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WO2004046543A1 - Guide piece in a drilling in an injector housing and injector for fuel injection - Google Patents

Guide piece in a drilling in an injector housing and injector for fuel injection Download PDF

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Publication number
WO2004046543A1
WO2004046543A1 PCT/DE2003/003851 DE0303851W WO2004046543A1 WO 2004046543 A1 WO2004046543 A1 WO 2004046543A1 DE 0303851 W DE0303851 W DE 0303851W WO 2004046543 A1 WO2004046543 A1 WO 2004046543A1
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WO
WIPO (PCT)
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guide part
bore
injector
slide ring
ring
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
PCT/DE2003/003851
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen Dick
Willibald SCHÜRZ
Martin Simmet
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 AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
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 AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2004046543A1 publication Critical patent/WO2004046543A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
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    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F02M59/468—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means using piezoelectric operating means
    • 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
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    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/166—Selection of particular materials

Definitions

  • the invention is based on a guide part in a bore in a housing, in which a movable further component is arranged, which is firmly connected to the guide part and thereby guides the further component centered within the bore such that the further component does not touch the wall of the bore touched, or by an injector for the
  • nozzle needle in an injector for fuel injection into an internal combustion engine, its nozzle needle can be controlled by alternating changes in length of a piezoelectric actuator.
  • the actuator is movably arranged in a housing bore of the injector. Because of the very small changes in length of the actuator, it is firmly connected at its free end to a base plate which centers the actuator in the bore and with close play. fit leads. The mechanical energy for driving the nozzle needle can then be transmitted via the base plate.
  • the base plate is made of steel, the running surface of the base plate being particularly hardened and provided with a tight fit in the bore.
  • the clearance fit allows the base plate to move axially smoothly and also allows it to be centered sufficiently well in the bore.
  • it is disadvantageous that neither the wall of the bore nor the base plate can be adequately lubricated due to the ambient conditions. This creates a certain amount of wear in the course of the operating time, which can lead to an undesirable lateral guide play of the base plate and thus also of the actuator. In extreme cases, an electrical short circuit in the actuator can also occur on the wall of the bore.
  • the manufacturing costs for the base plate with the hardened tread are relatively high, so that this solution is also not optimal for this reason.
  • the invention has for its object to provide an inexpensive manufacturing method for a guide part or for an injector, which is used in particular in a housing bore of the injector and guides a piezoelectric actuator such that no contact occurs between the bore wall and the actuator and yet there is good axial displaceability.
  • the guide part according to the invention in a bore of an inector housing which is fixedly connected to a movable further component and which leads in the bore, or the injector for fuel injection with the characterizing features of the independent claims 1 and 9 has the advantage that the guide part has a sliding ring around its circumference, which part or the actuator in the bore without play and centered. It is considered to be particularly advantageous that the slide ring can be made from a suitable material and does not require any lubrication. In addition, the sliding ring is much easier and cheaper to manufacture than the hardened sliding surface of the base plate with the tight fit.
  • the measures listed in the dependent claims provide advantageous further developments and improvements to the guide part and the injector specified in the independent claims 1 and 9. It is considered particularly advantageous that the slide ring is arranged in a groove of the guide part. As a result, it is firmly connected to the guide part in the axial direction and cannot move on it, for example.
  • the shape of an O-ring which is easy and inexpensive to produce, is considered to be a favorable structural form for the slide ring.
  • the solution of manufacturing the slide ring from a low-friction and wear-free material also appears to be advantageous in order to obtain reliable function and a long service life.
  • the environmental conditions on the injector such as hardness, elasticity, temperature, friction value, fuel resistance, etc., must be taken into account.
  • a multi-part design of the slide ring also appears advantageous. This allows the abrasive contact area to be minimized and distributed.
  • a variant of the slide ring with a side slot is possible, which is particularly inexpensive to install.
  • a suitable material appears to be a plastic, for example a PTFE plastic, which is particularly resistant and has low coefficients of friction.
  • a particularly suitable use of the slide ring is seen in the case of a base plate of a piezoelectric actuator, since the changes in length of the actuator are very small and therefore a close clearance fit is required for exact guidance.
  • the exact guidance of the base plate advantageously enables the movement generated by the piezoelectric actuator to be passed on practically without loss.
  • the slide ring has at least one flattened surface that can slide on the wall of the bore without play.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the invention with a slide ring in a groove
  • FIG. 2 shows sections of a second exemplary embodiment for a slide ring
  • FIG. 3 shows sections of a third exemplary embodiment for a slide ring
  • FIG. 4 shows a section of a fourth exemplary embodiment for a slide ring
  • Figure 5 shows an injector in a schematic representation.
  • FIG. 1 shows an example of an injector housing (housing 4), which is usually made of a metal compound.
  • a bore 5 is made in the housing 4, into which a movable further component, in this case a piezoelectric actuator 3, is inserted.
  • the piezoelectric actuator is fixed at its upper end and is controlled by a control voltage (not shown in more detail in FIG. 1).
  • the actuator carries out a slight change in length in the axial direction of the bore 5, which can be used to control a nozzle needle.
  • the actuator 3 is therefore fixedly connected with its movable lower end to a base plate 1, which is designed as a guide part.
  • the diameter of the guide part 1 is designed to be somewhat smaller than that of the bore 5.
  • a corresponding slide ring 2 is arranged between the guide part 1 and the bore wall, which practically takes over the centered guidance for the actuator 3 .
  • the slide ring 2 must therefore be made of a material that is correspondingly hard and resistant and meets the requirements for the ambient conditions at the place of work.
  • it should have a low frictional resistance so as not to impair the mobility of the actuator, especially since no lubrication or cooling is possible in this application.
  • a type of plastic, in particular a PTFE plastic is provided as the material.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention, in which a groove 6 is arranged on the circumference of the base plate 1.
  • the base plate itself no longer has to have the required tight clearance fit or hardened wall surfaces, since it no longer has direct contact with the bore wall and therefore does not generate any friction on the bore wall.
  • the slide ring 2 described above is now inserted in the groove 6.
  • the slide ring is designed in the form of an O-ring. Its cross-sectional area can be either circular or angular.
  • At least one contact surface 7 is preferably provided, which is flattened. In this embodiment, four flattened sides 7 are shown.
  • FIG. 2 shows another embodiment of the invention.
  • FIG. 2 again shows part of the guide part 1 in the cutout. In this case, however, no groove is provided, but rather a thickening over which the slide ring 2 is pulled.
  • the slide ring 2 is designed to be somewhat smaller. To prevent slipping, it is designed with a spring which engages in a corresponding groove on the guide part 1.
  • a multi-part slide ring 2 is proposed.
  • two smaller sliding rings 2 with a rectangular cross-sectional area are provided, which are pulled like a tube over the lower end of the guide part 1.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a longitudinal section through the aforementioned injector 20 for fuel injection into an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the injector 20 has an injector housing 4, into which the piezoelectric actuator 3, which is preferably constructed using multilayer technology, is inserted.
  • the upper part of the piezoelectric actuator 3 (top plate 16) is firmly connected to the upper part of the injector housing 4.
  • the lower end of the Actuator 3 is closed with an actuator base 3a.
  • the actuator base 3a is arranged to be movable along the longitudinal axis and moves downward relative to the housing 4 when a corresponding control voltage is applied to the piezoelectric actuator 3.
  • the piezoelectric actuator 3 is one
  • Bourdon tube 13 encased, which among other things supports the reversible movement of the actuator 3 into its starting position when the control voltage is switched off.
  • the actuator base 3a is fixedly connected to a guide part (base plate 1) which centers the movement of the actuator 3 in the bore and in this way guides the actuator 3 axially.
  • the base plate 1 is formed on its circumference with one or more slide rings 2, as have already been explained in connection with FIGS. 1 to 4.
  • a hydraulic or mechanical translator 8 is arranged below the base plate 1, on which the base plate 1 can act.
  • the translator 8 is preferably designed as a stroke reverser. It moves its lower part upwards when the actuator 3 expands downwards. In the non-activated state of the actuator 3, the stroke reverser 15 presses a servo valve 17 via a plunger 18, so that it closes a control chamber 9 located underneath.
  • the nozzle needle 10 Due to the pressure conditions in the control chamber 9 and the corresponding dimensioning of the nozzle needle 10, the nozzle needle 10 is pressed against injection openings 14 in the nozzle housing and closes the injection openings 14. A corresponding line for an inlet 11 of the fuel is arranged in the control chamber 9. Furthermore, an inlet 11 of fuel is led to an injection chamber 21, which is formed above the sealing seat of the nozzle needle 10.
  • the actuator 3 If the actuator 3 is activated by applying a control voltage, it expands and presses on the stroke reverser 8. This opens the servo valve 17, so that the fuel under pressure can partially flow off via an outlet 12. The fuel under higher pressure at the lower end of the nozzle needle 10 raises the nozzle needle 10 so that the fuel can now exit from the injection openings 14.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a guide piece (1) in a drilling in a housing (4), in which a further moving component (3) is arranged fixed to the guide piece (1) and an injector for fuel injection. According to the invention, the guide piece (1) comprises a slide ring (2) on the periphery thereof, which compensates for the gap between the guide piece (1) and the wall of the drilling (5), such that the further component (5) runs centrally during the axial displacement thereof. The glide ring (2) permits the advantages of a reduction in friction on the wall of the drilling and is of application whereby for construction reasons, no lubrication of the slide surfaces is possible. The above occurs for example in an injector for fuel injection in which a piezoelectric actuator (3) must be precisely guided in the drilling (5), in order to effectively transmit the minimal length change thereof to the nozzle needle.

Description

Beschreibungdescription

Führungsteil in einer Bohrung eines Injektorgehäuses sowie Injektor für die KraftstoffeinspritzungGuide part in a bore of an injector housing and injector for fuel injection

Die Erfindung geht aus von einem Führungsteil in einer Bohrung eines Gehäuses, in der ein bewegliches weiteres Bauteil angeordnet ist, das mit dem Führungsteil fest verbunden ist und dabei das weitere Bauteil innerhalb der Bohrung so zentriert führt, dass das weitere Bauteil die Wand der Bohrung nicht berührt, beziehungsweise von einem Injektor für dieThe invention is based on a guide part in a bore in a housing, in which a movable further component is arranged, which is firmly connected to the guide part and thereby guides the further component centered within the bore such that the further component does not touch the wall of the bore touched, or by an injector for the

Kraftstoffeinspritzung nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 9. Es ist schon bekannt, dass bei solchen Anwendungen, bei denen sich beispielsweise an der Wand einer Bohrung, in der ein axial bewegliches Bauteil angeordnet ist, die vorhandene Reibung zwischen der Wand und dem Bauteil beispielsweise durch Schmierung reduziert werden kann. Die Reibung ist in der Regel unerwünscht, da sie nicht nur Energieverluste mit sich bringt, sondern auch den Verschleiß fördert und somit die Lebensdauer der Baugruppe beschränkt. Häufig ist es jedoch aus konstruktiven oder funktioneilen Gründen nicht möglich, eine entsprechende Schmierung der Reibfläche sicherzustellen.Fuel injection according to the preamble of the independent claims 1 and 9. It is already known that in those applications in which, for example, on the wall of a bore in which an axially movable component is arranged, the existing friction between the wall and the component, for example can be reduced by lubrication. Friction is usually undesirable because it not only results in energy losses, but also promotes wear and thus limits the life of the assembly. However, it is often not possible for structural or functional reasons to ensure appropriate lubrication of the friction surface.

Bekannt ist des weiteren, dass bei einem Injektor für die Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor dessen Düsennadel durch alternierende Längenänderungen eines piezoelektrischen Aktors gesteuert werden kann. Der Aktor ist in einer Gehäusebohrung des Injektors beweglich angeordnet. Wegen der sehr kleinen Längenänderungen des Aktors ist dieser an seinem freien Ende mit einer Bodenplatte fest verbunden, die den Aktor in der Bohrung zentriert und mit enger Spiel- passung führt . Über die Bodenplatte kann dann die mechanische Energie zum Antrieb der Düsennadel übertragen werden.It is also known that in an injector for fuel injection into an internal combustion engine, its nozzle needle can be controlled by alternating changes in length of a piezoelectric actuator. The actuator is movably arranged in a housing bore of the injector. Because of the very small changes in length of the actuator, it is firmly connected at its free end to a base plate which centers the actuator in the bore and with close play. fit leads. The mechanical energy for driving the nozzle needle can then be transmitted via the base plate.

Die Bodenplatte ist zu diesem Zweck aus Stahl gefertigt, wo- bei die Lauffläche der Bodenplatte besonders gehärtet und mit einer engen Spielpassung in der Bohrung versehen ist. Die Spielpassung ermöglicht zwar eine leichtgängige axiale Ver- schiebbarkeit der Bodenplatte und auch eine ausreichend genaue Zentrierung in der Bohrung. Nachteilig ist jedoch, dass weder die Wand der Bohrung noch die Bodenplatte auf Grund der Umgebungsbedingungen ausreichend geschmiert werden können. Dadurch entsteht im Laufe der Betriebszeit ein gewisser Verschleiß, der zu einem unerwünschten seitlichen Führungsspiel der Bodenplatte und somit auch des Aktors führen kann. Im Ex- tremfall kann es dabei an der Wand der Bohrung auch zu einem elektrischen Kurzschluss im Aktor kommen. Des weiteren sind die Herstellkosten für die Bodenplatte mit der gehärteten Lauffläche relativ hoch, so dass auch aus diesem Grund diese Lösung nicht optimal ist.For this purpose, the base plate is made of steel, the running surface of the base plate being particularly hardened and provided with a tight fit in the bore. The clearance fit allows the base plate to move axially smoothly and also allows it to be centered sufficiently well in the bore. However, it is disadvantageous that neither the wall of the bore nor the base plate can be adequately lubricated due to the ambient conditions. This creates a certain amount of wear in the course of the operating time, which can lead to an undesirable lateral guide play of the base plate and thus also of the actuator. In extreme cases, an electrical short circuit in the actuator can also occur on the wall of the bore. Furthermore, the manufacturing costs for the base plate with the hardened tread are relatively high, so that this solution is also not optimal for this reason.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Herstellverfahren für ein Führungsteil beziehungsweise für einen Injektor anzugeben, das insbesondere in einer Gehäusebohrung des Injektors eingesetzt ist und einen piezoelektri- sehen Aktor derart zentriert führt, das zwischen der Bohrungswand und dem Aktor keine Berührung auftritt und dennoch eine gute axiale Verschiebbarkeit gegeben ist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 9 gelöst.The invention has for its object to provide an inexpensive manufacturing method for a guide part or for an injector, which is used in particular in a housing bore of the injector and guides a piezoelectric actuator such that no contact occurs between the bore wall and the actuator and yet there is good axial displaceability. This object is achieved with the features of the independent claims 1 and 9.

Das erfindungsgemäße Führungsteil in einer Bohrung eines Inektorgehäuses, das mit einem bewegliches weiteren Bauteil fest verbunden ist und dieses in der Bohrung führt, beziehungsweise der Injektor für die Kraftstoffeinspritzung mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordnete Ansprüche 1 und 9 hat demgegenüber den Vorteil, dass das Führungsteil an seinem Umfang einen Gleitring aufweist, der das weitere Bau- teil beziehungsweise den Aktor in der Bohrung spielfrei und zentriert führt. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass der Gleitring aus einem geeigneten Material gefertigt werden kann, und keine Schmierung benötigt. Darüber hin- aus ist der Gleitring wesentlich einfacher und kostengünstiger herstellbar, als die gehärtete Gleitfläche der Bodenplatte mit der engen Spielpassung.The guide part according to the invention in a bore of an inector housing which is fixedly connected to a movable further component and which leads in the bore, or the injector for fuel injection with the characterizing features of the independent claims 1 and 9 has the advantage that the guide part has a sliding ring around its circumference, which part or the actuator in the bore without play and centered. It is considered to be particularly advantageous that the slide ring can be made from a suitable material and does not require any lubrication. In addition, the sliding ring is much easier and cheaper to manufacture than the hardened sliding surface of the base plate with the tight fit.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüche 1 und 9 angegebenen Führungs- teils beziehungsweise des Injektors gegeben. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass der Gleitring in einer Nut des Führungsteils angeordnet ist. Dadurch ist er in axia- 1er Richtung mit dem Führungsteil fest verbunden und kann sich beispielsweise auf diesem nicht verschieben.The measures listed in the dependent claims provide advantageous further developments and improvements to the guide part and the injector specified in the independent claims 1 and 9. It is considered particularly advantageous that the slide ring is arranged in a groove of the guide part. As a result, it is firmly connected to the guide part in the axial direction and cannot move on it, for example.

Als günstige konstruktive Form für den Gleitring wird die Form eines O-Ringes angesehen, der leicht und kostengünstig herstellbar ist.The shape of an O-ring, which is easy and inexpensive to produce, is considered to be a favorable structural form for the slide ring.

Vorteilhaft erscheint des weiteren die Lösung, den Gleitring aus einem reibungsarmen und verschleißfreien Material zu fertigen, um eine zuverlässige Funktion und eine lange Lebens- dauer zu erhalten. Insbesondere sind bei der Materialauswahl auch die Umgebungsbedingungen am Injektor, beispielsweise die Härte, Elastizität, Temperatur, Reibungswert, Kraftstofffes- tigkeit usw. zu beachten.The solution of manufacturing the slide ring from a low-friction and wear-free material also appears to be advantageous in order to obtain reliable function and a long service life. In particular, when selecting the material, the environmental conditions on the injector, such as hardness, elasticity, temperature, friction value, fuel resistance, etc., must be taken into account.

Auch eine mehrteilige Ausführung des Gleitrings erscheint vorteilhaft. Dadurch lässt sich die reibende Anlagefläche minimieren und verteilen. Darüber hinaus ist eine Variante des Gleitrings mit einem seitlichen Schlitz möglich, die insbesondere kostengünstig montierbar ist. Als ein geeignetes Material erscheint ein Kunststoff, beispielsweise ein PTFE-Kunststoff, der besonders widerstandsfähig ist und niedrige Reibwerte aufweist.A multi-part design of the slide ring also appears advantageous. This allows the abrasive contact area to be minimized and distributed. In addition, a variant of the slide ring with a side slot is possible, which is particularly inexpensive to install. A suitable material appears to be a plastic, for example a PTFE plastic, which is particularly resistant and has low coefficients of friction.

Eine besonderes geeignete Verwendung des Gleitringes wird bei einer Bodenplatte eines piezoelektrischen Aktors gesehen, da die Längenänderungen des Aktors sehr klein sind und daher für eine exakte Führung eine enge Spielpassung erforderlich ist.A particularly suitable use of the slide ring is seen in the case of a base plate of a piezoelectric actuator, since the changes in length of the actuator are very small and therefore a close clearance fit is required for exact guidance.

Durch die exakte Führung der Bodenplatte gelingt es in vorteilhafter Weise, die vom piezoelektrischen Aktor erzeugte Bewegung praktisch verlustfrei weiterzuleiten.The exact guidance of the base plate advantageously enables the movement generated by the piezoelectric actuator to be passed on practically without loss.

Bei dem Injektor erscheint vorteilhaft, dass der Gleitring wenigstens eine abgeflachte Fläche aufweist, die an der Wand der Bohrung spielfrei gleiten kann.It appears advantageous for the injector that the slide ring has at least one flattened surface that can slide on the wall of the bore without play.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert.Several embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following drawing.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Gleitring in einer Nut,FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the invention with a slide ring in a groove,

Figur 2 zeigt ausschnittsweise ein zweites Ausführungsbei- spiel für einen Gleitring,FIG. 2 shows sections of a second exemplary embodiment for a slide ring,

Figur 3 zeigt ausschnittsweise ein drittes Ausführungsbei- spiel für einen Gleitring,FIG. 3 shows sections of a third exemplary embodiment for a slide ring,

Figur 4 zeigt ausschnittsweise ein viertes Ausführungsbei- spiel für einen Gleitring undFIG. 4 shows a section of a fourth exemplary embodiment for a slide ring and

Figur 5 zeigt einen Injektor in schematischer Darstellung.Figure 5 shows an injector in a schematic representation.

Die Erfindung wird in Figur 1 an Hand eines Injektors für die Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor näher er- läutert. Figur 1 zeigt beispielhaft ein Injektorgehäuse (Gehäuse 4) , das üblicherweise aus einer Metallverbindung hergestellt ist. In das Gehäuse 4 ist eine Bohrung 5 eingebracht, in die ein bewegliches weiteres Bauteil, in diesem Fall ein piezoelektrischer Aktor 3 eingesetzt ist. Der piezoelektrische Aktor ist an seinem oberen Ende fixiert und wird von einer Steuerspannung gesteuert (in Figur 1 nicht näher dargestellt) . Beim Anlegen der Steuerspannung führt der Aktor in axialer Richtung der Bohrung 5 eine geringfügige Längenände- rung aus, die .zur Steuerung einer Düsennadel nutzbar ist.The invention is explained in more detail in FIG. 1 using an injector for fuel injection into an internal combustion engine. purifies. Figure 1 shows an example of an injector housing (housing 4), which is usually made of a metal compound. A bore 5 is made in the housing 4, into which a movable further component, in this case a piezoelectric actuator 3, is inserted. The piezoelectric actuator is fixed at its upper end and is controlled by a control voltage (not shown in more detail in FIG. 1). When the control voltage is applied, the actuator carries out a slight change in length in the axial direction of the bore 5, which can be used to control a nozzle needle.

Insbesondere wegen der geringen Längenänderung des Aktors 3 muss dieser, in der Bohrung 5 mit einer sehr engen Spielpassung geführt werden, um die Längenänderung optimal nutzen zu können. Der Aktor 3 ist daher mit seinem beweglichen unteren Ende mit einer Bodenplatte 1 fest verbunden, die als Führungsteil ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Durchmesser des Führungsteils 1 etwas kleiner ausgeführt als der der Bohrung 5. Um die geforderte enge Spielpassung zur Bohrung 5 herzustellen, ist zwischen dem Führungsteil 1 und der Bohrungswand ein entsprechender Gleitring 2 angeordnet, der praktisch die zentrierte Führung für den Aktor 3 übernimmt. Der Gleitring 2 muss daher aus einem Material gefertigt sein, das entsprechend hart und widerstandsfähig ist und die Anfor- derungen an die Umgebungsbedingungen des Arbeitsortes erfüllt. Darüber hinaus soll er einen geringen Reibungswiderstand aufweisen, um die Beweglichkeit des Aktors nicht zu beeinträchtigen, zumal bei diesem Anwendungsfall keine Schmierung oder Kühlung möglich ist. Als Material ist eine Kunst- stoffart, insbesondere ein PTFE-Kunststoff vorgesehen.In particular because of the small change in length of the actuator 3, it must be guided in the bore 5 with a very narrow clearance fit in order to be able to optimally use the change in length. The actuator 3 is therefore fixedly connected with its movable lower end to a base plate 1, which is designed as a guide part. According to the invention, the diameter of the guide part 1 is designed to be somewhat smaller than that of the bore 5. In order to produce the required tight fit to the bore 5, a corresponding slide ring 2 is arranged between the guide part 1 and the bore wall, which practically takes over the centered guidance for the actuator 3 , The slide ring 2 must therefore be made of a material that is correspondingly hard and resistant and meets the requirements for the ambient conditions at the place of work. In addition, it should have a low frictional resistance so as not to impair the mobility of the actuator, especially since no lubrication or cooling is possible in this application. A type of plastic, in particular a PTFE plastic, is provided as the material.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem am Umfang der Bodenplatte 1 eine Nut 6 angeordnet ist. Die Bodenplatte selbst muss nicht mehr die geforderte enge Spielpassung oder gehärtete Wandflächen aufweisen, da sie mit der Bohrungswand keinen direkten Kontakt mehr hat und somit auch keine Reibung an der Bohrungswand erzeugt. In die Nut 6 ist nun der oben beschriebene Gleitring 2 eingelegt. Der Gleitring ist in Form eines O-Ringes ausgebildet. Seine Querschnittsfläche kann sowohl kreisförmig oder eckig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist wenigstens eine Anlagefläche 7 vorgesehen, die abgeflacht ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier abgeflachte Seiten 7 dargestellt.Figure 1 shows a first embodiment of the invention, in which a groove 6 is arranged on the circumference of the base plate 1. The base plate itself no longer has to have the required tight clearance fit or hardened wall surfaces, since it no longer has direct contact with the bore wall and therefore does not generate any friction on the bore wall. In the The slide ring 2 described above is now inserted in the groove 6. The slide ring is designed in the form of an O-ring. Its cross-sectional area can be either circular or angular. At least one contact surface 7 is preferably provided, which is flattened. In this embodiment, four flattened sides 7 are shown.

Bei jeder Aktivierung des Aktors 3 verschiebt sich somit der Gleitring 2 relativ zur Bohrungswand ein kleines Stück. Die- ser Vorgang ist reversibel, wenn der Aktor 3 spannungslos wird.Each time the actuator 3 is activated, the sliding ring 2 moves a small distance relative to the bore wall. This process is reversible if the actuator 3 is de-energized.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Figur 2 zeigt wiederum im Ausschnitt einen Teil des Füh- rungsteils 1. In diesem Fall ist jedoch keine Nut vorgesehen, sondern eine Verdickung, über die der Gleitring 2 gezogen ist.Figure 2 shows another embodiment of the invention. FIG. 2 again shows part of the guide part 1 in the cutout. In this case, however, no groove is provided, but rather a thickening over which the slide ring 2 is pulled.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 ist der Gleitring 2 etwas kleiner ausgebildet. Zur Sicherung gegen ein Verrutschen ist er mit einer Feder ausgebildet, die in eine entsprechende Nut am Führungsteil 1 greift.In a further exemplary embodiment according to FIG. 3, the slide ring 2 is designed to be somewhat smaller. To prevent slipping, it is designed with a spring which engages in a corresponding groove on the guide part 1.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist ein mehrteilig ausgebildeter Gleitring 2 vorgeschlagen. Hier sind zwei kleinere Gleitringe 2 mit einer recheckförmigen Querschnittsfläche vorgesehen, die schlauchartig über das untere Ende des Führungsteils 1 gezogen sind.In a fourth exemplary embodiment according to FIG. 4, a multi-part slide ring 2 is proposed. Here, two smaller sliding rings 2 with a rectangular cross-sectional area are provided, which are pulled like a tube over the lower end of the guide part 1.

Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch den zuvor erwähnten Injektor 20 für die Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Der Injektor 20 weist ein Injektorgehäuse 4 auf, in das der vorzugsweise in Multilayer-Technik aufgebaute piezoelektri- sehe Aktor 3 eingesetzt ist. Der piezoelektrische Aktor 3 ist mit seinem oberen Teil (Kopfplatte 16) mit dem oberen Teil des Injektorgehäuses 4 fest verbunden. Das untere Ende des Aktors 3 ist mit einem Aktorboden 3a abgeschlossen. Der Aktorboden 3a ist entlang der Längsachse beweglich angeordnet und bewegt sich relativ zum Gehäuse 4 nach unten, wenn an den piezoelektrischen Aktor 3 eine entsprechende Steuerspannung angelegt wird. Der piezoelektrische Aktor 3 ist von einerFigure 5 shows a schematic representation of a longitudinal section through the aforementioned injector 20 for fuel injection into an internal combustion engine of a motor vehicle. The injector 20 has an injector housing 4, into which the piezoelectric actuator 3, which is preferably constructed using multilayer technology, is inserted. The upper part of the piezoelectric actuator 3 (top plate 16) is firmly connected to the upper part of the injector housing 4. The lower end of the Actuator 3 is closed with an actuator base 3a. The actuator base 3a is arranged to be movable along the longitudinal axis and moves downward relative to the housing 4 when a corresponding control voltage is applied to the piezoelectric actuator 3. The piezoelectric actuator 3 is one

Rohrfeder 13 ummantelt, die unter anderem die reversible Bewegung des Aktors 3 in seine Ausgangslage unterstützt, wenn die SteuerSpannung abgeschaltet wird.Bourdon tube 13 encased, which among other things supports the reversible movement of the actuator 3 into its starting position when the control voltage is switched off.

Der Aktorbodens 3a ist mit einem Führungsteil (Bodenplatte 1) fest verbunden, die die Bewegung des Aktors 3 in der Bohrung zentriert und auf diese Weise den Aktor 3 axial führt. Die Bodenplatte 1 ist an ihrem Umfang mit einem oder mehreren Gleitringen 2 ausgebildet, wie sie bereits zuvor zu den Figu- ren 1 bis 4 erläutert wurden. Unterhalb der Bodenplatte 1 ist ein hydraulischer oder mechanischer Übersetzer 8 angeordnet, auf den die Bodenplatte 1 einwirken kann. Der Übersetzer 8 ist vorzugsweise als Hubumkehrer ausgebildet. Er bewegt sein unteres Teil nach oben, wenn sich der Aktor 3 nach unten aus- dehnt. Im nicht aktivierten Zustand des Aktors 3 drückt der Hubumkehrer 15 über einen Stößel 18 auf ein Servoventil 17, so dass dieses eine darunter befindliche Steuerkammer 9 verschließt. Auf Grund der Druckverhältnisse in der Steuerkammer 9 und entsprechender Dimensionierung der Düsennadel 10 wird die Düsennadel 10 gegen Einspritzöffnungen 14 im Düsengehäuse gepresst und verschließt die Einspritzöffnungen 14. In der Steuerkammer 9 ist eine entsprechende Leitung für einen Zulauf 11 des Kraftstoffs angeordnet. Weiterhin ist ein Zulauf 11 von Kraftstoff zu einer Einspritzkammer 21 geführt, die oberhalb des Dichtsitzes der Düsennadel 10 ausgebildet ist.The actuator base 3a is fixedly connected to a guide part (base plate 1) which centers the movement of the actuator 3 in the bore and in this way guides the actuator 3 axially. The base plate 1 is formed on its circumference with one or more slide rings 2, as have already been explained in connection with FIGS. 1 to 4. A hydraulic or mechanical translator 8 is arranged below the base plate 1, on which the base plate 1 can act. The translator 8 is preferably designed as a stroke reverser. It moves its lower part upwards when the actuator 3 expands downwards. In the non-activated state of the actuator 3, the stroke reverser 15 presses a servo valve 17 via a plunger 18, so that it closes a control chamber 9 located underneath. Due to the pressure conditions in the control chamber 9 and the corresponding dimensioning of the nozzle needle 10, the nozzle needle 10 is pressed against injection openings 14 in the nozzle housing and closes the injection openings 14. A corresponding line for an inlet 11 of the fuel is arranged in the control chamber 9. Furthermore, an inlet 11 of fuel is led to an injection chamber 21, which is formed above the sealing seat of the nozzle needle 10.

Wird der Aktor 3 durch Anlegen einer Steuerspannung aktiviert, dann dehnt er sich aus und drückt auf den Hubumkehrer 8. Dieser öffnet das Servoventil 17, so dass der unter Druck stehende Kraftstoff teilweise über einen Ablauf 12 abfließen kann. Der am unteren Ende der Düsennadel 10 unter höherem Druck stehende Kraftstoff hebt die Düsennadel 10 an, so dass der Kraftstoff nun aus den Einspritzöffnungen 14 austreten kann. If the actuator 3 is activated by applying a control voltage, it expands and presses on the stroke reverser 8. This opens the servo valve 17, so that the fuel under pressure can partially flow off via an outlet 12. The fuel under higher pressure at the lower end of the nozzle needle 10 raises the nozzle needle 10 so that the fuel can now exit from the injection openings 14.

Claims

Patentansprüche claims 1. Führungsteil (1) in einer Bohrung (5) eines Injektorgehäuses (4) , in der ein bewegliches weiteres Bauteil (3) angeordnet ist, das mit dem Führungsteil (1) fest verbunden ist, und dass das Führungsteil (1) ausgebildet ist, das weitere Bauteil (3) innerhalb der Bohrung (5) so zentriert zu führen, dass das weitere Bauteil (3) die1. Guide part (1) in a bore (5) of an injector housing (4), in which a movable further component (3) is arranged, which is firmly connected to the guide part (1), and that the guide part (1) is formed to guide the further component (3) centered within the bore (5) so that the further component (3) the Wand der Bohrung (5) nicht berührt, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Führungsteils (1) kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung (5) , dass das Führungsteil (1) an seinem Umfang einen Gleitring (2) auf- weist, der den Abstand zwischen dem Führungsteil (1) und der Wand der Bohrung (5) spielfrei oder mit einer engen Spielpassung ausfüllt, und dass der Gleitring (2) ausgebildet ist, das weitere Bauteil (3) entlang der Wand der Bohrung (5) berührungsfrei und zentriert zu führen.Wall of the bore (5) does not touch, characterized in that the diameter of the guide part (1) is smaller than the diameter of the bore (5), that the guide part (1) has on its circumference a slide ring (2) which fills the distance between the guide part (1) and the wall of the bore (5) without play or with a close clearance fit, and that the slide ring (2) is formed, the further component (3) along the wall of the bore (5) without contact and to lead centered. 2. Führungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) wenigstens teilweise in einer Nut (6) des Führungsteils (1) angeordnet ist.2. Guide part according to claim 1, characterized in that the sliding ring (2) is at least partially arranged in a groove (6) of the guide part (1). 3. Führungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) in Form eines O-Ringes geformt ist .3. Guide part according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding ring (2) is shaped in the form of an O-ring. 4. Führungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) mehrteilig ausgebildet ist und dass dessen Teile am Umfang des Führungsteiles (1) angeordnet sind.4. Guide part according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ring (2) is constructed in several parts and that its parts are arranged on the circumference of the guide part (1). 5. Führungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) aus einem reibungsarmen und verschleißfreien Material gefertigt ist. 5. Guide part according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ring (2) is made of a low-friction and wear-free material. 6. Führungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem PTFE-Kunststoff gefer- tigt ist.6. Guide part according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding ring (2) is made of a plastic, preferably of a PTFE plastic. 7. Führungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) bei einer Bodenplatte (1) eines piezoelektrischen Aktors (3) ver- wendbar ist.7. Guide part according to one of the preceding claims, characterized in that the slide ring (2) can be used in the case of a base plate (1) of a piezoelectric actuator (3). 8. Führungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (1) ausgebildet ist, die von dem weiteren Bauteil (3) erzeugte Bewe- gung in axialer Richtung weiterzuleiten.8. Guide part according to one of the preceding claims, characterized in that the guide part (1) is designed to transmit the movement generated by the further component (3) in the axial direction. 9. Injektor für die Kraftstoffeinspritzung in einen Verbrennungsmotor, mit einer Bohrung (5) , in der ein piezoelektrischer Aktor (3) beweglich angeordnet ist, wobei der Aktor (3) von einem als Bodenplatte (1) ausgebildeten weiteren Bauteil (1) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (1) an ihrem Umfang vorzugsweise eine ringförmig ausgebildete Nut (6) aufweist, dass in der Nut (6) ein Gleitring (2) angeordnet ist und dass der Gleitring (2) ausgebildet ist, den piezoelektrischen Aktor (3) spielfrei und berührungsfrei in der Bohrung (5) zu führen.9. Injector for fuel injection into an internal combustion engine, with a bore (5) in which a piezoelectric actuator (3) is movably arranged, the actuator (3) being able to be guided by a further component (1) designed as a base plate (1) , characterized in that the base plate (1) preferably has an annular groove (6) on its circumference, that a slide ring (2) is arranged in the groove (6) and that the slide ring (2) is designed, the piezoelectric actuator (3) in the bore (5) without play and without contact. 10. Injektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Gleitringes (2) wenigstens eine abgeflachte Anlagefläche (7) aufweist, die an der Wand der Bohrung (5) gleitet.10. Injector according to claim 9, characterized in that the cross-sectional area of the slide ring (2) has at least one flattened contact surface (7) which slides on the wall of the bore (5). 11. Injektor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitring (2) einen Kunststoff, vorzugsweise einen PTFE-Kunststoff aufweist. 11. Injector according to claim 9 or 10, characterized in that the sliding ring (2) has a plastic, preferably a PTFE plastic.
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