Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungsanordnung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE
10 2004 042 353 A1 bekannt. Bei der bekannten Abdichtungsanordnung ist
eine Abdichtung mittels einer Elastomerdichtscheibe realisiert, von welcher domartig
von der Scheibenebene empor ragende Dichtelementabschnitte dichtend an Umfangsflächen
von Anschlussstiftabschnitten anliegen, welche aus den Öffnungen der auf dem
Piezoaktor aufgesetzten Kopfplatte hervorstehen. Bevorzugt wird die Anlagekraft
zur Bereitstellung der Dichtwirkung hierbei durch eine elastische Vorspannung des
Materials der Elastomerdichtscheibe bereitgestellt.
Nachteilig ist an der bekannten Abdichtungsanordnung die durch die
Materialeigenschaften des Dichtelements begrenzte Anlagekraft und somit Dichtwirkung.
Des weiteren besteht die Gefahr, dass diese Anlagekraft aufgrund einer Relaxation
des Materials im Laufe der Zeit nachlässt. Schließlich kann es unter Umständen
einen Nachteil darstellen, dass die Abdichtungsanordnung Bauraum auf der dem Piezoaktor
entgegengesetzten Seite der Kopfanordnung beansprucht.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abdichtungsanordnung
der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, dass eine zuverlässige Abdichtung,
insbesondere auch für längere Zeiten, sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Abdichtungsanordnung nach
Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung.
Bei der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung ist vorgesehen,
dass die dichtende Anlage des Dichtelements an den Umfangsflächen der Anschlussstifte
innerhalb der Öffnungen vorgesehen ist und innerhalb der Öffnungen befindliche
Dichtelementabschnitte in den Öffnungen radial verpresst sind.
Durch die dichtende Anlage des Dichtelements sowohl an den Umfangsflächen
der Anschlussstifte als auch an der Kopfanordnung wird eine zuverlässige Abdichtung
ermöglicht. Die erstere Anlage bzw. Abdichtung wird nachfolgend auch als "Radialabdichtung"
und die zweitgenannte Anlage bzw. Abdichtung auch als "Axialabdichtung" bezeichnet.
Gemäß der Erfindung ist die Radialabdichtung aufgrund der
radialen Verpressung der Dichtelementabschnitte zwischen den Anschlussstiften des
Piezoaktors und den Öffnungen besonders zuverlässig und kann auch über
längere Zeiträume aufrechterhalten werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtelementabschnitte
als Dichtwulste ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann die der Radialabdichtung
dienende Anlagekraft in räumlich gut definierter Weise vorgesehen werden. Darüber
hinaus verbessert dies tendenziell die Langzeitstabilität der Abdichtung noch
weiter.
Für die Formgestaltung der Dichtwulste ergeben sich vielfältige
Möglichkeiten. In einer Ausführungsform ist z. B. vorgesehen, dass die
Dichtwulste wenigstens annähernd die Form von O-Ringen aufweisen. Abweichend
davon sind jedoch auch andere Formgebungen bzw. Dichtwulstquerschnitte möglich.
Insbesondere wenn die Anschlussstifte im Bereich der Radialabdichtung sowie die
jeweils benachbarten Innenflächen der Öffnungen eine zylindrische Gestalt
besitzen, so ist zur Erzielung einer gleichmäßigen Anlagekraft (sowohl
am Anschlussstift als auch an der Innenfläche der Öffnung) ein rotationssymmetrischer
Dichtwulst (z. B. O-Ring-artig) bevorzugt. Die Dichtwulste können z. B. jeweils
ein Ende eines in die Öffnung hineinragenden "Dichtelementdoms" bilden. Der
Bereich der Öffnung, in welchem ein solcher Dichtelementabschnitt (Dom) hineinragt,
kann z. B. einen Querschnitt aufweisen, der sich ausgehend vom Öffnungsrand
in Richtung in die Kopfanordnung hinein verjüngt, z. B. durch konische und/oder
abgestufte Innenflächenbereiche der Öffnung.
Das Dichtelement kann im Hinblick auf eine optimale Abdichtung an
den Anschlussstiften (Radialabdichtung) sowie an der Kopfanordnung (Axialabdichtung)
z. B. aus einem Elastomer gebildet sein. Beispielsweise kann das Dichtelement aus
Polyurethan, einem Elastomer des Typs "FKM" wie z. B. Viton (Handelsname), oder
einem Elastomer des Typs "NBR" etc. gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtelementmaterial
besonders gut elektrisch isolierend. Durch Wahl eines solchen Dichtelementmaterials
sind keine besonderen Vorkehrungen gegen eine unzureichende elektrische Isolierung
der Anschlussstifte in dem Fall zu treffen, in welchem die Kopfanordnung elektrisch
leitet. Letzteres ist in der Regel der Fall, da die Piezogehäuseanordnung insgesamt
und somit auch die Kopfanordnung üblicherweise aus metallischen Werkstoffen
hergestellt werden. Für den Fall, dass bei einer elektrisch leitenden Kopfanordnung
das Material des Dichtelements nicht ausreichend elektrisch isoliert, kann vorgesehen
sein, dass zumindest in den Bereichen der Anlage des Dichtelements an der Kopfanordnung
das Dichtelementmaterial und/oder die Kopfanordnung elektrisch
isoliert ist, z. B. mit einer Isolationsschicht bzw. einem Isolationsteil versehen
ist.
Eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung
ergibt sich für den Piezoaktor eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine,
bei welcher der Kraftstoffinjektor und wenigstens eine weitere Komponente einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Wesentlichen vollständig innerhalb einer
Motorblockbaugruppe der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Damit ist insbesondere
der Fall gemeint, in welchem Komponenten der Einspritzeinrichtung innerhalb der
Motorblockbaugruppe untergebracht sind, die ohne Einschränkung ihrer Funktion
auch außerhalb derselben angeordnet werden könnten. Der Begriff "Motorblockbaugruppe"
bezeichnet hierbei die Gesamtheit der Motorschmieröl enthaltenden Komponenten,
also den "Motorblock" im engeren Sinne und Anbauteile (wie z. B. einen Zylinderkopfdeckel
etc.), in denen das Schmieröl gepumpt wird oder schmiert oder (zurück)geführt
wird. Bei einer solchen Motorkonstruktion besteht eine erhöhte Gefahr eines
Eintrags von schädlichen Medien wie Öl und/oder Kraftstoff in den Innenraum
eines Injektorgehäuses. Diese Problematik ergibt sich insbesondere für
Common-Rail-Dieselmotoren mit innerhalb des Zylinderkopfdeckels liegenden Einspritzkomponenten.
Wie dies z. B. in der eingangs erwähnten DE
10 2004 042 353 A1 erläutert ist, hat es sich herausgestellt, dass
die Anordnung eines piezokeramischen Bauteils wie des hier interessierenden Piezoaktors
in einer "möglichst gasdichten" Piezogehäuseanordnung in einer schädliche
Medien aufweisenden Installationsumgebung die Lebensdauer des Bauteils in der Praxis
nicht verlängert sondern tendenziell sogar eher verkürzt. Demzufolge kann
durch eine gewisse "Gasdurchlässigkeit" im Bereich der Abdichtungsanordnung
eine erhebliche Verlängerung der Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors
erzielt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass
das Dichtelement aus einem Material mit einer hohen Gaspermeabilität gebildet
ist. Insbesondere kann als Material ein Silikonwerkstoff, insbesondere Fluorsilikonwerkstoff
gewählt werden (z. B. Elastomere des Typs "LSR" oder "FVMQ"). Letztere Werkstoffe
ermöglichen auch bei einer vergleichsweise großen Dicke des Dichtelements
eine hohe Permeationsrate gegenüber gasförmigen Stoffen wie z. B. Luft.
Diese Eigenschaft ist vorteilhaft für die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer der
piezoelektrischen Keramik des Piezoaktors.
Insbesondere für die oben erwähnte Motorkonstruktion mit
einer im Wesentlichen vollständig innerhalb einer Motorblockbaugruppe untergebrachten
Einspritzanlage hat es sich hinsichtlich der Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Piezoaktors
als vorteilhaft herausgestellt, wenn innerhalb des abgeschlossenen Aktorraums Kavitäten
vorhanden sind. Bei der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung können
solche Kavitäten innerhalb des abgedichteten Aktorraums besonders einfach bereitgestellt
oder vergrößert werden. Bei der erfindungsgemäßen Abdichtungsanordnung
können vorteilhaft z. B. beträchtliche Anteile des von den Öffnungen
der Kopfanordnung umgrenzten Volumens zusätzliche Kavitäten schaffen.
Eine kompakte Gestaltung des Dichtelements ergibt sich beispielsweise
dann, wenn das Dichtelement insgesamt im Wesentlichen scheibenartig ausgebildet
ist, wobei jedoch zur Erzielung der Radialabdichtung Dichtelementabschnitte vorgesehen
sind, die sich aus der Scheibenebene heraus in axialer Richtung in die Öffnungen
hinein erstrecken (und die Anschlussstifte umschließen).
In einer besonders kompakten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die der Kopfanordnung zugewandte Stirnseite des Dichtelements im Wesentlichen
der Kontur der Kopfanordnung folgt. Bevorzugt liegt das (z. B. einteilig scheibenartig
ausgebildete) Dichtelement wenigstens ringförmig am Umfang der Kopfanordnung
umlaufend dichtend an (Axialabdichtung).
In an sich bekannter Weise kann die Kopfanordnung eine Kopfplatte
umfassen, in welcher die Öffnungen der Kopfanordnung zum Durchtritt der Anschlussstifte
vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Piezoaktor in einem
Aktorraum untergebracht, der von einem hülsenartigen Aktorgehäuse sowie
einer Kopfplatte und einer Bodenplatte gebildet ist, die zu beiden Enden dieses
Aktorgehäuses angeordnet sind. Die Kopfplatte kann hierbei an einem axialen
Ende des Aktorgehäuses eingesetzt und mit diesem verschweißt sein, wohingegen
in diesem Fall die Bodenplatte axial verschiebbar im Aktorgehäuse geführt
ist. Innerhalb eines solchen Aktorraums kann der Piezoaktor unter axialer Druckvorspannung
in einer axial langgestreckten Rohrfeder gehalten sein, die zu ihren beiden Enden
mit der Kopfplatte und der Bodenplatte verschweißt ist. Die Bodenplatte kann
als Teil einer zu einem Betätigungsglied eines Kraftstoffeinspritzventils hin
wirkenden Wirkverbindung ausgebildet sein. In diesem Bereich kann die Abdichtung
des Aktorraums in an sich bekannter Weise durch eine zwischen der Innenwandung des
Aktorgehäuses und der Bodenplatte eingeschweißten Membran erfolgen.
Um eine zuverlässige Axialabdichtung sicherzustellen, kann das
Dichtelement beispielsweise wenigstens in einem ringförmig die Anschlussstifte umgebenden
Bereich axial zur Kopfanordnung hin verpresst sein, z. B. gegen das axiale Ende
des oben erwähnten Aktorgehäuses.
Eine solche Verpressung im Bereich der Axialabdichtung kann beispielsweise
durch Ausübung axialen Drucks von einer an einem Ende eines Injektorgehäuses
angeordneten Kontaktbaugruppe zum elektrischen Anschluss des Injektors vorgesehen
sein. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine solche Kontaktbaugruppe
das Dichtelement wenigstens abschnittsweise gegen die Kopfanordnung presst. Diese
somit gewissermaßen zwischen der Kontaktbaugruppe und der Kopfanordnung eingeklemmten
Dichtelementabschnitte können dann die Axialabdichtung bewerkstelligen. Das
Anpressen des Dichtelements gegen die Kopfanordnung erfolgt in besonders gut definierter
Weise, wenn die Kontaktbaugruppe hierfür mit einem oder mehreren dem Dichtelement
zugewandten Vorsprüngen versehen ist, die bei der Montage des Kraftstoffinjektors
zu der gewünschten Verpressung der entsprechenden Dichtelementabschnitte führen.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erwähnte
Kontaktbaugruppe im Wesentlichen vollflächig am Dichtelement anliegt und somit
besonders gleichmäßig axialen Druck auf das Dichtelement ausübt.
Ein axialer Druck insbesondere auch im Bereich der zur Radialabdichtung vorgesehenen
Dichtmaterialabschnitte kann hierbei vorteilhaft diese Radialabdichtung verbessern.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass an der Kopfanordnung
eine Kontaktbaugruppe zur elektrischen Weiterverbindung der Anschlussstifte zu einem
Steckverbinder aufgesetzt ist und diese Kontaktbaugruppe die dichtenden Abschnitte
gegen einen Austritt aus den Öffnungen sichert.
Eine einfache Montage der Kontaktbaugruppe, bei welcher die oben erläuterte
Verpressung des Dichtelements gewährleistet werden kann, ergibt sich, wenn
die Kontaktbaugruppe einen Umfangsbereich der Kopfanordnung umgreift und an diesem
Umfangsbereich durch eine Formschlussverbindung gehalten ist. Diese Formschlussverbindung
kann insbesondere als Rastverbindung derart vorgesehen sein, dass durch das Aufdrücken
der Kontaktbaugruppe deren Verrastung mit der Kopfanordnung erfolgt. Die Rastverbindung
kann z. B. ringförmig am Umfang verlaufend oder auch durch eine Mehrzahl von
über den Umfang verteilten, separaten Rastbereichen vorgesehen sein. Eine besonders
dauerhafte und dichte Axialabdichtung ergibt sich, wenn die Rastverbindung nachträglich
in einer finalen Kunststoffumspritzung fixiert wird. Die Schrumpfung des Kunststoffmaterials
erhöht die Anpresskraft und damit die Klemmkraft des Dichtelements.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine mit Öffnungen
zum Durchtritt der Anschlussstifte versehene Isolierscheibe aus elektrisch isolierendem
Material zwischen dem Dichtelement und der Kopfanordnung angeordnet ist.
Das vorteilhafte Aktorraumvolumen kann bereits durch das Vorhandensein
einer solchen Isolierscheibe vergrößert werden, indem mehr oder weniger
große Spalte zwischen einer solchen Isolierscheibe und angrenzenden Bauteilen,
wie z. B. Kopfplatte und Dichtelement, vorgesehen werden. Solche Spalte ergeben
sich in der Praxis oftmals zwangsläufig.
Die Isolierscheibe kann ferner weitere Kavitäten schaffende Aussparungen
aufweisen. Solche Aussparungen können auch zur Förderung eines Gasaustausches
zwischen den axial einander entgegengesetzten Seiten der Isolierscheibe geeignet
vorgesehen werden. Wenn zusätzlich über oder unter der Isolierscheibe
Kavitäten vorhanden sind oder bereitgestellt werden, so schaffen durch die
Isolierscheibe hindurchgehende Aussparungen einen größeren zusammenhängenden
Kavitätsraum, der sich vorteilhaft auf die Haltbarkeit des Piezoaktors auswirkt.
Zur Gewährleistung einer Belüftung durch die Kopfanordnung kann diese
z. B. mit wenigstens einer Durchgangsöffnung (z. B. Bohrung) vorgesehen werden.
Die Isolierscheibe lässt sich besonders wirtschaftlich z. B. aus Kunststoff
als Spritzgussteil herstellen. Mit einer solchen Isolierscheibe ergibt sich eine
vergrößerte Freiheit bei der Wahl des Materials für das Dichtelement,
da der elektrische Strom gezwungen wird, einen "Umweg", je nach geometrischer Gestaltung
der Isolierscheibe, zu nehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen
dar:
1 ist eine Detaildarstellung aus einem Axiallängsschnitt
eines Piezoantriebs für ein Kraftstoffeinspritzventil,
2 ist eine perspektivische Ansicht des Piezoantriebs.
1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer
Abdichtungsanordnung eines Piezoaktors 12 in einem insgesamt mit
10 bezeichneten Piezoantrieb.
2 zeigt den Piezoantrieb 10, der zur Betätigung
des Einspritzventils eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine vorgesehen
ist (z. B. Dieselinjektor eines "Common-Rail"-Einspritzsystems). Im installierten
Zustand bildet der dargestellte Piezoantrieb 10 zusammen mit einem in
1 unter dem Piezoantrieb
10 angeordneten, jedoch in der Figur nicht dargestellten Einspritzventil
den Kraftstoffinjektor.
Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus des Kraftstoffinjektors sei
lediglich beispielhaft auf bekannte Konstruktionen verwiesen, wie sie z. B. in der
DE 199 56 256 B4, der
DE 100 07 175 A1 und der
DE 10 2004 042 353 A1 beschrieben
sind.
Zurückkommend auf 1, in welcher
der Einfachheit der Darstellung halber lediglich eine (linke) Hälfte des Axialschnitts
(Axialrichtung A) dargestellt ist, erkennt man einen von zwei aus dem Piezoaktor
12 hervorstehenden Anschlussstiften 14 und eine auf dem Piezoaktor
aufgesetzte Kopfanordnung, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer
metallischen Kopfplatte 16 und einem hülsenartigen Aktorgehäuse
18 besteht und mit Öffnungen 20 zum Durchtritt der Anschlussstifte
14 versehen ist.
In an sich bekannter Weise umfasst der Piezoantrieb 10 den
im wesentlichen aus einem Piezoelementstapel gebildeten, in Axialrichtung A langgestreckten
Piezoaktor 12, dessen axiale Ausdehnung in gesteuerter Weise nach Anlegen
einer Steuerspannung über die metallischen Anschlussstifte 14 verändert
werden kann.
Zum elektrischen Anschluss des Kraftstoffinjektors ist derselbe an
seinem in 1 oberen Endbereich mit einer als Kunststoff-Formteil
ausgebildeten Kontaktbaugruppe 22 versehen, von welcher eingeformte Kontaktzungen
seitlich abstehen und die elektrischen Kontakte eines Steckverbinders
24 (2) zur elektrischen Weiterverbindung bilden.
Die Kontaktbaugruppe 22 ist als sogenannter Kontaktzungenträger aufgebaut,
zu dessen prinzipiellem Aufbau beispielhaft auf die DE
198 44 743 C1 verwiesen wird.
Die Anschlussstifte 14 des Piezoaktors 12 treten
durch die in Form von axialen Bohrungen ausgebildeten Öffnungen 20
der Kopfplatte 16 nach oben hindurch, so dass Anschlussstiftabschnitte
axial aus den Öffnungen 20 hervorstehen. Die in 1
oberen Enden der Anschlussstifte 14 sind mit metallischen Schweißlaschen
26 verschweißt, welche wiederum einstückig mit den Kontaktzungen
der Kontaktbaugruppe 22 verbunden sind.
In dem hülsenförmigen Aktorgehäuse 18 ist
eine Rohrfeder 28 angeordnet, in welcher der Piezoaktor 12 unter
axialer Druckvorspannung gehalten ist. Zu diesem Zweck ist die Rohrfeder
28 an ihrem unteren Ende (nicht dargestellt) mit einer axial bewegbar im
Aktorgehäuse 18 geführten Bodenplatte verschweißt, wohingegen
das entgegengesetzte, obere Ende der Rohrfeder 28 am Umfang der Kopfplatte
16 verschweißt ist.
Die Abdichtung des unter der Kopfplatte 16 befindlichen Aktorraums
gegenüber dem Bereich der Kontaktbaugruppe 22, oder gleichbedeutend,
die Abdichtung des oberen Endes des hülsenförmigen Aktorgehäuses
18 ist durch die nachfolgend näher beschriebene Abdichtungsanordnung
bewerkstelligt.
Auf der Kopfanordnung 16, 18 ist eine aus einem
flüssigkeitsdichtenden Elastomer gebildete Dichtscheibe 30 aufgesetzt,
die einerseits ("Radialabdichtung") an Umfangsflächen der Anschlussstifte
14 und andererseits ("Axialabdichtung") an der aus der Kopfplatte
16 und dem oberen Ende des hülsenförmigen Aktorgehäuses
18 gebildeten Kopfanordnung dichtend anliegt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Axialabdichtung
ringförmig umlaufend am oberen Ende des Aktorgehäuses 18 vorgesehen.
In diesem Bereich besitzt das Aktorgehäuse 18 eine Ringnut, in welche
ein Umfangsrand der Dichtscheibe 30 dichtend eingreift.
Die zwischen der Dichtscheibe 30 und den Anschlussstiften
14 vorgesehene Radialabdichtung ist ebenfalls durch die Elastomerdichtscheibe
30 realisiert, die an den Kontaktdurchführungen (Öffnungen
20) kompressionsdichtend eingreift.
Im Bereich des Durchtritts der Anschlussstifte 14 besitzt
die Dichtscheibe 30 axial domartig in die Öffnungen 20 hineinragende
Dichtscheibenabschnitte, deren in 1 untere Enden als
O-Ring-artige Dichtwulste 32 ausgebildet sind. Die dichtende Anlage der
Dichtscheibe 30 an den Umfangsflächen der Anschlussstifte
14 ist innerhalb der Öffnungen 20 vorgesehen, wobei die innerhalb
der Öffnungen 20 befindlichen Dichtwulste 32 in den Öffnungen
20 radial verpresst sind. An dieser Stelle wird das Elastomer also nicht
gedehnt, sondern zwischen den Anschlussstiften 14 und der Kopfplattenbohrung
verpresst.
Die Radialabdichtung beruht somit auf einer durch die Geometrie in
diesem Bereich vorgegebene Druckbelastung des Elastomermaterials im Bereich der
Dichtwulste 32. Die Dichtwirkung kann so mit vergleichsweise großer
Anlagekraft zuverlässig und über größere Zeiträume stabil
gewährleistet werden.
Es kann eine höhere Dichtkraft an den Stellen der Radialabdichtungen
gewählt werden, als wenn nur eine elastische Dehnung eines Dichtmaterials zur
Erzeugung einer Dichtkraft ausgenutzt würde. Eine Zugrelaxation des Elastomers
nimmt keinen negativen Langzeiteinfluss mehr auf die Dichtungswirkung. Die für
die Langzeitdichtung entscheidende Kenngröße ist bei dieser Gestaltung
der Druckverformungsrest, der gemäß durchgeführter Untersuchungen
für viele vorteilhaft einzusetzende Werkstoffe tendenziell
günstiger ausfällt. Es ergibt sich eine über die Lebensdauer des
Bauteils erheblich verbesserte Abdichtung an den Anschlussstiften.
Die Axialabdichtung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine Axialverpressung der Dichtscheibe 30 hin zur Kopfanordnung
16, 18 besonders zuverlässig bewerkstelligt. Hierzu drückt
das Kunststoffmaterial der Kontaktbaugruppe 22 mit seiner Unterseite auf
den äußeren Umfang der Dichtscheibe 30, so dass diese umlaufend
gegen die Stirnseite des Aktorgehäuses 18 gepresst wird. Auch an dieser
Stelle kann somit aufgrund der Elastizität des verwendeten Dichtmaterials dauerhaft
eine Abdichtwirkung gewährleistet werden.
Die Kontaktbaugruppe 22 umgreift einen Umfangsbereich des
Aktorgehäuses 18 und wird nach dem Aufdrücken durch eine in diesem
Bereich vorgesehene Rastverbindung 34 gehalten. Hierbei kann eine umlaufende
Verrastung vorgesehen sein oder durch einzelne Rasten über den Umfang verteilt.
Bei der Radialabdichtung wird in der dargestellten Ausführungsform
eine Sicherung gegen ein Herausrutschen der Dichtwulste 32 aus den Öffnungen
20 durch eine entsprechende geometrische Gestaltung des Kunststoffkörpers
der Kontaktbaugruppe 22 (oberhalb der Elastomerdichtscheibe 30)
bewerkstelligt. Hierzu erstrecken sich Abschnitte des Kunststoffmaterials der Kontaktbaugruppe
22 axial bis knapp überhalb der Dichtwulste 32, die somit
gegen einen Austritt aus den Öffnungen 20 gesichert sind. Eine Anlage
dieser Abschnitte der Kontaktbaugruppe 22 an den Dichtwulsten
32 oder sogar eine axiale Pressung dieser Dichtwulste 32 ist möglich,
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch nicht vorgesehen.
Axial unterhalb der Radialabdichtung ist in den Öffnungen
20 eine Isolierhülse 36, die Anschlussstifte 14
umgebend, eingesetzt, welche zur elektrischen Isolation der Anschlussstifte
14 gegenüber der Kopfplatte 16 dient. Insbesondere bei einer
vergleichsweise dünnen Kopfplatte könnten solche Isolierhülsen auch
weggelassen werden.
Das Elastomermaterial der Dichtscheibe 30 ist hinsichtlich
einer möglichst guten Flüssigkeitsabdichtung gewählt, besitzt jedoch
auch eine hohe Gasdurchlässigkeit. Somit kann eine große Permeationsrate
von "flüchtigen Stoffen" aus dem Aktorraum heraus und vom Sauerstoff in den
Aktorraum hinein erreicht oder gefördert werden. Dazu ist bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Belüftungsbohrung 37 durch die Kopfplatte
16 hindurch vorgesehen.
Außerdem besitzt das Dichtscheibenmaterial auch eine möglichst
geringe elektrische Leitfähigkeit, um die Anschlussstifte 14 gegenüber
der Kopfanordnung 16, 18 und somit auch gegeneinander zu isolieren.
Eine Isolierscheibe 38 ist zwischen der Elastomerdichtscheibe
30 und der metallischen Kopfplatte 16 zwischengefügt. Diese
mit Belüftungsöffnungen 40versehene Isolierscheibe
38 bewirkt vorteilhaft eine Verbesserung des Gasdurchsatzes der Abdichtungsanordnung.
Bei der Montage des Piezoantriebs 10 wird die Dichtscheibe
30 an den aus den Öffnungen 20 hervorstehenden Abschnitten
der Anschlussstifte 14 aufgesetzt, wobei die Dichtwulste 32 von
oben in die Öffnungen 20 hineingedrückt und somit dort radial
verpresst werden. Sodann wird durch Aufdrücken und Einrasten der Kontaktbaugruppe
22 die Verpressung der Dichtscheibe 30 am Umfangsrand und die
Sicherung der Dichtwulste 32 bewerkstelligt. Sodann erfolgt eine Verschweißung
der Anschlussstiftenden an den Schweißlaschen 26 der Kontaktbaugruppe
22. Schließlich erfolgt dann noch eine finale Ummantelung des oberen
Endes des Piezoantriebs 10. Diese Ummantelung ist als Kunststoffanspritzung
42 und einem darauf aufgesetzten Kunststoffdeckel 44 vorgesehen.
Durchbrüche im Kunststoffmaterial der Kontaktbaugruppe
22 sorgen dafür, dass ein Großteil der der Kontaktbaugruppe
22 zugewandten Stirnseite der Dichtscheibe 30 zu einem Raum unterhalb
des Kunststoffdeckels 44 hin freiliegt, so dass diese Stirnseite der Dichtscheibe
30 besonders effizient belüftet werden kann. Zur Förderung eines
Gasaustausches zwischen der Außenseite der Injektorgehäuseanordnung
42, 44 und der Außenseite der Dichtscheibe 30 ist
wenigstens eine Gasaustauschöffnung 46 in der äußeren Kunststoffumhüllung
42, 44 vorgesehen.
Der Kunststoffdeckel 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
mit der zuvor aufgebrachten Umspritzung 42 z. B. durch eine Verschweißung
(z. B. Laserverschweißung) verbunden. Diese zweiteilige Ausführung des
oberen Bereichs einer Gehäuseanordnung besitzt den Vorteil, dass die Gasaustauschöffnung
46 in besonders einfacher Weise als verbleibender Spalt zwischen diesen
beiden Umhüllungskomponenten ausgebildet werden kann.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es denkbar,
eine einteilige finale Kunststoffumspritzung vorzusehen, die jedoch zur Schaffung
wenigstens einer Gasaustauschöffnung nachträglich perforiert (z. B. durchbohrt)
wird.