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DE60304569T2 - Assembly of an injector - Google Patents

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DE60304569T2
DE60304569T2 DE2003604569 DE60304569T DE60304569T2 DE 60304569 T2 DE60304569 T2 DE 60304569T2 DE 2003604569 DE2003604569 DE 2003604569 DE 60304569 T DE60304569 T DE 60304569T DE 60304569 T2 DE60304569 T2 DE 60304569T2
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DE
Germany
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housing
module
valve
modules
unit according
Prior art date
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DE2003604569
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Angelo D'arrigo
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Continental Automotive Italy SpA
Original Assignee
Siemens VDO Automotive SpA
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Publication of DE60304569T2 publication Critical patent/DE60304569T2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine piezoelektrische Einspritzventileinheit, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Fahrzeugmotor, mit einem Gehäuse mit einer Ventilnadel darin zum Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung bzw. einer Zumessöffnung, und einem piezoelektrisch betätigten Stellerelement zum Betätigen der Ventilnadel gemäß einer elektrischen Steuerspannung.The The present invention relates to a piezoelectric injector unit, in particular for injecting fuel into a vehicle engine, with a housing with a valve needle in it for opening and closing a valve opening or an orifice, and a piezoelectrically actuated Actuator element for actuating the valve needle according to a electrical control voltage.

Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer piezoelektrischen Einspritzventileinheit.Of Furthermore, the present invention relates to a process for the preparation a piezoelectric injector unit.

Piezoelektrische Einspritzventileinheiten mit einer piezoelektrischen Anordnung zum Betätigen einer Ventilanordnung werden gewöhnlich in modernen Kraftfahrzeugen zum Steuern des Einspritzens des Kraftstoffs in den Fahrzeugmotor verwendet. Das Einspritzen des Kraftstoffs in den Fahrzeugmotor kann schnell und mit hoher Präzision mit Hilfe eines piezoelektrischen Elementes erfolgen, das ein Kolbenelement bewegt, das eine Ventilnadel betätigt, welche wiederum eine Zumessöffnung demgemäß öffnet und schließt.piezoelectric Injection valve units with a piezoelectric arrangement for Actuate a valve assembly become ordinary in modern motor vehicles for controlling the injection of fuel used in the vehicle engine. The injection of the fuel in the vehicle engine can be fast and with high precision with Help a piezoelectric element take place, which is a piston element moves, which actuates a valve needle, which again an orifice accordingly opens and closes.

Bisher wurden Einspritzventileinheiten als einzelne Elemente betrachtet, die zu einem bestimmten Zweck konstruiert und gemäß bestimmten Parametern konfiguriert sind.So far injection valve assemblies were considered as individual elements, which are constructed for a specific purpose and in accordance with certain Parameters are configured.

In EP 95 912 885 A1 ist eine typische Einspritzventileinheit gemäß dem Stand der Technik offenbart. Zur Ausbildung der Gesamteinheit müssen verschiedene und sehr individuell geformte Abschnitte von äußeren und inneren, bewegbaren und befestigten Elementen zusammengefügt und abgedichtet werden.In EP 95 912 885 A1 a typical injection valve unit according to the prior art is disclosed. To form the overall unit, various and highly individualized sections of outer and inner, movable and fixed elements must be assembled and sealed.

Der Hauptnachteil dieses Standes der Technik ist, dass nur die gesamte Vorrichtung, d.h. die Einspritzventileinheit als solche, auf ihre Funktionsqualität getestet werden kann. Wenn ihre Gesamtleistung unbefriedigend ist, muss entweder die gesamte Einheit ausgesondert werden, oder jedes einzelne ihrer Elemente muss einzeln ausgewechselt werden, um den Fehler zu finden, wozu jedes Mal die gesamte Einheit vollständig auseinandergenommen und wieder zusammengefügt werden muss, wobei weitere Fehlerquellen hinzukommen.Of the The main disadvantage of this prior art is that only the entire Device, i. the injection valve unit as such, on their function quality can be tested. If their overall performance is unsatisfactory, either the entire unit must be singled out, or each one each of its elements must be replaced individually to the Finding mistakes, for which each time the entire unit is completely dismantled and put together again must be added, with further error sources added.

In EP 1 046 809 A2 ist eine Einspritzventileinheit mit einem einstückigen Gehäuse offenbart, bei welcher die einzelnen Elemente wie die Ventilnadel, verschiedene Federn, Dichtungen, Anschlagelemente usw. positioniert und befestigt werden müssen. Das Zusammenfügen ist mithin sehr mühevoll und aufwendig. Ebenso ist das Gehäuse, das einen gesonderten Kraftstoffzuführkanal in dem Gehäuse enthält, schwer zu bearbeiten. Des weiteren ist die Zumessöffnung, welche ein hochpräzises Element ist, als Öffnung in dem Gehäuse konfiguriert. Folglich muss das gesamte Gehäuse mit hoher Präzision bearbeitet werden, wodurch die Kosten steigen. Schließlich treffen hier auch die weiter oben genannten Nachteile bezüglich des Testens der Einheit zu.In EP 1 046 809 A2 discloses an injection valve unit with a one-piece housing, in which the individual elements such as the valve needle, various springs, gaskets, stop elements, etc., must be positioned and fastened. The assembly is therefore very laborious and expensive. Likewise, the housing containing a separate fuel supply passage in the housing is difficult to machine. Furthermore, the orifice, which is a high-precision element, is configured as an opening in the housing. As a result, the entire housing must be machined with high precision, which increases costs. Finally, the disadvantages mentioned above regarding the testing of the unit also apply here.

In US 2003/0042325 A1 ist eine piezoelektrische Einspritzventileinheit zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Fahrzeugmotor mit einem Gehäuse mit einer Ventilnadel darin zum Öffnen und Schließen einer Zumessöffnung und einem piezoelektrisch betätigten Stellerelement zum Betätigen der Ventilnadel gemäß einer elektrischen Steuerspannung offenbart. Die Ventilnadel und ein Ventilkörper, der eine Ausnehmung zum Aufnehmen der Nadel umfasst, bilden ein funktionell unabhängiges Ventilmodul. Die Einspritzventileinheit umfasst des weiteren ein piezoelektrisches Stellermodul. Das Ventilmodul und derpiezoelektrische Steller sind beide in einem Gehäuse untergebracht.In US 2003/0042325 A1 is a piezoelectric injection valve unit for injecting fuel into a vehicle engine with a casing with a valve needle in it for opening and closing an orifice and a piezoelectrically actuated Actuator element for actuating the valve needle according to a electrical control voltage disclosed. The valve needle and a valve body, the comprises a recess for receiving the needle, form a functional independent Valve module. The injection valve unit further includes a piezoelectric actuator module. The valve module and piezoelectric Steller are both housed in a housing.

In EP 245 828 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung und zum Testen einer modularen Einspritzventileinheit mit einem elektromagnetischen Steller offenbart. Ein Kraftstoffmodul umfasst einen Ventilkörper, einen Sitz und eine Führungseinrichtung mit einer Nadel, einem Polstück, einer Feder, einem Filter und einem Einlassrohr. Das Kraftstoffmodul wird getestet, bevor eine überformte Leistungsgruppe, die gleichzeitig das Gehäuse bildet, über das Kraftstoffmodul geschoben wird. Die überformte Leistungsgruppe weist die Funktion des Gehäuses auf und umfasst auch einen Teil des Stellers, und sie umfasst insbesondere die Spulen für den elektromagnetischen Steller.In EP 245 828 A1 discloses a method of making and testing a modular injector unit having an electromagnetic actuator. A fuel module includes a valve body, a seat, and a guide having a needle, a pole piece, a spring, a filter, and an inlet tube. The fuel module is tested before an overmolded power group, which simultaneously forms the housing, is slid over the fuel module. The over-molded power group has the function of the housing and also includes a part of the actuator, and in particular comprises the coils for the electromagnetic actuator.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine piezoelektrische Einspritzventileinheit und ein Verfahren zur Herstellung einer piezoelektrischen Einspritzventileinheit zu schaffen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden, und insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, die wirksam getestet und leicht sowie mit geringeren Kosten zusammengefügt werden kann, sowie ein Verfahren zu deren Ausführung zu schaffen.Of the present invention is based on the object, a piezoelectric Injection valve unit and a method for producing a piezoelectric To provide injection valve unit with which the disadvantages of Prior art are eliminated, and in particular a device to create that tested effectively and easily and at a lower cost together and to create a procedure for their execution.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Hauptansprüche erfüllt.The Task is satisfied with the features of the main claims.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.preferred embodiments The present invention is defined in the subclaims.

Mit der Einspritzventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einspritzventilanordnung gemäß dem Stand der Technik dadurch verbessert, dass die Ventilnadel und die Zumessöffnung einen Teil eines funktionell unabhängigen Ventilmoduls bilden; wobei das Stellerelement einen Teil eines funktionell unabhängigen piezoelektrischen Stellermoduls bildet; und beide Module – vorzugsweise umsteuerbar – in das starre Gehäuse eingesetzt sind.With the injection valve assembly according to the present invention, an injection valve assembly according to the prior art is improved in that the valve needle and the orifice part of a functionally independent Ventilmo make up; the actuator element forming part of a functionally independent piezoelectric actuator module; and both modules - preferably reversible - are inserted into the rigid housing.

Das heißt, dass die Einspritzventileinheit nicht mehr als einzelne Vorrichtung für eine Gesamtleistung betrachtet wird, sondern gemäß ihren verschiedenen Nebenfunktionen unterteilt ist. Jede Nebenfunktion ist durch ein eigenes Modul dargestellt, welches als funktionell unabhängige Anordnung konfiguriert ist. Jede unabhängige Anordnung kann vor dem Einsetzen in das Gehäuse einzeln hergestellt und getestet werden. Mithin lassen sich Fehler in einem frühen Stadium erkennen. Die Aussonderung eines unbefriedigenden Moduls ist verhältnismäßig billig, wobei die gesamte Einheit nicht auseinandergenommen und wieder zusammengefügt zu werden braucht. Das starre Gehäuse kann auf eine ziemlich einfache und unkomplizierte Weise bearbeitet werden, wodurch die Gesamtkosten wesentlich sinken.The is called, that the injection valve unit no more than a single device for one Overall performance but according to their various side functions is divided. Each secondary function is represented by its own module, which as a functionally independent Arrangement is configured. Any independent arrangement may be before Insert into the housing individually manufactured and tested. Consequently, mistakes can be made in an early Detect stage. The rejection of an unsatisfactory module is relatively cheap, the entire unit need not be disassembled and reassembled. The rigid housing can be edited in a fairly simple and straightforward way which significantly reduces overall costs.

Das Ventilmodul umfasst eine Verbindungsöffnung zu einem Kraftstoffzuführrohr. Das wirkt derart, dass der Kraftstoff nicht durch das gesamte Gehäuse, sondern nur durch das Ventilmodul flutet. Mithin braucht nur das Ventilmodul abgedichtet zu werden, wodurch die Bearbeitung des Gehäuses noch weiter erleichtert wird.The Valve module includes a connection opening to a fuel supply pipe. This works in such a way that the fuel is not through the entire housing, but only flooded through the valve module. Thus, only the valve module needs to be sealed, thereby further processing the housing is relieved.

Das Gehäuse umfasst einen Längsschlitz, in welchem sich das mit dem Ventilmodul verbundene Kraftstoffzuführrohr verschiebt, während das Ventilmodul in das Gehäuse eingesetzt wird. Auf Grund dieses Merkmals kann in das Gehäuse ein Ventilmodul eingesetzt werden, dass auf seine Funktion und seine Abdichtung bei Änderungen seiner Konfiguration getestet wurde, die zu weiteren Fehlern führen könnten.The casing comprises a longitudinal slot, in which the fuel supply pipe connected to the valve module shifts, while the valve module in the housing is used. Due to this feature can in the housing Valve module can be used that on its function and its Sealing on changes its configuration has been tested, which could lead to further errors.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Wärmeausgleichsmittel zum Ausgleich der Wärmedehnung des piezoelektrischen Stellermoduls vorgesehen, wobei das Wärmeausgleichsmittel als funktionell unabhängiges Wärmeausgleichsmodul konfiguriert ist und zusammen mit dem piezoelektrischen Stellermodul und dem Ventilmodul in das Gehäuse eingesetzt wird. Piezoelektrische Stellermodule sind zwar bekannt und umfassen integrierte Wärmeausgleichsmittel, jedoch ist es eine folgerichtige Fortsetzung des grundlegenden Gedankens der vorliegenden Erfindung, diese Kombinationseinheit in verschiedene Einheiten mit speziellen Aufgaben zu unterteilen, nämlich in eine Stellereinheit und eine Ausgleichseinheit, was analoge Vorteile gemäß der obigen Erläuterung erbringt.at a preferred embodiment is a heat balance agent to compensate for the thermal expansion the piezoelectric actuator module, wherein the heat balance means as a functionally independent Thermal compensation module is configured and together with the piezoelectric actuator module and the valve module inserted into the housing becomes. Piezoelectric modulators are known and include integrated heat balance means, however, it is a logical continuation of the basic idea of the present invention, this combination unit in various Divide units with special tasks, namely in an actuator unit and a compensation unit, which has similar advantages according to the above explanation he brings.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen zum Teil zylindrisch geformten Innenraum aufweist, die Module einen zum Teil zylindrisch geformten Außenraum aufweisen und der Innenzylinderdurchmesser des Gehäuses zu dem Außenzylinderdurchmesser der Module korrespondiert. Dadurch wird das Gehäuse universell auf unterschiedliche Arten von Modulen anwendbar, d.h. bei unterschiedlichen Motoren, die unterschiedliche Kraftstoffeinspritzleistungen erfordern, kann eines oder können mehrere der Module gegen Module ausgewechselt werden, die gemäß unterschiedlichen Funktionsparametern konstruiert sind, jedoch die gleiche äußere Form aufweisen. Diese unterschiedlichen Module lassen sich leicht in die Universalgehäuse einsetzen oder lassen sich mit anderen passenden Modulen kombinieren.A further preferred embodiment is characterized in that the housing is a partially cylindrical molded interior, the modules a partially cylindrical shaped outdoor space have and the inner cylinder diameter of the housing to the outer cylinder diameter the module corresponds. This makes the case universally different Types of modules applicable, i. with different engines, which may require different fuel injection rates one or can several of the modules are exchanged for modules that are different according to Functional parameters are constructed, however, the same external shape exhibit. These different modules can be easily inserted into the universal housing or can be combined with other suitable modules.

Vorzugsweise ist die Einspritzventileinheit gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Gehäuse mit einer einstellbaren Kappe versehen, mit deren Hilfe die in das Gehäuse eingesetzten Module mit einer einstellbaren Kraft zusammengedrückt werden können. Das entspricht einer einfachen Methode zum Kalibrieren der Einspritzventileinheit, durch welche dem piezoelektrischen Element eine Vorspannkraft auferlegt wird.Preferably is the injection valve unit according to the present invention with a housing provided with an adjustable cap, with the help of which in the casing used modules can be compressed with an adjustable force. The corresponds to a simple method for calibrating the injection valve unit, by which a biasing force is imposed on the piezoelectric element becomes.

Vorzugsweise ist das Gehäuse mit einer Öffnung versehen, durch welche ein Klemmenverbinder mit dem piezoelektrischen Stellermodul verbunden werden kann, nachdem dieses in das Gehäuse eingesetzt ist. Es muss mindestens eine elektrische Versorgungsleitung durch das Gehäuse hindurch geführt werden, um das piezoelektrische Modul mit der Steuerspannung zu versorgen. Da eine elektrische Verbindung nicht schwer einzubauen ist und keine ernstlichen Fehlerquellen enthält, kann diese Verbindung nach dem mechanischen Zusammenfügen der Einspritzventileinheit bereitgestellt werden. Mithin kann einfach ein Loch durch die Gehäusewand hindurch zweckdienlich sein.Preferably is the case with an opening provided by which a terminal connector with the piezoelectric Stellermodul can be connected after this inserted into the housing is. There must be at least one electrical supply line through the housing be guided through to supply the piezoelectric module with the control voltage. Since an electrical connection is not difficult to install and no contains serious sources of error, This compound can after mechanical assembly of the Injection valve unit can be provided. So it can be easy a hole through the housing wall be useful.

Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte:

  • – Bereitstellen eines funktionell unabhängigen Ventilmoduls;
  • – Bereitstellen eines funktionell unabhängigen piezoelektrischen Stellermoduls;
  • – Bereitstellen eines starren Gehäuses, welches zwangsläufig der äußeren Form zumindest von Teilen der Module entspricht,
  • – Einsetzen der Module in das Gehäuse; und
  • – Zusammendrücken der Module mit einer definierten Kraft durch Befestigen und Einstellen des Einstellmittels – vorzugsweise einer einstellbaren Kappe – an dem Gehäuse.
The manufacturing method according to the present invention comprises the following steps:
  • - Providing a functionally independent valve module;
  • - Providing a functionally independent piezoelectric actuator module;
  • Providing a rigid housing, which necessarily corresponds to the outer shape of at least parts of the modules,
  • - Inserting the modules in the housing; and
  • - Compression of the modules with a defined force by attaching and adjusting the adjusting means - preferably an adjustable cap - on the housing.

Die Hauptvorteile dieses Verfahrens sind oben in Zusammenhang mit der Einspritzventileinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Mit dem Verfahren wird eine optimierte Herstellung der gesonderten Module und ein leichtes Zusammenfügen derselben selbst durch ungelernte Arbeiter oder einfache Maschinen ermöglicht. Die Module können in hohen Fertigungszahlen hergestellt werden, wodurch der Preis für jedes einzelne Modul sinkt. Die Montage und die Kalibrierung der Gesamteinheit werden auch nicht durch Änderungen von Parametern geändert, die zwecks Erfüllung der Erfordernisse bei unterschiedlichen Motoren notwendig sind.The main advantages of this method are explained above in connection with the injection valve unit according to the present invention. With the method is an optimized production of the separate modules and easy assembly same even by unskilled workers or simple machines. The modules can be manufactured in high production numbers, which reduces the price of each module. The assembly and calibration of the entire unit are also not changed by changes in parameters necessary to meet the requirements of different engines.

In einem weiteren Schritt wird das Ventilmodul, bevor es in das Gehäuse eingesetzt wird, mit einem Kraftstoffzuführrohr verbunden. Mithin kann das Ventilmodul auf seine echte Funktion getestet werden, und seine Konfiguration kann unverändert bleiben, wenn die Gesamteinheit zusammengefügt wird.In a further step is the valve module before it is inserted into the housing will, with a fuel supply pipe connected. Thus, the valve module on its real function be tested, and its configuration can remain unchanged, when the whole unit is put together.

Wenn das Ventilmodul in das Gehäuse eingesetzt wird, verschiebt sich das Kraftstoffzuführrohr in einem Längsschlitz. Das stellt eine überraschend einfache und kostengünstige Methode zur Umsetzung des in dem vorhergehenden Abschnitt erläuterten Gedankens dar.If the valve module in the housing is used, shifts the fuel supply in a longitudinal slot. This is a surprisingly simple one and cost-effective Method for implementing the one explained in the previous section Thought.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst den weiteren Schritt des Bereitstellens eines funktionell unabhängigen Wärmeausgleichsmoduls und des Einsetzens desselben in das Gehäuse. Mithin wird in der oben erläuterten Weise der grundlegende Gedanke der Erfindung folgerichtig weitergeführt, und die Funktion, welche die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Vorrichtung ausführt, wird weiter in ihre elementaren Funktionen aufgeteilt.A preferred embodiment The present invention comprises the further step of providing a functionally independent Thermal compensation module and inserting it into the housing. Consequently, in the above explained way the basic idea of the invention logically continued, and the function which the device produced by the method according to the invention executing, is further divided into its elementary functions.

Vorzugsweise wird jedes Modul unabhängig getestet, bevor es in das Gehäuse eingesetzt wird. Wenn ein Ausfall eines Moduls festgestellt wird, kann dieses Modul mithin repariert oder ausgetauscht werden, ohne dass die gesamte Einheit auseinandergenommen werden muss. Wenn jedoch die gesamte Einheit nicht befriedigend funktioniert, muss der Grund in einem defekten Gehäuse oder einem falschen Schritt beim Zusammenfügen gefunden werden.Preferably each module is tested independently, before it gets into the case is used. If a failure of a module is detected, This module can therefore be repaired or replaced without that the whole unit has to be taken apart. But when the whole unit does not work satisfactorily, the reason must be in a broken case or a wrong step in joining.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denenin the Below, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings described in which

1 drei verschiedene Ansichten eines Gehäuses gemäß der Erfindung darstellt; 1 three different views of a housing according to the invention;

2 drei zur Montage bereite Module darstellt; 2 represents three ready for assembly modules;

3 eine auseinandergezogene Ansicht der Einspritzventileinheit gemäß der Erfindung darstellt; und 3 an exploded view of the injection valve unit according to the invention; and

4 eine zusammengefügte Einspritzventileinheit gemäß der Erfindung darstellt. 4 an assembled injection valve unit according to the invention.

1 stellt drei verschiedene Ansichten eines Gehäuses 10 gemäß der Erfindung dar. 1a stellt eine Seitenansicht des Gehäuses 10 dar; 1b stellt eine Längsansicht des Gehäuses 10 dar; und 1c stellt eine andere Seitenansicht des Gehäuses 10 von der 1a gegenüberliegenden Seite dar. Aus 1b ist zu ersehen, dass das Gehäuse 10 mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenfläche 11 versehen ist, die einen an beiden Enden offenen Hohlraum darstellt, in welchen entsprechend zylindrische Elemente leicht und reversibel von einer Seite aus (der linken Seite in 1b) eingesetzt werden können. An dem anderen Ende des Gehäuses 10 (dem rechten Ende in 1b) ist eine Schulter 12 vorgesehen, die als Anschlagglied für in das Gehäuse 10 eingesetzte Teile wirkt. 1 represents three different views of a housing 10 according to the invention. 1a represents a side view of the housing 10 group; 1b represents a longitudinal view of the housing 10 group; and 1c represents another side view of the housing 10 of the 1a opposite side. Off 1b it can be seen that the case 10 with a substantially cylindrical inner surface 11 is provided, which is a cavity open at both ends, in which correspondingly cylindrical elements easily and reversibly from one side (the left side in 1b ) can be used. At the other end of the case 10 (the right end in 1b ) is a shoulder 12 provided as a stop member for in the housing 10 used parts acts.

Aus 1c ist zu ersehen, dass das Gehäuse 10 mit einem Längsschlitz 13 versehen ist, der in die Wand des Gehäuses 10 eingeschnitten ist. Dieser Schlitz wird in der weiter unten erläuterten Weise als Gleitbahn für das Ventilmodul und das angeschlossene Kraftstoffrohr verwendet. An einem Ende des Gehäuses 10 (dem linken Ende in 1c) ist der Schlitz 13 offen, damit Module eingesetzt werden können.Out 1c it can be seen that the case 10 with a longitudinal slot 13 is provided in the wall of the housing 10 is cut. This slot is used in the manner explained below as a slideway for the valve module and the connected fuel pipe. At one end of the housing 10 (the left end in 1c ) is the slot 13 open, so that modules can be used.

Gegenüber dem Schlitz 13 ist ein Loch 14 vorgesehen, durch welches ein elektrischer Klemmenverbinder eingeführt werden kann. Bei der in 1a gezeigten Ausführungsform ist das Loch 14 an allen Seiten von der Wand des Gehäuses 10 umgeben. Bei anderen Ausführungsformen kann jedoch das Loch 14 auch als Schlitz konfiguriert sein.Opposite the slot 13 is a hole 14 provided, through which an electrical terminal connector can be inserted. At the in 1a the embodiment shown is the hole 14 on all sides of the wall of the housing 10 surround. In other embodiments, however, the hole 14 also be configured as a slot.

2 stellt drei zum Zusammenfügen bereite Module 20, 30, 40 dar. Das Modul 20 ist ein piezoelektrisches Stellermodul mit einem piezoelektrischen Element, das zum Bewegen eines Kolbenelements in Abhängigkeit von einer zu diesem geführten elektrischen Steuerspannung verwendet wird (wobei beide Elemente nicht ausdrücklich in 2 gezeigt sind). 2 Provides three modules ready for assembly 20 . 30 . 40 dar. The module 20 is a piezoelectric actuator module having a piezoelectric element which is used to move a piston element in response to an electrical control voltage conducted thereto (both elements not expressly incorporated herein by reference) 2 are shown).

Wenn das Kolbenelement zusammengefügt ist und betätigt wird, wirkt es auf ein bewegbares Wirkelement des Ventilmoduls 30. Das Wirkelement kann die Ventilnadel 32 des Ventilmoduls 30 oder ein anderes Verbindungselement sein. Das Ventilelement 30 ist jedoch derart konfiguriert, dass die Ventilnadel 32 bei Betätigung durch das Stellermodul 20 bewegt wird, um die Zumessöffnung 31 gemäß der zu dem Stellermodul 20 geführten Steuerspannung zu öffnen und zu schließen. Da das Ventilmodul 30 mit Hilfe des Kraftstoffrohres 33 und eines Rohrverbinders 34 mit einem Kraftstoffreservoir oder einer Pumpe verbunden sein kann, ergibt sich durch das Öffnen und Schließen der Zumessöffnung 31 eine gut bemessene Einspritzung von Kraftstoff in einen Fahrzeugmotor.When the piston element is assembled and actuated, it acts on a movable active element of the valve module 30 , The active element can be the valve needle 32 of the valve module 30 or another connecting element. The valve element 30 However, it is configured such that the valve needle 32 when actuated by the actuator module 20 is moved to the orifice 31 according to the to the actuator module 20 guided control voltage to open and close. As the valve module 30 with the help of the fuel pipe 33 and a pipe connector 34 can be connected to a fuel reservoir or a pump, results from the opening and closing of the orifice 31 a well-measured injection of fuel into a vehicle engine.

Schließlich ist ein Wärmeausgleichsmodul 40 zum Ausgleich der Wärmedehnung des piezoelektrischen Elements in dem Stellermodul 20 vorgesehen. Wenn jedoch ein Stellermodul derart gewählt wird, dass das piezoelektrische Element im Innern ausgeglichen wird, ist kein Ausgleichsmodul 40 notwendig.Finally, a heat balance module 40 to compensate for the thermal expansion of the piezoelectric element in the actuator module 20 intended. However, if an actuator module is chosen such that the internal piezoelectric element is balanced, there is no compensation module 40 necessary.

3 stellt eine auseinandergezogene Ansicht der Einspritzventileinheit gemäß der Erfindung, die durch die Elemente gemäß 3 gekennzeichnet ist, zusammen mit dem Gehäuse 10 gemäß 1 dar. Beim Zusammenfügen der Einspritzventileinheit wird zuerst die Ventilanordnung in das Gehäuse eingesetzt, während sich das Kraftstoffrohr in dem Schlitz 13 verschiebt. Die äußere Form des Ventilmoduls 30 ist derart gewählt, dass ein zylindrisches Teil mit einem Durchmesser, der zu dem Innendurchmesser des Gehäuses 10 korrespondiert, in leichtem Kontakt mit den Wänden des Gehäuses 10 gehalten wird und an die Schulter 12 anstößt. Der vordere Abschnitt des Ventilmoduls 30 wird jedoch durch die Öffnung des Gehäuses 10 hindurch gespeist und stellt die Spitze der gesamten Einspritzventileinheit dar. Des weiteren werden das Stellermodul 20 und das Wärmeausgleichsmodul 40 in ähnlicher Weise in das Gehäuse 10 eingesetzt. 3 FIG. 10 is an exploded view of the injector unit according to the invention, shown by the elements of FIG 3 is marked, together with the housing 10 according to 1 When assembling the injector, the valve assembly is first inserted into the housing, while the fuel pipe in the slot 13 shifts. The outer shape of the valve module 30 is chosen such that a cylindrical part with a diameter that corresponds to the inner diameter of the housing 10 corresponds, in light contact with the walls of the housing 10 is held and to the shoulder 12 abuts. The front section of the valve module 30 However, it is through the opening of the housing 10 fed through and represents the top of the entire injection valve unit. Furthermore, the actuator module 20 and the heat balance module 40 in a similar way in the housing 10 used.

Damit die Module 20, 30, 40 nicht wieder aus dem Gehäuse 10 heraus rutschen, ist das Einsetzungsende des Gehäuses 10 (das linke Ende gemäß 3) von einer einstellbaren Kappe verschlossen, insbesondere mit einem Gewindering 15. Der Gewindering 15 lässt sich auch zum Kalibrieren der Einspritzventileinheit verwenden, indem die Kraft eingestellt wird, mit welcher die Module 20, 30, 40 in dem Gehäuse zusammengedrückt werden, und mithin die auf das piezoelektrische Element des Stellermoduls 10 aufgebrachte Vorspannkraft eingestellt wird.So that the modules 20 . 30 . 40 not out of the case again 10 slip out, is the insertion end of the housing 10 (the left end according to 3 ) closed by an adjustable cap, in particular with a threaded ring 15 , The threaded ring 15 It can also be used to calibrate the injector unit by adjusting the force with which the modules are operated 20 . 30 . 40 are compressed in the housing, and thus on the piezoelectric element of the modulator module 10 applied biasing force is set.

Damit eine geeignete Steuerspannung an das Stellermodul 20 angelegt werden kann, kann ein elektrischer Klemmenverbinder 21 durch das Loch 14 in der Wand des Gehäuses 10 hindurch mit dem Modul 20 verbunden werden.So that a suitable control voltage to the actuator module 20 can be applied, an electrical terminal connector 21 through the hole 14 in the wall of the housing 10 through with the module 20 get connected.

4 stellt eine zusammengefügte Einspritzventileinheit gemäß der Erfindung dar. 4 illustrates an assembled injection valve unit according to the invention.

Die Erfindung wurde zwar im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, jedoch ist für den Fachmann erkennbar, dass die vorliegende Erfindung in zahlreichen Weisen modifiziert werden kann und viele andere Ausführungsformen als die oben speziell dargelegte und beschriebene annehmen kann. Demgemäß sollen mit den beigefügten Ansprüchen alle Modifizierungen der Erfindung erfasst werden, die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.The Although this invention has been related to a preferred embodiment described, however, is for the skilled artisan recognizable that the present invention in numerous Ways can be modified and many other embodiments than the one specifically set forth and described above. Accordingly, with the attached claims All modifications of the invention will be made within the the scope of the invention.

Claims (8)

Piezoelektrische Einspritzventileinheit, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Fahrzeugmotor, mit einem Gehäuse (10) mit einer Ventilnadel (32) darin zum Öffnen und Schließen einer Zumessöffnung (31), und einem piezoelektrisch betätigten Stellerelement zum Betätigen der Ventilnadel (32) gemäß einer elektrischen Steuerspannung, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ventilnadel (32) und die Zumessöffnung (31) einen Teil eines funktionell unabhängigen Ventilmoduls (30) bilden; – das Stellerelement einen Teil eines funktionell unabhängigen piezoelektrischen Stellermoduls (20) bildet; – beide Module in das starre Gehäuse (10) eingesetzt sind; – das Ventilmodul (30) eine Verbindungsöffnung zu einem Kraftstoffzuführrohr (33) umfasst; – das Gehäuse (10) einen Längsschlitz (13) umfasst, in welchen sich das mit dem Ventilmodul (30) verbundene Kraftstoffzuführrohr (33) verschiebt, während das Ventilmodul (30) in das Gehäuse (10) eingesetzt wird.Piezoelectric injection valve unit, in particular for injecting fuel into a vehicle engine, having a housing ( 10 ) with a valve needle ( 32 ) therein for opening and closing an orifice (US Pat. 31 ), and a piezoelectrically actuated actuator element for actuating the valve needle ( 32 ) according to an electrical control voltage, characterized in that - the valve needle ( 32 ) and the orifice ( 31 ) a part of a functionally independent valve module ( 30 ) form; The actuator element is a part of a functionally independent piezoelectric actuator module ( 20 ) forms; - both modules in the rigid housing ( 10 ) are used; - the valve module ( 30 ) a connection opening to a fuel supply pipe ( 33 ); - the housing ( 10 ) a longitudinal slot ( 13 ), in which the with the valve module ( 30 ) connected fuel supply pipe ( 33 ) while the valve module ( 30 ) in the housing ( 10 ) is used. Einspritzventileinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – ein Wärmeausgleichsmittel zum Ausgleich der Wärmedehnung des piezoelektrischen Stellermoduls (20), wobei das Wärmeausgleichsmittel als funktionell unabhängiges Wärmeausgleichsmodul (40) konfiguriert ist und zusammen mit dem piezoelektrischen Stellermodul (20) und dem Ventilmodul (30) in das Gehäuse (10) eingesetzt wird.Injection-valve unit according to claim 1, characterized by a heat balance means for equalizing the thermal expansion of the piezoelectric actuator module ( 20 ), wherein the heat balance agent as a functionally independent heat balance module ( 40 ) and together with the piezoelectric actuator module ( 20 ) and the valve module ( 30 ) in the housing ( 10 ) is used. Einspritzventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) einen zum Teil zylindrisch geformten Innenraum aufweist, die Module (20, 30, 40) einen zum Teil zylindrisch geformten Außenraum aufweisen und der Innenzylinderdurchmesser des Gehäuses (10) zu dem Außenzylinderdurchmesser der Module (20, 30, 40) korrespondiert.Injection valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) has a partly cylindrically shaped interior, the modules ( 20 . 30 . 40 ) have a cylindrically shaped outer space and the inner cylinder diameter of the housing ( 10 ) to the outer cylinder diameter of the modules ( 20 . 30 . 40 ) corresponds. Einspritzventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) eine einstellbare Kappe (15) aufweist, mit deren Hilfe die in das Gehäuse (10) eingesetzten Module (20, 30, 40) mit einer einstellbaren Kraft zusammengedrückt werden können.Injection valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) an adjustable cap ( 15 ), with the help of which in the housing ( 10 ) used modules ( 20 . 30 . 40 ) can be compressed with an adjustable force. Einspritzventileinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Öffnung (14) in dem Gehäuse, durch welche ein elektrischer Klemmenverbinder (21) mit dem piezoelektrischen Stellermodul (20) verbunden werden kann, nachdem dieses in das Gehäuse (10) eingesetzt ist.Injection valve unit according to one of the preceding claims, characterized by an opening ( 14 ) in the housing, through which an electrical terminal connector ( 21 ) with the piezoelectric actuator module ( 20 ), after this in the housing ( 10 ) is used. Verfahren zur Herstellung einer piezoelektrischen Einspritzventileinheit, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Fahrzeugmotor, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines funktionell unabhängigen Ventilmoduls (30); – Bereitstellen eines funktionell unabhängigen piezoelektrischen Stellermoduls (20); – Bereitstellen eines starren Gehäuses (20), welches zwangsläufig der äußeren Form zumindest von Teilen der Module (20, 30) entspricht, – Verbinden das Ventilmoduls (30) mit einem Kraftstoffzuführrohr (33), wobei sich das Kraftstoffzuführrohr (33) in einem Längsschlitz verschiebt, wenn das Ventilmodul (30) in das Gehäuse (10) eingesetzt wird; – Einsetzen der Module (20, 30) in das Gehäuse (10); und – Zusammendrücken der Module (20, 30) mit einer definierten Kraft durch Befestigen und Einstellen des Einstellmittels (15) an dem Gehäuse.Method for producing a piezoelectric injector unit, in particular for injecting fuel into a vehicle engine, comprising the following steps: - providing a functionally independent valve module ( 30 ); Providing a functionally independent piezoelectric actuator module ( 20 ); Providing a rigid housing ( 20 ), which inevitably the outer shape of at least parts of the modules ( 20 . 30 ), - connect the valve module ( 30 ) with a fuel supply pipe ( 33 ), wherein the fuel supply pipe ( 33 ) in a longitudinal slot when the valve module ( 30 ) in the housing ( 10 ) is used; - Inserting the modules ( 20 . 30 ) in the housing ( 10 ); and - compressing the modules ( 20 . 30 ) with a defined force by attaching and adjusting the adjusting means ( 15 ) on the housing. Einspritzventileinheit nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte des Bereitstellens eines funktionell unabhängigen Wärmeausgleichsmoduls (40) und des Einsetzens desselben in das Gehäuse (10).An injection valve unit according to claim 6, characterized by the further steps of providing a functionally independent heat balance module ( 40 ) and inserting it into the housing ( 10 ). Einspritzventileinheit nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt des Testens jedes Moduls (20, 30, 40) unabhängig vor dem Einsetzen desselben in das Gehäuse (10).Injector valve unit according to claim 6 or 7, characterized by the further step of testing each module ( 20 . 30 . 40 ) independently before inserting it into the housing ( 10 ).
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