EP1861615B1 - Actuating drive for actuating a fuel injection valve - Google Patents

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EP1861615B1
EP1861615B1 EP06725202A EP06725202A EP1861615B1 EP 1861615 B1 EP1861615 B1 EP 1861615B1 EP 06725202 A EP06725202 A EP 06725202A EP 06725202 A EP06725202 A EP 06725202A EP 1861615 B1 EP1861615 B1 EP 1861615B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating drive
actuator
latching
drive according
cover
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EP06725202A
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German (de)
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EP1861615A1 (en
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Stefan Kohn
Marcus Unruh
Tim Bohlmann
Michael Denzler
Yavuz Kurt
Klaus Plecher
Emanuel Sanftleben
Claus Zumstrull
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Publication date
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an actuator according to the preamble of claim 1 and a fuel injector formed therewith.
  • Such an actuator is for example from the DE 102 51 225 A1 known.
  • a fuel-resistant sealing ring O-ring
  • a sleeve of insulating material is also used below the sealing ring, which causes a centering and electrical insulation of the contact pin.
  • a further contacting arrangement for the electrical further connection of contact pins of a piezoactuator with laterally protruding connecting pins of an external connection device is known, for example, from US Pat DE 198 44 743 C1 known.
  • This publication describes a contact tongue carrier with through-holes for the contact pins and with welding tabs, which are arranged adjacent to the passage openings so that they can be welded to the passed-through contact pins.
  • the welding straps of the contact tongue carrier are in this case electrically connected to laterally projecting contact tongues, which can thus be used for the external connection of the finished fuel injector.
  • the known encapsulation of a contacting and / or sealing arrangement on an actuator is comparatively easy to perform and advantageously protects the underlying actuator components.
  • the sealing arrangement is gas-permeable and on the outside opens into a cavity which is covered by a held by means of a locking connection on the actuator cover.
  • gas-permeable design of the sealing arrangement leads to a certain "ventilation" of the piezoelectric actuator and thus to an extension of the life or durability of the piezoelectric actuator.
  • a possible explanation of the mechanism of action of the Aktorbelrangeung is that under a certain hermetically sealed gasket as possible actuator housing under certain operating conditions, a negative pressure in the housing interior arises (eg., By temperature fluctuations) through which harmful media by the not completely hermetic in practice trainee seal can get through into the housing interior.
  • Other possible explanations are, for example, that after the manufacture of a hermetically sealed piezo drive, the concentration of any life-shortening gas in the interior of the piezo drive increases or that an atmospheric air-like filling of the housing interior has a positive effect on the life of the piezoelectric ceramic.
  • the sealing arrangement opens on the outside in a cavity which is covered by a lid.
  • This design of the cover has a positive effect on the ventilation of the piezoelectric actuator, wherein a locking connection is provided for fastening the cover to the actuator, so that the assembly of the lid is particularly simple.
  • the outside of the lid can also be used for a label, such a label both before and after placing the lid is possible, for. B. by means of a caption laser.
  • the lid has latching projections and / or latching recesses which cooperate for latching with locking recesses and / or latching projections provided correspondingly on a plastic extrusion. If the lid is placed to its latching substantially in the axial direction of the actuator, so are particularly suitable radial locking projections or latching recesses. In order to simplify the latching, these projections and / or recesses may be formed with corresponding inclined surfaces (run-on slopes). Also, such radial projections or recesses may be radial be provided resiliently on the lid or at the connection region of the actuator for the lid.
  • a provided for connection of the cover plastic encapsulation may, for. B. enclose a front-side lateral surface portion of the sleeve-shaped actuator housing annular and in this case form a frontal opening of the actuator housing in the axial direction superior federal government. On such a collar, the lid can rest and / or be locked. Accordingly, it is provided in one embodiment that the corresponding latching recesses and / or latching projections of the plastic extrusion coating are provided on the collar of the plastic extrusion.
  • the lid has an annular circumferential, axially projecting collar on its circumference, which can cooperate in the mounted state, for example, with the collar of the plastic injection provided on the actuator, such as by support and / or latching. Accordingly, latching projections and / or latching recesses may be provided on the collar of the lid.
  • the connecting device may comprise an electrically insulating plastic molded body placed on the contact pins of the piezoelectric actuator, which contains passage openings for the passage of the contact pins and carries molded, each one of the passage openings associated electrically conductive connecting members, each of which is connected to the associated passage opening adjacent contacting portion for abutment with the penetrated contact pin to one of the plastic molded body projecting pins extend.
  • the cavity provided according to the invention can be connected directly to an end side remote from the piezoelectric actuator of the plastic molding.
  • the plastic molding contains at least one gas exchange passage.
  • the gas-permeable design of the sealing arrangement can be realized in many ways.
  • the gas permeability of the sealing arrangement may be provided by a gas-permeable elastomer material (eg silicone material, in particular fluorosilicon material) and / or a microporous material (eg expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE)).
  • a gas-permeable elastomer material eg silicone material, in particular fluorosilicon material
  • ePTFE expanded polytetrafluoroethylene
  • a fuel injector provided with the actuator according to the invention is particularly suitable for use in an installation environment containing "harmful media".
  • an environment results in particular if a fuel injector and at least one further component of a fuel injection device are arranged substantially completely within an engine block assembly of the internal combustion engine.
  • engine block assembly here refers to the entirety of the lubricating oil-containing engine components, ie the "engine block” in the strict sense and attachments (such as a cylinder head cover, etc.) in which the lubricating oil of the internal combustion engine is pumped or lubricated or (back) is performed.
  • harmful media engine oil, fuel-diluted engine oil, water, or their vapors
  • Fig. 1 shows an actuator 10 for actuating a (not shown) fuel injection valve.
  • the actuator 10 forms, together with the fuel injection valve, a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the actuator 10 comprises a sleeve-shaped metallic actuator housing 12 with a piezoelectric actuator (in short: “piezoelectric actuator”) accommodated therein, from which contact pins 14 out of an end opening of the actuator housing 12 and projecting upwards (axial direction A) through a contact tongue carrier 16 pushed onto the contact pins 14.
  • piezoelectric actuator in short: “piezoelectric actuator”
  • the contact tongue carrier 16 serves as a connecting device for the electrical continuity of the contact pins 14 of the piezoactuator with connection pins of a connector 18.
  • the connector 18 represents an external connection device, by means of which the actuator 10 or the fuel injector formed therewith with an external control line arrangement (eg cable harness in FIG a motor vehicle) can be connected to drive the piezoelectric actuator in the desired manner for the injection of fuel.
  • the housing which contains the required external pins, which extend as electrically conductive elements through a plastic molded body 20 of the contact tongue support 16 through to Mulltechnischesabroughen in the form of welding brackets 22, with which the contact pins 14 after the Placing the contact tongue carrier 16 were welded.
  • a front-side lateral surface portion of the sleeve-shaped actuator housing 12 was annularly circumferentially provided with a Kunststoffumspritzung 24 which fixes the patch contact carrier 16 in position and at the same time integrally formed the housing of the connector 18.
  • a sealing arrangement is provided for sealing the frontal opening of the actuator housing 12 against ingress of liquid media.
  • a special feature of this sealing arrangement is that this gas-permeable is formed and thus allows gas exchange between the installation environment of the fuel injector and the actuator chamber, in which the piezoelectric actuator is accommodated. This ventilation of the piezoelectric actuator is promoted by a comparatively large gas exchange recess 26 of the plastic molding 20.
  • the cover 28 has latching recesses 30, which are brought into engagement with correspondingly provided on the plastic extrusion 24 latching projections 32 for latching. By this locking the cover 28 is held on the actuator 10, wherein between the cover 28 and the top of the contact tongue carrier 16 of the mentioned cavity remains.
  • the lid 28 has three circumferentially equidistantly arranged locking recesses 30, each projecting on a projecting in the axial direction A spring tab of the integrally formed lid.
  • the material of the lid 28 forms an annular circumferential, interrupted by the spring tabs, in the axial direction A downwardly projecting collar 34 of a comparatively small wall thickness.
  • this collar 34 of the cover 28 surrounds a correspondingly formed, axially upwardly projecting collar 36 of the plastic extrusion 24.
  • the outer diameter of the collar 36 corresponds to this approximately to the inner diameter of the collar 34th
  • the cover 28 When assembling the actuator 10, the cover 28 is placed from above in the axial direction A, so that the free ends of the spring tabs on the cover 28 abut against the tops of the locking projections 32 on the plastic extrusion 24 and due to a trained as an inclined surface top of these projections 32 radially be sprung outside and finally reach under springing back into a locked state in which the radially outwardly projecting projections 32 engage with the locking recesses 30 in engagement. In this situation (not shown), the lid 28 is then held reliably on the actuator 10 and protects the underlying actuator components, in particular the contact tongue carrier 16 with its outstanding weld between the ends of the contact pins 14 and the ends of the welding lugs 22nd
  • each spring tab with the "window” 30 resiliently deforms radially outwardly and snaps over the fixed "hook” 32 of the Steckeranspritzung 24 a.
  • the realized by means of the latchable lid 28 frontal cover is advantageously compatible with the desired Gas exchange capability and is z. B. as a plastic injection molded part manufacturing technology easy to implement.
  • connection of the lid by means of a latch has no adverse effects on the already mounted on or in the actuator components (eg, the piezoelectric actuator).
  • the locking is superior, for example, a conceivable ultrasonic welding between the lid and housing arrangement in principle.
  • the contact tongue carrier 16 is still sufficiently fixed in position, since for such a fix whose encapsulation in the outer peripheral region is completely sufficient.
  • the space located above the center of the contact carrier 16 is left open and remains as an advantageous cavity on the finished actuator.
  • a sufficient gas exchange capability for this practice between this cavity and the outside of the actuator 10 (installation environment) is already ensured by the Verrastungskin described, since between the material of the lid 28 and the plastic extrusion 24 always more or less large gaps remain, although a penetration solid To prevent objects in the cavity, but not a gas exchange in the extent of interest here.
  • gas exchange capacity between the cavity under the lid 28 and the outside of the actuator 10 can be further increased by the Kunststoffumspritzung 24 and / or the cover 28 is formed with gas exchange passages become.
  • gas exchange recesses 38 on the collar 36 of the plastic extrusion 24 are provided.
  • such recesses may also be provided on the cover 28.
  • recesses are provided on the axially downwardly projecting collar 34 of the lid 28, then they can interact with corresponding recesses on the collar 36, z. B. to form "labyrinthine" passages.
  • Ventilation passages can also be provided as a column, which remain between the latching projections and latching recesses after their latching.
  • Fig. 2 shows an actuator 10a with a lid 28a, which is fastened again latching when mounting the actuator.
  • axially downwardly projecting spring tabs of the lid 28a are provided at their free ends with radially outwardly facing latching projections 32a, which reach for latching in engagement with radial latching recesses 30a of a plastic extrusion 24a.
  • the "hooks" 32a of the lid 28a elastically spring slightly inward during assembly and snap into the fixed "windows" 30a of the male connector 24a.
  • At the upper edge of the recesses 30a of the collar 24b are provided on the inside of the collar 24b insertion bevels to facilitate the snap.
  • cover rim circumferentially provided and downwardly projecting cover collar 34a in its outer diameter corresponds approximately to the inner diameter of the collar 36a on the housing assembly.
  • cover collar 34a therefore overlaps the housing collar 36a on the inside thereof.
  • the collar 36a of the plastic extrusion 24a has two gas exchange recesses 38a with a "stepped opening area".
  • the opening area is comparatively large (approximately rectangular and open at the top), whereas a smaller opening area adjoins the opening edge via a step opening into the cavity below the lid 28a.
  • the lid 28a has on its outer peripheral edge at the corresponding locations on two axially downwardly projecting panels 40a, which after Positioning of the lid, the recesses 38 a substantially overlap, but each leaving a labyrinthine gap (gas exchange path) between the approximately U-shaped peripheral edge of the recess 38 a and the panel 40 a remains.
  • the panels 40a are adapted in their shape design to the stepped peripheral surface of the recesses 38a.
  • the labyrinth-like configuration of the outer ventilation passage formed in cooperation with the diaphragms 40a reliably prevents intrusion of solid objects into the interior of the cover.
  • this design makes it possible for a liquid which has possibly penetrated into the cavity under the cover 28a, such as engine oil, to be able to flow out by itself due to gravity.
  • Fig. 3 shows an actuator 10b with a lid 28b, similar to that with reference to Fig. 2 described embodiment is provided on its outer circumference with three latching projections 32b, which cooperate with corresponding latching recesses 30b of a plastic extrusion 24b.
  • the corresponding spring tabs in this embodiment extend into the top of the lid 28b.
  • the corresponding spring tabs in this embodiment result from this design and ventilation passages on the top cover, which could possibly be supplemented by further ventilation passages of the type already described above.
  • Fig. 4 illustrates again the formation of a labyrinthine gas exchange passage by covering a stepped gas exchange opening 38c on the collar 36c of a plastic extrusion 24c with a correspondingly stepped aperture 40c of the lid 28c.
  • a relatively little projecting circumferentially collar 34c on the cover 28c is provided which does not abut radially inside or radially outside the collar 36c thereon, but engages a corresponding groove on the top of the collar 36c when the lid 28c is seated arrives.
  • Fig. 4 The measures provided for locking the lid 28c means on the one hand on the lid and on the other hand on the plastic extrusion 24c are in Fig. 4 not shown and may for example be provided as in the embodiments already described above.
  • the mounted lid has no sealing function but only provides protection against gross contamination and damage to the underlying components.
  • the lid is a Bermmstoff the underlying electrical contacts.
  • the sealing arrangement is liquid-sealing but gas-permeable and opens on the outside in a cavity which is covered by a held by means of a latching connection on the actuator cover.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a piezoelectric actuating drive (10) for actuating a fuel injection valve. The aim of the invention is to create a simple protective cover for said actuating drive, that can be used as universally as possible, for components (14, 16) of a contacting and/or sealing arrangement of the actuating drive. To this end, the sealing arrangement is embodied in a liquid-tight but gas-permeable manner and ends in a cavity on the outer side, said cavity being covered by a cover (28) held on the actuating drive by means of a catch connection (30, 32).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen damit gebildeten Kraftstoffinjektor.The present invention relates to an actuator according to the preamble of claim 1 and a fuel injector formed therewith.

Ein derartiger Stellantrieb ist beispielsweise aus der DE 102 51 225 A1 bekannt. Bei diesem Stand der Technik wird zur Schaffung einer dauerhaften, insbesonderen öldichten Abdichtung zwischen einem Piezoaktor und einer Außenkontaktierung vorgeschlagen, einen kraftstoffbeständigen Dichtring (O-Ring) in Durchtrittsöffnungen einer auf den Piezoaktor aufgesetzten Kopfplatte einzusetzen. In jeder Durchtrittsöffnung ist außerdem unterhalb des Dichtrings eine Hülse aus Isolationsmaterial eingesetzt, die eine Zentrierung und elektrische Isolation des Kontaktstifts bewirkt.Such an actuator is for example from the DE 102 51 225 A1 known. In this prior art is proposed to create a permanent, in particular oil-tight seal between a piezoelectric actuator and an external contact, to use a fuel-resistant sealing ring (O-ring) in passages of a patch on the piezoelectric actuator top plate. In each passage opening, a sleeve of insulating material is also used below the sealing ring, which causes a centering and electrical insulation of the contact pin.

Eine weitere Kontaktierungsanordnung zur elektrischen Weiterverbindung von Kontaktstiften eines Piezoaktors mit seitlich abstehenden Anschlussstiften einer Außenanschlusseinrichtung ist beispielsweise aus der DE 198 44 743 C1 bekannt. Diese Veröffentlichung beschreibt einen Kontaktzungenträger mit Durchtrittsöffnungen für die Kontaktstifte und mit Schweißlaschen, die angrenzend an die Durchtrittsöffnungen so angeordnet sind, dass sie mit den hindurchgetretenen Kontaktstiften verschweißt werden können. Die Schweißlaschen des Kontaktzungenträgers sind hierbei elektrisch mit seitlich abstehenden Kontaktzungen verbunden, welche somit zum Außenanschluss des fertigen Kraftstoffinjektors genutzt werden können. Nach der Verschweißung der Kontaktstifte mit den Schweißlaschen ist bei diesem Stand der Technik der Fertigungsschritt einer Kunststoffumspritzung an der Oberseite des Kontaktzungenträgers vorgesehen.A further contacting arrangement for the electrical further connection of contact pins of a piezoactuator with laterally protruding connecting pins of an external connection device is known, for example, from US Pat DE 198 44 743 C1 known. This publication describes a contact tongue carrier with through-holes for the contact pins and with welding tabs, which are arranged adjacent to the passage openings so that they can be welded to the passed-through contact pins. The welding straps of the contact tongue carrier are in this case electrically connected to laterally projecting contact tongues, which can thus be used for the external connection of the finished fuel injector. After the welding of the contact pins with the welding straps in this prior art, the manufacturing step of Plastic injection provided on the top of the contact tongue carrier.

Die bekannte Umspritzung einer Kontaktierungs- und/oder Abdichtungsanordnung an einem Stellantrieb ist vergleichsweise einfach durchzuführen und schützt vorteilhaft die darunter befindlichen Stellantriebskomponenten.The known encapsulation of a contacting and / or sealing arrangement on an actuator is comparatively easy to perform and advantageously protects the underlying actuator components.

Nachteilig ist bei der bekannten Abdeckung mittels Umspritzung jedoch, dass die von dem angespritzten Kunststoffmaterial überdeckten Stellantriebskomponenten dann oftmals in besonderer Weise (mit erhöhtem Aufwand) auszubilden sind. So ist beispielsweise bei dem Kontaktzungenträger gemäß der oben bereits erwähnten DE 198 44 743 C1 eine besondere Abdichtung der Durchtrittsöffnungen des Kontaktzungenträgers gegen eindringenden Kunststoff bei der Umspritzung vorgesehen.However, it is disadvantageous in the known covering by means of encapsulation that the actuator components covered by the molded plastic material are then often to be formed in a special way (with increased expense). For example, in the contact tongue carrier according to the above-mentioned DE 198 44 743 C1 a special sealing of the openings of the contact tongue carrier provided against penetrating plastic in the encapsulation.

Unabhängig davon hat es sich insbesondere für Stellantriebe mit einem Piezoaktor herausgestellt, dass die Lebensdauer des Aktors durch Dichtelemente zur Abdichtung des Aktorraums und eine finale Kunststoffumspritzung der Kontaktierungs-und/oder Abdichtungsanordnung und somit die mehr oder weniger hermetische Abdichtung des Aktors tendenziell negativ beeinflusst wird.Regardless, it has been found, in particular for actuators with a piezoelectric actuator, that the life of the actuator by means of sealing elements for sealing the actuator chamber and a final plastic encapsulation of the contacting and / or sealing arrangement and thus the more or less hermetic sealing of the actuator tends to be adversely affected.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils eine möglichst universell einsetzbare, schützende Abdeckung für Komponenten einer Kontaktierungs- und/oder Abdichtungsanordnung zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide in an actuator for actuating a fuel injection valve as universally applicable, protective cover for components of a contacting and / or sealing arrangement.

Bei dem erfindungsgemäßen Stellantrieb ist vorgesehen, dass die Abdichtungsanordnung gaspermeabel ausgebildet ist und außenseitig in einen Hohlraum mündet, der von einem mittels einer Rastverbindung am Stellantrieb gehaltenen Deckel überdeckt ist.In the actuator according to the invention it is provided that the sealing arrangement is gas-permeable and on the outside opens into a cavity which is covered by a held by means of a locking connection on the actuator cover.

Bei internen betrieblichen Versuchen der Anmelderin hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass die Anordnung eines piezokeramischen Bauteils wie des hier interessierenden Piezoaktors in einem "möglichst hermetisch" abgedichteten Aktorgehäuse in einer schädliche Medien aufweisenden Installationsumgebung die Lebensdauer des Bauteils in der Praxis nicht verlängert sondern tendenziell sogar verkürzt.In internal operating experiments of the applicant, it has surprisingly been found that the arrangement of a piezoceramic component as the relevant piezoelectric actuator in a "hermetically sealed" actuator housing in a harmful media installation environment does not extend the life of the component in practice but tends to even shortened ,

Demgegenüber führt die erfindungsgemäß gaspermeable Gestaltung der Abdichtungsanordnung zu einer gewissen "Belüftung" des Piezoaktors und somit zu einer Verlängerung der Lebensdauer bzw. Dauerhaltbarkeit des Piezoaktors.In contrast, the invention gas-permeable design of the sealing arrangement leads to a certain "ventilation" of the piezoelectric actuator and thus to an extension of the life or durability of the piezoelectric actuator.

Eine mögliche Erklärung des Wirkmechanismus der Aktorbelüftung besteht darin, dass bei einem möglichst hermetisch, insbesondere möglichst gasdicht abgedichteten Aktorgehäuse unter bestimmten Betriebsbedingungen ein Unterdruck im Gehäuseinnenraum entsteht (z. B. durch Temperaturschwankungen), durch welchen schädliche Medien durch die in der Praxis nicht absolut hermetisch auszubildende Abdichtung hindurch in den Gehäuseinnenraum gelangen können. Andere mögliche Erklärungen bestehen beispielsweise darin, dass sich nach der Fertigung eines hermetisch abgeschlossenen Piezoantriebs die Konzentration irgendeines die Lebensdauer verkürzenden Gases im Innenraum des Piezoantriebs erhöht bzw. dass eine der atmosphärischen Luft ähnelnde Füllung des Gehäuseinnenraums eine positive Wirkung auf die Lebensdauer der piezoelektrischen Keramik besitzt.A possible explanation of the mechanism of action of the Aktorbelüftung is that under a certain hermetically sealed gasket as possible actuator housing under certain operating conditions, a negative pressure in the housing interior arises (eg., By temperature fluctuations) through which harmful media by the not completely hermetic in practice trainee seal can get through into the housing interior. Other possible explanations are, for example, that after the manufacture of a hermetically sealed piezo drive, the concentration of any life-shortening gas in the interior of the piezo drive increases or that an atmospheric air-like filling of the housing interior has a positive effect on the life of the piezoelectric ceramic.

Es hat sich jedenfalls herausgestellt, dass die Förderung eines Gasaustausches zwischen der Außenseite des Stellantriebs und der Außenseite der Abdichtungsanordnung die Lebensdauer tendenziell verlängert.It has in any case been found that the promotion of gas exchange between the outside of the actuator and the outside of the sealing arrangement tends to prolong the life.

In dieser Hinsicht ist eine einfache finale Kunststoffumspritzung der Abdichtungsanordnung kontraproduktiv, da eine solche Abdeckung den gewünschten Gasaustausch in der Regel behindern würde. Daher ist bei der Erfindung ferner vorgesehen, dass die Abdichtungsanordnung außenseitig in einen Hohlraum mündet, der von einem Deckel überdeckt ist. Diese Gestaltung der Abdeckung wirkt sich positiv auf die Belüftung des Piezoaktors aus, wobei zur Befestigung des Deckels am Stellantrieb eine Rastverbindung vorgesehen ist, so dass die Montage des Deckels besonders einfach ist.In this regard, a simple final plastic overmolding of the seal assembly is counterproductive because such a cover would normally hinder the desired gas exchange. Therefore, it is further provided in the invention that the sealing arrangement opens on the outside in a cavity which is covered by a lid. This design of the cover has a positive effect on the ventilation of the piezoelectric actuator, wherein a locking connection is provided for fastening the cover to the actuator, so that the assembly of the lid is particularly simple.

Vorteilhaft kann die Außenseite des Deckels auch für eine Beschriftung genutzt werden, wobei eine solche Beschriftung sowohl vor als auch nach dem Aufsetzen des Deckels möglich ist, z. B. mittels eines Beschriftungslasers.Advantageously, the outside of the lid can also be used for a label, such a label both before and after placing the lid is possible, for. B. by means of a caption laser.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Deckel Rastvorsprünge und/oder Rastaussparungen aufweist, die zur Verrastung mit korrespondierend an einer Kunststoffumspritzung vorgesehenen Rastaussparungen und/oder Rastvorsprüngen zusammenwirken. Wenn der Deckel zu seiner Verrastung im Wesentlichen in Axialrichtung des Stellantriebs aufgesetzt wird, so eignen sich insbesondere radiale Rastvorsprünge bzw. Rastaussparungen. Um hierbei die Verrastung zu vereinfachen, können diese Vorsprünge und/oder Aussparungen mit entsprechenden Schrägflächen (Anlaufschrägen) ausgebildet sein. Auch können solche radialen Vorsprünge oder Aussparungen radial federnd am Deckel bzw. am Anbindungsbereich des Stellantriebs für den Deckel vorgesehen sein.In a preferred embodiment it is provided that the lid has latching projections and / or latching recesses which cooperate for latching with locking recesses and / or latching projections provided correspondingly on a plastic extrusion. If the lid is placed to its latching substantially in the axial direction of the actuator, so are particularly suitable radial locking projections or latching recesses. In order to simplify the latching, these projections and / or recesses may be formed with corresponding inclined surfaces (run-on slopes). Also, such radial projections or recesses may be radial be provided resiliently on the lid or at the connection region of the actuator for the lid.

Eine zur Anbindung des Deckels vorgesehene Kunststoffumspritzung kann z. B. einen stirnseitigen Mantelflächenabschnitt des hülsenförmigen Aktorgehäuses ringförmig umschließen und hierbei einen die stirnseitige Öffnung des Aktorgehäuses in Axialrichtung überragenden Bund ausbilden. An einem solchen Bund kann der Deckel anliegen und/oder verrastet werden. Dementsprechend ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die korrespondierenden Rastaussparungen und/oder Rastvorsprünge der Kunststoffumspritzung an dem Bund der Kunststoffumspritzung vorgesehen sind.A provided for connection of the cover plastic encapsulation may, for. B. enclose a front-side lateral surface portion of the sleeve-shaped actuator housing annular and in this case form a frontal opening of the actuator housing in the axial direction superior federal government. On such a collar, the lid can rest and / or be locked. Accordingly, it is provided in one embodiment that the corresponding latching recesses and / or latching projections of the plastic extrusion coating are provided on the collar of the plastic extrusion.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Deckel an seinem Umfang einen ringförmig umlaufenden, in Axialrichtung abstehenden Bund aufweist, der im montierten Zustand beispielsweise mit dem Bund der am Stellantrieb vorgesehenen Kunststoffumspritzung zusammenwirken kann, etwa durch Auflage und/oder Verrastung. Dementsprechend können Rastvorsprünge und/oder Rastaussparungen an dem Bund des Deckels vorgesehen sein.It is also advantageous if the lid has an annular circumferential, axially projecting collar on its circumference, which can cooperate in the mounted state, for example, with the collar of the plastic injection provided on the actuator, such as by support and / or latching. Accordingly, latching projections and / or latching recesses may be provided on the collar of the lid.

In an sich bekannter Weise kann die Verbindungsvorrichtung einen auf die Kontaktstifte des Piezoaktors aufgesetzten, elektrisch isolierenden Kunststoffformkörper umfassen, der Durchtrittsöffnungen zum Durchtritt der Kontaktstifte enthält und eingeformte, jeweils einer der Durchtrittsöffnungen zugeordnete elektrisch leitende Verbindungsglieder trägt, die sich jeweils von einem an die zugeordnete Durchtrittsöffnung angrenzenden Kontaktierungsabschnitt zur Anlage an den hindurchgetretenen Kontaktstift zu einem der vom Kunststoffformkörper abstehenden Anschlussstifte erstrecken.In a manner known per se, the connecting device may comprise an electrically insulating plastic molded body placed on the contact pins of the piezoelectric actuator, which contains passage openings for the passage of the contact pins and carries molded, each one of the passage openings associated electrically conductive connecting members, each of which is connected to the associated passage opening adjacent contacting portion for abutment with the penetrated contact pin to one of the plastic molded body projecting pins extend.

Bei Verwendung einer derartigen elektrischen Verbindungsvorrichtung kann sich der gemäß der Erfindung vorgesehene Hohlraum unmittelbar an eine dem Piezoaktor abgewandte Stirnseite des Kunststoffformkörpers anschließen. Zur Förderung des Gasaustausches ist es hierbei von Vorteil, wenn der Kunststoffformkörper wenigstens eine Gasaustauschpassage enthält.When using such an electrical connection device, the cavity provided according to the invention can be connected directly to an end side remote from the piezoelectric actuator of the plastic molding. To promote the gas exchange, it is advantageous if the plastic molding contains at least one gas exchange passage.

Die gaspermeable Ausbildung der Abdichtungsanordnung kann in vielfältiger Weise realisiert sein. So kann die Gaspermeabilität der Abdichtungsanordnung durch ein gaspermeables Elastomermaterial (z. B. Silikonwerkstoff, insbesondere Fluorsilikonwerkstoff) und/oder ein mikroporöses Material (z. B. expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE)) geschaffen sein. Solche Materialien können im einfachsten Fall genau an den Stellen eingesetzt werden, bei denen sich Dichtelemente (z. B. Dichtringe etc.) bei herkömmlichen Abdichtungsanordnungen befinden.The gas-permeable design of the sealing arrangement can be realized in many ways. Thus, the gas permeability of the sealing arrangement may be provided by a gas-permeable elastomer material (eg silicone material, in particular fluorosilicon material) and / or a microporous material (eg expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE)). In the simplest case, such materials can be used precisely in those places where sealing elements (eg sealing rings, etc.) are located in conventional sealing arrangements.

Ein mit dem erfindungsgemäßen Stellantrieb versehener Kraftstoffinjektor ist insbesondere zur Verwendung in einer "schädliche Medien" enthaltenden Installationsumgebung geeignet. Eine derartige Umgebung ergibt sich insbesondere, wenn ein Kraftstoffinjektor und wenigstens eine weitere Komponente einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung im Wesentlichen vollständig innerhalb einer Motorblockbaugruppe der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Damit ist insbesondere der Fall gemeint, in welchem Komponenten der Einspritzeinrichtung innerhalb der Motorblockbaugruppe untergebracht sind, die ohne Einschränkung ihrer Funktion auch außerhalb derselben angeordnet werden könnten. Der Begriff "Motorblockbaugruppe" bezeichnet hierbei die Gesamtheit der schmierölhaltenden Motorkomponenten, also den "Motorblock" im engeren Sinne und Anbauteile (wie z. B. einen Zylinderkopfdeckel etc.), in denen das Schmieröl der Brennkraftmaschine gepumpt wird oder schmiert oder (zurück)geführt wird. Bei dieser Konstruktion besteht eine erhöhte Gefahr eines Eintrags von schädlichen Medien (Motoröl, kraftstoffverdünntes Motoröl, Wasser, oder deren Dämpfe) in das Innere des Kraftstoffinjektors.A fuel injector provided with the actuator according to the invention is particularly suitable for use in an installation environment containing "harmful media". Such an environment results in particular if a fuel injector and at least one further component of a fuel injection device are arranged substantially completely within an engine block assembly of the internal combustion engine. This means in particular the case in which components of the injector are housed within the engine block assembly, which could be arranged outside of their function without limiting their function. The term "engine block assembly" here refers to the entirety of the lubricating oil-containing engine components, ie the "engine block" in the strict sense and attachments (such as a cylinder head cover, etc.) in which the lubricating oil of the internal combustion engine is pumped or lubricated or (back) is performed. With this design, there is an increased risk of introducing harmful media (engine oil, fuel-diluted engine oil, water, or their vapors) into the interior of the fuel injector.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1
ist eine perpektivische Ansicht eines Stellan- triebs in dessen oberen Endbereich,
Fig. 2
ist eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 3
ist eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
Fig. 4
ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschau- lichung einer möglichen Belüftungsgestaltung bei einem Stellantrieb.
The invention will be described in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1
is a perspective view of a actuator in its upper end region,
Fig. 2
is one of the Fig. 1 corresponding view according to a further embodiment,
Fig. 3
is one of the Fig. 1 corresponding view according to another embodiment, and
Fig. 4
is a perspective view to illustrate a possible ventilation design in an actuator.

Fig. 1 zeigt einen Stellantrieb 10 zur Betätigung eines (nicht dargestellten) Kraftstoffeinspritzventils. Der Stellantrieb 10 bildet zusammen mit dem Kraftstoffeinspritzventil einen Kraftstoffinjektor zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Fig. 1 shows an actuator 10 for actuating a (not shown) fuel injection valve. The actuator 10 forms, together with the fuel injection valve, a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Der Stellantrieb 10 umfasst ein hülsenförmiges metallisches Aktorgehäuse 12 mit einem darin aufgenommenen piezoelektrischen Aktor (kurz: "Piezoaktor"), von welchem Kontaktstifte 14 aus einer stirnseitigen Öffnung des Aktorgehäuses 12 heraus und durch einen auf die Kontaktstifte 14 aufgeschobenen Kontaktzungenträger 16 nach oben (Axialrichtung A) ragen.The actuator 10 comprises a sleeve-shaped metallic actuator housing 12 with a piezoelectric actuator (in short: "piezoelectric actuator") accommodated therein, from which contact pins 14 out of an end opening of the actuator housing 12 and projecting upwards (axial direction A) through a contact tongue carrier 16 pushed onto the contact pins 14.

Der Kontaktzungenträger 16 dient als Verbindungsvorrichtung zur elektrischen Weiterverbindung der Kontaktstifte 14 des Piezoaktors mit Anschlussstiften eines Steckverbinders 18. Der Steckverbinder 18 stellt eine Außenanschlusseinrichtung dar, mittels welcher der Stellantrieb 10 bzw. der damit gebildete Kraftstoffinjektor mit einer externen Ansteuerleitungsanordnung (z. B. Kabelbaum in einem Kraftfahrzeug) verbunden werden kann, um den Piezoaktor in gewünschter Weise zum Einspritzen von Kraftstoff anzusteuern.The contact tongue carrier 16 serves as a connecting device for the electrical continuity of the contact pins 14 of the piezoactuator with connection pins of a connector 18. The connector 18 represents an external connection device, by means of which the actuator 10 or the fuel injector formed therewith with an external control line arrangement (eg cable harness in FIG a motor vehicle) can be connected to drive the piezoelectric actuator in the desired manner for the injection of fuel.

Von dem Steckverbinder 18 erkennt man in der Figur nur dessen Gehäuse, welches die erforderlichen Außenanschlussstifte enthält, welche sich als elektrisch leitende Elemente durch einen Kunststoffformkörper 20 des Kontaktzungenträgers 16 hindurch bis zu Kontaktierungsabschnitten in Form von Schweißlaschen 22 erstrecken, mit welchen die Kontaktstifte 14 nach dem Aufsetzen des Kontaktzungenträgers 16 verschweißt wurden.Of the connector 18 can be seen in the figure only the housing, which contains the required external pins, which extend as electrically conductive elements through a plastic molded body 20 of the contact tongue support 16 through to Kontaktierungsabschnitten in the form of welding brackets 22, with which the contact pins 14 after the Placing the contact tongue carrier 16 were welded.

Nach diesem Verschweißungsschritt zur Kontaktierung des Piezoaktors wurde ein stirnseitiger Mantelflächenabschnitt des hülsenförmigen Aktorgehäuses 12 ringförmig umlaufend mit einer Kunststoffumspritzung 24 versehen, welche den aufgesetzten Kontaktzungenträger 16 in seiner Lage fixiert und gleichzeitig einstückig das Gehäuse des Steckverbinders 18 ausbildet.After this welding step for contacting the piezoelectric actuator, a front-side lateral surface portion of the sleeve-shaped actuator housing 12 was annularly circumferentially provided with a Kunststoffumspritzung 24 which fixes the patch contact carrier 16 in position and at the same time integrally formed the housing of the connector 18.

Im Bereich der elektrischen Verbindungsvorrichtung (Kontaktzungenträger 16) oder darunter ist eine Abdichtungsanordnung zur Abdichtung der stirnseitigen Öffnung des Aktorgehäuses 12 gegen ein Eindringen flüssiger Medien vorgesehen.In the area of the electrical connection device (contact tongue carrier 16) or below, a sealing arrangement is provided for sealing the frontal opening of the actuator housing 12 against ingress of liquid media.

Eine Besonderheit dieser Abdichtungsanordnung besteht darin, dass diese gaspermeabel ausgebildet ist und somit einen Gasaustausch zwischen der Installationsumgebung des Kraftstoffinjektors und dem Aktorraum ermöglicht, in welchem der Piezoaktor aufgenommen ist. Gefördert wird diese Belüftung des Piezoaktors noch durch eine vergleichsweise große Gasaustauschaussparung 26 des Kunststoffformkörpers 20.A special feature of this sealing arrangement is that this gas-permeable is formed and thus allows gas exchange between the installation environment of the fuel injector and the actuator chamber, in which the piezoelectric actuator is accommodated. This ventilation of the piezoelectric actuator is promoted by a comparatively large gas exchange recess 26 of the plastic molding 20.

An die Oberseite die Kunststoffformkörpers 20 schließt sich unmittelbar ein Hohlraum an, der von einem mittels einer Rastverbindung am Stellantrieb 10 gehaltenen Deckel 28 überdeckt wird. In der Figur ist dieser als Spritzgussteil aus Kunststoff gebildete Deckel 28 noch separat von den übrigen ersichtlichen Stellantriebskomponenten dargestellt, bildet jedoch am fertigen Kraftstoffinjektor einen stirnseitigen (oberen) Abschluss desselben.At the top of the plastic molding 20 is immediately followed by a cavity which is covered by a means of a latching connection on the actuator 10 held cover 28. In the figure, this formed as an injection molded plastic part cover 28 is still shown separately from the other apparent actuator components, but forms the same on the finished fuel injector an end (upper) conclusion thereof.

Der Deckel 28 weist Rastaussparungen 30 auf, die zur Verrastung mit korrespondierend an der Kunststoffumspritzung 24 vorgesehenen Rastvorsprüngen 32 in Eingriff gebracht werden. Durch diese Verrastung wird der Deckel 28 am Stellantrieb 10 gehalten, wobei zwischen dem Deckel 28 und der Oberseite des Kontaktzungenträgers 16 der erwähnte Hohlraum verbleibt.The cover 28 has latching recesses 30, which are brought into engagement with correspondingly provided on the plastic extrusion 24 latching projections 32 for latching. By this locking the cover 28 is held on the actuator 10, wherein between the cover 28 and the top of the contact tongue carrier 16 of the mentioned cavity remains.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Deckel 28 drei in Umfangsrichtung äquidistant angeordnete Rastaussparungen 30, die jeweils an einer in Axialrichtung A nach unten abstehenden Federlasche des einstückig ausgebildeten Deckels abstehen. In Umfangsrichtung zwischen diesen Federlaschen bildet das Material des Deckels 28 einen ringförmig umlaufenden, durch die Federlaschen unterbrochenen, in Axialrichtung A nach unten abstehenden Bund 34 einer vergleichsweise geringen Wandungsstärke aus.In the illustrated embodiment, the lid 28 has three circumferentially equidistantly arranged locking recesses 30, each projecting on a projecting in the axial direction A spring tab of the integrally formed lid. In the circumferential direction between these spring tabs, the material of the lid 28 forms an annular circumferential, interrupted by the spring tabs, in the axial direction A downwardly projecting collar 34 of a comparatively small wall thickness.

Im verrasteten Zustand umgreift dieser Bund 34 des Deckels 28 einen korrespondierend ausgebildeten, axial nach oben abstehenden Bund 36 der Kunststoffumspritzung 24. Der Außendurchmesser des Bunds 36 entspricht hierfür etwa dem Innendurchmesser des Bunds 34.In the latched state, this collar 34 of the cover 28 surrounds a correspondingly formed, axially upwardly projecting collar 36 of the plastic extrusion 24. The outer diameter of the collar 36 corresponds to this approximately to the inner diameter of the collar 34th

Beim Zusammenbau des Stellantriebs 10 wird der Deckel 28 von oben in Axialrichtung A aufgesetzt, so dass die freien Enden der Federlaschen am Deckel 28 gegen die Oberseiten der Rastvorsprünge 32 an der Kunststoffumspritzung 24 stoßen und auf Grund einer als Schrägfläche ausgebildeten Oberseite dieser Vorsprünge 32 radial nach außen gefedert werden und schließlich unter Zurückfederung in einen verrasteten Zustand gelangen, bei welchem die radial nach außen abstehenden Vorsprünge 32 mit den Rastaussparungen 30 in Eingriff gelangen. In dieser (nicht dargestellten) Situation ist der Deckel 28 dann zuverlässig am Stellantrieb 10 gehalten und schützt die darunter liegenden Stellantriebskomponenten, insbesondere den Kontaktzungenträger 16 mit dessen herausragender Schweißverbindung zwischen den Enden der Kontaktstifte 14 und den Enden der Schweißlaschen 22.When assembling the actuator 10, the cover 28 is placed from above in the axial direction A, so that the free ends of the spring tabs on the cover 28 abut against the tops of the locking projections 32 on the plastic extrusion 24 and due to a trained as an inclined surface top of these projections 32 radially be sprung outside and finally reach under springing back into a locked state in which the radially outwardly projecting projections 32 engage with the locking recesses 30 in engagement. In this situation (not shown), the lid 28 is then held reliably on the actuator 10 and protects the underlying actuator components, in particular the contact tongue carrier 16 with its outstanding weld between the ends of the contact pins 14 and the ends of the welding lugs 22nd

Während der Montage verformt sich also jede Federlasche mit dem "Fenster" 30 elastisch radial betrachtet nach außen und schnappt über den feststehenden "Haken" 32 der Steckeranspritzung 24 ein.During assembly, therefore, each spring tab with the "window" 30 resiliently deforms radially outwardly and snaps over the fixed "hook" 32 of the Steckeranspritzung 24 a.

Die mittels des verrastbaren Deckels 28 realisierte stirnseitige Abdeckung ist vorteilhaft kompatibel mit der gewünschten Gasaustauschfähigkeit und ist z. B. als Kunststoffspritzgussteil fertigungstechnisch einfach zu realisieren.The realized by means of the latchable lid 28 frontal cover is advantageously compatible with the desired Gas exchange capability and is z. B. as a plastic injection molded part manufacturing technology easy to implement.

Erwähnenswert ist, dass die Anbindung des Deckels mittels einer Verrastung keinerlei nachteilige Einflüsse auf die bereits am oder im Stellantrieb montierten Komponenten (z. B. den Piezoaktor) besitzt. In dieser Hinsicht ist die Verrastung beispielsweise einer prinzipiell denkbaren Ultraschallverschweißung zwischen Deckel und Gehäuseanordnung überlegen.It is noteworthy that the connection of the lid by means of a latch has no adverse effects on the already mounted on or in the actuator components (eg, the piezoelectric actuator). In this regard, the locking is superior, for example, a conceivable ultrasonic welding between the lid and housing arrangement in principle.

Obwohl bei dem dargestellten Stellantrieb 10 auf eine den Kontaktzungenträger 16 vollständig überdeckende finale Kunststoffumspritzung verzichtet ist, wird der Kontaktzungenträger 16 dennoch ausreichend in seiner Position fixiert, da für eine solche Fixierung dessen Umspritzung im äußeren Umfangsbereich vollkommen ausreichend ist.Although in the illustrated actuator 10 is dispensed with the contact tongue carrier 16 completely overlapping final plastic extrusion, the contact tongue carrier 16 is still sufficiently fixed in position, since for such a fix whose encapsulation in the outer peripheral region is completely sufficient.

Beim Umspritzungsprozess wird der über der Mitte des Kontaktzungenträgers 16 befindliche Raum ausgespart und verbleibt als vorteilhafter Hohlraum am fertigen Stellantrieb. Ein für die Praxis ausreichendes Gasaustauschvermögen zwischen diesem Hohlraum und der Außenseite des Stellantriebs 10 (Installationsumgebung) wird bereits durch das beschriebene Verrastungsprinzip sichergestellt, da zwischen dem Material des Deckels 28 und der Kunststoffumspritzung 24 stets mehr oder weniger große Spalte verbleiben, welche zwar ein Eindringen fester Gegenstände in den Hohlraum verhindern, nicht jedoch einen Gasaustausch im hier interessierenden Ausmaß.During the encapsulation process, the space located above the center of the contact carrier 16 is left open and remains as an advantageous cavity on the finished actuator. A sufficient gas exchange capability for this practice between this cavity and the outside of the actuator 10 (installation environment) is already ensured by the Verrastungsprinzip described, since between the material of the lid 28 and the plastic extrusion 24 always more or less large gaps remain, although a penetration solid To prevent objects in the cavity, but not a gas exchange in the extent of interest here.

Das Gasaustauschvermögen zwischen dem Hohlraum unter dem Deckel 28 und der Außenseite des Stellantriebs 10 kann jedoch noch weiter gesteigert werden, indem die Kunststoffumspritzung 24 und/oder der Deckel 28 mit Gasaustauschpassagen ausgebildet werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind beispielsweise Gasaustauschaussparungen 38 am Bund 36 der Kunststoffumspritzung 24 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können solche Aussparungen auch am Deckel 28 vorgesehen sein. Insbesondere wenn derartige Aussparungen am axial nach unten abstehenden Bund 34 des Deckels 28 vorgesehen sind, so können diese mit korrespondierenden Aussparungen am Bund 36 zusammenwirken, z. B. zur Ausbildung "labyrinthartiger" Passagen.However, the gas exchange capacity between the cavity under the lid 28 and the outside of the actuator 10 can be further increased by the Kunststoffumspritzung 24 and / or the cover 28 is formed with gas exchange passages become. In the illustrated embodiment, for example, gas exchange recesses 38 on the collar 36 of the plastic extrusion 24 are provided. Alternatively or additionally, such recesses may also be provided on the cover 28. In particular, if such recesses are provided on the axially downwardly projecting collar 34 of the lid 28, then they can interact with corresponding recesses on the collar 36, z. B. to form "labyrinthine" passages.

Weitere Belüftungspassagen können auch als Spalte vorgesehen sein, die zwischen den Rastvorsprüngen und Rastaussparungen nach deren Verrastung verbleiben.Other ventilation passages can also be provided as a column, which remain between the latching projections and latching recesses after their latching.

Es ist verständlich, dass die Verrastung zwischen dem Deckel und dem oberen Ende der Stellantriebgehäuseanordnung wie auch etwaige Belüftungspassagen im Anbindungsbereich in vielfältiger Weise realisiert werden können. Um dies zu veranschaulichen, werden nachfolgend noch weitere Ausführungsformen beschrieben, die jedoch wieder lediglich beispielhaft zu verstehen sind.It is understood that the latching between the cover and the upper end of the actuator housing assembly as well as any ventilation passages in the connection area can be realized in many ways. In order to illustrate this, further embodiments are described below, which, however, are again to be understood merely as examples.

Bei der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für analoge Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.In the following description of further embodiments, the same reference numerals are used for analog components, each supplemented by a small letter to distinguish the embodiment. In this case, essentially only the differences from the embodiment (s) already described are discussed and, moreover, reference is hereby explicitly made to the description of previous exemplary embodiments.

Fig. 2 zeigt einen Stellantrieb 10a mit einem Deckel 28a, der bei Montage des Stellantriebs wieder verrastend befestigt wird. Fig. 2 shows an actuator 10a with a lid 28a, which is fastened again latching when mounting the actuator.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind axial nach unten abstehende Federlaschen des Deckels 28a an ihren freien Enden mit radial nach außen weisenden Rastvorsprüngen 32a versehen, welche zur Verrastung in Eingriff mit radialen Rastaussparungen 30a einer Kunststoffumspritzung 24a gelangen. Die "Haken" 32a des Deckels 28a federn bei der Montage elastisch etwas nach innen und schnappen in die feststehenden "Fenster" 30a der Steckeranspritzung 24a ein. Am oberen Rand der Aussparungen 30a des Bunds 24b sind an der Innenseite des Bunds 24b Einführschrägen zur Erleichterung des Einschnappens vorgesehen.In this embodiment, axially downwardly projecting spring tabs of the lid 28a are provided at their free ends with radially outwardly facing latching projections 32a, which reach for latching in engagement with radial latching recesses 30a of a plastic extrusion 24a. The "hooks" 32a of the lid 28a elastically spring slightly inward during assembly and snap into the fixed "windows" 30a of the male connector 24a. At the upper edge of the recesses 30a of the collar 24b are provided on the inside of the collar 24b insertion bevels to facilitate the snap.

Ein weiterer Unterschied zu der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass der am Deckelrand umlaufend vorgesehene und nach unten abstehende Deckelbund 34a in seinem Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Bund 36a an der Gehäuseanordnung entspricht. Beim Aufsetzen des Deckels 28a überlappt der Deckelbund 34a daher den Gehäusebund 36a auf dessen Innenseite.Another difference with respect to Fig. 1 described embodiment is that the cover rim circumferentially provided and downwardly projecting cover collar 34a in its outer diameter corresponds approximately to the inner diameter of the collar 36a on the housing assembly. When placing the cover 28a, the cover collar 34a therefore overlaps the housing collar 36a on the inside thereof.

Schließlich besitzt der Bund 36a der Kunststoffumspritzung 24a zwei Gasaustauschaussparungen 38a mit einer "gestuften Öffnungsfläche". Am Außenumfang des Bunds 36a ist die Öffnungsfläche vergleichsweise groß (in etwa rechteckig und nach oben hin offen), wohingegen sich über eine Stufe am Öffnungsrand eine kleinere Öffnungsfläche anschließt, die in den Hohlraum unter dem Deckel 28a mündet. Der Deckel 28a weist an seinem Außenumfangsrand an den entsprechenden Stellen zwei axial nach unten abstehende Blenden 40a auf, welche nach dem Aufsetzen des Deckels die Aussparungen 38a im Wesentlichen überdecken, wobei jedoch jeweils ein labyrinthartiger Spalt (Gasaustauschpfad) zwischen dem etwa U-förmigen Umfangsrand der Aussparung 38a und der Blende 40a verbleibt. Hierzu sind die Blenden 40a in Ihrer Formgestaltung an die gestufte Umfangsfläche der Aussparungen 38a angepasst.Finally, the collar 36a of the plastic extrusion 24a has two gas exchange recesses 38a with a "stepped opening area". At the outer periphery of the collar 36a, the opening area is comparatively large (approximately rectangular and open at the top), whereas a smaller opening area adjoins the opening edge via a step opening into the cavity below the lid 28a. The lid 28a has on its outer peripheral edge at the corresponding locations on two axially downwardly projecting panels 40a, which after Positioning of the lid, the recesses 38 a substantially overlap, but each leaving a labyrinthine gap (gas exchange path) between the approximately U-shaped peripheral edge of the recess 38 a and the panel 40 a remains. For this purpose, the panels 40a are adapted in their shape design to the stepped peripheral surface of the recesses 38a.

Die labyrinthartige Gestaltung der in Zusammenwirkung mit den Blenden 40a gebildeten äußeren Belüftungspassage verhindert zuverlässig ein Eindringen von festen Gegenständen in den Innenraum der Abdeckung. Außerdem ermöglicht diese Gestaltung, dass eine etwaig in den Hohlraum unter den Deckel 28a eingedrungene Flüssigkeit wie Motoröl schwerkraftbedingt von selbst wieder herausfließen kann.The labyrinth-like configuration of the outer ventilation passage formed in cooperation with the diaphragms 40a reliably prevents intrusion of solid objects into the interior of the cover. In addition, this design makes it possible for a liquid which has possibly penetrated into the cavity under the cover 28a, such as engine oil, to be able to flow out by itself due to gravity.

Fig. 3 zeigt einen Stellantrieb 10b mit einem Deckel 28b, der ähnlich der mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform an seinem Außenumfang mit drei Rastvorsprüngen 32b versehen ist, die mit korrespondierenden Rastaussparungen 30b einer Kunststoffumspritzung 24b zusammenwirken. Fig. 3 shows an actuator 10b with a lid 28b, similar to that with reference to Fig. 2 described embodiment is provided on its outer circumference with three latching projections 32b, which cooperate with corresponding latching recesses 30b of a plastic extrusion 24b.

Zur Verbesserung einer Federwirkung der Vorsprünge 32b erstrecken sich die entsprechenden Federlaschen in diesem Ausführungsbeispiel bis in die Oberseite des Deckels 28b hinein. Neben einer effektiv vergrößerten Länge der Federlaschen ergeben sich durch diese Gestaltung auch Belüftungspassagen an der Deckeloberseite, welche gegebenenfalls durch weiter Belüftungspassagen der oben bereits beschriebenen Art ergänzt werden könnten.To improve a spring effect of the projections 32b, the corresponding spring tabs in this embodiment extend into the top of the lid 28b. In addition to an effectively increased length of the spring tabs result from this design and ventilation passages on the top cover, which could possibly be supplemented by further ventilation passages of the type already described above.

Bei dieser Variante ist für eine in axialer Richtung extrem kompakte Ausführung gewissermaßen vorgesehen, die Biegelänge des "Schnapphakens" 32b effektiv zu verlängern.In this variant, it is intended to effectively extend the bending length of the "snap-action hook" 32b for an extremely compact design in the axial direction.

Der in Fig. 3 gerade eingezeichnete Verlauf von Freisparungen in die Oberseite des Deckels 28b hinein könnte abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel auch in schräger Richtung (nicht radial) und/oder gekrümmt vorgesehen sein.The in Fig. 3 just drawn course of recesses in the top of the lid 28b could be deviating from the illustrated embodiment also provided in an oblique direction (not radially) and / or curved.

Fig. 4 veranschaulicht nochmals die Ausbildung einer labyrinthartigen Gasaustauschpassage durch Überdeckung einer gestuften Gasaustauschöffnung 38c an dem Bund 36c einer Kunststoffumspritzung 24c mit einer entsprechend gestuften Blende 40c des Deckels 28c. Fig. 4 illustrates again the formation of a labyrinthine gas exchange passage by covering a stepped gas exchange opening 38c on the collar 36c of a plastic extrusion 24c with a correspondingly stepped aperture 40c of the lid 28c.

Außerdem ist bei dieser Ausführungsform ein in Axialrichtung vergleichsweise wenig abstehender Umfangsbund 34c am Deckel 28c vorgesehen, welcher nicht radial innerhalb oder radial außerhalb des Bunds 36c an diesem anliegt, sondern in eine korrespondierende Nut an der Oberseite des Bunds 36c beim Aufsetzen des Deckels 28c in Eingriff gelangt.In addition, in this embodiment, a relatively little projecting circumferentially collar 34c on the cover 28c is provided which does not abut radially inside or radially outside the collar 36c thereon, but engages a corresponding groove on the top of the collar 36c when the lid 28c is seated arrives.

Die zur Verrastung des Deckels 28c vorgesehenen Mittel einerseits am Deckel und andererseits an der Kunststoffumspritzung 24c sind in Fig. 4 nicht dargestellt und können beispielsweise wie bei den oben bereits beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sein.The measures provided for locking the lid 28c means on the one hand on the lid and on the other hand on the plastic extrusion 24c are in Fig. 4 not shown and may for example be provided as in the embodiments already described above.

Für alle oben beschriebenen Ausführungsformen gilt, dass der montierte Deckel keine abdichtende Funktion besitzt sondern nur einen Schutz vor grober Verschmutzung und Beschädigung der darunter befindlichen Bauteile vorsieht. Gleichzeitig stellt der Deckel einen Berührschutz der darunter befindlichen elektrischen Kontaktierungen dar.For all the embodiments described above applies that the mounted lid has no sealing function but only provides protection against gross contamination and damage to the underlying components. At the same time, the lid is a Berührschutz the underlying electrical contacts.

Durch die erläuterte konstruktive Ausgestaltung der Verrastungsmittel (z. B. als "Schnapphaken" mit korrespondierenden "Fenstern") kann eine einfache, robuste und ohne Hilfsmittel nicht lösbare Verbindung geschaffen werden. Durch den extrem einfachen Montageschritt eines Zusammenpressens der Bauteile wird der innerhalb des Stellantriebs befindliche Piezoaktor mit Sicherheit nicht beschädigt. Zusammenfassend ergeben sich insbesondere folgende Vorteile:

  • Einfache und kostengünstige Realisierung einer mechanischen Abdeckung des Stellantriebs
  • Kostengünstige Montage
  • Weitgehend freie Wahl der Werkstoffpaarung. Es können die Funktionseigenschaften des Deckelwerkstoffes nahezu unabhängig von der Montageverbindungsart (Verrastung) berücksichtigt werden. Falls eine federnde Wirkung für die am
The explained structural design of the latching means (eg as "snap hooks" with corresponding "windows") can be used to create a simple, robust connection which can not be detached without auxiliary means. Due to the extremely simple assembly step of compressing the components, the piezoelectric actuator located inside the actuator is certainly not damaged. In summary, the following advantages in particular result:
  • Simple and cost-effective realization of a mechanical cover of the actuator
  • Cost-effective installation
  • Largely free choice of material pairing. The functional properties of the cover material can be taken into account almost independently of the type of mounting connection (latching). If a spring effect for the am

Deckel vorgesehenen Verrastungsmittel vorgesehen ist, wie bei den oben beschriebenen Ausführungen, so muss der Deckelwirkstoff bzw. der im Bereich dieser Deckelverrastungsmittel vorgesehene Werkstoff lediglich eine gewisse Elastizität besitzen.

  • Steigerung der Dauerhaltbarkeit des verbauten Piezoaktors durch Gewährleistung einer Belüftung
  • Der Deckel bietet einen mechanischen Schutz, gewährleistet bei entsprechender Gestaltung aber gleichzeitig ein durchströmen des darunter befindlichen Hohlraums mit Motoröl und Luft.
  • Kein Eindringen von "festen Gegenständen" in den Bereich der elektrischen Kontaktierung des Piezoaktors und somit Sicherstellung der elektrischen Betriebssicherheit.
Latch provided latching means is provided, as in the embodiments described above, the lid active substance or provided in the region of this lid latching material must have only a certain elasticity.
  • Increasing the durability of the installed piezo actuator by ensuring ventilation
  • The cover provides mechanical protection, but at the same time ensures, with appropriate design, a flow through the cavity underneath with engine oil and air.
  • No penetration of "solid objects" in the range of electrical contacting of the piezoelectric actuator and thus ensuring the electrical reliability.

Zusammenfassend ist es eine Aufgabe der Erfindung, bei einem piezobetätigten Stellantrieb zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils eine einfache, möglichst universell einsetzbare, schützende Abdeckung für Komponenten einer Kontaktierungs- und/oder Abdichtungsanordnung des Stellantriebs zu schaffen. Hierfür ist vorgesehen, dass die Abdichtungsanordnung flüssigkeitsabdichtend jedoch gaspermeabel ausgebildet ist und außenseitig in einen Hohlraum mündet, der von einem mittels einer Rastverbindung am Stellantrieb gehaltenen Deckel überdeckt ist.In summary, it is an object of the invention to provide a simple, universally applicable, protective cover for components of a contacting and / or sealing arrangement of the actuator in a piezobetätigten actuator for actuating a fuel injection valve. For this purpose, it is provided that the sealing arrangement is liquid-sealing but gas-permeable and opens on the outside in a cavity which is covered by a held by means of a latching connection on the actuator cover.

Claims (12)

  1. Actuating drive for actuating a fuel injection valve, comprising
    - a sleeve-shaped actuator housing (12) with a piezo actuator contained therein, from which piezo actuator contact pins (14) project from an end opening of the actuator housing,
    - a connecting device (16) for electrically connecting the contact pins (14) of the piezo actuator to connecting pins of an external connection device (18) formed by the connecting device, and
    - a sealing arrangement for sealing the end opening of the
    actuator housing (12) against ingress of liquid media,
    characterized in that the sealing arrangement is embodied in gas-permeable form and opens on the outside into a cavity which is covered by a cover (28) retained on the actuating drive by means of a catch connection (30, 32).
  2. Actuating drive according to claim 1, wherein the cover (28) has latching projections (32) and/or latching openings (30) which cooperate for latching with latching openings (30) and/or latching projections (32) provided correspondingly on an integral plastics injection moulding (24).
  3. Actuating drive according to claim 2, wherein the integral plastics injection moulding (24) annularly surrounds an end section of a lateral face of the sleeve-shaped actuator housing (12) and forms a collar (36) projecting beyond the end opening of the actuator housing in the axial direction (A).
  4. Actuating drive according to claim 3, wherein the corresponding latching openings (30) and/or latching projections (32) of the integral plastics injection moulding (24) are provided on the collar (36) of the integral plastics injection moulding.
  5. Actuating drive according to any one of the preceding claims, wherein the cover (28) has on its periphery an annularly continuous collar (34) projecting in the axial direction (A).
  6. Actuating drive according to claim 5, wherein latching projections (32) and/or latching openings (30) are provided on the collar (34) of the cover (28).
  7. Actuating drive according to any one of the preceding claims, wherein the connecting device (16) includes an electrically insulating plastics moulding (20), fitted over the contact pins (14) of the piezo actuator, which moulding (20) includes openings through which the contact pins (14) can pass and carries integrally moulded electrically conductive connecting elements, each associated with one of the openings, which extend in each case from a contacting section (22) adjacent to the associated opening, for contact with the protruding contact pin (14), to one of the contact pins projecting from the plastics moulding (20).
  8. Actuating drive according to claim 7, wherein the cavity directly adjoins an end face of the plastics moulding (20) oriented away from the piezo actuator.
  9. Actuating drive according to claim 7 or 8, wherein the plastics moulding (20) contains at least one gas exchange passage (26).
  10. Actuating drive according to any one of the preceding claims, wherein the gas-permeability of the sealing arrangement is created by a gas-permeable elastomer material.
  11. Actuating drive according to any one of the preceding claims, wherein the gas-permeability of the sealing arrangement is created by a microporous material.
  12. Fuel injector, comprising an actuating drive (10) according to any one of claims 1 to 11.
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