DE102006032743A1 - Actuator for lift drive of actuating element, particularly valve needle in fuel injection valve, has actuator connecting cable connected firmly with contact points by assembly of contact points in surface of actuator bearing - Google Patents

Abstract

The actuator (15) has piezoelectric stack (22), and two contact points (35) are provided at the stack for engaging with each of the actuator connecting cable (18). An actuator bearing (16) is located between the front ends of the stack, by which the contact points are arranged at the plane (34) of the actuator bearing. The plane of the anchor bearing runs at right angles to the deck axis and lies in the middle of longitudinal extension of the stack.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Aktor zum Hubantrieb eines Stellglieds, insbesondere einer Ventilnadel in einem Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The Invention is based on an actuator for the lifting drive of an actuator, in particular a valve needle in a fuel injection valve an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Ein bekannter sog. Piezoaktor für ein Kraftstoffeinspritzventil ( DE 103 19 599 A1 ) weist einen Stapel aus mehreren, übereinanderliegenden, piezoelektrischen Einzelelementen auf, der in einem als Rohrfeder ausgebildeten Hohlkörper angeordnet ist. Der Stapel liegt mit seinen Stirnflächen jeweils an mit dem Hohlkörper stirnseitig fest verbundenen Abdeckplatten an und ist zwischen den Abdeckplatten mit einer Vorspannkraft auf Druck beansprucht. Die obere Abdeckplatte weist zwei Durchführungen auf. Durch jede Durchführung ist ein drahtförmiges Anschlusselement zum Anschließen des Aktors an ein elektrisches Anschlusskabel hindurchgeführt. Die Anschlusselemente erstrecken sich parallel zur Kabelachse im Querabstand voneinander durch den Stapel hindurch und kontaktieren wechselweise die piezoelektrischen Einzelelemente. Der Piezoaktor ist im Ventilgehäuse des Kraftstoffeinspritzventils, auch Injektor genannt, integriert und treibt über einen ebenfalls im Ventilgehäuse aufgenommenen, hydraulischen Koppler die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils an.A well-known so-called. Piezo actuator for a fuel injection valve ( DE 103 19 599 A1 ) has a stack of a plurality of superimposed, piezoelectric individual elements, which is arranged in a hollow body formed as a tubular spring. The stack lies with its end faces in each case to the hollow body frontally fixedly connected cover plates and is claimed between the cover plates with a biasing force to pressure. The upper cover plate has two bushings. Through each implementation, a wire-shaped connection element for connecting the actuator is passed to an electrical connection cable. The connection elements extend parallel to the cable axis at a transverse distance from each other through the stack and contact alternately the piezoelectric individual elements. The piezoelectric actuator is integrated in the valve housing of the fuel injection valve, also called an injector, and drives the valve needle of the fuel injection valve via a hydraulic coupler, likewise accommodated in the valve housing.

Bin ebenfalls bekannter Piezoaktor ( DE 197 15 488 C1 ) weist einen piezoelektrischen Stapel auf, der alternierend aus Elektroden und Keramikschichten aufgebaut ist. Der im Querschnitt quadratische Aktor ist an voneinander abgekehrten Ecken mit Metallisierungsstreifen versehen, die aufgrund der geometrischen Gestaltung der Elektroden mit wechselweisen Aussparungen auf voneinander abgekehrten Ecken mit jeweils jeder zweiten Elektrode verbunden sind. Dadurch sind alle piezoelektrischen Einzelelemente des piezoelektrischen Stapels parallel verschaltet. An jedem Metallisierungsstreifen ist über dessen gesamten Länge eine Kontaktfahne so befestigt, dass ein Teil der Kontaktfahne seitlich vom Stapel absteht. An der vom Stapel wegweisenden Kante der Kontaktfahne ist ein Anschlusselement angeordnet. Die beiden Anschlusselemente überragen den Stapel in der Länge oder seitlich und werden mit elektrischen Aktoranschlusskabeln zur Ansteuerung des Piezoaktors belegt.Am also known piezoelectric actuator ( DE 197 15 488 C1 ) has a piezoelectric stack, which is constructed alternately of electrodes and ceramic layers. The square in cross-section actuator is provided at opposite corners with metallization, which are connected due to the geometric design of the electrodes with alternating recesses on mutually remote corners with each second electrode. As a result, all piezoelectric individual elements of the piezoelectric stack are connected in parallel. At each Metallisierungsstreifen a contact lug is fixed over its entire length so that a part of the contact lug protrudes laterally from the stack. At the edge facing away from the stack edge of the contact lug a connection element is arranged. The two connection elements protrude beyond the stack in length or laterally and are occupied by electrical actuator connection cables for controlling the piezoelectric actuator.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Anordnung der Kontaktstellen in der Ebene der Aktorlagerung die mit den Kontaktstellen fest verbundenen Aktoranschlusskabel nicht an dem Hub oder Teilhub des Aktors teilnehmen, also in Ruhe verharren und nicht bewegt werden. Damit werden die Aktoranschlusskabel mechanisch nicht belastet und sind nicht bruchgefährdet, wodurch sich die Lebensdauer des Aktors deutlich erhöht.Of the Inventive actuator with the features of claim 1 has the advantage that by the Arrangement of the contact points in the plane of Aktorlagerung the Not with the contact points firmly connected Aktoranschlusskabel Participate in the stroke or partial lift of the actuator, so remain in peace and not be moved. This makes the actuator connection cables mechanical not burdened and are not subject to breakage, which increases the life significantly increased by the actuator.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Aktors möglich.By in the further claims listed activities are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified actuator possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verläuft die Ebene der Aktorlagerung rechtwinklig zur Stapelachse und liegt in der Mitte der Längserstreckung des Stapels. Auf diese Weise führt der Stapel zwei gleich große, einander entgegengesetzte Teilhübe in axialer Richtung aus, und die statischen und dynamischen Kräfte gleichen sich derart aus, dass in der Aktorlagerung nur noch geringe zeitliche Kraftänderungen erfolgen und damit nur wenig Körperschall angeregt wird.According to one advantageous embodiment of the Invention proceeds the plane of Aktorlagerung perpendicular to the stacking axis and lies in the middle of the longitudinal extension of the pile. In this way leads the Stack two equal, opposite partial strokes in the axial direction, and the static and dynamic forces are the same so out of the fact that in the Aktorlagerung only small temporal changes in force done and thus little structure-borne noise is stimulated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Stapel zwei, voneinander querbeabstandet angeordnete, axiale Durchgangskanäle vorhanden, die jeweils von einem Anschlusselement durchzogen sind. Die Kontaktstelle an jedem Anschlusselement ist von einem Stopfen aus elektrisch leitendem Material gebildet, der in ein im Durchgangskanal mündendes Radialloch eingesetzt und mit dem Anschlusselement elektrisch leitend, z.B. durch Pressen oder Schweißen, verbunden ist. Diese konstruktive Gestaltung ermöglicht eine montagefreundliche und fertigungstechnisch einfache Kontaktierung der Aktoranschlusskabel an Aktoren mit innenliegenden oder eingegrabenen Anschlusselementen. Als Material für die Stopfen wird Silber, Kupfer, Invar oder eine elektrisch leitende Kunststoffmasse verwendet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Stapel in zwei vorzugsweise gleich lange Stapelteile unterteilt, die miteinander fluchtend ausgerichtet sind. Jeder Stapelteil weist zwei voneinander querbeabstandet angeordnete, axiale Durchgangskanäle auf, in die jeweils ein Anschlusselement so eingesetzt ist, dass es aus dem Stapelteil an dessen dem anderen Stapelteil zugekehrten Stirnende mit einem Vorstehabschnitt herausragt. Die einander zugekehrten Vorstehabschnitte sind in einer in der Ebene der Aktorlagerung liegenden Kontaktplatte paarweise zusammengefasst und die zusammengefassten Paare an je einer Kontaktstelle angebunden. Durch diese konstruktive Gestaltung des Stapels lässt sich der Aktor mit großer axialer Länge für einen großen axialen Antriebshub herstellen, wobei die einzelnen Stapelteile mit herkömmlicher Prozesstechnik kostengünstig gefertigt werden können.According to one preferred embodiment of Invention are stacked in the stack two, spaced from each other, axial passageways available, which are each traversed by a connecting element. The contact point at each connection element is electrically conductive from a plug Material formed in an opening in the passageway Radial hole used and electrically conductive with the connection element, e.g. by pressing or welding, connected is. This constructive design allows easy installation and manufacturing technology simple contacting of the actuator connection cable on actuators with internal or buried connection elements. As material for the plugs will be silver, copper, invar or an electrically conductive one Plastic compound used. According to one advantageous embodiment the invention, the stack is in two preferably the same length stacking parts divided, which are aligned with each other. Each stack part has two axially spaced-apart axial through-channels, in each of which a connection element is inserted so that it out the stacking part at the front end facing the other stacking part protrudes with a projection section. The facing each other Projecting sections are in a plane lying in the actuator bearing Contact plate summarized in pairs and the summarized Couples connected to one contact point each. Through this constructive Design of the stack leaves the actuator with large axial Length for one huge produce axial drive, wherein the individual stacking parts with conventional Process technology cost-effective can be made.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Kontaktplatte aus einem isolierenden Werkstoff, vorzugsweise aus Keramik und weist zur Aufnahme der Vorstehenden zwei Axialbohrungen auf, deren Bohrungswände mit einem Belag aus elektrisch leitendem Material versehen sind. Die Kontaktstellen werden von in den Axialbohrungen mündenden, vollständig mit elektrisch leitendem Material ausgefüllten Radialbohrungen gebildet. Zur Aufnahme von hohen mechanischen Spannungen in der Keramik-Kontaktplatte kann letztere mittels eines Metallrings gefasst oder gekapselt werden.According to a preferred embodiment According to the invention, the contact plate consists of an insulating material, preferably of ceramic, and has two axial bores for receiving the above, the bore walls of which are provided with a coating of electrically conductive material. The contact points are formed by opening into the axial bores, completely filled with electrically conductive material radial bores. To accommodate high mechanical stresses in the ceramic contact plate latter can be grasped or encapsulated by means of a metal ring.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The The invention is based on embodiments shown in the drawing explained in more detail in the following description. Show it:

1 einen Längsschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils für eine Brennkraftmaschine mit einem Aktor zum Hubantrieb einer Ventilnadel, 1 a longitudinal section of a fuel injection valve for an internal combustion engine with an actuator for the lifting drive of a valve needle,

2 einen Längsschnitt des Aktors in 1 mit einem (nicht geschnittenen) piezoelektrischen Stapel, 2 a longitudinal section of the actuator in 1 with a (not cut) piezoelectric stack,

3 eine perspektivische Ansicht des piezoelektrischen Stapels in 2, 3 a perspective view of the piezoelectric stack in 2 .

4 ausschnittweise einen Längsschnitt des Stapels gemäß Linie IV-IV in 3, 4 a section of a longitudinal section of the stack according to line IV-IV in 3 .

5 und 6 jeweils eine perspektivische Ansicht zweier weiterer Ausführungsbeispiele eines piezoelektrischen Stapels für den Aktor in 2, 5 and 6 in each case a perspective view of two further embodiments of a piezoelectric stack for the actuator in 2 .

7 eine Explosionsdarstellung eines aus zwei Stapelteilen bestehenden Stapels für den Aktor in 2, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 7 an exploded view of a stack consisting of two parts stack for the actuator in 2 , according to a further embodiment,

8 einen Längsschnitt einer zwischen den Stapelteilen in 7 angeordneten Kontaktplatte, 8th a longitudinal section of a between the stack parts in 7 arranged contact plate,

9 eine perspektivische Ansicht eines Metallrings zur Fassung der Kontaktplatte in 8, 9 a perspective view of a metal ring for mounting the contact plate in 8th .

10 ausschnittweise einen Halblängsschnitt eines Aktors mit einer Ausführung des Stapels gemäß 7. 10 partially a half-longitudinal section of an actuator with an embodiment of the stack according to 7 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Das in 1 im Längsschnitt dargestellte Kraftstoffeinspritzventil dient beispielsweise dazu, Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Es besitzt ein zylinderförmiges Ventilgehäuse 11 mit einem Eingangskanal 12 für den Kraftstoff. Der Eingangskanal 12 mündet in einem Ventilraum 13 des Ventilgehäuses 11, an dessen unterem Ende eine axial bewegliche Ventilnadel 14 vorgesehen ist, die von einem piezoelektrischen Aktor 15 verstellbar ist. Am Aktor 15 ist eine zwischen dem oberen und unteren Ende des Aktors 15 angeordnete Aktorlagerung 16 vorgesehen, über die der Aktor 15 an einem in dem Ventilraum 13 angeordneten Innengehäuse 17 angebunden ist. Der Aktor 15 ist über zwei Aktoranschlusskabel 18 mit den Steckstiften 19 eines zweipoligen Anschlusssteckers 20 verbunden. Der Aktor 15 dehnt sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung an den Anschlussstecker 20 aus und verkürzt sich bei deren Wegfall, wodurch eine Hubbewegung entsteht, die über ein Kopplerelement 21 auf die Ventilnadel 14 übertragen wird, wodurch das Kraftstoffeinspritzventil schließt oder öffnet.This in 1 For example, fuel injector shown in longitudinal section is used to inject fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. It has a cylindrical valve housing 11 with an input channel 12 for the fuel. The input channel 12 flows into a valve chamber 13 of the valve housing 11 , at the lower end of an axially movable valve needle 14 is provided by a piezoelectric actuator 15 is adjustable. At the actor 15 is one between the top and bottom of the actuator 15 arranged Aktorlagerung 16 provided over which the actor 15 at one in the valve room 13 arranged inner housing 17 is connected. The actor 15 is via two actuator connection cables 18 with the pins 19 a two-pin connector 20 connected. The actor 15 stretches on application of an electrical voltage to the connector 20 off and shortens when they disappear, creating a lifting movement, which via a coupler element 21 on the valve needle 14 is transmitted, whereby the fuel injection valve closes or opens.

In 2 ist der Aktor 15 im Schnitt vergrößert dargestellt. Der Aktor 15 weist in bekannter Weise einen Stapel 22 aus Keramikschichten und zwischen den Keramikschichten angeordneten Elektroden, die alternierend mit je einem von zwei längs des Stapels 22 sich erstreckende Anschlusselementen elektrisch leitend verbunden sind. Ein Ausführungsbeispiel des Stapels 22 mit im Stapel 22 verlaufenden drahtförmigen Anschlusselementen 23, 24 ist in perspektivischer Ansicht in 3 und ausschnittweise im Längsschnitt in 4 jeweils schematisiert dargestellt. Von den zwischen den Keramikschichten 27 angeordneten Elektroden 25 und 26 sind die Elektroden 25 mit dem in 3 und 4 zu sehenden Anschlusselement 23 und die Elektroden 26 mit dem nur in 3 zu sehenden Anschlusselement 24 elektrisch leitend verbunden.In 2 is the actor 15 shown enlarged on average. The actor 15 has a stack in a known manner 22 of ceramic layers and electrodes arranged between the ceramic layers, alternating with one each of two along the stack 22 extending connecting elements are electrically connected. An embodiment of the stack 22 with in the pile 22 extending wire-shaped connection elements 23 . 24 is in perspective view in 3 and in sections in longitudinal section in 4 each shown schematically. Of the between the ceramic layers 27 arranged electrodes 25 and 26 are the electrodes 25 with the in 3 and 4 to see connecting element 23 and the electrodes 26 with the only in 3 to see connecting element 24 electrically connected.

Die Stapel 22' und 22'' gemäß 5 und 6 sind in gleicher Weise aufgebaut, mit dem Unterschied, dass die Anschlusselemente 23', 23'', 24' und 24'' nicht im Innern des Stapels 22, sondern auf der Außenfläche des Stapels 22' bzw. 22'' verlaufen. Die alternierende Anbindung der Elektroden 25, 26 an die Anschlusselemente 23' und 24' erfolgt beim Stapel 22' in 5 beispielsweise so, wie dies in der DE 197 15 488 C1 beschrieben ist. Bei dem Stapel 22'' in 6 erfolgt die alternierende Anbindung der Elektroden 25, 26 an die Anschlusselemente 23'' und 24'' durch jeweils eine sog. Drahtharfe 28.The stacks 22 ' and 22 '' according to 5 and 6 are constructed in the same way, with the difference that the connecting elements 23 ' . 23 '' . 24 ' and 24 '' not inside the pile 22 but on the outer surface of the stack 22 ' respectively. 22 '' run. The alternating connection of the electrodes 25 . 26 to the connection elements 23 ' and 24 ' takes place at the stack 22 ' in 5 for example, as in the DE 197 15 488 C1 is described. At the stack 22 '' in 6 the alternating connection of the electrodes takes place 25 . 26 to the connection elements 23 '' and 24 '' by a so-called "wire harp" 28 ,

Wie die Schnittdarstellung in 2 zeigt, ist der Stapel 22 gemäß 3 (im Falle der 5 und 6 der Stapel 22' bzw. 22'') in einem Aktorgehäuse 29 aufgenommen, das den Stapel 22 in axialer Richtung auf Druck vorspannt und diesen dadurch vor schädlichen Zugspannungen schützt. Das Aktorgehäuse 29 ist beispielsweise ein als Rohrfeder ausgebildeter Hohlkörper, der mit einer oberen und unteren Abdeckplatte 30, 31 verschlossen und mit knochenförmigen Ausnehmungen 32 versehen ist. Ein Ausführungsbeispiel für ein solches Aktorgehäuse 29 findet sich in der eingangs genannten DE 103 19 599 A1 . Die von der Ventilnadel 14 abgekehrte obere Abdeckplatte 30 ist vorzugsweise als Ausgleichsgewicht ausgeführt. Die Aktorlagerung 16 ist am Aktorgehäuse 29 vorgenommen. Die Aktorlagerung 16 ist im Ausführungsbeispiel als am Aktorgehäuse 29 befestigter, umlaufender Flansch 33 ausgeführt. Andere Ausbildungen der Aktorlagerung 16 sind möglich. So können beispielsweise von dem Aktorgehäuse 29 radial abstehende Stege vorgesehen werden, die vorzugsweise um gleiche Umfangswinkel zueinander versetzt sind. Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist die Aktorlagerung 16 so vorgenommen, dass die Ebene 34 der Aktorlagerung 16 in der Mitte der Längserstreckung des Stapels 22 liegt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die statischen und dynamischen Kräfte bei der Aktoransteuerung derart ausgleichen, dass in der Aktorlagerung 16 nur noch geringe zeitliche Kraftänderungen erfolgen und damit nur wenig Körperschall angeregt wird.Like the sectional view in 2 shows is the stack 22 according to 3 (in case of 5 and 6 the stack 22 ' respectively. 22 '' ) in an actuator housing 29 taken that pile 22 biases in the axial direction to pressure and thereby protects it from harmful tensile stresses. The actuator housing 29 For example, is designed as a tubular spring hollow body, with an upper and lower cover plate 30 . 31 closed and with kno chenförmigen recesses 32 is provided. An embodiment of such an actuator housing 29 can be found in the aforementioned DE 103 19 599 A1 , The of the valve needle 14 facing upper cover plate 30 is preferably designed as a balance weight. The actuator storage 16 is on the actuator housing 29 performed. The actuator storage 16 is in the embodiment as the actuator housing 29 fixed, circumferential flange 33 executed. Other training of Aktorlagerung 16 are possible. For example, from the actuator housing 29 radially projecting webs are provided, which are preferably offset by the same circumferential angle to each other. In the embodiment of 1 and 2 is the actuator storage 16 so made that level 34 the actuator storage 16 in the middle of the longitudinal extent of the stack 22 lies. This results in the advantage that the static and dynamic forces in the Aktoransteuerung compensate such that in the Aktorlagerung 16 only small temporal force changes occur and thus only little structure-borne noise is excited.

Zur Anbindung der zu dem Anschlussstecker 20 führenden Aktoranschlusskabel 18 an die Anschlusselemente 23, 24 im Stapel 22 (3) sind am Stapel 22 zugängliche Kontaktstellen 35 vorgesehen, die in der Ebene 34 der Aktorlagerung 16 liegen. Dabei ist jeweils eine Kontaktstelle 35 auf einer der voneinander abgekehrten Seitenflächen des quaderförmigen Stapels 22 angeordnet (2 und 3). Jede Kontaktstelle 35 kontaktiert eines der Anschlusselemente 23 bzw. 24, wie dies in 4 für die Kontaktstelle 35 am Anschlusselement 23 illustriert ist.To connect to the connector 20 leading actuator connection cable 18 to the connection elements 23 . 24 in the pile 22 ( 3 ) are at the stack 22 accessible contact points 35 provided in the plane 34 the actuator storage 16 lie. Each is a contact point 35 on one of the mutually remote side surfaces of the cuboid stack 22 arranged ( 2 and 3 ). Every contact point 35 contacts one of the connection elements 23 respectively. 24 like this in 4 for the contact point 35 at the connection element 23 is illustrated.

Bei dem Stapel 22 mit innenliegenden Anschlusselementen 23, 24 ist jeweils ein Anschlusselement 23, 24 in einem axialen Durchgangskanal 36 geführt, wie dies für das Anschlusselement 23 in 4 dargestellt ist. Die beiden Durchgangskanäle 36 sind voneinander beabstandet angeordnet, so dass jeder Durchgangskanal 36 nahe einer von zwei voneinander abgekehrten Seitenflächen des quaderförmigen Stapels 22 den Stapel 22 durchzieht. Wie dies für das Anschlusselement 23 in 4 dargestellt ist, sind die einen Elektroden 25 mit dem Anschlusselement 23 elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktstelle 35 am Anschlusselement 23 ist durch einen Stopfen 37 aus elektrisch leitendem Material gebildet, der in ein im Durchgangskanal 36 mündendes Querloch 38 eingesetzt ist. Die Achse des Querlochs 38 liegt in der Ebene 34 der Aktorlagerung 16. Der Stopfen 37 besteht aus Silber, Kupfer, Invar oder einer elektrisch leitenden Kunststoffmasse und ist gegenüber der Bohrungswand des Querlochs 38 abgedichtet. Im Durchgangskanal 36 kontaktiert der Stopfen 37 das Anschlusselement 23 und kann mit diesem durch Pressen oder Schweißen fest verbunden sein. Wie hier nicht weiter dargestellt ist, findet sich eine gleich ausgebildete Kontaktstelle 35 an dem Anschlusselement 24, in 3 also auf der nicht sichtbaren Rückseite des quaderförmigen Stapels 22. Beim Belegen der Kontaktstellen 35 mit den Aktoranschlusskabeln 18 werden letztere durch das Aktorgehäuse 29 hindurch und auf die Kontaktstellen 35 geführt. Die Durchführung der Aktoranschlusskabel 18 durch das Aktorgehäuse 29 erfolgt dabei durch jeweils eine Ausnehmung 32 im Aktorgehäuse 29, die in der Ebene 34 der Aktorlagerung 16 in unmittelbarer Nähe der Kontaktstelle 35 liegt, wie dies in der noch nachstehend beschriebenen 10 illustriert ist.At the stack 22 with internal connection elements 23 . 24 is in each case a connection element 23 . 24 in an axial passageway 36 like this for the connection element 23 in 4 is shown. The two passageways 36 are spaced apart so that each passageway 36 near one of two facing away from each other side surfaces of the cuboid stack 22 the stack 22 pervades. Like this for the connection element 23 in 4 are shown, the one electrodes 25 with the connection element 23 electrically connected. The contact point 35 at the connection element 23 is through a stopper 37 formed of electrically conductive material, which in a through-channel 36 opening cross hole 38 is used. The axis of the cross hole 38 lies in the plane 34 the actuator storage 16 , The stopper 37 consists of silver, copper, invar or an electrically conductive plastic mass and is opposite the bore wall of the cross hole 38 sealed. In the passageway 36 contacted the stopper 37 the connection element 23 and can be firmly connected to it by pressing or welding. As not shown here, there is an equally trained contact point 35 at the connection element 24 , in 3 So on the invisible back of the cuboid stack 22 , When covering the contact points 35 with the actuator connection cables 18 The latter are through the actuator housing 29 through and on the contact points 35 guided. The implementation of the actuator connection cable 18 through the actuator housing 29 takes place in each case by a recess 32 in the actuator housing 29 that are in the plane 34 the actuator storage 16 in the immediate vicinity of the contact point 35 lies as described below 10 is illustrated.

Bei den Stapelformen in 5 und 6 liegen die Kontaktstellen 35 unmittelbar auf den auf den Außenflächen des quaderförmigen Stapels 22' bzw. 22'' verlaufenden Anschlusselementen 23', 24' bzw. 23'', 24''. Auch hier sind die Kontaktstellen 35 in der Mitte der Längserstreckung des Stapels 22 angeordnet und liegen nach Einspannen des Stapels 22' bzw. 22'' in das Aktorgehäuse 29 gemäß 2 in der Ebene 34 der Aktorlagerung 16.In the stack forms in 5 and 6 are the contact points 35 directly on the on the outer surfaces of the cuboid stack 22 ' respectively. 22 '' extending connection elements 23 ' . 24 ' respectively. 23 '' . 24 '' , Again, the contact points 35 in the middle of the longitudinal extent of the stack 22 arranged and lie after clamping the stack 22 ' respectively. 22 '' in the actuator housing 29 according to 2 in the plane 34 the actuator storage 16 ,

In dem in 7 in Explosionsdarstellung schematisch skizzierten piezoelektrischen Stapel 22 ist der Stapel in zwei Stapelteile 221, 222 unterteilt, die vorzugsweise die gleiche Länge aufweisen. Jeder Stapelteil 221 und 222 ist in der Weise ausgeführt, wie dies zu 4 beschrieben ist. Die im Stapelteil 221 eingegrabenen Anschlusselemente 231 und 241 und die im Stapelteil 222 eingegrabenen Anschlusselemente 232, 242 sind wiederum in die Stapelteile 221 und 222 axial durchziehenden Durchgangskanälen 36 aufgenommen und alternierend mit den Elektroden 25 und 26 verbunden, wie dies in 4 skizziert ist. An den einander zugekehrten Stirnseiten der Stapelteile 221, 222 ragen die Anschlusselemente 231, 241, 232, 242 mit einem Vorstehende heraus, wie dies auch bei dem Stapel 22 in 3 angedeutet ist. Wie in 10 für die Anschlusselemente 231 und 232 der Stapelteile 221 und 222 skizziert ist, sind die Vorstehabschnitte der Anschlusselemente 231 und 232 und die Vorstehabschnitte der Anschlusselemente 241 und 242 in einer scheibenförmigen Kontaktplatte 39 paarweise zusammengefasst und an je eine Kontaktstelle 35 angebunden. Die Kontaktplatte 39 weist hierzu zwei Längsbohrungen 40 auf, in die die fluchtend ausgerichteten Vorstehabschnitte einerseits der Anschlusselemente 231 und 232 und andererseits der Anschlusselemente 241 und 242 eingeschoben sind und stirnseitig aneinanderliegen. Die Kontaktstellen 35 sind mittels zweier Radialbohrungen 41 in der Kontaktplatte 39 realisiert, die in jeweils einer Längsbohrung 40 münden. Die Kontaktplatte 39 besteht aus einem isolierenden Werkstoff, vorzugsweise aus Keramik. Die Bohrungswände der Längsbohrungen 40 sind mit einem Belag 42 aus elektrisch leitendem Material belegt, während die am Umfang der scheibenförmigen Kontaktplatte 39 frei auslaufenden Radialbohrungen 41 mit einer an dem Belag 42 sich unmittelbar anschließenden Füllung 43 aus elektrisch leitendem Material ausgefüllt sind. Zur Aufnahme von für die Keramik unzulässig hohen mechanischen Spannungen ist die Kontaktplatte 39 in einem Metallring 44 gefasst oder gekapselt. Der Metallring 44 ist in 9 in perspektivischer Ansicht und in 10 im Teilschnitt dargestellt. Er weist zur Durchführung der Aktoranschlusskabel 18 zwei Radialöffnungen 45 auf, die konzentrisch zu den Radialbohrungen 41 in der Keramik-Kontaktplatte 39 angeordnet sind.In the in 7 in an exploded view schematically sketched piezoelectric stack 22 the stack is in two stack parts 221 . 222 divided, which preferably have the same length. Each stack part 221 and 222 is executed in the same way as this 4 is described. The in the stack part 221 buried connection elements 231 and 241 and those in the stack part 222 buried connection elements 232 . 242 are again in the stack parts 221 and 222 axially passing through channels 36 recorded and alternating with the electrodes 25 and 26 connected, as in 4 outlined. At the mutually facing end faces of the stack parts 221 . 222 protrude the connection elements 231 . 241 . 232 . 242 with a protruding, as with the stack 22 in 3 is indicated. As in 10 for the connection elements 231 and 232 the stack parts 221 and 222 sketched, are the projecting portions of the connection elements 231 and 232 and the projecting portions of the terminal members 241 and 242 in a disk-shaped contact plate 39 in pairs and to one contact point 35 tethered. The contact plate 39 has two longitudinal bores for this purpose 40 on, in which the aligned protruding portions on the one hand, the connection elements 231 and 232 and on the other hand the connection elements 241 and 242 are pushed in and abut each other at the front. The contact points 35 are by means of two radial bores 41 in the contact plate 39 realized, each in a longitudinal bore 40 lead. The contact plate 39 consists of an insulating material, preferably of ceramic. The bore walls of the longitudinal bores 40 are with a topping 42 made of electrically conductive material, while at the periphery of the disc-shaped contact plate 39 free expiring radial bores 41 with one at the covering 42 immediately following filling 43 are filled from electrically conductive material. To accommodate for the ceramic inadmissible high mechanical stresses is the contact plate 39 in a metal ring 44 taken or encapsulated. The metal ring 44 is in 9 in perspective view and in 10 shown in partial section. He points to the implementation of the actuator connection cable 18 two radial openings 45 on, concentric with the radial holes 41 in the ceramic contact plate 39 are arranged.

Wie in 10 skizziert ist, ist der Stapel 22 gemäß 7 im Aktorgehäuse 29 derart eingespannt, dass die Kontaktplatte 39 in der Ebene 34 der Akterlagerung 16 liegt, so dass auch die Kontaktstellen 35 in der Ebene 34 der Aktorlagerung 16 angeordnet sind. Jedes Aktoranschlusskabel 18 ist durch eine Ausnehmung 32 im Aktorgehäuse 29, die in der Ebene 34 der Aktorlagerung 16 liegt, und durch eine der Öffnungen 45 im Metallring 44 hindurchgeführt und auf der Kontaktstelle 35, z. B. durch Schweißen, festgelegt.As in 10 outlined is the pile 22 according to 7 in the actuator housing 29 clamped so that the contact plate 39 in the plane 34 the Akterlagerung 16 lies, so that also the contact points 35 in the plane 34 the actuator storage 16 are arranged. Each actuator connection cable 18 is through a recess 32 in the actuator housing 29 that are in the plane 34 the actuator storage 16 lies, and through one of the openings 45 in the metal ring 44 passed through and on the contact point 35 , z. B. by welding, set.

Claims (12)

Aktor zum Hubantrieb eines Stellglieds, insbesondere einer Ventilnadel in einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem piezoelektrischen Stapel (22) und zwei am Stapel (22) vorgesehenen Kontaktstellen (35) zum Belegen mit jeweils einem Aktoranschlusskabel (18), gekennzeichnet durch eine zwischen den Stirnenden des Stapels (22) liegende Aktorlagerung (16) und dadurch, dass die Kontaktstellen (35) in der Ebene (34) der Aktorlagerung (16) angeordnet sind.Actuator for lifting drive of an actuator, in particular a valve needle in a fuel injection valve for internal combustion engines, with a piezoelectric stack ( 22 ) and two at the stack ( 22 ) ( 35 ) for each of them with one actuator connecting cable ( 18 ), characterized by a between the front ends of the stack ( 22 ) lying Aktorlagerung ( 16 ) and in that the contact points ( 35 ) in the plane ( 34 ) the actuator bearing ( 16 ) are arranged. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (34) der Ankerlagerung (16) rechtwinklig zur Stapelachse verläuft und in der Mitte der Längserstreckung des Stapels (22) liegt.Actuator according to claim 1, characterized in that the plane ( 34 ) the anchor bearing ( 16 ) is at right angles to the stack axis and in the middle of the longitudinal extent of the stack ( 22 ) lies. Aktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Stapel (22) Keramikschichten (27) und zwischen den Keramikschichten (27) angeordnete Elektroden (25, 26) aufweist, die alternierend mit je einem von zwei längs des Stapels (22) sich erstreckenden Anschlusselementen (23, 24) elektrisch leitend verbunden sind, und dass jeweils eine Kontaktstelle (35) an einem Anschlusselement (23, 24) angeordnet ist.Actuator according to Claim 1 or 2, characterized in that the piezoelectric stack ( 22 ) Ceramic layers ( 27 ) and between the ceramic layers ( 27 ) arranged electrodes ( 25 . 26 ) which alternately with one each of two along the stack ( 22 ) extending connecting elements ( 23 . 24 ) are electrically conductively connected, and that in each case a contact point ( 35 ) on a connecting element ( 23 . 24 ) is arranged. Aktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Stapel (22) zwei beabstandet angeordnete axiale Durchgangskanäle (36) vorhanden sind, die jeweils von einem Anschlusselement (23, 24) durchzogen sind, und dass die Kontaktstelle (35) jeweils von einem Stopfen (37) aus elektrisch leitendem Material gebildet ist, der in ein in einem Durchgangskanal (36) mündendes Querloch (38) eingesetzt und mit dem im Durchgangskanal (36) einliegenden Anschlusselement (23) elektrisch leitend verbunden ist.Actuator according to claim 3, characterized in that in the stack ( 22 ) two spaced axially passageways ( 36 ), each of a connection element ( 23 . 24 ) and that the contact point ( 35 ) each from a stopper ( 37 ) is formed of electrically conductive material, which in one in a through-channel ( 36 ) opening transverse hole ( 38 ) and with the in the passage ( 36 ) fitting connection element ( 23 ) is electrically connected. Aktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Querlöcher (38) eingesetzten Stopfen (37) gegenüber der Lochwand der Querlöcher (38) abgedichtet sind.Actuator according to claim 4, characterized in that in the transverse holes ( 38 ) ( 37 ) opposite the perforated wall of the transverse holes ( 38 ) are sealed. Aktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (22) in vorzugsweise gleich lange Stapelteile (221, 222) unterteilt ist, die miteinander fluchtend ausgerichtet sind, dass jeder Stapelteil (221, 222) zwei beabstandet angeordnete axiale Durchgangskanäle (36) aufweist, in die jeweils ein Anschlusselement (231, 232, 241, 242) so eingesetzt ist, dass es an der dem anderen Stapelteil zugekehrten Stirnende mit einem Vorstehabschnitt aus dem Stapelteil herausragt, und dass die einander zugekehrten Vorstehabschnitte in einer in der Ebene (34) der Aktorlagerung (16) liegenden Kontaktplatte (30) paarweise zusammengefasst und die zusammengefassten Paare an je einer Kontaktstelle (35) angebunden sind.Actuator according to claim 3, characterized in that the stack ( 22 ) in preferably equal length stack parts ( 221 . 222 ), which are aligned with each other, that each stack part ( 221 . 222 ) two spaced axially passageways ( 36 ), in each of which a connecting element ( 231 . 232 . 241 . 242 ) is inserted so that it protrudes on the other stack part facing front end with a projecting portion of the stacking part, and that the mutually facing projecting portions in an in-plane ( 34 ) the actuator bearing ( 16 ) lying contact plate ( 30 ) in pairs and the combined pairs at one contact point ( 35 ) are connected. Aktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (39) aus isolierendem Werkstoff, vorzugsweise aus Keramik, besteht.Actuator according to claim 6, characterized in that the contact plate ( 39 ) made of insulating material, preferably of ceramic. Aktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (39) zwei voneinander beabstandet angeordnete Längsbohrungen (40) zur Aufnahme der Vorstehabschnitte der Anschlusselemente (231, 241, 232, 242) und zwei jeweils in einer der Längsbohrungen (40) mündende Radialbohrungen (41) aufweist, dass die Bohrungswände der Längsbohrungen (40) mit einem Belag (42) aus elektrisch leitendem Material versehen und die Kontaktstellen (35) von die Radialbohrungen (41) ausfüllendem, elektrisch leitendem Material gebildet sind.Actuator according to claim 7, characterized in that the contact plate ( 39 ) two spaced apart longitudinal bores ( 40 ) for receiving the projecting portions of the connecting elements ( 231 . 241 . 232 . 242 ) and two each in one of the longitudinal bores ( 40 ) radial bores ( 41 ), that the bore walls of the longitudinal bores ( 40 ) with a coating ( 42 ) made of electrically conductive material and the contact points ( 35 ) of the radial bores ( 41 ) filling, electrically conductive material are formed. Aktor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (39) mittels eines Metallrings (44) gefasst oder gekapselt ist.Actuator according to claim 7 or 8, characterized in that the contact plate ( 39 ) by means of a metal ring ( 44 ) is captured or encapsulated. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (22) in einem Aktorgehäuse (29) aufgenommen und darin axial vorgespannt ist und dass die Aktorlagerung (16) am Aktorgehäuse (29) angeordnet ist.Actuator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the stack ( 22 ) in an actuator housing ( 29 ) and is axially biased therein and that the Aktorlagerung ( 16 ) on the actuator housing ( 29 ) is arranged. Aktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoranschlussleitungen (18) zu den Kontaktstellen (35) durch Öffnungen (32) im Aktorgehäuse (29) geführt sind, die in oder im unmittelbarem Bereich der Ebene (34) der Aktorlagerung (16) liegen.Actuator according to claim 10, characterized in that the Aktoranschlussleitungen ( 18 ) to the contact points ( 35 ) through openings ( 32 ) in the actuator housing ( 29 ) in or in the immediate area of the plane ( 34 ) the actuator bearing ( 16 ) lie. Aktor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorlagerung (16) mittels eines am Aktorgehäuse (29) angeordneten Flansches (33) realisiert ist, der an einem Halteglied, vorzugsweise an einem den Aktor aufnehmenden Ventilgehäuse (11) eines Kraftstoffeinspritzventils, befestigt ist.Actuator according to claim 10 or 11, characterized in that the Aktorlagerung ( 16 ) by means of egg on the actuator housing ( 29 ) arranged flange ( 33 ) is realized, which on a holding member, preferably on a valve housing accommodating the actuator ( 11 ) of a fuel injection valve.