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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritz-Einrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für solche in Kraftfahrzeugen, mit einem elektronischen Steuergerät, welches ein Einspritzorgan synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine periodisch betätigt, wobei jeweils eine Kraftstoffmenge eingespritzt wird, die vom Vakuum im Saugrohr der Brennkraftmaschine abhängig ist, und ferner an dieses Saugrohr ein Druckgeber angeschlossen ist, welcher den Eisenkern einer das Steuergerät beeinflussenden Induktivität verschiebt, gemäss Patent Nr. 284552.
Nach dem Stammpatent sind solche Kraftstoffeinspritz-Einrichtungen derart ausgebildet, dass der Eisenkern im Innern einer mit einem Eisenkreis versehenen Induktivität mit radialem Spiel axial verschiebbar angeordnet und an seinen beiden Enden je eine ihn führende Blattfeder angebracht ist, welche eine geringe Steifigkeit in Bewegungsrichtung des Eisenkernes und eine grosse Steifigkeit in den Querrichtungen hat.
In Brennkraftmaschinen entstehen im Saugrohr durch die Ansaugvorgänge periodische Druckschwankungen, welche auf den eingesetzten Druckgeber für die Steuereinrichtung einwirken und bei bestimmten Drehzahlen zu Resonanzschwingungen führen können ; auch durch Karosserie-Schwingungen sowie durch Stromimpulse im elektronischen Steuergerät können solche Schwingungen ausgelöst werden-welche naturgemäss unerwünscht sind, weil durch dieselben die gelieferten Messwerte verfälscht werden, so dass zu viel oder zu wenig Kraftstoff eingespritzt wird.
Nach der Erfindung werden nun bei solchen, gemäss dem Stammpatent ausgebildeten Kraftstoffeinspritz-Einrichtungen diese Nachteile, insbesondere Verfälschungen des Messwertes, in besonders einfacher und wirksamer Weise dadurch vermieden, dass zwischen der Induktivität und ihrem Eisenkern ein an sich bekanntes Dämpfungsglied angeordnet ist, welches die Lageänderungen zwischen Eisenkern und Induktivität dämpft.
Bei dieser Kraftstoffeinspritz-Einrichtung kann nun das Dämpfungsglied beispielsweise als Reibungs-Dämpfungssystem ausgebildet sein, welches vorzugsweise einen Kunststoffteil und ein gegen denselben anliegendes Federglied enthält, welche jeweils mit der Wicklung bzw. mit dem Eisenkern mechanisch verbunden sind. Ein derartiges Reibungs-Dämpfungssystem zeichnet sich durch zeitlich gute Konstanz der Reibkraft und auch durch lange Lebensdauer aus. Vorzugsweise ist dabei die Anordnung so getroffen, dass der Kunststoffteil ein Stift aus einem Kunstharz-beispielsweise aus Polyoxymethylen-ist und dass ein zweischenkeliger Federbügel vorhanden ist, welcher mit seinen Schenkeln diesen Stift umgreift, wobei die Schenkel federnd nachgiebig gegen diesen Stift anliegen. Dieser Kunststoff-Stift und die Schraubenfeder sollen mindestens annähernd koaxial zueinander angeordnet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffeinspritz-Einrichtung ist das Dämpfungsglied als an sich bekanntes pneumatisches Dämpfungssystem ausgebildet. Zweckmässig ist dabei in dem die Induktivität und das pneumatische Dämpfungssystem umschliessenden Gehäuse eine Scheibe eingebaut und mit dem beweglichen Eisenkern verbunden, wobei zwischen der Mantelfläche dieser Scheibe und der Gehäusewand nur ein gedrosselter Luftdurchlass möglich ist. Bei einer Variante dieser speziellen Kraftstoffeinspritz-Einrichtung ist eine Scheibe vorhanden, welche mindestens teilweise aus flexiblem Material von geringer Steifigkeit besteht und mit ihrem Rand im Gehäuse eingespannt ist sowie eine Drosselöffnung enthält, welche einen gedrosselten Luftdurchlass ermöglicht.
Durch Anordnung des pneumatischen Dämpfungssystems ergibt sich in jedem Falle der Vorteil, dass die Widerstandskraft der Dämpfung bei kleinen Geschwindigkeiten der Lageveränderung nahezu gleich Null ist und somit keine Hysterese des Messwertes auftritt, wie dies bei Reibungsdämpfungen der Fall ist.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen KraftstoffeinspritzEinrichtung für Brennkraftmaschinen veranschaulicht. Es zeigen : Fig. l eine solche Kraftstoffeinspritz-Einrichtung für vierzylinderische Brennkraftmaschinen in schematischer Übersicht ; Fig. 2, 3 und 4 den zugehörigen Druckgeber im axialen Mittelschnitt 11-11 der Fig. 3 bzw. in Seitenansicht in teilweisem Schnitt sowie im Querschnitt IV-IV der Fig. 3 ; Fig. 5 die im Druckgeber eingesetzte Blattfeder ; Fig. 6 und 7 einen Druckgeber mit einem Reibungs-Dämpfungssystem-im Mittelschnitt (Fig. 7 vergrössert) ;
Fig. 8 und 9 jene Ausführungsform des Druckgebers, mit pneumatischem Dämpfungssystem ; und schliesslich Fig. 10 und 11 zu zwei weiteren Varianten des Druckgebers ein Konstruktionsdetail-vergrössert.
Bei der in Fig. l dargestellten Kraftstoffeinspritz-Einrichtung-zum Betrieb einer vierzylindrischen Brennkraftmaschine--10---ist in jedem der vier Abzweigstutzen des Saugrohres--12--nahe dem (nicht
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--13-- angeordnet,Überdruckventil wird erreicht, dass der Kraftstoff im Verteilerbehälter--15--unter konstantem Druck steht, so dass einer bestimmten öffnungsdauer eines der Einspritzventile--13--stets eine bestimmte eingespritzte
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Elektromagneten geschickt wird, öffnet er das Einspritzventil.
Zur Steuerung der Ventile --13-- ist eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen aus einem Multivibrator --18-- und einem Verstärker --19-- besteht. An den Ausgang des Verstärkers --19-- sind die Einspritzventile-13-
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angeschlossen. Der Multivibrator--18--wird von einem Impulsgeber --22-- gesteuert, der aus einem Kontakt--23--besteht, welcher von einem zweihöckerigen Nocken --24-- betätigt wird. Der Nocken - wird mit der Nockenwellendrehzahl der Brennkraftmaschine --10-- angetrieben, so dass der Multivibrator --18-- bei jeder Nockenwellenumdrehung zwei Impulse abgibt, die die Einspritzventile--IS-- öffnen.
Um die Zeitdauer--T--der Ausgangsimpulse des Multivibrators --17-- abhängig vom Vakuum im
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beeinflusst, so dass bei hohem Vakuum (Drosselklappe--26--geschlossen) nur kurze Impulsdauern entstehen, d. h. wenig eingespritzt wird, während bei niedrigem Vakuum (Drosselklappe --26-- geöffnet) lange Impulsdauern entstehen und entsprechend viel Kraftstoff eingespritzt wird.
Der Aufbau des Messwandlers --25-- ist in den Fig. 2 bis 4 näher dargestellt. Sein Gehäuse besteht aus
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An einer in dem Gehäuseteil--30--eingespannten Querplatte--37--ist ein Eisenkörper--38-- befestigt, der einen Querschnitt in Form eines Doppel-U hat und in vorteilhafter Weise als Wickelbandkern ausgeführt ist. Er umschliesst eine Spule--39--, die zwei getrennte Wicklungen enthält, welche einen Teil des Multivibrators--18--bilden. Der Eisenkörper--38--weist an den beiden Stirnseiten je eine Bohrung --42,43-- auf, in denen ein Eisenkern--44--mit radialem Spiel axial verschiebbar angeordnet ist. Dieser Eisenkern ist an seinem oberen Ende (bezogen auf Fig. 2) mit einer Blattfeder--45--verschraubt ; in seine untere Stirnseite ist eine Achse --46-- aus nichtmagnetischem Material, z. B.
Messing, eingepresst und ihrerseits mit einer Blattfeder--47--verschraubt.
Fig. 5 zeigt die Form der Blattfeder-47-, die mit derjenigen der Blattfeder --45-- identisch ist. Sie hat etwa den Querschnitt eines Doppel-M, so dass sie radialen Bewegungen des Eisenkerns --44-- einen grossen Widerstand entgegensetzt, axialen Bewegungen dagegen einen kleinen Widerstand. Dadurch kann sich der
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Wie aus den Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich, ist die Blattfeder-47- (und entsprechend die Blattfeder - -45--) an ihrem Mittelsteg--48--mit dem Eisenkern--44--verbunden und an ihren beiden äusseren Stegen--49, 50--über Distanzstücke mit der Querplatte--37--verschraubt. Ebenso ist die Blattfeder - über Distanzstücke mit einer Platte --55-- verbunden, die ihrerseits am Eisenkörper --38-- befestigt ist.
Durch eine vorgespannte Schraubenfeder--56--, die mit einem Grossteil ihrer Länge in einer Vertiefung - 57-- des Gehäuseteiles --30-- liegt, wird der Anker--44--gegen zwei evakuierte Membrandosen --58, 59--gepresst, welche sich über eine Einstellschraube--62--am Gehäuseteil--31--abstützen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Membrandosen--58, 59--über zwei Lagerstellen--63, 64--auf der einen Seite mit dem Gehäuseteil --31--, auf der andern Seite mit dem Eisenkern --44-- beweglich verbunden, so dass sich die Membrandosen--58, 59--entsprechend einstellen können und die Blattfedern--45 und 47-radial nicht belasten. Ausserdem wird hiedurch die Montage vereinfacht.
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Beim Betrieb in der Nähe einer Brennkraftmaschine-die in Fig. l als kurze Leitung dargestellte Anschlusseitung --34-- wird mit Vorteil mindestens 50 cm lang gebaut-treten Erschütterungen auf, die zusammen mit den periodischen Druckschwankungen im Saugrohr--12--auf den Eisenkern-44-einwirken und bei bestimmten Frequenzen Resonanzschwingungen dieses Eisenkernes--44--verursachen können.
Zum Dämpfen dieser Schwingungen ist auf einer flanschartigen Verbreiterung--69--der Achse --46-- eine Scheibe --70-- befestigt, deren Rand --71-- hochgebogen ist. Dieser Rand-71-hat
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- -30--, der an dieser Stelle kreisförmigen Querschnitt hat, wie das Fig. 4 zeigt. (In Fig. 4 ist der Deutlichkeit halber die Scheibe--70--nicht eingezeichnet. )
Zwischen dem Rand--71--und der Innenwand--72--befindet sich also nur ein ganz geringer Luftspalt.
Der Messwandle --25-- arbeitet wie folgt :
Bewegt sich unter der Wirkung einer Erschütterung der Eisenkern-44--z. B. in axialer Richtung nach
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oben, dann erhöht sich der Druck im Gehäuseteil --30-- und vermindert sich der Druck im Gehäuseteil --31--. Dieser Druckunterschied gleicht sich über den Luftspalt zwischen dem Rand--71--und der Innenwand--72--aus. Durch die Drosselwirkung dieses Luftspaltes wird dabei die Bewegung des Eisenkernes --44-- stark gedämpft.
Bei Druckänderungen im Saugrohr--12--wird durch die Scheibe --70-- erreicht, dass der Messwandler --25-- rasch anspricht. Erhöht sich z. B. durch öffnen der Drosselklappe der Druck im Saugrohr --12--, so wirkt dieser Druck auch über das sich zum Gehäuseteil --30-- hin öffnende Rückschlagventil --35-- in diesem Gehäuseteil oberhalb der Scheibe--70--, während der Druck im Gehäuseteil --31-unterhalb der Scheibe --70-- zunächst konstant bleibt. Auf die Scheibe--70--wirkt also eine Druckdifferenz und erzeugt eine nach unten gerichtete Kraft, welche die Membrandosen--58, 59-
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Wenn sich dann über den Luftspalt zwischen dem Rand--71--und der Innenwand--72--der Druck ausgeglichen hat, wirkt der höhere Druck direkt auf die Membrandosen--58, 59--ein und drückt diese zusammen, so dass der Eisenkern--44--weiterhin in seiner unteren Lage bleibt.
Wird die Drosselklappe--26--geschlossen, so sinkt der Druck im Saugrohr--12--und der
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wirkt die Scheibe--70--als Dämpforgan.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Lösung für die Dämpfung der axialen Bewegungen des Eisenkernes - -44--. In diesen Zeichnungen ist nur die Vertiefung--57--des Gehäuseteiles--30--mitsamt der Feder --56-- und der den Eisenkern --44-- führenden Blattfeder --45-- dargestellt. Der übrige Aufbau des Messwandlers entspricht demjenigen nach den Fig. 2 bis 5. Die Scheibe--70--kann jedoch entfallen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 ist als Dämpfungsorgan ein raketenförmiger Stift --75-- vorgesehen, der in axialer Verlängerung des Eisenkernes--44--auf diesem montiert ist und in die Schraubenfeder--56--hineinragt. Wie Fig. 7 erkennen lässt, besteht dieser Stift--75--aus einem Kunststoff, der auf einen Fortsatz--76--des Eisenkernes--44--aufgespritzt ist. Als Material für den Stift --75-- hat sich Polyoxymethylen gut bewährt, das unter dem registrierten Warenzeichen DELRIN auf dem Markt ist.
Gegen den Stift --75-- liegt, diesen mit seinen Schenkeln umgreifend, ein zweischenkeliger Federbügel
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bemessen ist, dass sich der Eisenkern in axialer Richtung erst bewegt, wenn eine bestimmte Mindestkraft auf ihn wirkt. Im vorliegenden Fall beträgt diese Mindestkraft etwa 20 bis 30 g. Der Federbügel-77-besteht aus einer Bronzelegierung. Es ergibt sich dadurch eine sehr gute Konstanz der Dämpfkraft auch nach längerem Betrieb.
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, u. zw., ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel, eine Dämpfung mit einer Membran.
Als Membran wird hier eine dünne, kreisringförmige Kunststoffolie --79-- verwendet, die an ihrem äusseren Rand in einen Ringwulst--80--eingespannt ist und mit ihrem inneren Rand zwischen zwei Blechscheiben--81, 82--festgeklemmt wird. Durch diese Blechscheiben und die Membran--79--ist ein Loch--83--gebohrt, das als Drossel dient.
Die Membran nach den Fig. 8 und 9 wird im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 5 an Stelle der Scheibe--70--verwendet, u. zw. werden die Scheiben--81, 82--an Stelle der Scheibe--70--auf die flanschartige Verbreiterung--69--aufgeschraubt und der Ringwulst --80-- wird entweder in die Innenbohrung --72-- eingepresst oder zwischen den Gehäuseteilen--30 und 31--verschraubt. Die Membran--79--teilt also den von den Gehäuseteilen--30 und 31--gebildeten Innenraum in zwei getrennte Räume, die nur über die Drossel --83-- miteinander verbunden sind.
Bewegt sich der Eisenkern--44--in axialer Richtung, so muss die Luft von der einen zur andern Seite der Membran--79--durch die Drossel --83-- strömen. Dabei wird die Bewegung des Eisenkernes--44-- gedämpft.
Die Verwendung der Membran nach den Fig. 8 und 9 hat den Vorteil, dass bei der Bearbeitung der Innenwand --72-- keine besondere Genauigkeit gefordert wird, wie das beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 5 der Fall ist. Auch kann die Dämpfung durch die Bemessung der Drossel--83-genau vorherbestimmt werden.
Die Fig. 10 und 11--zeigen zwei weitere Möglichkeiten der Dämpfung durch Umhüllen der Schraubenfeder--56-- (vergrössert dargestellt) mit einer dämpfenden Schicht--85--aus Gummi oder Kunststoff. Vorzugsweise wird ein stark dämpfender Kunststoff verwendet. Er kann durch Eintauchen der Schraubefeder --56-- auf sie aufgebracht werden.