WO2007036383A1

WO2007036383A1 - Piezoelectric actuator

Info

Publication number: WO2007036383A1
Application number: PCT/EP2006/065166
Authority: WO
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2008-03-29
Also published as: DE102005046599A1

Abstract

A piezoelectric actuator (2) for fuel injection valves comprises a plurality of ceramic layers (33) and a plurality of electrode layers (34, 35) interposed between the ceramic layers (33). The positive electrode layers (34) are connected to a first electrode connection (31) and the negative electrode layers (35) are connected to a second electrode connection (32). The actuator (2) is worked on the outer surfaces (40, 42) provided for the electrode connection (32, 32) after a sintering process for sintering the ceramic layers (33). On at least one additional outer surface (41, 43), the actuator (2) is not finished and has a sinterskin (46, 47).

Description

Piezoelektrischer Aktor Piezoelectric actuator

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Aktor, insbesondere einen Aktor für ein Brennstoffeinspritzventil, und ein Brennstoffeinspritzventil mit solch einem piezoelektrischen Aktor. Speziell betrifft die Erfindung einen piezokeramischen Aktor für einen Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The invention relates to a piezoelectric actuator, in particular an actuator for a fuel injection valve, and a fuel injection valve with such a piezoelectric actuator. Specifically, the invention relates to a piezoceramic actuator for an injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.

Aus der WO 03/026033 Al ist ein piezoelektrischer Aktor für ein Brennstoffeinspritzventil bekannt. Der bekannte Aktor weist dabei zur Elektrodenanbindung Kontaktbahnen auf, die in innenliegende, durchgängige Ausnehmungen des Aktors eingebracht sind, um einerseits eine Verbindung mit den positiven Elektroden und andererseits mit den negativen Elektroden des Aktors herzustellen.From WO 03/026033 Al a piezoelectric actuator for a fuel injection valve is known. The known actuator has for electrode connection to contact paths, which are introduced into internal, continuous recesses of the actuator, on the one hand to establish a connection with the positive electrodes and on the other hand with the negative electrodes of the actuator.

Aus der DE 102 31 470 Al ist eine Werkstoff-Mischtechnik zur Bildung und Korrektur der Zusammensetzung von einphasigen Mehrkomponenten-Werkstoffen bekannt. Speziell eignet sich die bekannte Mischtechnik zur Herstellung einer WerkstoffZusammensetzung für piezoelektrische keramische Bauteile auf der Basis von Bleizirkonattitanat . Dabei wird bei einem Sinterprozess ein vorgeformter Körper zu Keramiken mit definierten physikalischen Eigenschaften verdichtet. Damit hergestellte Halbfabrikate können bei der Herstellung eines bekannten piezoelektrischen Aktors für ein Brennstoffeinspritzventil verwendet werden.DE 102 31 470 A1 discloses a material mixing technique for forming and correcting the composition of single-phase multicomponent materials. Specifically, the known mixing technique is suitable for producing a material composition for piezoelectric ceramic components based on lead zirconate titanate. During a sintering process, a preformed body becomes ceramics with defined physical properties compacted. Semi-finished products made thereby can be used in the manufacture of a known piezoelectric actuator for a fuel injector.

Der bekannte piezoelektrische Aktor hat den Nachteil, dass seine Herstellung relativ aufwändig ist. Speziell erfolgt nach dem Sinterprozess eine Nachbearbeitung der Außenflächen durch Schleifen oder dergleichen. Dadurch wird die Verbindung mit Elektrodenanbindungen ermöglicht. Außerdem werden die Stirnflächen des Aktors bearbeitet, um einen Aktorkopf und einen Aktorfuß anzufügen. Ferner wird die äußere Form des Aktors an eine Aktorhalterung oder dergleichen angepasst, um eine Zentrierung des Aktors zu ermöglichen. Diese und andere Fertigungsschritte bei der Herstellung des Aktors bedingen relativ hohe Herstellungskosten .The known piezoelectric actuator has the disadvantage that its production is relatively complicated. Specifically, post-processing of the outer surfaces by grinding or the like takes place after the sintering process. This allows connection to electrode connections. In addition, the end faces of the actuator are machined to attach an actuator head and an actuator foot. Further, the outer shape of the actuator is adapted to an actuator mount or the like to allow centering of the actuator. These and other manufacturing steps in the manufacture of the actuator require relatively high production costs.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße piezokeramische Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Nachbearbeitung des Aktor optimiert ist, wodurch die Stückkosten verringert sind. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 8 hat den entsprechenden Vorteil. Das erfindungsgemäßeThe piezoceramic actuator according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the post-processing of the actuator is optimized, whereby the unit cost is reduced. The fuel injection valve according to the invention with the features of claim 8 has the corresponding advantage. The invention

Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktors mit den Merkmalen des Anspruchs 9 hat den Vorteil, dass der Einsatz an Betriebsmitteln optimiert ist.A method for producing a piezoelectric actuator having the features of claim 9 has the advantage that the use of resources is optimized.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen piezoelektrischen Aktors, des im Anspruch 8 angegebenen Brennstoffeinspritzventils und des im Anspruch 9 angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous developments of the specified in claim 1 piezoelectric actuator, in claim 8 specified fuel injection valve and the method specified in claim 9 possible.

Die Elektrodenanbindung kann als außenliegende Elektrodenausbildung ausgestaltet sein. In vorteilhafter Weise ist die Außenfläche des Aktors für die Elektrodenanbindung an einem geschliffenen Bereich vorgesehen, wobei die seitlichen Außenflächen, die nicht für die Elektrodenanbindungen benötigt werden, nach dem Sinterprozess nicht weiter bearbeitet werden, wodurch der Betriebsmitteleinsatz reduziert ist. An den unbearbeiteten seitlichen Außenflächen weist der Aktor dann eine während des Sinterprozesses entstehende Sinterhaut auf, die allerdings die Funktionsfähigkeit des Aktors im Betrieb nicht beeinträchtigt.The electrode connection can be designed as an external electrode formation. Advantageously, the outer surface of the actuator for the electrode connection is provided on a ground area, wherein the lateral outer surfaces, which are not needed for the electrode connections, are not further processed after the sintering process, whereby the resource consumption is reduced. At the unprocessed lateral outer surfaces of the actuator then has a sintering during the sintering process, which does not affect the functionality of the actuator during operation.

Die Elektrodenanbindungen können auch als innenliegende Elektrodenanbindungen ausgestaltet sein, wobei die Elektrodenanbindungen vorzugsweise durch die selbe stirnseitige Außenfläche in den Aktor geführt sind. Die stirnseitigen Außenflächen des Aktors sind zum Anfügen eines Aktorkopfes und eines Aktorfußes oder anderer Übergangsstücke plan ausgestaltet, insbesondere plan geschliffen, um ein ebenes Anliegen an den Gegenstücken, insbesondere dem Aktorkopf oder dem Aktorfuß beziehungsweise den Übergangsstücken, zu ermöglichen. Die seitlichen Außenflächen des Aktors sind dann vorzugsweise nicht nachbearbeitet und weisen eine gemeinsame Sinterhaut auf. Bei einem Aktor mit einer runden Außengeometrie, insbesondere bei einem zylinderförmigen Aktor, ist die Außenfläche dann mit einer Sinterhaut umhüllt. Insbesondere für die Zentrierung des Aktors können eine oder mehrere Fasen vorgesehen sein, die sich in der Richtung einer Achse des Aktors erstrecken. Die Fasen können nach dem Sinterprozess durch Schleifen oder dergleichen an den Außenkanten des Aktors ausgebildet werden. Vorzugsweise werden die Fasen jedoch bereits vor dem Sinterprozess ausgeformt und nach dem Sintern nicht weiter nachbearbeitet, so dass die Fasen eine Sinterhaut aufweisen. Die Ausbildung der Fasen kann dabei während des Fügeprozesses, insbesondere durch Pressen, erfolgen, so dass der Betriebsmitteleinsatz verringert ist, das Verfahren zur Herstellung des piezoelektrischen Aktors mithin kostengünstiger durchgeführt werden kann und die Stückkosten des Aktors oder des Brennstoffeinspritzventils verringert sind.The electrode connections can also be configured as internal electrode connections, wherein the electrode connections are preferably guided through the same end-side outer surface into the actuator. The frontal outer surfaces of the actuator are designed to attach an actuator head and an actuator base or other transition pieces plan, in particular ground flat to allow a flat concern to the counterparts, in particular the actuator head or the actuator foot or the transition pieces. The lateral outer surfaces of the actuator are then preferably not reworked and have a common sintered skin. In an actuator with a round outer geometry, in particular in the case of a cylindrical actuator, the outer surface is then enveloped in a sintered skin. In particular for the centering of the actuator, one or more chamfers may be provided, which extend in the direction of an axis of the actuator. The chamfers may be formed after the sintering process by grinding or the like at the outer edges of the actuator. Preferably, however, the chamfers are already formed prior to the sintering process and not post-processed after sintering, so that the chamfers have a sintered skin. The formation of the chamfers can take place during the joining process, in particular by pressing, so that the use of resources is reduced, the method for producing the piezoelectric actuator can therefore be carried out more cost-effectively and the unit cost of the actuator or the fuel injection valve are reduced.

Zeichnungdrawing

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügtenPreferred embodiments of the invention are described in the following description with reference to the attached

Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:Drawings in which corresponding elements are provided with matching reference numerals, explained in more detail. It shows:

Fig. 1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Aktor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer auszugsweisen Schnittdarstellung;1 shows a fuel injection valve with an actuator according to a first embodiment of the invention in an excerpted sectional view.

Fig. 2 einen Schnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Aktor des Brennstoffeinspritzventils entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie und Fig. 3 einen auszugsweisen Schnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Aktor entlang der mit III bezeichneten Schnittlinie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.2 shows a section through the actuator of the fuel injection valve shown in FIG. 1 along the section line II and II Fig. 3 is an excerpt section through the actuator shown in Fig. 1 along the designated III cutting line according to a second embodiment of the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 der Erfindung. Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann insbesondere als Injektor für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Insbesondere eignet sich das Brennstoffeinspritzventil 1 für Nutzkraftwagen oder Personenkraftwagen. Ein bevorzugter Einsatz des Brennstoffeinspritzventils 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck zu mehreren Brennstoffeinspritzventilen 1 führt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist einen Aktor 2 auf. Der Aktor 2 eignet sich speziell für solch einFig. 1 shows a first embodiment of a fuel injection valve 1 of the invention. The fuel injection valve 1 can serve, in particular, as an injector for fuel injection systems of mixture-compression, self-igniting internal combustion engines. In particular, the fuel injection valve 1 is suitable for commercial vehicles or passenger cars. A preferred use of the fuel injection valve 1 is for a fuel injection system with a common rail, the diesel fuel under high pressure leads to a plurality of fuel injection valves 1. The fuel injection valve 1 has an actuator 2. The actuator 2 is especially suitable for such

Brennstoffeinspritzventil 1. Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil 1 und der erfindungsgemäße Aktor 2 eignen sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle .Fuel injection valve 1. However, the fuel injection valve 1 according to the invention and the actuator 2 according to the invention are also suitable for other applications.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist ein aus mehreren Teilen bestehendes Ventilgehäuse 3 und einen mit dem Ventilgehäuse 3 verbundenen Brennstoffeinlassstutzen 4 auf, an den eine Brennstoffleitung anschließbar ist, um Brennstoff in einen Aktorraum 5 im Inneren des Ventilgehäuses 3 des Brennstoffeinspritzventils 1 einzuleiten. Der Aktorraum 5 ist durch Durchlassöffnungen 6, 7 mit einem Brennstoffräum 8 verbunden. Im Betrieb des Brennstoffeinspritzventils wird der Brennstoff über den Brennstoffeinlassstutzen 4, den Aktorraum 5 und die Durchlassöffnungen 6, 7 in den Brennstoffräum 8 geleitet.The fuel injection valve 1 has a valve housing 3 consisting of several parts and a fuel inlet connection 4 connected to the valve housing 3, to which a fuel line can be connected in order to introduce fuel into an actuator chamber 5 in the interior of the valve housing 3 of the fuel injection valve 1. The actuator chamber 5 is connected through passage openings 6, 7 with a fuel chamber 8. In the operation of the fuel injection valve, the fuel over the Fuel inlet 4, the actuator chamber 5 and the passage openings 6, 7 passed into the fuel chamber 8.

An einem mit dem Ventilgehäuse 3 verbundenen Ventilsitzkörper 9 ist eine Ventilsitzfläche 10 ausgebildet, die mit einem Ventilschließkörper 11 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Der Ventilschließkörper 11 ist mit einer Ventilnadel 12 verbunden. Die Ventilnadel 12 verbindet den Ventilschließkörper 11 mit einer im Aktorraum 5 angeordneten Druckplatte 13, wobei die Ventilnadel 12 mittels eines Gehäuseteils 14, in dem dieAt a valve seat body 9 connected to the valve housing 3, a valve seat surface 10 is formed, which cooperates with a valve closing body 11 to a sealing seat. The valve closing body 11 is connected to a valve needle 12. The valve needle 12 connects the valve closing body 11 with a pressure plate 13 arranged in the actuator chamber 5, wherein the valve needle 12 by means of a housing part 14, in which the

Durchlassöffnungen 6, 7 ausgebildet sind, in Richtung einer Achse 15 geführt ist. Zwischen der Druckplatte 13 und dem Gehäuseteil 14 ist eine Ventilfeder 16 angeordnet, so dass die Ventilnadel 12 über die Druckplatte 13 mit einerPassage openings 6, 7 are formed, is guided in the direction of an axis 15. Between the pressure plate 13 and the housing part 14, a valve spring 16 is arranged, so that the valve needle 12 via the pressure plate 13 with a

Schließkraft beaufschlagt ist, wodurch der zwischen dem Ventilschließkörper 11 und der Ventilsitzfläche 10 ausgebildete Dichtsitz geschlossen ist.Closing force is applied, whereby the formed between the valve closing body 11 and the valve seat 10 sealing seat is closed.

An dem Ventilgehäuse 3 des Brennstoffeinspritzventils 1 ist ferner ein Anschlusselement 20 vorgesehen, um das Anschließen einer elektrischen Zuleitung mittels eines Steckers an elektrische Leitungen 21, 22 zu ermöglichen.On the valve housing 3 of the fuel injection valve 1, a connection element 20 is further provided to allow the connection of an electrical supply line by means of a plug to electrical lines 21, 22.

An den piezoelektrischen Aktor 2 ist einerseits einOn the one hand, a piezoelectric actuator 2

Aktorfuß 23 und andererseits ein Aktorkopf 24 angefügt. Dabei stützt sich der Aktor 2 über den Aktorfuß 23 an dem Ventilgehäuse 3 ab und steht über den Aktorkopf 24 mit der Druckplatte 13 in Wirkverbindung. Durch die Ventilnadel 16 ist der Aktor 2 vorgespannt.Actuator 23 and on the other hand, an actuator head 24 added. In this case, the actuator 2 is supported on the actuator housing 23 on the valve housing 3 and is on the actuator head 24 with the pressure plate 13 in operative connection. By the valve needle 16, the actuator 2 is biased.

Die elektrischen Leitungen 21, 22 sind durch das Ventilgehäuse 3 und den Aktorfuß 23 in den Aktorraum 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 geführt. Innerhalb des Aktorraums 5 ist die elektrische Leitung 21 mit einer ersten Elektrodenanbindung 31 verbunden und die elektrische Leitung 22 ist innerhalb des Aktorraumes 5 mit einer zweiten Elektrodenanbindung 32 verbunden. Der piezoelektrische Aktor weist eine Vielzahl von keramischen Schichten 33 auf, zwischen denen eine Vielzahl von elektrisch leitenden Elektrodenschichten 34, 35 angeordnet ist. Die Anzahl der keramischen Schichten 33 und der Elektrodenschichten 34, 35 kann jeweils einige hundert, insbesondere etwa dreihundert, betragen. Die Elektrodenschichten 34, 35 sind zum Teil als positive Elektrodenschichten 34 und zum Teil als negative Elektrodenschichten 35 ausgestaltet. Die erste Elektrodenanbindung 31 ist in dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit den positiven Elektrodenschichten 34 verbunden, und die zweite Elektrodenanbindung 32 ist mit den negativen Elektrodenschichten 35 verbunden. Die Elektrodenschichten 34, 35 sind abwechselnd zwischen den keramischen Schichten 33 vorgesehen. Durch Anlegen einer Spannung zwischen den elektrischen Leitungen 21, 22 kann der Aktor 2 geladen werden, wobei sich dieser ausdehnt. Durch die Ausdehnung des Aktors 2 wird die Ventilnadel 12 entgegen der Kraft der Ventilfeder 16 bewegt, so dass der zwischen der Ventilsitzfläche 10 und dem Ventilschließkörper 11 ausgebildete Dichtsitz geöffnet wird. Dadurch kann Brennstoff aus dem Brennstoffräum 8 über einen ringförmigen Spalt 38 und den geöffneten Dichtsitz aus dem Brennstoffräum 8 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden.The electrical lines 21, 22 are through the valve housing 3 and the actuator base 23 in the actuator chamber 5 of the Fuel injection valve 1 out. Within the actuator chamber 5, the electrical line 21 is connected to a first electrode connection 31, and the electrical line 22 is connected to a second electrode connection 32 within the actuator chamber 5. The piezoelectric actuator has a plurality of ceramic layers 33, between which a plurality of electrically conductive electrode layers 34, 35 is arranged. The number of ceramic layers 33 and the electrode layers 34, 35 may each be a few hundred, in particular about three hundred. The electrode layers 34, 35 are configured in part as positive electrode layers 34 and partly as negative electrode layers 35. The first electrode connection 31 is connected to the positive electrode layers 34 in the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, and the second electrode connection 32 is connected to the negative electrode layers 35. The electrode layers 34, 35 are alternately provided between the ceramic layers 33. By applying a voltage between the electrical lines 21, 22, the actuator 2 can be charged, wherein this expands. Due to the expansion of the actuator 2, the valve needle 12 is moved counter to the force of the valve spring 16 so that the sealing seat formed between the valve seat surface 10 and the valve closing body 11 is opened. As a result, fuel can be injected from the fuel chamber 8 via an annular gap 38 and the open sealing seat from the fuel chamber 8 in a combustion chamber of an internal combustion engine.

Durch Entladen des Aktors 2 über die elektrischen Leitungen 21, 22 wird erreicht, dass sich der Aktor 2 wieder zusammenzieht, so dass die Ventilnadel 12 und somit der Ventilschließkörper 11 in Richtung der Kraft der Ventilfeder 16 wieder in die in der Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurückgestellt werden, wodurch der Dichtsitz wieder geschlossen ist.By discharging the actuator 2 via the electrical lines 21, 22 is achieved that the actuator 2 again contracts, so that the valve needle 12 and thus the valve closing body 11 are returned in the direction of the force of the valve spring 16 back into the starting position shown in FIG. 1, whereby the sealing seat is closed again.

Die erste Elektrodenanbindung 31 und die zweite Elektrodenanbindung 32 sind als außenliegende Elektrodenanbindungen 31, 32 ausgeführt. Die Verbindung der Elektrodenanbindungen 31, 32 mit dem Aktor 2 und die weitere Ausgestaltung des Aktors 2 ist anhand der Fig. 2 näher beschrieben.The first electrode connection 31 and the second electrode connection 32 are designed as external electrode connections 31, 32. The connection of the electrode connections 31, 32 with the actuator 2 and the further embodiment of the actuator 2 is described in more detail with reference to FIG. 2.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Aktor 2 des ersten Ausführungsbeispiels entlang der in Fig. 1 mit II bezeichneten Schnittlinie. Der piezoelektrische Aktor 2 weist Außenflächen 40, 41, 42, 43 auf. Die Außenflächen 40, 42 sind nach der Sinterung des Aktors 2 durch Schleifen nachbearbeitet worden, wobei insbesondere ein Bereich 44 der Außenfläche 40 und ein Bereich 45 der Außenfläche 42 geschliffen worden sind, um eine Verbindung der ersten Elektrodenanbindung 31 beziehungsweise der zweiten Elektrodenanbindung 32 mit den Elektrodenschichten 34, 35 zu ermöglichen. Die weiteren Außenflächen 41, 43 des Aktors 2 sind nach dem Sintern nicht nachbearbeitet worden, so dass an der Außenfläche 41 eine Sinterhaut 46 und an der Außenfläche 43 eine Sinterhaut 47 vorgesehen ist.FIG. 2 shows a section through the actuator 2 of the first exemplary embodiment along the section line designated II in FIG. 1. The piezoelectric actuator 2 has outer surfaces 40, 41, 42, 43. The outer surfaces 40, 42 have been reworked by grinding after the sintering of the actuator 2, wherein in particular a portion 44 of the outer surface 40 and a portion 45 of the outer surface 42 have been ground to connect the first electrode connection 31 and the second electrode connection 32 with the To allow electrode layers 34, 35. The further outer surfaces 41, 43 of the actuator 2 have not been post-processed after sintering, so that a sintered skin 46 is provided on the outer surface 41 and a sintered skin 47 is provided on the outer surface 43.

Ferner weist der Aktor 2 in Richtung der Achse 15 des Aktors 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 verlaufende Fasen 50, 51, 52, 53 auf, die vor dem Sinterprozess an dem noch rohen Material der keramischen Schichten 33 und der Elektrodenschichten 34, 35 ausgebildet worden sind. Dies kann insbesondere während eines Formgebungsprozesses, zum Beispiel beim Verpressen der pulverförmigenFurther, the actuator 2 in the direction of the axis 15 of the actuator 2 of the fuel injection valve 1 extending chamfers 50, 51, 52, 53, which have been formed prior to the sintering process on the still raw material of the ceramic layers 33 and the electrode layers 34, 35. This can in particular during a molding process, for example when pressing the powdery

Ausgangsmaterialien, erfolgen. Im Bereich der Fasen 50, 51, 52, 53 erfolgt ebenfalls keine Nachbearbeitung. Deshalb erstreckt sich die Sinterhaut 46 auch über die Fasen 51, 52 und die Sinterhaut 47 erstreckt sich auch über die Fasen 50, 53.Starting materials, carried out. In the area of chamfers 50, 51, 52, 53 also no reworking takes place. Therefore, the sintered skin 46 also extends over the chamfers 51, 52 and the sintering skin 47 also extends over the chamfers 50, 53.

Die erste Elektrodenanbindung 31 ist mittels eines Verbindungsmittels 54, beispielsweise durch Löten, mit den Elektrodenschichten 34 elektrisch und mechanisch verbunden, wobei auch eine mechanische Verbindung mit den keramischen Schichten 33 besteht. Entsprechend ist auch die zweite Elektrodenanbindung 32 mittels eines Verbindungsmittels 55 mit den Elektrodenschichten 35 elektrisch und mechanisch verbunden, wobei auch eine mechanische Verbindung mit den keramischen Schichten 33 besteht.The first electrode connection 31 is electrically and mechanically connected to the electrode layers 34 by means of a connection means 54, for example by soldering, whereby a mechanical connection with the ceramic layers 33 also exists. Correspondingly, the second electrode connection 32 is also connected electrically and mechanically to the electrode layers 35 by means of a connection means 55, wherein a mechanical connection with the ceramic layers 33 also exists.

Der piezoelektrische, keramische Aktor 2 ist somit im Wesentlichen nur in den Bereichen 44, 45 der Außenflächen 40, 42 durch Schleifen nachbearbeitet, wodurch der Aufwand zur Herstellung des Aktors 2 verringert ist. Die weiteren Außenflächen 41, 43 und die Fasen 50, 51, 52, 53, die jeweils zwischen zwei nebeneinanderliegenden Außenflächen 40, 41, 42, 43 vorgesehen sind, sind nicht nachbearbeitet, so dass eine während des Sinterns entstandene Sinterhaut 46 an den Fasen 51, 52 und der Außenfläche 41 sowie eine Sinterhaut 47 an den Fasen 50, 53 und der Außenfläche 43 erhalten sind.The piezoelectric, ceramic actuator 2 is thus substantially reworked by grinding only in the regions 44, 45 of the outer surfaces 40, 42, whereby the effort for the production of the actuator 2 is reduced. The further outer surfaces 41, 43 and the chamfers 50, 51, 52, 53, which are respectively provided between two adjacent outer surfaces 40, 41, 42, 43, are not post-processed, so that a sintering skin 46 formed during sintering at the chamfers 51 , 52 and the outer surface 41 and a sintered skin 47 on the chamfers 50, 53 and the outer surface 43 are obtained.

Fig. 3 zeigt einen piezoelektrischen Aktor 2 eines Brennstoffeinspritzventils 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel aus der in der Fig. 1 mit III bezeichneten Blickrichtung. Der Aktor 2 des zweiten Ausführungsbeispiels weist eine zylinderförmige Ausgestaltung auf, so dass sich entlang der in Fig. 1 mit III bezeichneten Schnittlinie ein kreisförmiger Querschnitt ergibt. Der Aktor 2 weist stirnseitige Außenflächen 56, 57 (Fig. 1) auf. Mit der stirnseitigen Außenfläche 56 liegt der Aktor 2 an dem Aktorfuß 23 an und mit der stirnseitigen Außenfläche 57 liegt der Aktor 2 an dem Aktorkopf 24 an. Die stirnseitigen Außenflächen 56, 57 sind plan geschliffen, um ein ebenes Anliegen zu ermöglichen.Fig. 3 shows a piezoelectric actuator 2 of a fuel injection valve 1 according to a second embodiment of the in Fig. 1 with III designated viewing direction. The actuator 2 of the second embodiment has a cylindrical configuration, so that there is a circular cross section along the section line designated III in FIG. 1. The actuator 2 has frontal outer surfaces 56, 57 (FIG. 1). With the front-side outer surface 56 of the actuator 2 is located on the actuator base 23 and with the front-side outer surface 57 of the actuator 2 abuts against the actuator head 24. The frontal outer surfaces 56, 57 are ground flat to allow a flat concern.

Die Elektrodenanbindungen 31, 32 sind als im Wesentlichen innenliegende Elektrodenanbindungen 31, 32 ausgestaltet und nebeneinander durch die stirnseitige Außenfläche 56 in den Aktor 2 geführt. Innerhalb des Aktors 2 ist die erste Elektrodenanbindung 31 mit den Elektrodenschichten 34 verbunden, und die zweite Elektrodenanbindung 32 ist mit den Elektrodenschichten 35 verbunden. Die stirnseitige Außenfläche 56 liegt eben an dem Aktorfuß 23 an, so dass eine Abdichtung zwischen der Außenfläche 56 und dem Aktorfuß 23 gewährleistet ist, die die Elektrodenanbindungen 31, 32 zuverlässig gegen äußere Einwirkungen, insbesondere gegenüber Flüssigkeiten, schützen.The electrode connections 31, 32 are designed as essentially internal electrode connections 31, 32 and are guided side by side through the front-side outer surface 56 into the actuator 2. Within the actuator 2, the first electrode connection 31 is connected to the electrode layers 34, and the second electrode connection 32 is connected to the electrode layers 35. The front-side outer surface 56 abuts flat on the actuator base 23, so that a seal between the outer surface 56 and the Aktorfuß 23 is ensured, which reliably protect the electrode connections 31, 32 against external influences, especially against liquids.

Eine seitliche Außenfläche 41 des Aktors 2 wird nach demA lateral outer surface 41 of the actuator 2 is after

Sintern nicht weiter bearbeitet, so dass an der Außenfläche 41 eine während des Sinterprozesses entstandene Sinterhaut 46 erhalten bleibt. Durch die bearbeiteten stirnseitigen Außenflächen 56, 57 wird eine vorteilhafte Kraftübertragung von dem Aktor 2 auf die Gegenstücke 23, 24, d.h. denSintering not further processed, so that on the outer surface 41 a resulting during the sintering process sintered skin 46 is maintained. By the machined end-face outer surfaces 56, 57 is an advantageous power transmission from the actuator 2 to the counterparts 23, 24, i. the

Aktorfuß 23 und den Aktorfuß 24, ermöglicht. Gleichzeitig wird eine gute Abdichtung der Elektrodenanbindungen 31, 32 gegenüber der Umgebung, insbesondere gegen in Dieselbrennstoff enthaltenes Wasser, und ein mechanischer Schutz in Bezug auf den im Aktorraum 5 herrschenden hohen Druck des Brennstoffes erreicht. Die Nachbearbeitung des Aktors 2 an den stirnseitigen Außenflächen 56, 57, wobei die Außenfläche 41 nicht bearbeitet wird, gewährleistet dabei zusammen mit der Ausgestaltung des Aktors 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine hohe Zuverlässigkeit bei reduziertem Fertigungsaufwand.Actuator 23 and the actuator foot 24, allows. At the same time a good seal of the electrode connections 31, 32 against the environment, in particular against in Diesel fuel containing water, and achieved a mechanical protection with respect to the prevailing in the actuator chamber 5 high pressure of the fuel. The post-processing of the actuator 2 on the frontal outer surfaces 56, 57, wherein the outer surface 41 is not processed, thereby ensuring, together with the configuration of the actuator 2 according to the second embodiment, a high reliability with reduced manufacturing costs.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. The invention is not limited to the described embodiments.

Claims

claims

1. Piezoelectric actuator (2), in particular actuator for fuel injection valves, with a plurality of ceramic layers (33) and a plurality of between the ceramic layers (33) arranged electrode layers (34, 35), wherein a first part (34) of the electrode layers is connected to at least one first electrode connection (31), wherein the actuator (2) on at least one outer surface (42), which is provided for the first electrode connection (31), after a sintering process for sintering at least the ceramic layers (33) of the actuator (2) is processed and wherein the actuator (2) on at least one further outer surface (41, 43) is not post-processed and a sintered skin (46, 47).

2. Piezoelectric actuator according to claim 1, characterized in that the first electrode connection (31) as at least substantially external electrode connection (31) is configured such that the outer surface (42) for the first electrode connection (31) has a grounded portion (45) and in that the first electrode connection (31) is fastened to the ground area (45) of the outer surface (42) and is electrically connected to the first part (34) of the electrode layers (34, 35).

3. Piezoelectric actuator according to claim 2, characterized in that the outer surface (42) for the first electrode connection (31) is a lateral outer surface (42), that a lateral outer surface (40) for a second

Electrode connection (32) is provided, with which a second part (35) of the electrode layers (34, 35) is connected, that the lateral outer surface (40) for the second electrode connection (32) is processed after the sintering process and that further lateral outer surfaces ( 41, 43) are not post-processed and have a sintered skin.

4. Piezoelectric actuator according to claim 1, characterized in that the first electrode connection (31) as at least substantially internal electrode connection (31) is configured such that the first electrode connection through the outer surface (56) provided for the first electrode connection (31) is guided in the actuator (2) that the outer surface (56) is an end face outer surface (56) which is ground to a plane concerns of the actuator (2) with the front-side outer surface (56) on a counterpart (23 ).

5. Piezoelectric actuator according to claim 4, characterized in that a second electrode connection (32) is provided, with which a second part (35) of the electrode layers (34, 35) is connected, that the second electrode connection (32) as at least substantially internal electrode connection (32) is configured, by an end face outer surface (56) of the actuator (2) in the actuator (2) is guided, and that all other, laterally on the actuator (2) provided outer surfaces (41) are not post-processed and have a common sintered house (46).

6. Piezoelectric actuator according to claim 5, characterized in that the second electrode connection (32) in addition to the first electrode connection (31) through the frontal outer surface (56) for the first electrode connection (31) in the actuator (2) is guided.

7. Piezoelectric actuator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the actuator (2) has at least one chamfer (50 to 53) having a sintered skin (46, 47).

8. Fuel injection valve (1), in particular injector for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, with an actuator (2) according to one of claims 1 to 7 and one of the actuator (2) operable valve closing body (11) having a valve seat surface (10 ) cooperates to a sealing seat.

9. A method for producing a piezoelectric actuator (2), in particular an actuator (2) according to one of claims 1 to 7, comprising a plurality of ceramic layers (33) and a plurality of between the ceramic layers (33) arranged electrode layers (34 , 35), wherein the method comprises the following method steps: - stacking of the ceramic layers (33) and the electrode layers (34, 35) to form a layer composite; - forms of the layer composite;

- sintering of the layer composite and

- Post-processing of the sintered layer composite only at the for the electrode connections (31, 32) required and the frontal outer surfaces (40, 42, 56, 57).

10. The method according to claim 9, characterized in that the forming of the layer composite comprises the formation of at least one chamfer (50 to 53) and that the chamfer (50 to 53) is not reworked.