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Die
Erfindung betrifft ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, mit einer Nadelführung zum Führen einer in dem Einspritzventil
axial beweglich angeordneten Ventilnadel zum Öffnen und Schließen einer
Einspritzöffnung
des Einspritzventiles, wobei die Nadelführung aus elektrisch leitfähigem Material
ist, und einer Ventilplatte, die in axialer Richtung der Nadelführung benachbart
ist, wobei die Ventilplatte aus elektrisch leitfähigem Material ist und eine
Anschlagfläche
für die
Ventilnadel aufweist, die eine axiale Bewegung der Ventilnadel,
in Richtung von der Einspritzöffnung weg,
begrenzt.
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Bei
einem Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine ist
es wichtig, die einzuspritzende Kraftstoffmenge sehr genau zu bemessen,
um einen einwandfreien und effektiven Betrieb der Brennkraftmaschine
und einen möglichst
geringen Kraftstoffverbrauch zu erzielen. Aus diesem Grund werden
Einspritzventile mit einer Ventilnadel eingesetzt, die in einem
Düsenkörper geführt ist
und durch deren Hub innerhalb des Düsenkörpers die Düsen des Einspritzventiles geöffnet und
geschlossen werden. Der Hub der Ventilnadel wird mittels eines Stellgliedes
erzeugt, dass entsprechend angesteuert wird. Als Stellglied wird
insbesondere ein Piezoaktor verwendet, der sich je nach an ihm anliegender
Spannung ausdehnt.
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Zur
Regelung des Einspritzvorganges ist es möglich, den Hub der Ventilnadel
zu erfassen. Die Deutsche Patentanmeldung
DE 103 19 329 A1 beschreibt
ein Einspritzventil, in das ein Doppelschalter integriert ist, der
einerseits den geschlossenen Zustand des Kraftstoffeinspritzventiles,
d. h. denjenigen Zustand, in dem sich die Ventilnadel in ihrer unteren Position
befindet, und andererseits den vollständig geöffne ten Zustand des Einspritzventiles
anzeigt, d. h. denjenigen Zustand, in dem sich die Ventilnadel in ihrer
oberen Position befindet. Um ein elektrisches Signal zu erhalten,
mit dem die Zustände
des Doppelschalters erfassbar sind, ist ein Düsenkörper des Einspritzventiles,
der gleichzeitig als Nadelführung dient,
auf Masse-Potential gelegt. Ein Anschlusskontakt, der über einen
elektrischen Pfad innerhalb des Einspritzventiles mit der Ventilnadel
verbunden ist, ist wiederum über
einen Messwiderstand mit einer Spannungsquelle verbunden. Ein so
gebildeter Stromkreis ist dann geschlossen und ein Spannungsabfall
an dem Messwiderstand messbar, wenn der Doppelschalter geschlossen
ist. Dies ist der Fall, wenn die Ventilnadel entweder auf einem
Ventilsitz des Düsenkörpers aufsitzt
oder an einer Ventilplatte anschlägt, die mit über und
unter ihr angeordneten Bereichen des Düsenkörpers elektrisch leitend verbunden
ist. Alle stromführenden
Teile, außer
den Kontaktstellen, sind ausreichend gut gegenüber dem Düsenkörper isoliert. Bei dem Einspritzventil
gemäß der
DE 103 19 329 A1 ist
ein recht aufwändiger
elektrischer Leitungspfad realisiert, um die Ventilnadel mit der
Spannung zu versorgen und im Falle des Schließens des Doppelschalters einen
sicher funktionierenden, geschlossenen Stromkreis herzustellen. Insbesondere
müssen
Bauteilen sehr genau zueinander ausgerichtet werden, was hohe Anforderungen an
die Montage stellt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, auf einfache
und sichere Weise ein Erfassen einer Position einer Ventilnadel
in einem Einspritzventil zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Einspritzventil mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist die
Ventilplatte, die eine axiale Bewegung der Ventilnadel, in Richtung von
der Einspritzöffnung
des Einspritzventiles weg, begrenzt, gegenüber der Nadelführung isoliert.
Des Weiteren ist ein elektrisch leitfähiges Überbrückungselement vorhanden, das
mit der Nadelführung
in Kontakt steht und so angeordnet ist, dass es die Ventilplatte
an einem in radialer Richtung außen liegenden Oberflächenbereich
der Ventilplatte überbrückt. Dadurch
ist vorteilhafterweise eine besonders robuste und unempfindliche
Kontaktierung gewährleistet.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist bei dem erfindungsgemäßen Einspritzventil
zwischen dem Überbrückungselement
und dem außen liegenden
Oberflächenbereich
der Ventilplatte eine Isolierung vorhanden. Dadurch kann auf besonders einfache
Weise vorteilhafterweise gewährleistet
werden, dass das Überbrückungselement
unter keinen Umständen
mit der benachbarten Ventilplatte in elektrischen Kontakt kommt.
Unbeabsichtigte Kontakte und Kurzschlüsse werden somit verhindert.
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Besonders
bevorzugt weist das Einspritzventil einen Ventilkörper auf,
der in axialer Richtung einer der Nadelführung abgewandten Seite der
Ventilplatte benachbart ist. Der Ventilkörper hat vorteilhafterweise
einen Durchgang, der an einem in radialer Richtung außen liegenden
Oberflächenbereich des
Ventilkörpers
aus diesem austritt, wobei durch den Durchgang eine elektrisch leitfähige Leitung
verlegt ist. Dies gewährleistet
ein platzsparendes und sicheres Führen der Leitung durch das
Einspritzventil.
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Einfachheitshalber
ist die Leitung gegenüber dem
Ventilkörper
isoliert verlegt. Dadurch kann ein elektrischer Kontakt zwischen
Leitung und Ventilkörper
besonders gut vermieden werden.
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Gemäß einer
weiteren, bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Leitung
aus einem biege- und knicksteifen Material gebildet. Dadurch kann gewährleistet
werden, dass die Montage der Leitung besonders einfach auch automatisiert
erfolgen kann. Die Leitung kann beispielsweise beim Zusammen bau
des Einspritzventiles von unten in den Ventilkörper geschoben werden. Hierbei
kann die insbesondere isolierte Leitung in den Durchgang eingeführt werden.
Mit einem starren Draht als Leitung ist dies auf besonders einfache
Weise möglich.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ist die Leitung mit dem Überbrückungselement
in Kontakt. Auf diese Weise kann für die Nadelführung somit
eine einfache elektrische Verbindung durch das Einspritzventil mit
einer externen Anschlussmöglichkeit
realisiert werden.
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Besonders
vorteilhaft ist eine elektrisch leitfähige Kontaktplatte vorhanden,
die an einem in radialer Richtung außen liegenden Oberflächenbereich des
Ventilkörpers
im Bereich des Durchgangs angeordnet und gegenüber dem Ventilkörper isoliert
ist. Die Kontaktplatte ist des Weiteren sowohl mit der Leitung als
auch mit dem Überbrückungselement
elektrisch verbunden. Dadurch wird besonders effektiv eine elektrische
Verbindung zwischen dem Überbrückungselement
und der Leitung ermöglicht.
Die Kontaktplatte ist besonders vorteilhaft auf ihrer zum Ventilkörper hin
weisenden Seite mit der Leitung und auf ihrer vom Ventilkörper weg
weisenden Seite mit dem Überbrückungselement
elektrisch verbunden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Kontaktplatte mittels
einer nicht leitenden Verbindung fest an dem Ventilkörper befestigt.
Dies kann beispielsweise mittels Kleben oder mittels Aufnieten mit
elektrisch isolierten Nieten erfolgen. Dadurch wird ein Verrutschen
der Kontaktplatte vor allem im Fahrbetrieb verhindert, was zum einwandfreien
Betrieb des Einspritzventils beiträgt und unerwünschte Kontaktierungen
und/oder Kurzschlüsse
vermeidet.
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Besonders
bevorzugt ist das Überbrückungselement
formschlüssig
mit der Kontaktplatte und der Nadelführung verbunden. Dies kann
vorteilhaft dadurch realisiert werden, dass die Kontaktplatte und
der Kontakt von Überbrückungselement
und Nadelführung
so geformt sind, dass sie als Hinterschneidungen ausgestaltet sind,
in die das Überbrückungselement
formschlüssig
eingreift. So kann eine besonders sichere Überbrückung der Ventilplatte und Kontaktierung
von Nadelführung
und Kontaktplatte, und damit insbesondere der Leitung, sichergestellt werden.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ist der Oberflächenbereich
in einer Vertiefung der Ventilplatte gebildet und das Überbrückungselement
in dieser Vertiefung angeordnet. Weiterhin vorteilhaft ist zusätzlich das Überbrückungselement
mit der Nadelführung
in einer Vertiefung der Nadelführung
und/oder mit dem Ventilkörper
in einer Vertiefung des Ventilkörpers
in Kontakt. Eine solche Vertiefung, die eine Nut sein kann, in den
einzelnen Komponenten des Einspritzventiles und das Anbringen des Überbrückungselementes
in der Vertiefung hat den Vorteil, dass die Ausmaße des Einspritzventiles,
insbesondere in radialer Ausdehnung, gering gehalten werden können.
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Gemäß einer
weiteren, bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Überbrückungselement als
Feder ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass für die Fertigung des Einspritzventiles
keine genauen Toleranzen des Überbrückungselementes
eingehalten werden müssen.
Des Weiteren kann besonders einfach und effektiv ein Kraftschluss
für den
sicheren elektrischen Kontakt mit der Nadelführung hergestellt werden. Die
Feder ist daher vorteilhafterweise so gebogen, dass sie eine Federkraft
auf die Kontaktstelle der Nadelführung
ausübt,
an der die Feder mit der Nadelführung
in Kontakt ist. Weiterhin kann die Feder so gebogen ist, dass sie
eine Federkraft auf die Kontaktplatte ausübt. Dies ermöglicht besonders
effektiv einen Kraftschluss, und damit einen sicheren elektrischen
Kontakt, mit der Kontaktplatte. Das Ausüben der Federkraft ist aufgrund
der Ausgestaltung der Kontaktplatte besonders gut möglich.
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Bevorzugt
ist die Feder fest mit einer Isolationsplatte verbunden, die zwischen
der Feder und der Ventilplatte angeordnet ist. Dies gewährleistet
eine sichere Isolierung der Feder von der Ventilplatte, insbesondere
auch bei großen
Vibrationen während
eines Fahrbetriebes.
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Vorteilhafterweise
ist die Feder eine gestanzte Feder. Durch das Stanzen kann die Feder
auf einfache und kostengünstige
Weise hergestellt werden.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ist das Überbrückungselement
an seinem zur Nadelführung
hin angeordneten Ende steckerförmig
ausgestaltet. Ausgehend von einem in radialer Richtung außen liegenden
Oberflächenbereich
der Nadelführung
ist in der Nadelführung
eine Aussparung vorhanden, die wiederum so ausgestaltet ist, dass
das steckerförmige
Ende des Überbrückungselementes
in die Aussparung einsteckbar ist. Dadurch kann eine gute und einfach
realisierbare Verbindung zwischen dem Überbrückungselement und der Nadelführung gewährleistet werden.
Das steckerförmige
Ende des Überbrückungselementes
ist in der Aussparung besonders bevorzugt kraftschlüssig befestigt,
so dass dies einen guten und festen Kontakt ermöglicht.
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Die
Aussparung kann insbesondere als Bohrung realisiert sein, die einfach
während
der Fertigung hergestellt werden kann.
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Gemäß einer
weiteren, bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Aussparung
in dem Randbereich der Nadelführung
zu der Ventilplatte angeordnet. In der Aussparung zu der Ventilplatte
hin kann dabei eine Isolierschicht, insbesondere eine isolierende
Quetschplatte, vorgesehen sein. Bei der Montage des Einspritzventiles
kann dabei durch ein Aufbringen von axialen Montagekräften das Überbrückungselement
gegen die Ventilplatte und die Nadelführung, und insbesondere mit
der isolierenden Quetschplatte, kraftschlüssig verpresst werden.
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In
einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ist das Überbrückungselement
eine, außer
an ihren Enden, isolierte Leitung, die ausgehend von der Aussparung
in der Nadelführung
so angeordnet ist, dass sie durchgängig die Ventilplatte überbrückt und
in und durch den Durchgang des Ventilkörpers geführt ist. Dadurch kann eine
einfach zu fertigende und besonders stabile und einfache elektrische
Kontaktierung der Nadelführung
und ein Herausführen
einer elektrischen Verbindung aus dem Einspritzventil erreicht werden.
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Das Überbrückungselement
kann bevorzugt an seinem zum Ventilkörper hin angeordneten Ende steckerförmig ausgestaltet
sein, so dass dieses steckerförmige
Ende des Überbrückungselementes
in den Durchgang einsteckbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das
Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen dem Überbrückungselement
und der Leitung einfach und sicher ermöglicht wird. Besonders bevorzugt
ist das zum Ventilkörper
hin angeordnete, steckerförmige
Ende in dem Durchgang kraftschlüssig und
gegenüber
dem Ventilkörper
isoliert befestigt. Dies gewährleistet
eine feste und auch bei Erschütterungen
stabile Kontaktierung des Überbrückungselementes
mit der Leitung.
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Vorteilhafterweise
ist der Durchgang in einem Randbereich des Ventilkörpers zu
der Ventilplatte angeordnet und das steckerförmige Ende zusätzlich gegenüber der
Ventilplatte isoliert. Bei der Montage des Einspritzventiles kann
somit durch ein Aufbringen von axialen Montagekräften das Überbrückungselement gegen die Ventilplatte
und den Ventilkörper
kraftschlüssig
verpresst werden, wobei das Überbrückungselement
beim Verpressen insbesondere gleichzeitig gegenüber der Ventilplatte isoliert wird.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist
das Einspritzventil eine Spannmutter auf, die so angeordnet ist, dass
sich das Überbrückungselement
in radialer Richtung zwischen ihr und der Ventilplatte befindet. Die
Spannmutter sichert das Überbrückungselement gegen
ein Lösen
und verhindert zusätzlich
ein unerwünschtes
Verschieben des Überbrückungselementes
in radialer Richtung nach außen.
Dabei ist vorteilhafterweise eine Isolierung zwischen der Spannmutter
und dem Überbrückungselement
vorzusehen, um hier eine direkte elektrische Verbindung zu verhindern.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Beispiele und Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen dabei:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles
mit einer Kontaktfeder als Überbrückungselement;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
der Kontaktfeder gemäß des ersten
Ausführungsbeispieles nach 1;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
einer Kontaktplatte, wie sie in dem Einspritzventil nach 1 eingesetzt
ist;
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4 eine
schematische Querschnittdarstellung des Einspritzventiles gemäß des ersten
Ausführungsbeispieles
mit einer Nut, in der die Kontaktfeder angeordnet ist;
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5 eine
schematische Draufsicht auf die entlang der Längsachse des Einspritzventiles
angeordnete Nut gemäß der 4;
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6 eine
schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles
mit einer formschlüssig
aufgeclipsten Kontaktfeder als Überbrückungselement;
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7 eine
schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles
mit einem Kontaktbügel
als Überbrückungselement;
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8 eine
schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles
mit einem Kontaktbügel
als Überbrückungselement,
der in Randbereichen einer Ventilplatte in Aussparungen eingepresst ist;
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9 eine
schematische Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles
mit einer durchgehenden Signalleitung als Überbrückungselement; und
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10 eine
schematische Querschnittdarstellung des Einspritzventiles gemäß des dritten, vierten
oder fünften
Ausführungsbeispieles
mit einer Nut, in der das jeweilige Überbrückungselement angeordnet ist.
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In
den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente
und Signale – sofern nichts
anderes angegeben ist – mit
denselben Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt
eine schematische Längsschnittdarstellung
eines ersten Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Einspritzventiles 1 mit
einer Kontaktfeder 2 als Überbrü ckungselement. Das Einspritzventil 1 ist
hier ein mittels eines Piezo-Aktors angetriebenes Einspritzventil 1,
das beispielhaft mit einem zentralen Druckspeicher (Common Rail)
für Diesel-Kraftstoff
verbunden ist und dessen elektrische Ansteuerung mittels eines externen
Steuergerätes
erfolgt. Der Piezo-Aktor dient als Stellglied, mit dem eine in einem
schmalen Nadelraum 3 des Einspritzventiles 1 befindliche
Ventilnadel bewegt werden kann, um das Einspritzventil 1 zu öffnen und
zu schließen.
In geöffnetem
Zustand des Einspritzventils 1 wird Kraftstoff in einen
dem Einspritzventil 1 zugeordneten Brennraum eingespritzt.
Die Länge
des Piezo-Aktors
verändert
sich abhängig
von seinem Ladezustand. Diese Längenänderungen
bewirken ein Verschieben der Ventilnadel entlang einer Ventilachse 4 nach
oben und unten. Das gewünschte
Laden und Entladen des Piezo-Aktors wird durch ein Anlegen einer
entsprechenden elektrischen Spannung an den Piezo-Aktor gesteuert.
Der Piezo-Aktor selbst befindet sich in einem hier nicht dargestellten oberen
Teil des Einspritzventiles 1.
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Die 1 zeigt
die linke Hälfte
des Einspritzventiles 1. Das Einspritzventil 1 weist
einen Düsenkörper 5 mit
einer mit Düsen
versehenen Einspritzöffnung 6 auf,
an der ein Ventilsitz 7 ausgebildet ist, auf welchem die
Ventilnadel sitzt, die zusammen mit dem Ventilsitz 7 einen
bei geschlossenem Ventil geschlossenen und bei geöffnetem
Ventil offenen Sitzkontaktschalter bildet. In dem Nadelraum 3 ist
eine mit Kraftstoff versorgte Hochdruckkammer vorgesehen, von der
aus die Zuführung
von Kraftstoff entlang der Ventilnadel über den Ventilsitz 7,
zur Ventilöffnung 6 hin erfolgen
kann. Dadurch ist entlang des unteren Abschnittes des Nadelraumes 3 im
Normalfall bereits eine ausreichende Isolierung zwischen der Ventilnadel
und dem Düsenkörper 5 gegeben.
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Das
Einspritzventil 1 weist des Weiteren eine Nadelführung 8 auf,
mit der die Ventilnadel in ihrem oberen Abschnitt eng im Nadelraum 3 geführt wird. Die
Nadelführung 8 hat
hier ei ne L-förmig
ausgestaltete Längsschnittsfläche, wobei
der Längsbereich der
Längsschnittsfläche der
Nadelführung 8 axial
zur Ventilachse 4 angeordnet ist und als Führung der Ventilnadel
dient. Der Querbereich der Längsschnittsfläche der
Nadelführung 8 grenzt
an den oberen Teil des Düsenkörpers 5 an
und ist diesem gegenüber
elektrisch isoliert. Oberhalb der Nadelführung 8 ist eine Ventilplatte 9 angeordnet,
so dass der Querbereich der Längsschnittsfläche der
Nadelführung 8 zwischen
der Ventilplatte 9 und dem Düsenkörper 5 platziert ist.
Die Nadelführung 8 ist
auch gegenüber
der Ventilplatte 9 elektrisch isoliert.
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Die
Unterseite der Ventilplatte 9 ist so ausgebildet, dass
sie dem oberen Ende der Ventilnadel als Anschlagfläche 10 dient.
Dadurch ist ein Anschlagschalter gebildet. Liegt das obere Ende
der Ventilnadel an der Anschlagfläche 10 an, so ist
der Anschlagschalter geschlossen und der am unteren Ende des Einspritzventiles 1 ausgebildete
Sitzkontaktschalter geöffnet.
Das Einspritzventil 1 ist dann ebenfalls geöffnet, und
zwar vollständig,
da diese Anschlagfläche 10 der
Ventilplatte 9 insofern die axiale Bewegung der Ventilnadel
nach oben, d. h. in Richtung von der Einspritzöffnung 6 weg, begrenzt.
Die Einspritzöffnung 6 ist
vollständig
durch die Ventilnadel freigegeben.
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Oberhalb
der Ventilplatte 9 ist ein Ventilkörper 11 angeordnet.
Seitlich, an jeweiligen Teilbereichen der radial nach außen weisende
Oberflächen des
Ventilkörpers 11 und
des Düsenkörpers 5 greift eine
Spannmutter 12 ein, die mit dem Ventilkörper 11 und dem Düsenkörper 5 in
Wirkverbindung steht. Ventilkörper 11,
Ventilplatte 9, Nadelführung 8,
Düsenöffnung 5 und
Spannmutter 12 sind aus elektrisch leitenden Materialien
hergestellt.
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Um
ein elektrisches Signal zu erhalten, mit dem die Zustände erfassbar
sind, in denen der Sitzkontaktschalter und der Anschlagschalter
geöffnet und
geschlossen werden, ist der Dü senkörper 5 auf Masse
gelegt. Die Nadelführung 8 ist,
insbesondere über
einen Messwiderstand, mit einer Spannungsquelle verbunden. Wenn
von Nadelführung
zu Düsenkörper ein
geschlossener Stromkreis zustande kommt, fließt ein Strom, der, beispielsweise über eine Spannungsänderung
an dem Messwiderstand, detektiert werden kann. Dies ist dann der
Fall, wenn der Sitzkontaktschalter oder der Anschlagschalter geschlossen
sind, wenn also die Ventilnadel entweder auf dem Ventilsitz 7 aufsitzt
oder an der Ventilplatte 11 anschlägt und so jeweils den Stromfluss
ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die
Spannung der Nadelführung 8 mittels
eines Überbrückungselementes
zugeführt,
das die Ventilplatte überbrückt. Durch das
Innere des Ventilkörpers 11 ist
ein Durchgang 13 geführt,
der beispielsweise eine Bohrung sein kann. Der Durchgang 13 tritt
an dem in radialer Richtung außen
liegenden, zur Spannmutter 12 weisenden Oberflächenbereich
des Ventilkörpers 11 aus
diesem aus, wodurch in diesem Oberflächenbereich eine Öffnung gebildet
ist. Dabei ist der Ventilkörper 11 in
diesem Bereich von der Spannmutter 12 beabstandet. Dies
wird insbesondere durch eine Nut 14 erreicht. Diese Nut 14 erstreckt
sich über
den Endbereich des Ventilkörpers 11, über die
Ventilplatte 9 und die Nadelführung bis zum axial oben liegenden
Endbereich des Düsenkörpers 5.
Die Nut 14 stellt eine Vertiefung dar, in der das Überbrückungselement,
d. h. hier die Kontaktfeder 2, angeordnet ist.
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Durch
den Durchgang 13 ist eine elektrisch leitfähige Leitung 15 verlegt,
die hier vorteilhafterweise ein einadriges, biege- und knicksteifes
Signalkabel ist. Besonders vorteilhaft kann die Leitung 15 ein starrer
Draht sein. Die Leitung 15 ist gegenüber dem Ventilkörper 11 isoliert,
so dass kein elektrischer Kontakt zustande kommen kann. Die Leitung 15 ist
durch den Ventilkörper 11 verlegt
und an ihrem oberen Ende mit einer in einem oberen Endbereich des
Einspritzventiles 1 befindlichen Kontaktzunge eines Steckers
elektrisch verbunden, insbesondere verschweißt. Bei der Montage kann die
Kontaktzunge einfachheitshalber über
das Ende der Leitung 15 gefädelt werden. Über den
Stecker wiederum kann eine Verbindung zu einer externen Steuerung
hergestellt sein, in der die Spannungsquelle angeordnet ist. Ebenso
kann an den Stecker der Piezo-Aktor angeschlossen sein, dem dadurch
seine Versorgungsspannung zugeführt
wird. Das untere Ende der Leitung 15 ist an eine rechte
Seite einer elektrisch leitenden Kontaktplatte 16 angeschlossen.
Dieser Anschluss kann vorteilhafterweise eine Löt- oder Schweißverbindung
sein, die besonders fest und stabil ist. Die rechte Seite der Kontaktplatte 16 weist
in Richtung des Oberflächenbereiches
des Ventilkörpers 11,
an dem der Durchgang 13 austritt. Die rechte Seite der
Kontaktplatte 16 ist mit einer Isolierung 17 versehen,
die eine kleine Aussparung aufweist, durch die das untere Ende der
Leitung 15 zum Anschließen an die Kontaktplatte 16 geführt ist.
Die Kontaktplatte 16 mitsamt der auf ihrer rechten Seite befindlichen
Isolierung 17 ist mittels einer nicht leitenden Verbindungstechnik
auf dem Oberflächenbereich
des Ventilkörpers 11 befestigt.
Dies kann insbesondere durch Kleben oder durch ein Aufnieten mit elektrisch
isolierten Nieten erfolgen. Das Befestigen verhindert ein Verrutschen
der Kontaktplatte 16.
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Beim
Zusammenbauen des Einspritzventiles 1 kann die Leitung 15,
an die zuvor bereits die Kontaktplatte 16 befestigt wurde,
von unten in den Durchgang 13 eingeschoben, bis die Kontaktplatte 16 an der
dafür vorgesehenen
Fläche
anliegt. Zur automatisierten Durchführung der Montage ist es vorteilhaft, dass
die Leitung biege- und knicksteif ausgeführt ist.
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An
der dem Ventilkörper 11 abgewandten
linken Seite der Kontaktplatte 16 ist ein Endbereich der Kontaktfeder 2 elektrisch
leitend befestigt, vorzugsweise verlötet oder verschweißt. Die
Kontaktfeder 2 erstreckt sich dann über die radial nach außen weisende
Oberfläche
der Ventilplatte 9 zu der radial nach außen weisenden
Oberfläche
der Nadelführung 8.
Der andere Endbereich der Kontaktfeder 2 ist an der Nadelführung 8 elektrisch
leitend befestigt. Die Kontaktfeder 2 weist an ihrer der
Ventilplatte 9 zugewandten Seite eine elektrische Isolierung 18 auf,
die einen elektrischen Kontakt, oder einen Kurzschluss, zwischen
der Kontaktfeder 2 und der Ventilplatte verhindert. Die
Isolierung 18 kann insbesondere eine Isolationsplatte sein
und zur Montage zusammen mit der Kontaktfeder 2 mittels
einer isolierenden Verbindungstechnik, beispielsweise durch Kleben
oder isolierendes Vernieten, verbunden und vormontiert sein und,
nachdem die Bauteile des Einspritzventiles 1 aufeinander
gestapelt wurden, seitlich an den Bauteilen, insbesondere der Ventilplatte 9,
befestigt werden. Die Kontaktfeder 2 ist so gebogen, dass
sie Federkräfte
auf die Verbindungsstelle mit der Kontaktplatte 16 und
der Nadelführung 8 ausübt, um diese Verbindung
zu stabilisieren.
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Die
Kontaktfeder 2 als Überbrückungselement
zum elektrischen Überbrücken der
Ventilplatte 9 und die Kontaktierung der Kontaktfeder 2 mit
der Nadelführung
und der Leitung 15 ermöglichen
eine sichere und zuverlässige
Spannungsversorgung der Nadelführung 8 durch
die Spannungsquelle. Schlägt die
Ventilnadel gegen die Ventilplatte 9 an, so wird ein geschlossener
Stromkreis von der Spannungsquelle über die Leitung 15,
die Nadelführung 8,
die Ventilnadel, die Ventilplatte 9, den Ventilkörper 11, die
Spannmutter 12 und den Düsenkörper 5 nach Masse
gebildet.
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2 zeigt
eine deutlichere, vergrößerte Darstellung
der Kontaktfeder 2 gemäß des Ausführungsbeispieles
nach 1. Die Befestigung der Isolierung 18 an
der Kontaktfeder 2 ist zu sehen, ebenso wie die geeignete
Biegung der Kontaktfeder 2.
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3 zeigt
eine deutlichere, vergrößerte Darstellung
der Kontaktplatte 16, wie sie in dem Einspritzventil 1 nach 1 eingesetzt
ist. An der rechten Seite der Kontaktplatte 16 ist die
Isolierung 17 befestigt. Die Isolierung 17 weist
in ihrer Mitte eine Aussparung 19 auf, durch die das untere
Ende der Leitung 15 geführt
ist. Das untere Ende der Leitung 15 ist nicht isoliert
und an einer Verbindungsstelle 20, insbesondere einer Lötstelle,
an der rechten Seite der Kontaktplatte 16 befestigt.
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4 zeigt
eine schematische Querschnittdarstellung des Einspritzventiles 1 gemäß des ersten Ausführungsbeispieles
mit der Nut 14, in der die Kontaktfeder 2 und
die Kontaktierungen der Kontaktfeder 2 mit der Nadelführung und
der Kontaktplatte 16 angeordnet ist. Es sind des Weiteren
Fixierbohrungen 21 und 22 mit Fixierstiften zum
Fixieren der Bauteile des Einspritzventiles 1 und eine
Hochdruckbohrung 23 dargestellt.
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5 zeigt
eine schematische Draufsicht auf die entlang der Längsachse 4 des
Einspritzventiles 1 angeordnete Nut 14 gemäß der 4.
Die Nut 14 erstreckt sich über den Endbereich des Ventilkörpers 11,
die Ventilplatte 9 und die Nadelführung 8.
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In 6 ist
eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Einspritzventiles 1 mit
einer formschlüssig
aufgeclipsten weiteren Kontaktfeder 24 als Überbrückungselement
gezeigt. Auf der radial nach außen
weisenden Oberfläche
der Nadelführung 8 ist ein
Kontaktelement 25 angebracht, das als Hinterschneidung
dient. Ein weiteres Kontaktelement 26 ist auf der radial
nach außen
weisenden Oberfläche
des Ventilkörpers 11 im
Bereich des Austritts des Durchgangs 13 befestigt. Das
weitere Kontaktelement 26 dient ebenfalls als Hinterschneidung.
Die rechte Seite des weiteren Kontaktelementes 26 ist,
wie die Kontaktplatte 16 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels,
zur Ventilplatte 11 mittels einer Isolationsschicht 27 isoliert.
Durch eine Aussparung in dieser Isolationsschicht 27 ist
das untere Ende der Leitung 15 an der rechten Seite des
weiteren Kontaktelementes 26 befestigt. Die beiden Enden
der Kontaktfeder 24 sind nach innen so gebogen, dass sie
auf Kontaktelemente 26 und 27 form- und/oder kraftschlüssig aufgeclipst
und hinter ein nach unten weisendes, leicht hervorstehendes Ende
des Kontaktelementes 26 und ein nach oben weisendes, leicht
hervorstehendes Ende des weiteren Kontaktelementes 27 eingreifen.
Durch die geeignete Biegung der Kontaktfeder 24 werden
entsprechende Federkräfte
auf die Enden der beiden Kontaktelemente 26, 27 ausgeübt, durch
die Verbindung der Kontaktfeder 24 mit den beiden Kontaktelementen 26, 27 stabil
und fest ist. Durch die Biegung der Kontaktfeder 24 ist
vorteilhafterweise ebenfalls gewährleistet,
dass sie nicht mit der Ventilplatte 9 in elektrischen Kontakt
kommt. Besonders bevorzugt kann auch hier eine Isolierung zwischen
Kontaktfeder 24 und Ventilplatte 9 vorgesehen
sein. An Stelle der Ausbildung der Kontaktelemente 26, 27 als
Hinterschneidungen können
sie auch als andere, einen Form- und/oder Kraftschluss ermöglichende
Bauteile oder Halterungen ausgestaltet sein.
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7 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Einspritzventiles 1 mit
einem Kontaktbügel 28 als Überbrückungselement.
Der Kontaktbügel 28 kann
insbesondere ein entsprechend gebogener, isolierter Draht sein.
Der Kontaktbügel 28 ist
an seinen beiden Enden nicht isoliert und in Form eines Steckers
ausgestaltet. Bei Verwenden eines Drahtes oder eines Kabels als
Kontaktbügel 28 können die
beiden steckerförmigen
Enden einfachheitshalber durch die nicht isolierten Enden des Drahtes oder
die an den Enden abisolierte Ader des Kabels realisiert sein. In
der radial nach außen
weisenden Oberfläche
der Nadelführung 8 ist
eine Bohrung 29 vorgesehen, in die das untere Ende des
Kontaktbügels 28 eingeschoben
und befestigt, insbesondere verstemmt oder verpresst, ist. In dem
Bereich des Ventilkörpers 11,
in dem der Durchgang 13 aus dem Ventilkörper 11 austritt,
ist in den Endbereich des Durchganges 13 eine Kontaktbuchse 30 vorhan den. Das
obere Ende des Kontaktbügels 28 ist
in die Kontaktbuchse eingeführt.
Dieses Einführen
erfolgt vorteilhafterweise federnd, um den elektrischen Kontakt zu
sichern. Die Kontaktbuchse 30 ist nach außen, zum
Ventilkörper 11 hin,
durch eine zwischen Kontaktbuchse 30 und Ventilkörper 11 vorgesehene
Isolationsschicht 31 isoliert. Eine Sicherung des Kontaktbügels 28 gegen
ein Lösen
kann einfachheitshalber mittels der Spannmutter 12 erreicht
werden. Diese kann unmittelbar angrenzend an den Kontaktbügel 28 angeordnet
sein, so dass sie ein Verschieben des Kontaktbügels 28 in radialer
Richtung nach außen
verhindert. Dies ist in der 7 durch
einen Pfeil 32 dargestellt, der ein Ausüben einer leichten Kraft durch
die Spannmutter auf den Kontaktbügel 28 repräsentieren
soll.
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Eine
schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Einspritzventiles 1 mit
dem Kontaktbügel 28 als Überbrückungselement
ist in der 8 gezeigt. Im Gegensatz zu dem
dritten Ausführungsbeispiel
gemäß 7 ist
der Kontaktbügel 28 hier
in Randbereichen der Ventilplatte 9 in Aussparungen 33 und 34 eingepresst.
Die Aussparung 33 ist in dem Randbereich der Nadelführung 8,
zur Ventilplatte 9 hin, und die Aussparung 34 in
dem Randbereich des Ventilkörpers 11,
zur Ventilplatte 9 hin, eingebracht. Die Aussparungen können aber
ebenso in den zur Nadelführung 8 und
zum Ventilkörper 11 weisenden
Randbereichen der Ventilplatte 9 eingebracht sein. Die
in die Aussparungen 33 und 34 eingesteckten, nicht isolierten
Enden des Kontaktbügels 28 können so
bei der Montage des Einspritzventiles 1, bei der axiale Kräfte aufgebracht
werden, gegen die Bauteile Nadelführung 8, Ventilplatte 9 und
Ventilkörper 11 kraftschlüssig verpresst
werden. Zur elektrischen Isolierung der Enden des Kontaktbügels 28 gegen
die Ventilplatte 9 und den Ventilkörper 11 sind an den
Kontaktstellen einfache Isolier- und Quetschplatten 35 (z. B.
PA 66) vorgesehen, die bei der Montage mit den Enden verquetscht
werden.
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9 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Einspritzventiles 1 mit
einer durchgehenden Signalleitung 36 als Überbrückungselement.
Die Signalleitung 36 dient hier ebenfalls als Leitung 15,
die durch den Durchgang 13 des Ventilkörpers 11 geführt ist.
Die Signalleitung 36 ist insbesondere eine starre Signalleitung,
die bei der Montage von unten in den Durchgang 13 des Ventilkörpers 11 eingeführt wird.
Wie bereits im Ausführungsbeispiel
nach 7 beschrieben, ist in der radial nach außen weisenden
Oberfläche
der Nadelführung 8 die Bohrung 29 vorgesehen,
in die das untere, nicht isolierte Ende der Signalleitung 36 eingeschoben
und befestigt, insbesondere verstemmt oder verpresst, ist. Als Befestigungsart
können
auch andere Verbindungstechnologien verwendet werden, wie z. B.
Kleben, Löten,
Schweißen,
Crimpen, Klemmen. Bei diesem fünften
Ausführungsbeispiel
des Einspritzventiles 1 ist es nicht notwendig, an dem
Durchgang 13, insbesondere an dessen Austritt aus dem Oberflächenbereich
des Ventilkörpers 11,
eine Befestigung der Signalleitung 36 vorzunehmen. Dies
vereinfacht weiter den Aufbau des Einspritzventiles 1.
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In 10 ist
eine schematische Querschnittdarstellung des Einspritzventiles 1 gemäß des dritten,
vierten oder fünften
Ausführungsbeispieles
mit einer Nut 14, in der das jeweilige Überbrückungselement, d. h. der Kontaktbügel 32 oder
die durchgehende Signalleitung 36, und die jeweiligen Kontaktierungen
mit der Nadelführung 8 und
dem Ventilkörper 11 angeordnet
sind. Dies hat den Vorteil, dass die Querschnittsfläche des
Einspritzventiles 1 durch die Einbettung des Überbrückungselementes
und der Kontaktierungen in die Nut 14 gering gehalten werden kann.
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Erfindungsgemäß ist eine äußerst exakte Ausrichtung
der Bauteile des Einspritzventiles 1 bei der Montage vorteilhafterweise
nicht erforderlich. Eine Ausrichtung der Bauteile mit tels Fixierstiften (siehe 4)
ist ausreichend. Dadurch ist ein besonders geringer Ausschuss bei
der Produktion gewährleistet.
Weiterhin ist der Aufbau unempfindlich gegen Verschmutzung. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Endbearbeitung der Hochdruckdichtflächen der
Bauelemente des Einspritzventiles 1, z. B. die Kontaktflächen von
Ventilkörper 11 zu
Ventilplatte 9 oder von Ventilplatte 9 zu Nadelführung 8,
unbeeinflusst bleibt. Bei dieser Endbearbeitung werden diese Hochdruckdichtflächen abschließend geschliffen,
um eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit
und ein Einhalten sehr geringer Toleranzen bezüglich Ebenheit oder Parallelität zu gewährleisten.
Außerdem
kann der für
den abschließenden
Reinigungsprozess zu betreibende Aufwand gering gehalten werden.
Zudem ist eine einfache Lösbarkeit
der Kontaktierung bei einer Demontage sichergestellt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar.