Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung
anzugeben, bei welcher ein in dem Stromkreis vorgesehenes, gegenüber seiner
Umgebung elektrisch isoliertes Bauteil der Ventilvorrichtung mit
einem Kontaktelement auf einfache, sichere und flächenpressungsresistente
Weise elektrisch verbunden wird, um ein generiertes elektrisches
Signal von dem elektrisch isolierten Bauteil nach Außen zu einer
zentralen Steuereinheit für
eine Auswertung des elektrischen Signals zu führen.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe vorrichtungsseitig durch die Ventilvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
dass die Ventilvorrichtung einen elektrisch leitenden Ventilkörper und
eine in dem Ventilkörper
elektrisch isoliert integrierte elektrisch leitende Ventilnadel-Führungseinrichtung zur Führung einer
elektrisch leitenden Ventilnadel aufweist, welche mit dem Ventilkörper mindestens
eine elektrische Kontaktschaltereinrichtung bildet, wobei die mindestens
eine elektrische Kontaktschaltereinrichtung einen über die
Ventilnadel-Führungseinrichtung
bzw. die Ventilnadel und den Ventilkörper geführten Stromkreis zum Generieren
eines in der Ventilnadel-Führungseinrichtung
geführten
elektrischen Signals in Abhängigkeit
einer zugeordneten Bewegung der Ventilnadel relativ zu dem Ventilkörper schließt oder
unterbricht; wobei die elektrisch isolierte Ventilnadel-Führungseinrichtung
eine elektrische Kontakteinrichtung zum Abnehmen des generierten elektrischen
Signals aufweist, welche über
eine geeignet vorgespannte Federeinrichtung mit einem nach außen geführten elektrischen
Anschlusskontakt zum isoliert nach außen Übertragen des generierten elektrischen
Signals sicher, stabil und flächenpressungsresistent
elektrisch gekoppelt ist.
Somit
weist die vorliegende Erfindung gegenüber den zitierten Ansätzen gemäß dem Stand der
Technik den Vorteil auf, dass das von mindestens einer elektrischen
Kontaktschaltereinrichtung generierte elektrische Signal von der
elektrisch isolierten Ventilnadel-Führungseinrichtung der Ventilvorrichtung
sicher, stabil und flächenpressungsresistent über die
Federeinrichtung zu einer zentralen Steuereinheit übertragen
werden kann, so dass zu jeder Zeit eine genaue und zuverlässige Bestimmung
der eigentlichen Einspritzrate und Einspritzmenge gewährleistet
wird. Dadurch kann eine extrem genaue Regelung der Einspritzrate
und der Einspritzmenge für
einen verbesserten Betrieb der Ventilvorrichtung geschaffen werden.
Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der weiteren Unteransprüche
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist die elektrische Kontakteinrichtung
als erster Kontaktstift ausgebildet, welcher in eine zugeordnete
Bohrung in der Ventilnadel-Führungseinrichtung
eingepresst und in einer Isolationshülse in einer oberhalb der Ventilnadel-Führungseinrichtung
vorgesehenen Zwischenplatte aufgenommen bzw. geführt ist. Vorzugsweise ist die
Federeinrichtung als Druckfeder, beispielsweise als Schraubenfeder
oder dergleichen, ausgebildet, wobei die Druckfeder vorteilhaft
ebenfalls in der Isolationshülse
in der Zwischenplatte aufgenommen bzw. geführt ist. Vorteilhaft ist der
elektrische Anschlusskontakt als zweiter Kontaktstift ausgebildet,
welcher über
ein elektrisches Kabel mit einer zentralen Steuereinheit zum Liefern
des generierten elektrischen Signals an die zentrale Steuereinheit
verbunden ist. Der zweite Kontaktstift ist vorteilhaft ebenfalls
in einer Isolationshülse
in einem oberhalb der Zwischenplatte vorgesehenen Ventilelement
gelagert bzw. geführt.
Dabei kann die Druckfeder fest mit dem ersten Kontaktstift verbunden
sein oder sich sowohl auf dem ersten Kontaktstift als auch auf dem
zweiten Kontaktstift jeweils mit einer geeigneten Federkraft für eine sichere
elektrische Verbindungsleitung zum Übertragen des generierten,
elektrischen Signals abstützen.
Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die elektrische Kontakteinrichtung als erster Kontaktstift ausgebildet,
welcher wiederum in einer zugeordneten Bohrung in der Ventilnadel-Führungseinrichtung
eingepresst und in einer Isolationshülse in einer oberhalb der Ventilnadel-Führungseinrichtung
vorgesehenen Zwischenplatte aufgenommen bzw. geführt ist. Die Federeinrichtung
ist hierbei vorteilhaft als Kegelfeder ausgebildet, welche insbesondere
in einer Isolationshülse in
einem auf der Zwischenplatte vorgesehenen Ventilelement geführt ist.
Der erste Kontaktstift weist vorzugsweise einen konisch zulaufenden
Abschnitt auf, der komplementär
zu der konischen Form der Kegelfeder ausgebildet und in dieser derart
passgenau einsetzbar ist, dass eine Kontaktierung des konisch geformten
Abschnitts des ersten Kontaktstiftes mit vorzugsweise mehreren Windungen
der Federeinrichtung erfolgt. Vorteilhaft ist der elektrische Anschlusskontakt
als Kabelende ausgebildet, welches vorzugsweise fest mit der Kegelfeder
verbunden ist.
Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Federeinrichtung als Kegelfeder, beispielsweise als Schraubenfeder
oder dergleichen, ausgebildet. Der elektrische Anschlusskontakt
ist vorteilhaft als oberer Kontaktstift ausgebildet, welcher einen
konischen Abschnitt aufweist, der komplementär zu der konischen Form der
Kegelfeder ausgebildet und in diese derart passgenau einsetzbar
ist, dass eine Kontaktierung des konische geformten Abschnitts des
oberen Kontaktstiftes mit vorzugsweise mehreren Windungen der Federeinrichtung
erfolgt. Der obere Kontaktstift ist vorzugsweise mit einem Anschlusskabel
zum Übertragen
des generierten elektrischen Signals fest verbunden. Die elektrische
Kontakteinrichtung ist vorzugsweise als Kontakthülse ausgebildet, welche in
eine zugeordnete Bohrung in der Ventilnadel-Führungseinrichtung eingepresst
und in einer Isolations hülse
in einer oberhalb der Ventilnadel-Führungseinrichtung vorgesehenen
Zwischenplatte aufgenommen bzw. geführt ist. Die Kontakthülse ist
vorteilhaft mit einer konischen Bohrung ausgestattet, in welcher
das konisch zulaufende Ende der Kegelfeder passgenau einsetzbar
ist.
Durch
die oben genannten Ausführungsbeispiele
wird eine Ventilvorrichtung geschaffen, welche eine sichere, stabile
und flächenpressungsresistente elektrische
Verbindung zwischen der elektrisch isolierten Ventilnadel-Führungseinrichtung
und einer externen zentralen Steuereinheit über die Federeinrichtung gewährleistet.
Dadurch ist zu jedem Zeitpunkt die genaue Erfassung und Weiterleitung
des generierten elektrischen Signals möglich, so dass jederzeit unabhängig von
auftretenden Flächenpressungen
oder Schwingungen die Einspritzrate und Einspritzmenge genau und
zuverlässig
erfasst sowie nachgeregelt werden kann.
Der
obere Kontaktstift bzw. der nach außen geführte elektrische Anschlusskontakt
ist gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
dichtend in dem Ventilelement bzw. dem Injektorkörper eingebaut, beispielsweise
unter Verwendung eines O-Rings, durch Einpressen, durch Verkleben
oder dergleichen.
Vorzugsweise
weist die Ventilvorrichtung eine Ausrichtungseinrichtung, beispielsweise
Zentrierstifte, auf, um die einzelnen Kontaktstifte und die jeweils
gegenüberliegenden
Kontaktstellen genau miteinander ausrichten zu können. Diese Zentrierstifte
können
beispielsweise auch einer Zentrierung der jeweiligen Hochdruckbohrungen
der Ventilvorrichtung zueinander dienen.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Von den
Figuren zeigen:
1 schematisch
einen Längsschnitt
durch den düsenseitigen
Teil eines Einspritzventils, in welchem sich die Ventilnadel in
einem geschlossenen Zustand befindet;
2 schematisch
einen Längsschnitt
durch den düsenseitigen
Teil des Einspritzventils aus 1, in welchem
sich die Ventilnadel in einem ballistischen Bereich befindet;
3 schematisch
einen Längsschnitt
durch den düsenseitigen
Teil des Einspritzventils aus den 1 und 2,
in welchem sich die Ventilnadel am Hubanschlag befindet;
4 schematisch
eine Teilansicht eines Einspritzventils im Schnitt gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
5 schematisch
eine Teilansicht eines Einspritzventils im Schnitt gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
6 schematisch
eine Teilansicht eines Einspritzventils im Schnitt gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit
nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die 1 bis 3 illustrieren
Schnittansichten durch den düsenseitigen
Teil eines Einspritzventils 1, welches beispielsweise elektrisch
angetrieben wird und zusammen mit vorzugsweise anderen Piezo-Injektoren
in an sich bekannter Weise mit einem nicht dargestellten zentralen
Druckspeicher (Common Rail) für
Diesel-Kraftstoff verbindbar ist, wobei eine elektrische Ansteuerung
mittels einer externen zentralen Steuereinheit (nicht dargestellt)
erfolgt.
Der
Piezo-Aktuator befindet sich im Allgemeinen im hier nicht dargestellten
oberen Teil des Injektors. Der untere Teil des Einspritzventils 1 ist hauptsächlich aus
elektrisch leitenden Materialien und bezüglich der Ventilachse rotationssymmetrisch ausgebildet.
Das Einspritzventil 1 umfasst ferner einen Düsen- bzw.
Ventilkörper 2,
vor dessen Düsenöffnungen
ein Ventilsitz 3 ausgebildet ist.
Zudem
weist das Einspritzventil 1 eine Ventilnadel 4 auf,
welche zusammen mit dem Ventilsitz 3 bei geschlossenem
Ventil einen geschlossenen und bei geöffnetem Ventil einen offenen
Sitzkontaktschalter S1 bildet.
Wie
in den Figuren außerdem
ersichtlich ist, ist eine Nadelführung 5 bzw.
Ventilnadel-Führungseinrichtung 5 zur
Führung
der Ventilnadel 4 vorgesehen, wobei die Nadelführung in
an sich bekannter Weise zum Teil eine Isolierschicht umfasst, um
elektrisch gegenüber
dem Düsenkörper 2 in
demselben integriert werden zu können,
wie oben bereits erläutert
worden ist.
Die
obere Endfläche
der Ventilnadel 4 bzw. die obere Endfläche der Nadelführung 5 grenzt
an eine Zwischenplatte 6 bzw. Ventilplatte 6,
wie in den Figuren dargestellt ist, welche beispielsweise einen düsenseitigen
Hochdruckbereich des Kraftstoff-Einspritzventils von einem ventilseitigen
Niederdruckbereich trennt.
Wie
in 3 ersichtlich ist, ist eine weitere Schaltereinrichtung
S2 bei einem Kontakt der Ventilnadel 4 mit der zugeordneten
Gegenfläche
der Zwischenplatte 6 vorgesehen.
Anhand
der 1 bis 3 soll im Folgenden rein exemplarisch
das Prinzip einer Generierung eines Sitzkontaktschalter-Signal zum
Erfassen der Einspritzzeitpunkte und der Einspritzmengen kurz erläutert werden.
Die
Ventilnadel 4 bildet einen Doppelschalter S1/S2, wobei
sich der Schalter S1 aus der Spitze der Ventilnadel 4 und
dem Ventilsitz 3 und der Schalter S2 aus dem ventilseitigen
Ende der Ventilnadel 4 und der zugeordneten Anschlagfläche bzw.
dem Hubanschlag an der Unterseite der Zwischenplatte 6 zusammensetzt.
Der
Schalter S1 ist geschlossen bei nicht angesteuertem Injektor und
offen bei angesteuertem Injektor. Schalter S2 ist in seiner Funktion
invers zu Schalter S1, wobei nach dem Umschalten von S1 bis zum
Schließen
von S2 sowie nach dem Öffnen
von S2 bis zum Schließen
von S1 eine zeitliche Verzögerung
auftritt, die jeweils exakt der Nadelbewegungsdauer entspricht,
d.h. die Ventilnadel 4 befindet sich in der "Freiflug-Phase", im so genannten
ballistischen Zustand.
Vorzugsweise
sind sowohl der Ventilkörper 2 als
auch die Zwischenplatte 6 mit Masse verbunden, wobei es
ausreicht, lediglich den Injektorkörper 8 mit Masse zu
verbinden, da über
den metallischen Kontakt einer Düsenspannmutter
zu den anderen Bauteilen, wie beispielsweise dem Gewinde, der Auflage der
Düsenschulter
und weiteren nicht isolierten Druckdichtflächen, der elektrische Kontakt
mit den anderen Bau teilen und somit auch mit dem Ventilkörper 2 und
der Zwischenplatte 6 gewährleistet ist.
Die
Nadelführung 5 und
somit die Ventilnadel 4 sind im Unterschied dazu gegenüber der
Zwischenplatte 6 und dem Ventilkörper 2 elektrisch
isoliert in dem Ventilkörper 2 integriert.
D. h., um ein elektrisches Signal zu erhalten, welches die Zeiten
anzeigt, während
denen die Schalter S1 und S2 geöffnet
und geschlossen sind, werden der Düsenkörper 2 und die Zwischenplatte 6 auf
Masse-Potential gelegt und die Nadelführung 5 wird über einen
Messwiderstand mit einer Spannungsquelle verbunden. Bei einer derartigen
Schaltungsanordnung ist dann ein hoher Spannungsabfall messbar,
wenn der Schalter S1 oder der Schalter S2 geschlossen ist, d. h.
wenn die Ventilnadel 4 entweder auf dem Ventilsitz 3 aufsitzt
oder an der Zwischenplatte 6 anschlägt und somit jeweils einen
Strompfad ermöglicht.
In den 1 bis 3 ist der jeweilige Strompfad
durch die Pfeile schematisch dargestellt und der jeweils geschlossene
Schaltkontakt durch die brennende Lampe symbolisiert.
Dabei
ist insbesondere zu beachten, dass die stromführende Ventilnadel 5 gegenüber dem
Düsenkörper 2 und
der Zwischenplatte 6 elektrisch isoliert sein muss, um
einen Kurzschluss zu verhindern. Dies wird im Allgemeinen durch
eine Isolationsschicht auf der Nadelführung 5 bewerkstelligt,
welche neben einer hohen Stand- und Betriebsfestigkeit auch einen
hohen elektrischen Widerstand (R → ∞) besitzt.
1 illustriert
den Zustand, in welchem die Ventilnadel 4 auf dem Ventilsitz 3 aufsitzt,
d. h. in welchem der Schalter S1 geschlossen ist. Dadurch kann ein
Strom von dem mit "+" gekennzeichneten
Pol der Spannungsquelle durch die Nadelführung 5 bzw. die Ventilnadel 4 über den
Ventilsitz 3 in den Düsenkörper 2,
welcher mit Masse verbunden ist, fließen, so dass der Stromkreis
geschlossen und der Level des Spannungssignals "HIGH" ist.
2 illustriert
einen Zustand, in welchem sich die Ventilnadel 4 in dem
ballistischen Zustand befindet, d. h. sowohl der Schalter S1 als
auch der Schalter S2 sind geöffnet.
Daher kann ein eingespeister Strom bzw. das eingespeiste Messsignal nicht über den
Düsenkörper 2 oder
die Ventilplatte 6 fließen, so dass der Stromkreis
offen und der Level des Spannungssignals "LOW" ist.
3 illustriert
hingegen einen Zustand, in welchem die Ventilnadel 4 an
dem oberen Gegenkontakt der Zwischenplatte 6 anliegt, so
dass der eingespeiste Strom über
die mit Masse verbundene Zwischenplatte 6 fließen kann.
Wie
aus den obigen Erläuterungen
ersichtlich ist, kann durch Abgreifen bzw. Abnehmen des in der Nadelführung 5 durch
den Stromfluss erzeugten elektrischen Signals sehr genau die Laufzeit
der Ventilnadel 4 zwischen dem Öffnen des Sitzkontaktschalters
S1 (gleichsetzbar mit dem Einspritzbeginn) und dem Auftreffen auf
der Anschlagfläche
der Zwischenplatte 6 des Schalter S2 (gleichsetzbar mit
einem Erreichen der maximalen Einspritzrate) ermittelt werden. Ferner
kann auch der umgekehrte Vorgang (S2 öffnen, S1 schließen) genauestens
betrachtet werden. Das heißt,
aus der Information "S1
= auf" bis "S2 = geschlossen" kann über die
dazwischen gemessene Zeit und den bekannten maximalen Nadelhub auf die
mittlere Nadelöffnungsgeschwindigkeit
geschlossen werden, aus der gemessenen Zeit zwischen "S2 = geschlossen" und "S2 = offen" kann auf die Dauer der
vollgeöffneten
Düse und
aus der Zeit "S2
= offen" bis "S1 = geschlossen" kann wiederum auf
die mittlere Nadelgeschwindigkeit geschlossen werden. Mit diesen
Informationen und dem jeweiligen Druck und der entsprechenden Düsenkonfiguration
kann dann sehr genau die aktuelle Einspritzmenge bestimmt und über ein
entsprechendes Regelkonzept (Abgleich Soll/Ist) gegebenenfalls angepasst
werden. Als Stellgrößen bieten
sich z. B. Einspritzbeginn, Einspritzdauer und Einspritzende an.
Für ein Abgreifen
des elektrischen Signals ist es allerdings, wie oben bereits erläutert erforderlich, eine
Kontaktierung der in dem Düsenkörper 2 elektrisch
isoliert integrierten Nadelführung 5 derart
herzustellen, dass das elektrische Signal über geeignete Kontaktelemente
bzw. Kabel sicher und zuverlässig von
der Nadelführung 5 isoliert
an die zentrale Steuereinheit übertragen
werden kann.
4 illustriert
eine Teilquerschnittsansicht eines Einspritzventils 1 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt
lediglich einen Ausschnitt, wobei beispielsweise aus Gründen der Übersichtlichkeit
der Düsenkörper im
unteren Bereich nicht mit dargestellt ist.
Wie
in 4 ersichtlich ist, ist zum Abgreifen des in der
Nadelführung 5 geführten elektrischen
Signals gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ein
unterer Kontaktstift 9 vorgesehen, welcher beispielsweise
in eine zugeordnete Bohrung 10 in der Oberfläche der
Nadelführung 5,
beispielsweise durch Einpressen, eingesetzt ist. Die Bohrung 10 der
Nadelführung 5 weist
selbstverständlich
keine Isolationsschicht auf, so dass das in der Nadelführung 5 geführte Signal über den
unteren Kontaktstift 9 weiter geleitet werden kann. Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass anstelle des Kontaktstiftes 9 beispielsweise
auch eine mit einem nicht isolierten Bereich der Nadelführung 5 elektrisch
verbundenen Kontaktfläche
verwendet werden kann, die gegenüber
ihrem Randbereich elektrisch isoliert ist und mit der Oberfläche der
Nadelführung 5 bündig abschließt.
Wie
in 4 dargestellt ist, weist die Ventilvorrichtung
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
eine Druckfeder 11, beispielsweise in Form einer zylindrischen
Schraubendruckfeder auf. Die Druckfeder 11 ist vorzugsweise
in einer Isolationshülse 12 geführt, wobei
die Isolationshülse 12 in
einer Durchgangsbohrung 13 in der Zwischenplatte 6 eingesetzt
ist. Es ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Druckfeder 11 beispielsweise
auch in der Zwischenplatte 6 einsilikoniert sein kann.
Die
Druckfeder 11 kann entweder fest mit dem Kopf des unteren
Kontaktstiftes verbunden sein, oder sich lose auf diesem abstützen. Die
Druckfeder 11 stützt
sich dabei vorzugsweise mit einer vorbestimmten Federkraft auf dem
Kopf des unteren Kontaktstiftes 9 derart ab, dass eine
sichere, stabile und insbesondere flächenpressungsresistente elektrische
Kontaktierung der Druckfeder 11 mit dem Kopf des unteren
Kontaktstifts 9 gewährleistet
ist.
Ferner
ist gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ein oberer Kontaktstift 14 vorgesehen, welcher sich in
einem elektrischen Kontakt mit dem oberen Ende der Druckfeder 11 befindet,
wie in 4 dargestellt ist.
An
dem oberen Kontaktstift 14 ist ein elektrisches Kabel 15 zur
Weiterleitung des elektrischen Signals zu einer nicht dargestellten
zentralen Steuereinheit gekoppelt. Der obere Kontaktstift 14 sowie das
Kabel 15 werden vorteilhaft in einer zugeordneten Isolationshülse 16 in
dem Injektorkörper 8 geführt.
Somit
wird das in der elektrisch isolierten Nadelführung 5 in Abhängigkeit
der Bewegung der Ventilnadel 4 generierte elektrische Signal
isoliert über den
unteren Kontaktstift 9, die Druckfeder 11, den oberen
Kontaktstift 14 sowie das Kabel 15 zu einer zentralen
Steuereinheit (nicht dargestellt) für eine Auswertung des Signals
sowie eine Regelung der Ventilnadelbewegung übertragen. Die federelastische
Druckfeder 11 stellt den Kontakt an der Nadelführung 5 vorteilhaft
auch bei auftretenden Vibrationen und den existierenden hohen Druckkräften jederzeit
sicher. Wie oben bereits erläutert
wurde, ist eine Flächenpressung
der Bauteile mit teilweise bis zu 2000 bar für eine dichte Kraftstoffleitung
notwendig, wobei die durch die Druckfeder 11 geschaffene
flexible Kontaktierung diese hohen Anpressdrücke zwischen den einzelnen
Bauteilen und gleichzeitig eine Weiterleitung des elektrischen Signal
von der Nadelführung 5 zu
der zentralen Steuereinheit für
eine sichere Regelung der Ventilnadelbewegung gewährleistet,
ohne dass bei der Anpressung der Bauteile die elektrische Kontaktierung
in Mitleidenschaft gezogen wird. D. h. die Federeinrichtung bzw.
die Druckfeder 11 nimmt diese hohen Anpressdrücke ohne
einer Beschädigung
derselben und ohne einem Verlust der elektrischen Kontaktierung
zuverlässig auf.
5 illustriert
eine Telschnittansicht eines Einspritzventils 1 gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei wiederum im unteren Bereich der
Ventilkörper aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht mit dargestellt ist.
Gemäß dem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist ein unterer Kontaktstift 17 mit einem Kopfabschnitt
in eine nicht isolierte Bohrung 18 in der Oberfläche der
Nadelführung 5 beispielsweise
analog zum ersten Ausführungsbeispiel
eingepresst. Der untere Kontaktstift 17 ist in einer Isolationshülse 19 geführt, welcher
in einer Durchgangsbohrung 20 in der Zwischenplatte 6 eingesetzt
ist, wie in 5 ersichtlich ist.
Der
untere Kontaktstift 17 weist an der der Nadelführung 5 abgewandten
Seite einen konisch geformten Abschnitt 25 auf, welcher
in eine komplementär
ausgebildete Kegelfeder 22 eingreift. Durch die konische
Form der Kegelfeder 22 und des konisch geformten Abschnitts 23 des
unteren Kontaktstiftes 17 wird eine Kontaktierung am Konus
und an mehreren Windungen der Kegelfeder 22 für eine sichere
und stabile elektrische Kontaktierung gewährleistet.
Die
Kegelfeder 22 ist in einer zugeordneten Isolationshülse 23 geführt, welche
in einer Durchgangsbohrung 24 in dem Injektorkörper 8 eingesetzt ist.
Wie
ferner in 5 illustriert ist, ist die Kegelfeder 22 am
signalabführenden
Ende mit einem Kabel 25 für eine Übertragung des elektrischen
Signals von der Nadelführung 5 zu
einer nicht dargestellten zentralen Steuereinheit verbunden. Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die Kegelfeder 22 und das
Kabel 25 auch einteilig miteinander ausgebildet sein können.
Somit
wird das in der elektrisch isolierten Nadelführung 5 in Abhängigkeit
der Bewegung der Ventilnadel 4 generierte elektrische Signal
isoliert über den
unteren Kontaktstift 17, die Kegelfeder 22 sowie das
Kabel 25 zu einer zentralen Steuereinheit (nicht dargestellt)
für eine
Auswertung des Signals sowie eine Regelung der Ventilnadelbewegung übertragen. Die
federelastische Kegelfeder 22 stellt den Kontakt an der
Nadelführung 5 vorteilhaft
auch bei auftretenden Vibrationen und den existierenden hohen Druckkräften jederzeit
sicher. Wie oben bereits erläutert wurde,
ist eine Flächenpressung
der Bauteile mit teilweise bis zu 2000 bar für eine dichte Kraftstoffleitung notwendig,
wobei die durch die Kegelfeder 22 geschaffene flexible
Kontaktierung diese hohen Anpressdrücke zwischen den einzelnen
Bauteilen und gleichzeitig eine Weiterleitung des elektrischen Signal
von der Nadelführung 5 zu
der zentralen Steuereinheit für
eine sichere Regelung der Ventilnadelbewegung gewährleistet,
ohne dass bei der Anpressung der Bauteile die elektrische Kontaktierung
in Mitleidenschaft gezogen wird. D. h. die Federeinrichtung bzw.
die Kegelfeder 22 nimmt diese hohen Anpressdrücke ohne
einer Beschädigung
derselben und ohne einem Verlust der elektrischen Kontaktierung
zuverlässig
auf.
6 illustriert
eine Teilschnittansicht eines Einspritzventils 1 gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei wiederum der Übersichtlichkeit halber der
Ventilkörper
im unteren Bereich nicht mit dargestellt ist.
Wie
in 6 ersichtlich ist, ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
eine untere Kontakthülse 26 in
eine isolationsschichtfreie zugeordnete Bohrung 27 in der
Oberfläche
der Nadelführung 5 eingesetzt
bzw. eingepresst. Die untere Kontakthülse 26 ist in einer
Isolationshülse 18 geführt, welche
in einer zugeordneten Durchgangsbohrung 29 in der Zwischenplatte 6 eingesetzt
ist.
Wie
ferner in 6 illustriert ist, weist die
untere Kontakthülse 26 in
dem der Nadelführung 5 abgewandten
Endbereich eine konisch geformte Ausnehmung 30 auf, in
welche eine komplementär
ausgebildete konische Kegelfeder 31 mit dem konisch verjüngten Abschnitt
eingesetzt ist.
In
den konisch verbreiterten Abschnitt der Kegelfeder 31 ist
ein komplementär
ausgebildeter konischer Abschnitt 32 eines oberen Kontaktstiftes 33 eingeführt. Durch
die konische Form des Abschnitts 32 des oberen Kontaktstiftes 33,
die konische Form der Kegelfeder 31 sowie die konische Form
der Ausneh mung 30 werden mehrere sicher und stabil ausgebildete
Kontaktstellen geschaffen.
Der
obere Kontaktstift 33 ist in einer zugeordneten Isolationshülse 34 geführt, welche
in einer Bohrung 35 in dem Injektorkörper 8 eingesetzt
ist. Die abführende
Seite des oberen Kontaktstiftes 33 ist vorteilhaft mit
einem Kabel 36 für
eine Übertragung des
elektrischen Signals zu einer nicht dargestellten zentralen Steuereinheit
elektrisch verbunden.
Somit
wird das in der elektrisch isolierten Nadelführung 5 in Abhängigkeit
der Bewegung der Ventilnadel 4 generierte elektrische Signal
isoliert über die
untere Kontakthülse 26,
die Kegelfeder 31, den oberen Kontaktstift 33 sowie
das Kabel 36 zu einer zentralen Steuereinheit (nicht dargestellt)
für eine Auswertung
des Signals sowie eine Regelung der Ventilnadelbewegung übertragen.
Die federelastische Kegelfeder 31 stellt wiederum analog
zu den obigen Ausführungsbeispielen
den Kontakt an der Nadelführung 5 vorteilhaft
auch bei auftretenden Vibrationen und den existierenden hohen Druckkräften jederzeit
sicher. Wie oben bereits erläutert
wurde, ist eine Flächenpressung
der Bauteile mit teilweise bis zu 2000 bar für eine dichte Kraftstoffleitung
notwendig, wobei die durch die Kegelfeder 31 geschaffene flexible
Kontaktierung diese hohen Anpressdrücke zwischen den einzelnen
Bauteilen und gleichzeitig eine Weiterleitung des elektrischen Signal
von der Nadelführung 5 zu
der zentralen Steuereinheit für eine
sichere Regelung der Ventilnadelbewegung gewährleistet, ohne dass bei der
Anpressung der Bauteile die elektrische Kontaktierung in Mitleidenschaft gezogen
wird. D. h. die Federeinrichtung bzw. die Kegelfeder 31 nimmt
diese hohen Anpressdrücke
ohne einer Beschädigung
derselben und ohne einem Verlust der elektrischen Kontaktierung
zuverlässig
auf.
Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
Beispielsweise
sind die oben erläuterten Ausführungsbeispiele
beliebig miteinander kombinierbar.