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1. WO2012069235 - PIEZOELECTRIC ACTUATOR MODULE, AND FUEL INJECTION VALVE

Publication Number WO/2012/069235
Publication Date 31.05.2012
International Application No. PCT/EP2011/066663
International Filing Date 26.09.2011
IPC
H01L 41/053 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
02Details
04of piezo-electric or electrostrictive elements
053Mounts, supports, enclosures or casings
F02M 51/06 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
51Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
06Injectors peculiar thereto
CPC
F02M 2200/21
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
2200Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
21Fuel-injection apparatus with piezo-electric or magnetostrictive elements
F02M 51/0603
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
51Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
06Injectors peculiar thereto ; with means directly operating the valve needle
0603using piezo-electric or magnetostrictive operating means
H01L 41/0533
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
02Details
04of piezo-electric or electrostrictive devices
053Mounts, supports, enclosures or casings
0533Further insulation means against electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings
H01L 41/083
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
41Piezo-electric devices in general; Electrostrictive devices in general; Magnetostrictive devices in general; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
08Piezo-electric or electrostrictive devices
083having a stacked or multilayer structure
Applicants
  • ROBERT BOSCH GMBH [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • RAPP, Holger [DE]/[DE] (UsOnly)
Inventors
  • RAPP, Holger
Common Representative
  • ROBERT BOSCH GMBH
Priority Data
10 2010 061 946.925.11.2010DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) PIEZOELEKTRISCHES AKTORMODUL UND BRENNSTOFFEINSPRITZVENTIL
(EN) PIEZOELECTRIC ACTUATOR MODULE, AND FUEL INJECTION VALVE
(FR) MODULE D'ACTIONNEUR PIÉZOÉLECTRIQUE ET SOUPAPE D'INJECTION DE CARBURANT
Abstract
(DE)
Ein piezoelektrisches Aktormodul (2), das insbesondere für Brennstoffeinspritzventile von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen Aktorkörper (15) mit einer Vielzahl von keramischen Schichten (16) und einer Vielzahl von zwischen den keramischen Schichten (16) angeordneten Elektrodenschichten (17), einen Aktorfuß (20) und einen Aktorkopf (21). Dabei ist der Aktorkörper (15) zwischen dem Aktorfuß (20) und dem Aktorkopf (21) angeordnet. Ferner ist eine metallische Hülse (30) einerseits mit dem Aktorfuß (20) und andererseits mit dem Aktorkopf (21) verbunden. Ferner ist ein Zwischenraum (35) zwischen dem Aktorkörper (15) und der metallischen Hülse (30) abschnittsweise mit einer Vergussmasse (37) gefüllt. Außerdem bleibt der Zwischenraum (35) abschnittsweise frei. An einer Innenseite (36) der metallischen Hülse (30) ist in einem Übergangsbereich von dem mit der Vergussmasse (37) gefüllten Abschnitt (38) des Zwischenraums (35) zu dem frei bleibenden Abschnitt (39) des Zwischenraums (35) eine elektrisch isolierende Isolationsschicht (41) vorhanden. Außerdem ist ein Brennstoffeinspritzventil (1) mit solch einem piezoelektrischen Aktormodul (2) angegeben. Durch die elektrisch isolierende Isolationsschicht (41) werden Überschläge von dem Aktorkörper (15) auf die metallische Hülse (30) verhindert. Solche Überschläge können beispielsweise entstehen, wenn durch Überschläge zwischen den Elektrodenschichten (17) des Aktorkörpers (15) Partikel entstehen, die die Vergussmassenoberfläche kontaminieren und einen leitfähigen Pfad zwischen den vom Überschlag betroffenen Elektrodenschichten und der metallischen Hülse (30) bilden.
(EN)
A piezoelectric actuator module (2), which is used particularly for fuel injection valves in air-compressing, self-igniting internal combustion engines, comprises an actuator body (15) having a multiplicity of ceramic layers (16) and a multiplicity of electrode layers (17) arranged between the ceramic layers (16), an actuator foot (20) and an actuator head (21). In this case, the actuator body (15) is arranged between the actuator foot (20) and the actuator head (21). In addition, a metal sleeve (30) is connected firstly to the actuator foot (20) and secondly to the actuator head (21). In addition, sections of an interspace (35) between the actuator body (15) and the metal sleeve (30) are filled with a potting compound (37). Furthermore, sections of the interspace (35) remain free. On an inner side (36) of the metal sleeve (30), there is an electrically insulating layer of insulation (41) in a transition region from the section (38) of the interspace (35) that is filled with the potting compound (37) to the section (39) of the interspace (35) that remains free. Furthermore, a fuel injection valve (1) having such a piezoelectric actuator module (2) is specified. The electrically insulating layer of insulation (41) prevents flashovers from the actuator body (15) to the metal sleeve (30). Such flashovers can arise, by way of example, when flashovers between the electrode layers (17) of the actuator body (15) produce particles which contaminate the potting compound surface and form a conductive path between the electrode layers affected by the flashover and the metal sleeve (30).
(FR)
L'invention concerne un module d'actionneur piézoélectrique (2), servant en particulier aux soupapes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne comprimant l'air et à allumage automatique. Ledit module comprend un corps d'actionneur (15) doté de plusieurs couches céramiques (16) et de plusieurs couches d'électrodes (17) disposées entre les couches céramiques (16), un pied d'actionneur (20) et une tête d'actionneur (21). Dans ce cadre, le corps d'actionneur (15) est disposé entre le pied d'actionneur (20) et la tête d'actionneur (21). En outre, une douille métallique (30) est reliée d'une part au pied d'actionneur (20) et d'autre part à la tête d'actionneur (21). Un espace intermédiaire (35) entre le corps d'actionneur (15) et la douille métallique (30) est en outre rempli par parties avec une masse de scellement (37). Par ailleurs, l'espace intermédiaire (35) reste libre par parties. Sur un côté intérieur (36) de la douille métallique (30), une couche d'isolation électriquement isolante (41) est présente dans une zone de transition de la partie (38) de l'espace intermédiaire (35) remplie avec la masse de scellement (37) à la partie (39) restée libre de l'espace intermédiaire (35). L'invention concerne par ailleurs une soupape d'injection de carburant (1) dotée d'un tel module d'actionneur piézoélectrique (2). La couche d'isolation électriquement isolante (41) permet d'empêcher que le corps d'actionneur (15) ne se renverse sur la douille métallique (30). Ces renversements peuvent par exemple se produire lorsque des particules contaminant la surface de la masse de scellement et formant un chemin conducteur entre les couches d'électrodes concernées par le renversement et la douille métallique (30) sont produites par des renversements entre les couches d'électrodes (17) du corps d'actionneur (15).
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