, eine Schweißnaht an der Außenseite der planen Flächen anzubringen und so den Aktorfuß mit dem Haltekörper sicher zu verbinden. In vorteilhafter Weise erstreckt sich die Schweißverbindung hierbei über den gesamten Umfang des Aktorfußes.In a further advantageous embodiment is at Aktorfuß and on Holding body, the part of the housing forms, each a plane surface formed, with the actuator foot and the holding body to each other issue. By such a flat surface can be through between the surfaces applied adhesive a secure adhesive bond between the holding body and the actuator base made become. It is also possible here a weld the outside the plane surfaces to attach and so the actuator foot with the holding body safe to connect. Advantageously, the weld extends over here the entire circumference of the actuator base.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die planen Flächen am Ende eines zylindrischen Abschnitts ausgebildet, wobei jeweils ein zylindrischer Abschnitt am Aktorfuß und am Haltekörper ausgebildet ist. Beide zylindrischen Abschnitte umgibt eine Hülse, wobei die Hülse mit beiden zylindrischen Abschnitten verschweißt oder verklebt ist. Die Hülse ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das sowohl mit dem Material des Aktorfußes als auch mit dem Material des Haltekörpers entweder gut verschweißt oder verklebt werden kann, sodass eine sichere Verbindung auch dann gegeben ist, wenn sich eine solche Verbindung direkt zwischen Aktorfuß und Haltekörper nur schwer ausbilden lässt. In vorteilhafter Weise weisen hierbei beide zylindrischen Abschnitte zumindest im wesentlichen den gleichen Durchmesser auf.In In a further advantageous embodiment, the flat surfaces are on End of a cylindrical portion formed, wherein each one cylindrical portion formed on the actuator base and on the holding body is. Both cylindrical sections surround a sleeve, wherein the sleeve welded or glued to both cylindrical sections. The sleeve is preferably made of a material that combines both with the material of the actuator base as well as with the material of the holding body either well welded or can be glued, so there is a secure connection is, if such a connection directly between actuator base and holding body only difficult to train. Advantageously, in this case both have cylindrical sections at least substantially the same diameter.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Aktorfuß einen zylindrischen Abschnitt auf, während am Haltekörper eine zylindrische Aufnahme ausgebildet ist, in der der zylindrische Abschnitt des Aktorfußes in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet ist. Die Verbindung wird durch eine Schweiß- oder Klebeverbindung zwischen der zylindrischen Aufnahme und dem zylindrischen Abschnitt des Aktorfußes ausgebildet, sodass eine ähnlich gute Verbindung wie durch die Hülse erreicht wird, jedoch mit weniger Bauteilen.In In a further advantageous embodiment, the actuator foot has a cylindrical section on while on the holding body a cylindrical receptacle is formed, in which the cylindrical Section of the actuator base is arranged in the installed position of the fuel injection valve. The Connection is made by a welded or glued connection between formed of the cylindrical receptacle and the cylindrical portion of the actuator base, so a similar good Connection as through the sleeve achieved, but with fewer components.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject of the invention are the description and claims removable.

Zeichnungdrawing

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigtIn the drawing are various embodiments of the fuel injection valve according to the invention shown. It shows

1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil 1 a longitudinal section through a fuel injection valve according to the invention

2 eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Ausschnitts von 1 2 an enlarged view of the designated II section of 1

3 eine alternative Ausgestaltung in einer ähnlichen Darstellung wie 2, wobei hier nur der Haltekörper und der Piezo-Aktor gezeichnet sind, 3 an alternative embodiment in a similar representation as 2 , wherein here only the holding body and the piezo actuator are drawn,

4 und 5 in der gleichen Darstellung wie 3 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung. 4 and 5 in the same representation as 3 further embodiments of the invention.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Gehäuse 1, das einen Haltekörper 3, eine Druckhülse 5 und eine Drosselscheibe 11 umfasst, wobei der Haltekörper 3 mit der Druckhülse 5 über eine Spannhülse 6 verschraubt ist. An die Drosselscheibe 11 schließt sich eine Düse 8 an, die über eine Spannmutter 12 mit der Druckhülse 5 verschraubt ist, sodass die Düse 8 unter Zwischenlage der Drosselscheibe 11 gegen das Gehäuse 1 verspannt ist.In 1 a fuel injection valve according to the invention is shown in longitudinal section. The fuel injection valve comprises a housing 1 that has a holding body 3 , a pressure sleeve 5 and a throttle disk 11 includes, wherein the holding body 3 with the pressure sleeve 5 over a clamping sleeve 6 is screwed. To the throttle disk 11 closes a nozzle 8th on, which has a clamping nut 12 with the pressure sleeve 5 screwed so that the nozzle 8th with the interposition of the throttle disk 11 against the case 1 is tense.

Die Düse 8 umfasst einen Düsenkörper 10, in dem eine Bohrung ausgebildet ist, in der eine kolbenförmige Düsennadel 13 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsennadel 13 steuert in der bekannten Weise die Öffnung wenigstens einer Einspritzöffnung 14, über die der Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Zwischen der Drosselscheibe 11 und der brennraumabgewandten Stirnfläche der Düsen nadel 13 einerseits und zwischen der Drosselscheibe 11 und einem in der Druckhülse 5 angeordneten Steuerbolzen 25 ist ein Steuerraum 28 ausgebildet, wobei die beiden Teile des Steuerraums 28 über eine Drossel 29 miteinander verbunden sind, die in der Drosselscheibe 11 ausgebildet ist. Der Steuerbolzen 25 ist hierbei in einem in der Druckhülse 5 ausgebildeten Hohlraum 7 angeordnet, in dem auch ein Piezo-Aktor 15 vorhanden ist. Der Piezo-Aktor 15 umfasst ein Piezo-Element 17, das aus einem piezoaktiven Material besteht und eine Vielzahl von Schichten aufweist, zwischen denen Elektroden ausgebildet sind. Das Piezo-Element 17 liegt mit seiner Stirnfläche, die der Düse 8 zugewandt ist, am Steuerbolzen 25 an, und mit der entgegen gesetzten Stirnfläche an einem Aktorfuß 19, der Teil des Piezo-Aktors 15 ist. Das Piezo-Element 17 ist hierbei von einer Hülse umgeben, die das Piezo-Element 17 nach außen flüssigkeitsdicht isoliert, so dass ein zwischen dem Piezo-Aktor 15 bzw. Piezo-Element 17 verbleibender Kraftstoffraum 24 mit Kraftstoff befüllt werden kann, ohne die Funktionsfähigkeit des Piezo-Aktors 15 zu beeinträchtigen.The nozzle 8th includes a nozzle body 10 in which a bore is formed, in which a piston-shaped nozzle needle 13 is arranged longitudinally displaceable. The nozzle needle 13 controls the opening of at least one injection port in the known manner 14 , via which the fuel is injected directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. Between the throttle plate 11 and the brennraumabgewandten end face of the nozzle needle 13 on the one hand and between the throttle plate 11 and one in the pressure sleeve 5 arranged control bolt 25 is a tax room 28 formed, with the two parts of the control room 28 via a throttle 29 connected to each other in the throttle plate 11 is trained. The control bolt 25 is here in a in the pressure sleeve 5 trained cavity 7 arranged, in which also a piezo actuator 15 is available. The piezo actuator 15 includes a piezo element 17 which is made of a piezoactive material and has a plurality of layers between which electrodes are formed. The piezo element 17 lies with its face, that of the nozzle 8th facing, at the control bolt 25 on, and with the opposite end face on an actuator base 19 , the part of the piezo actuator 15 is. The piezo element 17 is surrounded by a sleeve, which is the piezo element 17 Insulated to the outside liquid-tight, so that a between the piezo actuator 15 or piezo element 17 remaining fuel space 24 can be filled with fuel without the functionality of the piezo actuator 15 to impair.

Der Steuerbolzen 25 wird von einer Spannfeder 27 umgeben, die sich einerseits am Steuerbolzen 25 und andererseits über eine Hülse 26 an der Drosselscheibe 11 abstützt. Da die Spannfeder 27 unter Druckvorspannung angeordnet ist, drückt sie den Steuerbolzen 25 entgegen den Piezo-Aktor 15 und diesen dadurch mit dem Aktorfuß 19 gegen den Haltekörper 3. Damit ist das gesamte Piezo-Element 17 unter Druckvorspannung gesetzt, was sicherstellt, dass das Piezo-Element 17 während des Betrieb nie unter Zugspannung gerät. Im Haltekörper 3 sind elektrische Kontakte 22 ausgebildet, die über elektrische Leitungen 21, die im Haltekörper 3 verlaufen, mit dem Piezo-Element 17 verbunden sind. Im Haltekörper 3 befindet sich daneben ein Kraftstoffanschluss 32, über den das Kraftstoffeinspritzventil mit einer Kraftstoffhochdruckquelle, vorzugsweise einem Rail eines Common-Rail-Systems, verbunden ist. Über den Kraftstoffanschluss 32 lässt sich Kraftstoff unter hohem Druck in den zwischen dem Piezo-Aktor 15 und der Wand des Hohlraums 7 verbleibenden Kraftstoffraum 24 leiten. Von dort kann der Kraftstoff weiter am Druckbolzen 25 vorbei durch in der Zeichnung nicht dargestellte Öffnungen in der Drosselscheibe 11 in die Düse 8 fließen, wo er die Düsennadel 13 umspült und bis in den Bereich der Einspritzöffnungen 14 gelangt.The control bolt 25 is from a tension spring 27 surrounded on the one hand by the control bolt 25 and on the other hand via a sleeve 26 at the throttle plate 11 supported. Because the tension spring 27 Under pressure bias, it pushes the control pin 25 against the piezo actuator 15 and this with the actuator foot 19 against the holding body 3 , This is the entire piezo element 17 placed under compression, which ensures that the piezo element 17 never comes under tension during operation. In the holding body 3 are electrical contacts 22 formed by electrical wires 21 in the holding body 3 run, with the piezo element 17 are connected. In the holding body 3 There is a fuel connection next to it 32 , via which the fuel injection valve is connected to a high-pressure fuel source, preferably a rail of a common-rail system. About the fuel connection 32 can be fuel under high pressure in the between the piezo actuator 15 and the wall of the cavity 7 remaining fuel space 24 conduct. From there, the fuel can continue on the pressure pin 25 passing through not shown in the drawing openings in the throttle plate 11 in the nozzle 8th flow where he has the nozzle needle 13 lapped and into the area of the injection openings 14 arrives.

Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt: Wenn keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgen soll, ist das Piezo-Element 17 bestromt und hat seine maximale Länge erreicht, sodass der Steuerbolzen 25 das Volumen des Steuerraums 28 minimiert. Da ein hoher Kraftstoffdruck im Steuerraum 28 herrscht, wird die Ventilnadel 13 in ihre Schließstellung gedrückt und verschließt die Einspritzöffnungen 14. Soll eine Einspritzung erfolgen, so wird die Bestromung des Piezo-Elements 17 zurückgefahren, sodass sich das Piezo-Element 14 verkürzt. Dadurch bewegt sich der Ventilbolzen 25 von der Düse 8 weg und vergrößert das Volumen des Steuerraums 28, sodass die hydraulische Kraft auf die Stirnfläche der Ventilnadel 13 abnimmt. Durch den hydraulischen Druck auf die Ventilnadel 13 wird diese nach Wegfall der Schließkraft von den Einspritzöffnungen 14 wegbewegt und gibt diese dadurch frei, sodass eine Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgt.The operation of the fuel injection valve is as follows: If there is no injection of fuel, the piezo element is 17 energized and has reached its maximum length, so that the control bolt 25 the volume of the control room 28 minimized. Because a high fuel pressure in the control room 28 prevails, the valve needle 13 pressed into its closed position and closes the injection ports 14 , If an injection is to take place, then the energization of the piezo element 17 moved back, so that the piezo element 14 shortened. As a result, the valve pin moves 25 from the nozzle 8th away and increases the volume of the control room 28 so that the hydraulic force on the end face of the valve needle 13 decreases. Due to the hydraulic pressure on the valve needle 13 this is after elimination of the closing force of the injection openings 14 moved away and releases them, so that an injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine takes place.

In 2 ist eine Vergrößerung des mit II bezeichneten Ausschnitts von 1 dargestellt. Die Leitungen 21, die im Gehäuse 3 verlaufen, finden ihre Fortsetzung im Aktorfuß 19, wo die beiden Leitungen 21 in die beiden Außenelektroden 18, 18' des Piezo-Elements 17 verzweigen. Beide Leitung 21, 21' sind hierbei im Aktorfuß 19 in einer Glaseinschmelzung 23, 23' geführt, die eine flüssigkeitsdichte Durchleitung der Leitungen 21, 21' gewährleisten. Am Aktorfuß 19 ist eine ballige oder kugelschalenförmige Anlagefläche 34 ausgebildet, die an eine konische Anlagefläche 33, die am Haltekörper 3 ausgebildet ist, anliegt. Durch die ballige Ausgestaltung der Anlagefläche 34 wird ein leichter axialer Versatz des Aktorfußes 19 und damit des gesamten Piezo-Aktors 15 ausgeglichen, sodass auch bei leichter Schrägstellung eine Dichtlinie zwischen den beiden Anlageflächen 33, 34 entsteht, die den Aktorfuß 19 auf seinem gesamten Umfang umgibt.In 2 is an enlargement of the section marked II 1 shown. The wires 21 in the housing 3 run, find their continuation in the Aktorfuß 19 where the two wires 21 in the two outer electrodes 18 . 18 ' of the piezo element 17 branch. Both line 21 . 21 ' are here in Aktorfuß 19 in a glass melting 23 . 23 ' led, which is a liquid-tight passage of the lines 21 . 21 ' guarantee. At the actuator foot 19 is a spherical or spherical shell-shaped contact surface 34 formed, attached to a conical contact surface 33 on the holding body 3 is formed, is applied. Due to the spherical design of the contact surface 34 becomes a slight axial displacement of the actuator base 19 and thus the entire piezo actuator 15 balanced, so that even with slight inclination a sealing line between the two contact surfaces 33 . 34 arises, which is the actuator foot 19 surrounds its entire circumference.

Am Aktorfuß 19 ist ein zylindrischer Abschnitt 35 ausgebildet, der in einer zylindrischen Aufnahme 37 angeordnet ist, die am Haltekörper 3 ausgebildet ist. Die Aufnahme 37 und der zylindrische Abschnitt 35 sind hierbei in ihrem Innendurchmesser bzw. Außendurchmesser so aufeinander abgestimmt, dass der zylindrische Abschnitt 35 mit nur geringem Spiel in der zylindrischen Aufnahme 37 geführt ist. Zwischen der zylindrischen Aufnahme 37 und dem zylindrischen Abschnitt 35 ist eine Schweißverbindung 40 ausgebildet, die den zylindrischen Abschnitt 35 auf seinem gesamten Umfang umgibt. Hierdurch ist eine dichte Verbindung zwischen dem Haltekörper 3 und dem Aktorfuß 19 gegeben, die unabhängig vom Druck im Kraftstoffraum 24 das Gehäuse 1 flüssigkeitsdicht nach außen abschließt. Es ist hierbei auch möglich, dass zwischen der zylindrischen Aufnahme 37 und dem zylindrischen Abschnitt 35 eine Klebeverbindung besteht, wobei in diesem Fall ein geeigneter, kraftstoffresistenter Kleber zwischen dem zylindrischen Abschnitt 35 und der zylindrischen Aufnahme 37 eingebracht wird.At the actuator foot 19 is a cylindrical section 35 formed in a cylindrical receptacle 37 is arranged on the holding body 3 is trained. The recording 37 and the cylindrical section 35 are in this case in their inner diameter or outer diameter matched to one another that the cylindrical portion 35 with little play in the cylindrical receptacle 37 is guided. Between the cylindrical holder 37 and the cylindrical section 35 is a welded joint 40 formed the cylindrical section 35 surrounds its entire circumference. As a result, a tight connection between the holding body 3 and the actuator foot 19 given regardless of the pressure in the fuel chamber 24 the housing 1 liquid-tight to the outside. It is also possible that between the cylindrical receptacle 37 and the cylindrical section 35 an adhesive bond, in which case a suitable fuel-resistant adhesive between the cylindrical portion 35 and the cylindrical receptacle 37 is introduced.

Durch die Glaseinschmelzung 23, 23' einerseits und die Schweißverbindung 40 andererseits wird der Kraftstoffraum 24 flüssigkeitsdicht nach außen abgedichtet, wobei nach wie vor eine leichte Montierbarkeit gegeben ist. Da der Haltekörper 3 mit der Druckhülse 5 über eine Spannhülse 6 verschraubt ist, lässt sich der Aktorfuß 19 mit dem Haltekörper 3 zuerst verbinden und beide Teile dann gemeinsam durch die Spannhülse 6 mit der Druckhülse 5 verbinden.Through the glass melting 23 . 23 ' on the one hand and the welded connection 40 On the other hand, the fuel chamber 24 sealed liquid-tight to the outside, which is still easy to mount. As the holding body 3 with the pressure sleeve 5 over a clamping sleeve 6 screwed, can the actuator foot 19 with the holding body 3 First connect and then both parts together through the clamping sleeve 6 with the pressure sleeve 5 connect.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Piezo-Aktors mit dem zugehörigen Haltekörper 3 gezeigt. Am Haltekörper 3 ist hier ein zylindrischer Abschnitt 36 und daran eine plane Stirnfläche 41 ausgebildet und am Aktorfuß 19 eine eben solche plane Stirnfläche 42, wobei Aktorfuß 19 und Haltekörper 3 an den Stirnflächen 41, 42 aneinander anliegen. Die beiden Stirnflächen 41, 42 sind ringscheibenförmig ausgebildet und weisen zumindest im wesentlichen denselben Außendurchmesser auf. Zur Verbindung des Haltekörpers 3 mit dem Aktorfuß 19 ist eine Schweißnaht 40' ausgebildet, die den Aktorfuß 19 bzw. den Haltekörper 3 auf ihrem gesamten Umfang umgibt. Statt der Schweißverbindung 40' kann auch eine Klebeverbindung vorgesehen sein, wobei ein geeigneter kraftstoffresistenter Kleber zwischen die beiden Stirnflächen 41, 42 eingebracht wird. Die Leitungen 21, 21' sind, ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 2, im Haltekörper 3 und im Aktorfuß 19 geführt und werden von der Schweißverbindung 40' vollständig umgeben. Zur Abdichtung der Leitungen 21, 21' dienen auch hier Glaseinschmelzungen 23, 23'.In 3 is a further embodiment of the piezoelectric actuator according to the invention with the associated holding body 3 shown. On the holding body 3 here is a cylindrical section 36 and a flat face 41 trained and at the actuator foot 19 a flat plane of this kind 42 , wherein actuator foot 19 and holding body 3 on the front surfaces 41 . 42 abut each other. The two end faces 41 . 42 are annular disc-shaped and have at least substantially the same outer diameter. For connecting the holding body 3 with the actuator foot 19 is a weld 40 ' trained, who the actuator foot 19 or the holding body 3 surrounds on its entire circumference. Instead of the welded connection 40 ' may also be provided an adhesive bond, with a suitable fuel-resistant adhesive between the two end faces 41 . 42 is introduced. The wires 21 . 21 ' are, as well as in the embodiment according to 2 , in the holding body 3 and in the actuator foot 19 guided and are from the welded joint 40 ' completely surrounded. For sealing the pipes 21 . 21 ' Glass fusions serve here, too 23 . 23 ' ,

Das Ausführungsbeispiel nach 4 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach 3 dadurch, dass hier eine Hülse 44 vorgesehen ist, die sowohl den Haltekörper 3 als auch den Aktorfuß 19 im Bereich der planen Stirnflächen 41, 42 umgibt. Durch den gleichen oder annähernd gleichen Außendurchmesser im Bereich der Stirnflächen 41, 42 kann die Hülse 44 so ausgebildet sein, dass sie nur ein geringes Spiel aufweist, sowohl gegenüber dem Haltekörper 3 als auch dem Aktorfuß 19. Die Abdichtung erfolgt durch zwei Schweißverbindungen 46, 46', wobei die Hülse 44 sowohl mit dem Haltekörper 3 als auch mit dem Aktorfuß 19 verschweißt wird. Beide Schweißnähte 46, 46' umgeben hierbei die Hülse 44 auf ihrem gesamten Umfang. Durch die Verwendung einer separaten Hülse 44 kann ein Material verwendet werden, das sowohl in seiner Paarung mit dem Material des Haltekörpers 3 als auch mit dem Material des Aktorfußes 19 gut schweißbar ist, sodass eine dichte Verbindung über die gesamte Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils erreicht wird.The embodiment according to 4 differs from the embodiment according to 3 in that here is a sleeve 44 is provided, which is both the holding body 3 as well as the actuator foot 19 in the area of flat faces 41 . 42 surrounds. By the same or approximately the same outer diameter in the region of the end faces 41 . 42 can the sleeve 44 be designed so that it has only a small amount of play, both with respect to the holding body 3 as well as the actuator foot 19 , The seal is made by two welded joints 46 . 46 ' , where the sleeve 44 both with the holding body 3 as well as with the actuator foot 19 is welded. Both welds 46 . 46 ' surround the sleeve here 44 on its entire circumference. By using a separate sleeve 44 For example, a material can be used that is both in its mating with the material of the holding body 3 as well as with the material of the actuator base 19 good weldability, so that a tight connection is achieved over the entire life of the fuel injection valve.

Neben einer Schweißverbindung 46, 46' kann es auch hier vorgesehen sein, dass die Hülse 44 über eine Klebeverbindung mit dem Haltekörper 3 bzw. mit dem Aktorfuß 19 verbunden wird. Der kraftstoffresistente Klebstoff wird hierbei auf die Innenseite der Hülse 44 aufgebracht und dichtet so die Durchführung der Leitungen 21 zur Außenseite des Gehäuses 1 ab.In addition to a welded joint 46 . 46 ' It can also be provided here that the sleeve 44 via an adhesive connection with the holding body 3 or with the actuator foot 19 is connected. The fuel-resistant adhesive is in this case on the inside of the sleeve 44 applied and seals the passage of the lines 21 to the outside of the housing 1 from.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Piezo-Aktors 15 mit dazu gehörigem Gehäuse 3 in derselben Darstellung wie 3 und 4. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen fehlt hier der Aktorfuß 19, sodass das Piezo-Element 17 direkt mit dem Gehäuse 3 verklebt ist. Hierbei liegt das Piezo-Element 17 mit seiner Stirnfläche 117 an einer zumindest in etwa ebenso großen Stirnfläche 103 des Gehäuses 3 an. Ist auch hier die Klebeverbindung zwischen den Stirnflächen 117 und 103 kraftstoffresistent ausgebildet, kann verhindert werden, dass der Kraftstoff über die Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils zwischen das Piezo-Element 17 und den Haltekörper 3 dringt. Die Abdichtung der Leitungen 21, 21' erfolgt hier, wie schon bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, über Glaseinschmelzungen 23, 23'. 5 shows a further embodiment of the piezoelectric actuator according to the invention 15 with associated housing 3 in the same representation as 3 and 4 , In contrast to the previous embodiments, the actuator foot is missing here 19 so that the piezo element 17 directly to the housing 3 is glued. This is the piezo element 17 with his face 117 on an at least approximately equally large face 103 of the housing 3 at. Here is the adhesive bond between the faces 117 and 103 Fuel-resistant, it can prevent the fuel over the life of the fuel injection valve between the piezo element 17 and the holding body 3 penetrates. The sealing of the pipes 21 . 21 ' takes place here, as in the previous embodiments, on Glaseinschmelzungen 23 . 23 ' ,

Für alle gezeigten Ausführungsbeispiele kann bei einem Piezo-Element 17 mit innenliegenden Kontakten bzw. mit stirnseitig angebrachten Kontakten die elektrischen Leitungen innerhalb der durch die Schweißverbindung gegebenen Dichtlinie erfolgen. Dies führt dazu, dass gegebenenfalls die Durchführung der elektrischen Leitungen über Glaseinschmelzungen entfallen kann, da die Leitungen nicht mehr vom Kraftstoffdruck im Kraftstoffraum 24 beaufschlagt wären.For all embodiments shown can be in a piezoelectric element 17 with internal contacts or contacts mounted on the front side, the electrical lines are made within the sealing line provided by the welded connection. As a result, the passage of the electrical lines via glass melts may be omitted, since the lines are no longer dependent on the fuel pressure in the fuel chamber 24 would be charged.

Claims

Fuel injection valve for internal combustion engines with a housing ( 1 ) and a cavity formed therein ( 7 ), in which a piezo actuator ( 15 ), wherein the piezo actuator ( 15 ) a piezo element ( 17 ), which carries out a stroke upon application of a suitable electrical voltage, and with a between the wall of the cavity ( 7 ) and the piezo element ( 15 ) remaining fuel space ( 24 ), which can be filled with fuel, and with electrical contacts ( 22 ), which are on the outside of the housing ( 1 ) are arranged and to which an electrical voltage can be applied, wherein the contacts ( 22 ) in the housing ( 1 ) running lines ( 21 ; 21 ' ) with the piezo element ( 15 ), characterized in that the piezo element ( 15 ) with the housing ( 1 ) by a welded or glued connection ( 40 ; 40 '; 46 ; 46 ' ) is connected so that the fuel space ( 24 ) is sealed to the outside fuel-tight.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the piezo actuator ( 15 ) an actuator base ( 19 ), wherein the piezo actuator ( 15 ) with the actuator foot ( 19 ) and the housing ( 1 ) with the actuator foot ( 19 ) via the welding or adhesive connection ( 40 ; 40 '; 46 ; 46 ' ), the lines ( 21 ; 21 ' ) through the actuator base ( 19 ).

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the piezo element ( 17 ) directly to the housing ( 1 ) is glued.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the lines extending in the actuator foot ( 21 ; 21 ' ) of the welded or glued connection ( 40 ; 40 '; 46 ; 46 ' ) are surrounded.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the housing ( 1 ) a holding body ( 3 ), in which the lines ( 21 ; 21 ' ), wherein at Aktorfuß ( 19 ) and on the holding body ( 3 ) each have a plane end face ( 41 ; 42 ) is formed, with which the actuator foot ( 19 ) and the holding body ( 3 ) abut each other.

Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that between actuator foot ( 19 ) and holding body ( 3 ) an adhesive bond between the flat end faces ( 41 ; 42 ) is trained.

Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that between actuator foot ( 19 ) and holding body ( 3 ) a welded connection ( 40 ; 40 ' ), wherein the welded connection ( 40 ; 40 ' ) over the entire circumference of the actuator base ( 19 ).

Fuel injection valve according to claim 5, characterized in that at the Aktorfuß ( 19 ) and on the holding body ( 3 ) each have a cylindrical section ( 35 ; 36 ) is formed, on which the flat end faces ( 41 ; 42 ) are formed, and with a sleeve ( 26 ), both cylindrical sections ( 35 ; 36 ) and that with both cylindrical sections ( 35 ; 36 ) is welded and thereby the welded joint ( 46 ; 46 ' ).

Fuel injection valve according to claim 8, characterized in that the two cylindrical sections ( 35 ; 36 ) have at least substantially the same diameter.

Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that on Aktorfuß ( 19 ) a cylindrical section ( 35 ) is formed and on a holding body ( 3 ), the part of the housing ( 1 ) is a cylindrical receptacle ( 37 ), in which the cylindrical section ( 35 ) is arranged in the installed position in the fuel injection valve, wherein the welding or adhesive connection ( 40 ) between the cylindrical receptacle ( 37 ) and the cylindrical section ( 35 ) is trained.