[go: up one dir, main page]

DE10246691A1 - Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion - Google Patents

Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion Download PDF

Info

Publication number
DE10246691A1
DE10246691A1 DE10246691A DE10246691A DE10246691A1 DE 10246691 A1 DE10246691 A1 DE 10246691A1 DE 10246691 A DE10246691 A DE 10246691A DE 10246691 A DE10246691 A DE 10246691A DE 10246691 A1 DE10246691 A1 DE 10246691A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
piezo actuator
head plate
ceramic
actuator according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10246691A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Hardt
Günter LEWENTZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE10246691A priority Critical patent/DE10246691A1/en
Priority to EP03773487A priority patent/EP1556907A1/en
Priority to PCT/DE2003/003287 priority patent/WO2004034481A1/en
Publication of DE10246691A1 publication Critical patent/DE10246691A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166Selection of particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Landscapes

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

Abstract

A piezo-actuator has a piezo-ceramic (10) arranged in a largely tubular housing (2) and making contact with the housing via a heads-plate (3). The housing (2) is fabricated from a ceramic material having a maximum thermal expansion coefficient of 7.10E power -6, 1/K. An Independent claim is included for the manufacture of a piezo-actuator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff mit einem Piezoaktuator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktuators.The present invention relates to an injector for injecting fuel with a Piezo actuator according to the generic term of claim 1 and a method for producing a piezo actuator.

Einspritzvorrichtungen mit Piezoaktuatoren sind im Stand der Technik wohl bekannt. Durch die im Betrieb auftretende Wärmeentwicklung erfährt der Piezoaktuator thermisch bedingte Längenänderungen, welche ausgeglichen werden müssen, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Piezoaktuators sicherzustellen. Von daher wurde vorgeschlagen, als Gehäusewerkstoff für ein Gehäuse, in welchem der Piezoaktuator angeordnet ist, den Werkstoff Invar zu verwenden. Invar ist ein Werkstoff auf Eisenbasis, welchem Nickel von 30–45% oder Nickel von 30–45% und zusätzlich Kobalt bis 20% als wesentliche Elemente zulegiert wird. Durch einen derartigen Gehäusewerkstoff können zwar thermische Längenänderungen ausgeglichen werden, da Invar einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die Piezokeramik des Piezoaktuators aufweist, jedoch ist Invar ein äußerst teuerer Werkstoff, so dass die Kosten derartiger Einspritzvorrichtungen mit Piezoaktuatoren sehr hoch sind.Injectors with piezo actuators are well known in the art. By the occurring in operation heat generation learns the piezo actuator thermally induced changes in length, which compensated Need to become, a safe and reliable Ensure operation of the piezo actuator. It was therefore proposed as housing material for a Casing, in which the piezo actuator is arranged, the material Invar to use. Invar is an iron-based material called nickel from 30–45% or 30-45% nickel and additionally Cobalt up to 20% is added as essential elements. Through a such housing material can thermal changes in length can be compensated for, because Invar has a similar coefficient of thermal expansion as has the piezo ceramic of the piezo actuator, but Invar is an extremely expensive one Material, so the cost of such injectors with piezo actuators are very high.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Piezoaktuator für eine Einspritzvorrichtung bereitzustellen, wobei der Piezoaktuator bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine ausreichende Kompensation thermisch bedingter Längenänderungen ermöglicht bzw. ein kostengünstiges Herstellverfahren für einen derartigen Piezoaktuator bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention a piezo actuator for to provide an injector, the piezo actuator at simpler and cheaper Feasibility of adequate compensation for thermally induced changes in length allows or an inexpensive Manufacturing process for to provide such a piezo actuator.

Diese Aufgabe wird durch einen Piezoaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 bzw. 12 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.This task is accomplished through a piezo actuator with the features of claim 1 or, a method with the features of claim 11 and 12 solved. The subclaims show preferred developments of the invention.

Der erfindungsgemäße Piezoaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 umfasst ein Gehäuse aus einem keramischen Material, wobei das keramische Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von maximal 7 × 10E–61/K aufweist. Durch die Verwendung eines keramischen Werkstoffs für das Gehäuse werden somit erfindungsgemäß temperaturbedingte Längenänderungen der Piezokeramik durch entsprechende Längenänderungen des keramischen Gehäuses kompensiert. Somit kann auf die Verwendung des teueren Werkstoffs Invar verzichtet werden und eine optimale Temperaturanpassung erreicht werden. Weiterhin ermöglicht die Verwendung eines keramischen Gehäuses ein noch steiferes Gehäuse, da die keramischen Werkstoffe tendenziell ein höheres E-Modul aufweisen als die bisher verwendeten metallischen Gehäuse. Somit kann weiterhin noch eine geringere Wanddicke des keramischen Gehäuses realisiert werden, was sich insgesamt vorteilhaft auf das Gewicht des Piezoaktuators auswirkt.The piezo actuator according to the invention with the features of claim 1 comprises a housing made of a ceramic material, the ceramic material having a coefficient of thermal expansion of at most 7 × 10E −6 1 / K. By using a ceramic material for the housing, temperature-related changes in length of the piezoceramic are accordingly compensated for by corresponding changes in length of the ceramic housing. Thus, the use of the expensive material Invar can be dispensed with and an optimal temperature adjustment can be achieved. Furthermore, the use of a ceramic housing enables an even more rigid housing, since the ceramic materials tend to have a higher modulus of elasticity than the metallic housings previously used. Thus, a smaller wall thickness of the ceramic housing can still be realized, which has an overall advantageous effect on the weight of the piezo actuator.

Besonders bevorzugt ist das keramische Material Aluminiumnitrit (AlN), Siliziumcarbid (SiC), Siliziumnitrit (Si3N4) oder Cordierit-Keramik (MgO-Al2O3-SiO2). Diese keramischen Materialien weisen hervorragende Temperaturkompensationseigenschaften entsprechend der Piezokeramik für einen Temperaturbereich von –50 °C bis 200 °C auf.The ceramic material is particularly preferably aluminum nitrite (AlN), silicon carbide (SiC), silicon nitrite (Si 3 N 4 ) or cordierite ceramic (MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 ). These ceramic materials have excellent temperature compensation properties corresponding to the piezoceramic for a temperature range of –50 ° C to 200 ° C.

Um eine möglichst kostengünstige Herstellbarkeit des erfindungsgemäßen Piezoaktuators zu ermöglichen, ist die Kopfplatte vorzugsweise am Gehäuse verklebt. Eine andere bevorzugte Befestigungsmöglichkeit der Kopfplatte am Gehäuse kann mittels Löten direkt an das Gehäuse realisiert werden. Dabei kann eine Direktlötung mit Aktivloten eingesetzt werden.To be as inexpensive to manufacture as possible of the piezo actuator according to the invention to allow the head plate is preferably glued to the housing. Another preferred mounting option the head plate on the housing can by means of soldering directly to the housing will be realized. Direct soldering with active solders can be used become.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Kopfplatte und das Gehäuse über eine mechanische Verbindung, insbesondere eine Gewindeverbindung oder eine Riffelung, miteinander verbunden. Diese mechanische Verbindung lässt sich ebenfalls besonders kostengünstig realisieren, wobei auch die erforderlichen Dichtheiten eingehalten werden können.According to another preferred Embodiment of the present invention are the head plate and the housing over a mechanical connection, in particular a threaded connection or a corrugation, connected. This mechanical connection let yourself also particularly inexpensive realize, while also maintaining the required tightness can be.

Um eine zusätzliche Sicherheit der mechanischen Verbindung zu erhalten, ist die mechanische Verbindung vorzugsweise mittels mehrerer Einpresspillen gesichert. Die Einpresspillen sind beispielsweise in Bohrungen in dem keramischen Gehäuse auf Höhe der Kopfplatte eingestemmt. Die Einpresspillen sind vorzugsweise aus einem relativ leicht verformbaren Stahl, wie z.B. Cg35, gebildet. Dabei werden beispielsweise 6 bis 8 Einpresspillen verwendet, welche gleich entlang des Umfangs der Kopfplatte verteilt sind.To provide additional security to the mechanical To obtain connection, the mechanical connection is preferred secured by several injection pills. The press pills are for example in holes in the ceramic housing height of Headstock caulked. The press-in pills are preferably made of a relatively easily deformable steel, e.g. Cg35. there For example, 6 to 8 press-in pills are used, which are the same are distributed along the circumference of the head plate.

Um eine einfache Lötverbindung zwischen der Kopfplatte und dem Gehäuse zu ermöglichen, ist das keramische Gehäuse vorzugsweise an dem zur Kopfplatte gerichteten Ende mit einer Metallisierung versehen. Als Metallisierung kann beispielsweise eine Dotierung mit Titan verwendet werden. Weiterhin bevorzugt wird an das zur Kopfplatte gerichtete Ende des keramischen Gehäuses ein Metallring angelötet. An diesem Metallring kann dann beispielsweise eine aus Stahl hergestellte Kopfplatte angeschweißt werden, insbesondere mittels Laserschweißen. Weiterhin bevorzugt ist ein Metallring an das zu einer Bodenplatte gerichtete Ende des keramischen Gehäuses angelötet. Dabei kann das keramische Gehäuse ebenfalls im Bereich der Lötung eine Metallisierung aufweisen. Eine an der Bodenplatte vorgesehene Membran kann dabei weiterhin sowohl mit der Bodenplatte als auch dem Metallring mittels Schweißen fest und dicht verbunden werden.To a simple solder joint The ceramic is to allow between the top plate and the housing casing preferably provided with a metallization at the end facing the head plate. For example, a doping with titanium can be used as metallization be used. It is also preferred to the head plate directed end of the ceramic housing soldered a metal ring. On This metal ring can then be made of steel, for example Welded head plate be, especially by means of laser welding. It is also preferred a metal ring is soldered to the end of the ceramic housing facing a base plate. there can the ceramic housing also in the area of soldering have a metallization. One provided on the base plate Membrane can continue with both the bottom plate and the metal ring by welding be firmly and tightly connected.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktuators wird die Kopfplatte mittels unterschiedlicher Fügetechnologien an dem keramischen Gehäuse befestigt. Als Fügetechnologien können beispielsweise direktes Anlöten der Kopfplatte an das keramische Gehäuse oder mechanische Verbin dungstechnologien, beispielsweise mittels Gewinde oder Rillen oder Riffelungen oder Verstemmen verwendet werden. Eine andere Möglichkeit zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Anlöten eines Stahlrings an eines oder beide Enden des keramischen Gehäuses und ein anschließendes Anfügen einer Kopfplatte bzw, einer Bodenplatte nebst Membran, beispielsweise mittels Schweißen. Vorzugsweise wird dabei das keramische Gehäuse metallisiert, um den Lötvorgang bzw. Schweißvorgang zu vereinfachen.According to the method according to the invention for producing a piezo actuator, the head plate is attached to the ceramic housing by means of different joining technologies. As joining technologies, for example, direct soldering of the head plate to the ceramic housing or mechanical connection technologies, for example with threads or grooves or corrugations or caulking. Another possibility for realizing the method according to the invention is the soldering of a steel ring to one or both ends of the ceramic housing and a subsequent attachment of a head plate or a base plate together with a membrane, for example by means of welding. The ceramic housing is preferably metallized in order to simplify the soldering or welding process.

Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bei Speichereinspritzsystemen, wie z.B. Common-Rail-Systemen, verwendet.The present invention is particularly applicable to Accumulator injection systems, e.g. Common rail systems used.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei sind in der nachfolgenden Beschreibung gleiche bzw, funktional gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In der Zeichnung ist:The following are with reference to the attached Drawing preferred embodiments described the invention. Here are in the description below Identical or functionally identical parts with the same reference numerals Mistake. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht eines Piezoaktuators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 2 shows a schematic sectional view of a piezo actuator according to a first exemplary embodiment of the present invention,

2 eine schematische Schnittansicht eines Piezoaktuators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und 2 is a schematic sectional view of a piezo actuator according to a second embodiment of the present invention and

3 eine schematische Schnittansicht eines Piezoaktuators gemäß einem dritten Ausführungbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 is a schematic sectional view of a piezo actuator according to a third embodiment of the present invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein erstes Ausführungbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 gezeigt umfasst der Piezoaktuator 1 eine Piezokeramik 10, welche in einem im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuse 2 angeordnet ist. Das rohrförmige Gehäuse 2 kann dabei einen runden oder auch eckigen oder beliebigen anderen Quer schnitt aufweisen. Das Gehäuse 2 ist aus einem keramischen Material hergestellt. Das keramische Material des Gehäuses 2 ist dabei derart gewählt, dass sein Wärmeausdehnungskoeffizient ungefähr dem der Piezokeramik 10 entspricht. Dadurch können temperaturbedingte Längenänderungen der Piezokeramik durch entsprechende Längenänderungen des Gehäuses in Längsrichtung X-X ausgeglichen werden.The following will refer to 1 described a first embodiment of the present invention. As in 1 shown includes the piezo actuator 1 a piezoceramic 10 which is in a substantially tubular housing 2 is arranged. The tubular housing 2 can have a round or angular or any other cross section. The housing 2 is made of a ceramic material. The ceramic material of the case 2 is chosen such that its coefficient of thermal expansion is approximately that of the piezoceramic 10 equivalent. As a result, temperature-related changes in length of the piezoceramic can be compensated for by corresponding changes in length of the housing in the longitudinal direction XX.

Eine Kopfplatte 3 ist an einem Ende des Gehäuses 2 angeordnet. Die Kopfplatte 3 ist mittels einer mechanischen Verbindung über ein Gewinde mit dem keramischen Gehäuse 2 verbunden. Um die Position der Kopfplatte 3 am Gehäuse 2 zu sichern, sind mehrere Pressperlen 4 aus einem Stahlmaterial vorgesehen, welche jeweils in Bohrungen 15 angeordnet sind, die im keramischen Gehäuse 2 auf Höhe der Kopfplatte gebildet sind. Die Pressperlen 4 werden mit der Kopfplatte 3 mittels Verstemmen befestigt, so dass die Kopfplatte 3 am keramischen Gehäuse 2 fixiert ist.A headstock 3 is at one end of the case 2 arranged. The headstock 3 is by means of a mechanical connection via a thread to the ceramic housing 2 connected. To the position of the headstock 3 on the housing 2 to secure, are several pressed beads 4 made of a steel material, each in bores 15 are arranged in the ceramic housing 2 are formed at the level of the head plate. The press beads 4 be with the headstock 3 attached by caulking so that the headstock 3 on the ceramic housing 2 is fixed.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Piezoaktuator 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist beim zweiten Ausführungsbeispiel die Kopfplatte 3 mittels Löten mit dem keramischen Gehäuse 2 verbunden. Dabei ist die Kopfplatte 3 derart an das Ende des keramischen Gehäuses 2 angelötet, dass sie einen ebenen Abschluss mit dem Gehäuse 2 bildet. Dabei ergibt sich eine ringförmige Lötverbindung mit einer Höhe, die etwa der Dicke der Kopfplatte 3 entspricht (vgl. 2).The following will refer to 2 a piezo actuator 1 described according to a second embodiment of the present invention. In contrast to the first embodiment, the head plate is in the second embodiment 3 by means of soldering with the ceramic housing 2 connected. Here is the headstock 3 such at the end of the ceramic housing 2 that they soldered a flat finish to the case 2 forms. This results in an annular solder connection with a height that is approximately the thickness of the head plate 3 corresponds (cf. 2 ).

In dem in 3 dargestellten Piezoaktuator 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Unterschied zu den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen ein Stahlring 6 an dem zur Kopfplatte gerichteten stirnseitigen Ende des keramischen Gehäuses 2 mittels einer Lötverbindung 8 angelötet. Die Kopfplatte 3 ist ihrerseits mit tels einer Schweißverbindung 7, insbesondere mittels Laserschweißen, mit dem Stahlring 6 verbunden.In the in 3 shown piezo actuator 1 According to the third embodiment of the present invention, in contrast to the two previous embodiments, is a steel ring 6 at the end of the ceramic housing facing the head plate 2 by means of a solder connection 8th soldered. The headstock 3 is in turn by means of a welded joint 7 , in particular by means of laser welding, with the steel ring 6 connected.

An dem zu einer Bodenplatte 9 gerichteten Ende des keramischen Gehäuses 2 ist ebenfalls ein Stahlring 11 mittels einer Lötverbindung 12 angefügt. Die Bodenplatte 9 ist ihrerseits über eine Membran 14, die sowohl an der Bodenplatte 9 als auch am Stahlring 11 angeschweißt ist, verbunden. Diese Membran 14 ermöglicht die Weitergabe des sehr kleinen Hubes der Piezokeramik 10 über die Bodenplatte 9. Die Membran 14 ist dabei vorzugsweise an dem stufenförmigen Übergang der Bodenplatte 9 zwischen den beiden unterschiedlichen Durchmesserbereichen der Bodenplatte 9 angeschweißt. Auf diese Weise kann auch eine Bodenplatte in den ersten beiden Ausführungsbeispielen angebracht werden.On that to a floor slab 9 facing end of the ceramic housing 2 is also a steel ring 11 by means of a solder connection 12 added. The bottom plate 9 is in turn over a membrane 14 that both on the bottom plate 9 as well as on the steel ring 11 is welded, connected. This membrane 14 enables the very small stroke of the piezoceramic to be passed on 10 over the bottom plate 9 , The membrane 14 is preferably at the step-shaped transition of the base plate 9 between the two different diameter areas of the base plate 9 welded. In this way, a base plate can also be attached in the first two exemplary embodiments.

Um eine zusätzliche Abdichtung zu ermöglichen, ist vorzugsweise zwischen der Bodenplatte 9 und dem Stahlring 11 eine zusätzliche ringförmige Abdichtung 13 angeordnet.In order to enable an additional seal, it is preferably between the base plate 9 and the steel ring 11 an additional annular seal 13 arranged.

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist auch beim dritten Ausführungsbeispiel die Temperaturkompensation durch die annähernd gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses 2 und der Piezokeramik 10 gegeben.As in the first exemplary embodiment, the temperature compensation in the third exemplary embodiment is due to the approximately equal thermal expansion coefficients of the housing 2 and the piezoceramic 10 given.

Claims (13)

Piezoaktuator für eine Einspritzvorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff, umfassend eine in einem Gehäuse (2) angeordnete Piezokeramik (10), welche über eine Kopfplatte (3) mit dem Gehäuse in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem keramischen Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von maximal 7 × 10E–61/K hergestellt ist.Piezo actuator for an injection device for injecting fuel, comprising a in a housing ( 2 ) arranged piezoceramic ( 10 ), which has a head plate ( 3 Stands) with the housing connection, characterized in that the housing ( 2 ) is made of a ceramic material with a thermal expansion coefficient of maximum 7 × 10E –6 1 / K. Piezoaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material des Gehäuses (2) Aluminiumnitrit, Siliziumcarbid, Siliziumnitrit oder Cordierit-Keramik ist.Piezo actuator according to claim 1, characterized in that the ceramic material of the housing ( 2 ) Is aluminum nitrite, silicon carbide, silicon nitrite or cordierite ceramic. Piezoaktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (3) am Gehäuse (2) verklebt ist.Piezo actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the head plate ( 3 ) on the housing ( 2 ) is glued. Piezoaktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (3) am Gehäuse (2) mittels Löten direkt am Gehäuse befestigt ist.Piezo actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the head plate ( 3 ) on the housing ( 2 ) is attached directly to the housing by soldering. Piezoaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfplatte (3) und das Gehäuse (2) über eine mechanische Verbindung, insbesondere eine Gewindeverbindung oder eine Riffelung oder Rillen, miteinander verbunden ist.Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the head plate ( 3 ) and the housing ( 2 ) is connected to one another via a mechanical connection, in particular a threaded connection or a corrugation or grooves. Piezoaktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse (2) und der Kopfplatte (3) mittels Verstemmelementen (4) gesichert ist.Piezo actuator according to claim 5, characterized in that the mechanical connection between the housing ( 2 ) and the head plate ( 3 ) using caulking elements ( 4 ) is secured. Piezoaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Gehäuse (2) an dem zur Kopfplatte gerichteten Ende eine Metallisierung aufweist.Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic housing ( 2 ) has a metallization at the end facing the head plate. Piezoaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnt durch einen an einem freien Ende des Gehäuses (2) angefügten Metallring (6), an dem die Kopfplatte (3) angeschweißt ist.Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized by one at a free end of the housing ( 2 ) attached metal ring ( 6 ) on which the head plate ( 3 ) is welded on. Piezoaktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallring (11) an einem zu einer Bodenplatte (9) gerichteten Ende des keramischen Gehäuses (2) befestigt ist und eine Membran (14) zwischen der Bodenplatte (9) und dem Metallring (11) angeordnet ist und mittels Schweißen mit der Bodenplatte (9) und dem Metallring (11) verbunden ist.Piezo actuator according to one of the preceding claims, characterized in that a metal ring ( 11 ) on one to a base plate ( 9 ) directed end of the ceramic housing ( 2 ) is attached and a membrane ( 14 ) between the base plate ( 9 ) and the metal ring ( 11 ) is arranged and by welding to the base plate ( 9 ) and the metal ring ( 11 ) connected is. Piezoaktuator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zur Membran (14) zwischen der Bodenplatte (9) und dem Metallring (11) eine zusätzliche Abdichtung (13) angeordnet ist.Piezo actuator according to claim 9, characterized in that adjacent to the membrane ( 14 ) between the base plate ( 9 ) and the metal ring ( 11 ) an additional seal ( 13 ) is arranged. Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktuators (1), welcher eine Piezokeramik (10), eine daran befestigte Kopfplatte (3) und ein aus einem keramischen Material hergestelltes Gehäuse (2) umfasst, bei welchem die Kopfplatte (3) mittels einer mechanischen Verbindung und/oder mittels Löten unmittelbar an das Gehäuse (2) angefügt ist.Method of manufacturing a piezo actuator ( 1 ), which is a piezoceramic ( 10 ), a head plate attached to it ( 3 ) and a housing made of a ceramic material ( 2 ), in which the head plate ( 3 ) directly to the housing by means of a mechanical connection and / or by soldering ( 2 ) is attached. Verfahren zur Herstellung einer Piezoaktuators (1), welcher eine Piezokeramik (10), eine daran befestigte Kopfplatte (3) und ein aus einem keramischen Material hergestelltes Gehäuse (2) umfasst, bei welchem ein Metallring (6, 11) an wenigstens ein freies Ende des keramischen Gehäuses (2), insbesondere mittels Löten, angefügt ist, wobei eine Kopfplatte (3) und/oder eine Bodenplatte (9) mittels einer Schweißverbindung mit dem Metallring verbunden ist.Method of manufacturing a piezo actuator ( 1 ), which is a piezoceramic ( 10 ), a head plate attached to it ( 3 ) and a housing made of a ceramic material ( 2 ), in which a metal ring ( 6 . 11 ) to at least one free end of the ceramic housing ( 2 ), in particular by means of soldering, with a head plate ( 3 ) and / or a base plate ( 9 ) is connected to the metal ring by means of a welded connection. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Gehäuse (2) an seinen freien Enden jeweils eine Metallisierung aufweist, um eine Vereinfachung eines Lötvorgangs zu ermöglichen.A method according to claim 11 or 12, characterized in that the ceramic housing ( 2 ) each has a metallization at its free ends in order to simplify a soldering process.
DE10246691A 2002-10-07 2002-10-07 Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion Ceased DE10246691A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10246691A DE10246691A1 (en) 2002-10-07 2002-10-07 Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion
EP03773487A EP1556907A1 (en) 2002-10-07 2003-10-02 Piezoelectric actuator for an injection device
PCT/DE2003/003287 WO2004034481A1 (en) 2002-10-07 2003-10-02 Piezoelectric actuator for an injection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10246691A DE10246691A1 (en) 2002-10-07 2002-10-07 Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10246691A1 true DE10246691A1 (en) 2004-04-22

Family

ID=32038288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10246691A Ceased DE10246691A1 (en) 2002-10-07 2002-10-07 Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1556907A1 (en)
DE (1) DE10246691A1 (en)
WO (1) WO2004034481A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006128812A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Siemens Vdo Automotive Ag Fuel injector with a housing, and method for finishing and labeling the housing
EP1816340A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-08 Siemens VDO Automotive S.p.A. Actuator unit and fluid injector

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602005005205T2 (en) * 2005-11-04 2009-02-26 Delphi Technologies, Inc., Troy actuator
DE102009046989A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Robert Bosch Gmbh Fuel injector

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19702066C2 (en) * 1997-01-22 1998-10-29 Daimler Benz Ag Piezoelectric injector for fuel injection systems of internal combustion engines
DE19928183A1 (en) * 1999-06-19 2001-01-04 Bosch Gmbh Robert Piezo actuator
DE19948359A1 (en) * 1999-10-07 2001-01-11 Siemens Ag Piezoelectric actuator unit e.g. for controlling motor vehicle combustion engine fuel injection valves
DE10037743A1 (en) * 2000-08-02 2002-02-21 Siemens Ag Piezo actuator especially for a control valve in a common rail injector system has ceramic body whose coefficient of thermal expansion corresponds with that of piezo-element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006128812A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Siemens Vdo Automotive Ag Fuel injector with a housing, and method for finishing and labeling the housing
EP1816340A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-08 Siemens VDO Automotive S.p.A. Actuator unit and fluid injector

Also Published As

Publication number Publication date
EP1556907A1 (en) 2005-07-27
WO2004034481A1 (en) 2004-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4107660C2 (en) Process for mounting silicon wafers on metallic mounting surfaces
WO2000025019A1 (en) Fuel injection valve
EP1901360A2 (en) Piezo actuator module with a cladded piezo actuator
EP1861616A1 (en) Intermediate element for a fuel injection valve
EP3537117A1 (en) Piezoelectric apparatus for transmitting and/or receiving for a vibration sensor, vibration sensor having such a piezoelectric transmitting and/or receiving device and method for manufacturing a piezoelectric device for transmitting and/or receiving for a vibration sensor
WO2001006167A1 (en) Connection and housing, especially a high-pressure fuel accumulator, with a connection that is welded on in a prestressed manner, for a fuel injection system for internal combustion engines
DE10246691A1 (en) Injection device for fuel injection system, has piezo actuator with tubular-type housing fabricated from ceramic material having given maximum thermal coefficient of expansion
EP3076002B1 (en) Fuel injector
EP2329132B1 (en) Fuel injection valve
EP1704323B1 (en) Piezo actuator comprising means for compensating thermal length modifications and fuel-injection valve comprising a piezo actuator
WO2007131965A1 (en) Piezoactuator
EP3049666B1 (en) Piezo injector for direct injection of fuel
DE10360451A1 (en) Fuel injection valve with a piezoelectric or magnetorestrictive actuator for a combustion engine has hydraulic coupling with flexible section having a restricted outer expansion
EP1920476A1 (en) Arrangement with a piezo actuator
EP1846655A1 (en) Method for producing an injector body and corresponding injector body
EP1519035A1 (en) Fuel injection valve
EP1664525B1 (en) Metering device
EP1849991A2 (en) Metal body
EP3109911A1 (en) Piezo actuator module, method for producing of a piezo actuator module and piezo injector
DE102015211186A1 (en) fuel injector
DE102005029471B4 (en) Method for producing a hollow cylindrical spring
DE10206977B4 (en) Method for producing a multilayer component and subsequently manufactured component
DE102006026643A1 (en) Piezoelectric actuator
DE3617354C2 (en)
DE102009002876A1 (en) Piezoelectric actuator and manufacturing method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection