DE3117779A1

DE3117779A1 - "kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen"

Info

Publication number: DE3117779A1
Application number: DE19813117779
Authority: DE
Inventors: Karl 7148 Remseck Hofmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE3117779C2; GB2097859B; JPS57186058A; GB2097859A; US4414845A

Description

R. 6930

26.2.1981 Ki/Kn

ROBERT BOSCH GMBH₁ 7OOO STUO)TGART 1

Kraftatoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Einspritzdüsen dieser Gattung (DE-OS 29 25 187.M wird der Stromkreis beim Abheben der Ventilaadel vom Ventilsitz unterbrochen, bis am Ende des Gesamthubes eine axiale Ringschulter der Ventilnadel an eine Gegenschulter des Düsenkörpers anschlägt. Dabei wird erneut eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Ventilnadel und Düsenkörper hergestellt, welche die am Ventilsitz ausgeübte Schaltfunktion in unerwünschter Weise überlagert und sich bei' Spritzdauermessungen störend auswirkt. Versuche, die Ri'ngschulter der Ventilnadel oder die Gegenschulter des Düsenkörpers mit einem Überzug aus isolierendem Stoff zu versehen, haben keine befriedigenden Ergebnisse gebracht, weil derartige Überzüge den hohen Schlagbeanspruchungen im Betrieb nicht gewachsen sind und sich einschlagen, wodurch der Hub der Ventilnadel unzulässig verändert wird.

ÜbLb:: 31177

Vorteile der Erfindung

Die Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der durch die Einspritzdüse führende Stromkreis unterbrochen ist, sobald und solange die Ventilnadel vom Ventilsitz abgehoben ist» so daß die Einspritzdauer exakt bestimmt und kontrolliert werden kann. Die hierfür benötigte Einrichtung braucht keine Mittel zu haben, welche die bei den bekannten Einspritzdüsen bei jedem Einspritzhub auftretenden Zwischenkontaktgaben unwirksam machen. Die Teile, an denen die den Gesamthub der Ventilnadel begrenzenden Schultern gebildet sind, können aus einem Stoff gefertigt werden, welcher ohne Rücksicht auf seine elektrische Leitfähigkeit allein nach seinen Festigkeitseigenschaften ausgewählt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Bei Einspritzdüsen, in welchen wie bekannt der Stromkreis über eine Kontaktfeder führt, welche einerseits einen isoliert im Düsenkörper befestigten Kontaktkörper und andererseits die Ventilnadel bzw. ein auf der Ventilnadel aufsitzendes Druckstück berührt, werden nur wenige zusätzliche Teile benötigt, wenn der zweite elektrische Schalter durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis k gebildet ist.

Eine besonders sichere Funktion und eine lange Lebens dauer des zweiten Schalters wird durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 erzielt.

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Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen je eines der Ausführungsbeispiele im, Schnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Kraftstoff-Einspritzdüse nach Fig. 1 ist hauptsächlich aus elektrisch leitenden Materialien hergestellt und bezüglich der Ventilaehse 9 rotationssymetriseh ausgebildet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Düsenhalter 10, einer Zwisehenplatte 11 und einem Düsenkörper 12j welche durch eine Überwurfmutter 13 miteinander verbunden sind. Im Düsenkörper 12 sind eine Führungsbohrung 1U zur Aufnahme einer Ventilnadel 15 und ein Ventilsitz 10 gebildet, der mit einem Diehtkegel 17 an der Ventilnadel 15 zusammenwirkt. An den Diehtkegel 17 sehließt sieh ein im Durchmesser größerer» in der Führungsbohrung lh gleitender Nadelschaft 18 und ein Druekzapfen 19 an. Der Nadelschaft 18 ist am Mantelumfang mit einer elektrisch isolierenden Oberflächenschicht 18a, z.B. mit einer am Umfang eloxierten Aluminiumhülse versehen. Auf dem Druekzapfen sitzt ein Druckstüek 20 auf» welches mit einem nach unten weisenden Bingkragen den Druekzapfen 19 mit dem erforderlichen Bewegungsspiel umgreift. Die zwischen Nadelsehaft 18 und Druekzapfen 19 gebildete Ringsehulter 19a an der Ventilnadel 15 ist bei auf dem Ventilsitz 16* aufsitzender Ventilnadel 15~~um das Maß hl" von" der Zwisehenpiatte 11 entfernt, welches dem von der Zwisehenplatte 11 begrenzten Gesamthub der Ventilnadel 15 entspricht.

Im Düsenhalter 10 sind ein stirnseitig offener Federraum 21 mit einer Schulter 22 und·eine Bohrung 23 ausgespart, an die sich eine naeh außen führende Bohrung 2k ansehließt.

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Ub ''ÖD''O \ 311777a'

Eine Schließfeder 25 stützt sich an einem Ende,.über .eine -

Scheibe 26 einer Isolierstoffbuchse 27 an der Schulter 22 und am anderen Ende über eine noch zu beschreibende zweite Isolierstoffbuchse 28_ _am Druekstück 20 ab. Der Kraftstoff- " gelangt über Zulaufkanäle 29 bis 32 und Ringkanäle 33, 3U in einen Druckraum 35 des Düsenkörpers 12, der über den Ventilsitz 16 Verbindung mit einer Spritzöffnung 36 hat.

In die Isolierstoffbuchse 27 ist eine metallische Kontaktbuchse 38 eingeformt, in welcher ein Bolzen 39 fest eingepreßt oder eingeklebt ist. Dieser kann aus Kunststoff oder aus Metall bestehen, welches an der Oberfläche mit einer elektrisch nicht leitenden Schicht, z.B. einer Aluminiumoxidschicht überzogen ist. Auf dem Bolzen 39 ist ein metallischer Kontaktring Uo verschiebbar gelagert, welcher von einer Kontaktfeder U i gegen einen am Bolzen 39 gebildeten, z.B. eingelassenen metallischen Bund U2 gedrückt ist. Die Schraubenfeder U1 stützt sich dabei an der metallischen Kontaktbuchse 38 ab.

Am Druckstück 20 ist ein Zapfen UU gebildet, über welchen die Isolierstoffbuchse 28 passend greift. Diese ist mit einem am Druckstück 20 aufliegenden und als Auflage für die letzte Windung der Schliefifeder 25 dienenden Ringbund U5 und mit einem nach oben verlängerten zylindrischen Teil U6 versehen, dessen Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Bundes U2 am Bolzen 39 ist und in Schließlage der Ventilnadel 15 einen axialen Abstand h2 zum Kontaktring Uo hat. Der Abstand h2 ist etwas kleiner als der dem Gesamthub der Ventilnadel entsprechende Abstand h1. Im zylindrischen Teil U6 der Isolierstoffbuchse 28 ist mit ausreichendem Bewegungsspiel eine zweite Kontaktfeder U7 angeordnet, die sich an den Enden am Bund U2 de Bolzens 39 und am Zapfen UU des metallischen Druckstücks 20 abstützt. Die axiale Länge des Bundes U2 kann so bemessen sein, daß

der Bund U2 die Isolierstoffbuch.se 28 zusätzlich führt. An den Bund k2 schließt sich ein Ansatz ^8 zur Zentrierung der Kontaktfeder kl an.

In der Bohrung 2U des Düsenhalters 10 ist ein Anschlußkontakt H9'-zuin Anschließen 6ines Testgerätes isoliert befestigt, welcher über, einen angelöteten Verbindungsdraht 50 mit der metallischen Kontaktbuchse 38 verbunden ist. Von dort führt die elektrische Kontaktverbindung über die Kontaktfeder U1, den Kontaktring ItO, den Bund U2, die zweite Kontaktfeder k'J und das Druckstück 20 weiter zur Ventilnadel 15. Der den Gegenkontakt zur Ventilnadel 15 bildende Düsenkörper 12 ist bei eingebauter Einspritzdüse über den Motorblock und die Fahrzeugmasse mit dem anderen Anschluß des Testgerätes verbunden.

Die beschriebene Schalteinrichtung wirkt wie folgt:

Wenn die Ventilnadel 15 auf dem Ventilsitz 16 aufliegt, sind'der durch diese beiden Teile gebildete erste Schalter und der durch den Kontaktring Uo und den Bund U2 gebildete zweite Schalter geschlossen. Sobald die Ventilnadel 15 vom Ventilsitz 16 abhebt, wird der über die Einspritzdüse führende Stromkreis unterbrochen und dadurch dem Testgerät der Beginn des Einspritzvorgangs signalisierjfe._Be.Y,oj:

danach di_e_JVeji_iti,ljiadei--~-'h5^—iKr'eiä^ffe's'amthub h. vollendet hat, hebt der freier Stirnrand des zylindrischen Teils U6 der Isolierstoffbuchse 28, über den Bund k2 hinweggreifend, den Kontaktring kO vom Bund U2 ab, wonach auch an dieser zweiten Schaltstelle der Stromkreis unterbrochen ist. Wenn am Ende des Gesamthubes h. die Stirnfläche 19a der Ventilnadel 15 an der Zwischenplatte 11 anschlägt, hat dies wegen des geöffneten zweiten Schalters kO, k2 keinen Einfluß auf den Schalt

Der__üLai*-e—■£Ητη"ΕΤΓ^βΠ?4(Γ\ U2 bleibt zwangsläufig solange geöffnet, bis die Ventilnadel 15 bereits wieder von der

Zwischenplatte 11 abgehoben hat und ein stückweit gegen den Ventilsitz 16 zurückgekehrt ist. Der Stromkreis wird erst wieder geschlossen, wenn danach die Ventilnadel 15 auf den Ventilsitz 16 auftrifft und dadurch auch der erste Schalter wieder schließt. Dem Testgerät werden so nur der Anfang und das Ende eines Einspritzvorgangs signalisiert, so daß eine einwandfreie Auswertung leicht möglich ist.

Die Einspritzdüse nac^v Fig. 2 ist grundsätzlich gleich wie jene nach Fig. 1 aufgebaut, so daß auch für die gleichen Teile die gleichen Bezugszahlen verwendet sind. Lediglich die den zweiten Schalter bildenden Teile sind anders als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgeführt.

Der zweite Schalter hat hier einen beweglichen Kontaktstift .'51 , welcher in einer metallischen Buchse 52 verschiebbar geführt und von einer Kontaktfeder ^k gegen eine Ringschulter 56 an der inneren Bohrungswand der Buchse 52' gedrückt ist. Die Buchse 52 ist an ihrem gesamten Mantelumfang mit einer elektrisch isolierenden Schicht, z.B. aus Aluminiumoxid, versehen und in den Düsenhalter 10 eingepreßt. Ferner ist auch die innere Bohrungswand der Buchse 52 mit der elektrisch isolierenden Schicht überzogen. Die Ringschulter 56 und die untere Stirnseite der Buchse 52 sind dagegen metallisch K^ank und dienen als Kontaktflächen für die Stromzufuhr zur Ventilnadel 15. Die Kontaktfeder ^k stützt sich an einem isoliert in^die Buchse 52 eingesetzten Kontaktpfropf er. ab, in welchen ein Leitungsdraht 60 eingelötet ist, de mit dem weiterführenden Anschlußkontakt U9 verbunden ist.

Auf das Druckstück 20 ist eine Isolierstoffhülse 62 aufgesteckt, welche einen Flansch 6h hat, der auf de. ~"ruckstück 20 aufliegt und seinerseits als Auflage für die Schließfeder 25 dient. An den Flansch 6^ schließt sich ein zylin "^i scher

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Teil 66 der Isolierstoffbuchse 62 an, welcher den Kopf 68 eines metallischen Kontaktbolzens TO führt und gegen die Windungen der Schließfeder 25 abschirmt. An der Ringschulter des Kopfes 68 greift eine zweite Kontaktfeder 72 an, welche sich an der metallisch blanken Stirnseite der Buchse 52 abstützt. Der Bolzen TO ragt in eine Bohrung der Buchse 52 hinein und ist so lang ausgeführt, daß seine obere Stirnseite den Abstand h_? zum Kontaktstift 51 hat, wenn die Ventilnadel 15 am Ventilsitz 16 aufliegt. Der Abstand h ist auch hier etwas kleiner als der Gesamthub h. der Ventilnadel bemessen. Der Kopf 68 des Bolzens TO besteht aus Metall, wogegen der Schaft des Bolzens TO sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff bestehen kann. Wenn der Schaft des Bolzens TO aus Metall besteht, ist dessen dem Kontaktstift "51 zugekehrte Stirnfläche mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen,

In der dargestellten Ruhelage der Teile liegt der über die Kontaktfeder 5^- und den Kontaktpfropfen 58 mit dem Anschlußkontakt ^9 verbundene Kontaktstift 51 an der metallisch blanken Ringschulter 56 der Buchse 52 an. Der Kontakt pflanzt sich über die ebenfalls blanke Stirnseite der Buchse 52 auf die zweite Kontaktfeder T2 und von dieser über den Kopf 68 des Bolzens TO und das metallische Druckstück 20 auf die Ventilnadel 15 fort. Wenn beim Einspritzvorgang die Ventilnadel 15 den Hub h_ zurückgelegt hat, trifft der Bolzen TO auf den Kontaktstift 51 auf und hebt ihn danach von der Ringschulter 56 ab. Dadurch wird auch an dieser Stelle der Stromkreis unterbrochen, so daß die metallische Anlage der Ventilnadel 15 an der Zwischenplatte 11 bei voll geöffnetem Ventil nicht zu einer unerwünschten Zwischenkontaktgabe führen kann.

Die zweite Kontaktfeder T2 könnte auch unmittelbar am Druckstück 20 angreifen, wodurch sich der Kopf 68 am Bolzen TO

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erübrigt und dieser aus Kunststoff gefertigt sein kann. Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Bolzen TO mit Kopf 68 verwendet wird, kann es zweckmäßig sein, den Schaft des Bolzens in einem an den Kopf 68 anschließenden Bereich mit einigen Gewindegängen zu versehen und die Kontaktfeder 72 in diese Gewindegänge einzuschrauben. Die elektrisch isolierenden Schichten an der Buchse 52 und gegebenenfalls dem Bolzen können zweckmäßig durch ein unter der Bezeichnung "Hartcoatierung" bekanntes Verfahren aufgebracht sein. In der Buchse 52 ist oberhalb D?s Kontaktstiftes 51 zweckmäßig eine radiale Bohrung zur Abführung von Lecköl in den Federraum 21 vorgesehen.

Claims

26.2.1981 Ki/Kn

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilsitz in einem Düsenkörper aus elektrisch leitendem Stoff und einer isoliert in diesem Körper geführten Ventilnadel aus elektrisch leitendem Stoff, die durch ein Schließfeder gegen den Ventilsitz gedrückt und durch den Druck des Kraftstoffs vom Ventilsitz abhebbar ist, und die ferner mit dem Ventilsitz einen elektrischen Schalter bildet, welcher einen über den Düsenkörper und die Ventilnadel geführten Stromkreis unterbricht, wenn die Ventilnadel" vom Ventilsitz abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß dem aus Düsenkörper (12) und Ventilnadel (15) gebildeten elektrischen Schalter ein zweiter Schalter (Uo, k2 bzw. 51, 52) in Reihe zugeordnet ist, dessen Schaltbewegung von de ■ Bewegung der Ventilnadel (15) abgeleitet ist und der den über Düsenkörper (12) und Ventilnadel (15) führenden Stromkreis unterbricht, sobald und solange die Ventilnadel (15) ein einem

vorgegebenen Teilhub (h_?) entsprechendes Wegstück vom Ventilsitz (1Ö) entfernt ist.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, in welcher der Stromkreis über eine Kontaktfeder führt, welche einerseits einen isoliert im Düsenkörper befestigten Kontaktkörper und andererseits die Ventilnadel bzw. ein auf der Ventilnadel aufsitzendes Druckstück berührt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kontaktkörper (U2 bzw. 52) ein bewegliches Gegenkontakt stück (kO bzw. 51) zugeordnet ist, welches federnd gegen eine Kontaktfläche am Kontaktkörper (1+2 bzw. 52) gedruckt ist, mit einem weiterführenden Anschlußkontakt (U9) in-Verbindung steht, und über ein an der Ventilnadel (15) bzw. dem Druckstück (20) anliegendes Stellglied (28 bzw. 70) vom Kontaktkörper (1+2 bzw. 52) abhebbar ist.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Gegenkontakt stück (1*0 bzw. 51) an die Kontaktfläche des Kontaktkörpers (1+2 bzw. 52) andrückende Feder (1+1 bzw. 5M ein elektrisches Leitungselement zwischen dem Gegenkontaktstück und dem weiterführenden Anschlußkontakt (1+9) bildet.
k. Einspritzdüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenkontaktstück (51, Fig. 2) im Kontaktkörper (52) verschiebbar geführt und gelagert ist.
5. Einspritzdüse nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (52) eine Buchse ist, deren Innenwand eine von der Ventilnadel (15) abgekehrte Schulter (56) hat, welche die Kontaktfläche für einen Kontaktstift'(51) "bildet, der in der Buchse verschiebbar geführt is.t und als bewegliches Gegenkontaktstück dient.
6. Einspritzdüse nach ..nspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Kontaktfeder (72) an der Stirnseite des Kontaktkörpers (52) abstützt und das an der Ventilnadel (15) bzw. am Druckstück (20) anliegende Stellglied (68, TO) ein in den. Kontaktkörper (52) ragender Bolzen ist.
7. Einspritzdüse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper (52) an den nicht zur Kontaktgabe dienenden Flächen mit einer Isolierschicht, vorzugsweise einer Schicht aus Aluminium-Oxid, überzogen ist.