DE3532660A1 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem piezokeramischen Ventilkörper umfassend eine metallische Trägerplatte mit einer Keramikplatte und mit Spannungszuführungen zu der Träger­ platte und zu der von der Trägerplatte abgewandten Oberfläche der Keramikplatte.

Für ein Kraftstoffeinspritzventil der genannten Art benötigt man einerseits eine hohe und einstellbare Öffnungskraft, die die Ein­ stellung eines vorgegebenen Öffnungsprofiles erlaubt. Diese Forderun­ gen lassen sich mit einer herkömmlichen Keramikplatte nicht erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung des Kraftstoff­ einspritzventils, daß dasselbe eine große Öffnungskraft aufbringen kann und innerhalb dieses Bereiches einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an jeder Trägerplatte und an jeder Keramikplatte eine Leiterfolie an­ liegt und daß die beiden Leiterfolien jeweils über eine Anschlußfahne mit verschiedenen Kontakten verbunden sind.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Spannungszufuhr zu der Trägerplatte und zu der Keramikplatte über Leiterfolien erfolgt, die auf den jeweiligen zu kontaktierenden Plattenseiten aufliegen. Eine solche Anordnung läßt sich in beliebi­ ger Weise erweitern, indem eine Mehrzahl von Trägerplatten und Kera­ mikplatten aufeinandergelegt werden können. Damit läßt sich nahezu jede Ventilkraft und Öffnungskennlinie verwirklichen.

Damit die Leiterfolie einen festen Halt hat, ist vorgesehen, daß jede Leiterfolie auf einer Isolierfolie angeordnet ist und mit dersel­ ben eine Verbundfolie bildet.

Eine solche Anordnung ermöglicht die Aufeinanderschichtung mehre­ rer Keramikplatten derart, daß mehrere Trägerplatten mit Keramikplat­ ten und Leiterfolien unter Bildung eines Plattenpaketes aufeinander geschichtet sind. Ein solches Plattenpaket ermöglicht eine Erhöhung der Öffnungskraft, da eine einzelne Keramikplatte hinsichtlich der aufzubringenden Verformungsgrößen begrenzt ist.

Eine Vereinfachung der Spannungszufuhr zu den Platten wird da­ durch erzielt, daß jede zwischen einer Trägerplatte und einer benach­ barten Isolierplatte angeordnete Leiterfolie doppelseitig mit einer Leiterfolie kaschiert ist. Durch diese Anordnung lassen sich die ein­ zelnen Keramikplatten parallel betreiben.

Ein besonders günstiger Anschluß der Leiterfolien ist dadurch gewährleistet, daß jede Isolierfolie im Bereich einer Anschlußfahne einseitig mit einer Leiterfolie kaschiert ist.

Eine sichere Kontaktierung wird dadurch erzielt, daß zusammenge­ hörige Anschlußfahnen an ihren Enden mit außenliegender Leiterfolie umgefaltet und auf einem Kontaktstift übereinander geschichtet sind. Durch diese Umfaltung ist gewährleistet, daß jeweils die Leiterfolien benachbarter Anschlußfahnen in unmittelbarem elektrischem Kontakt auf­ einanderliegen, so daß eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist.

Zur Stabilisierung des Plattenstapels ist vorgesehen, daß der Plattenstapel aus Trägerplatten, Keramikplatten und Verbundfolien beidseitig durch eine Metallplatte abgeschlossen ist.

Das Kraftstoffeinspritzventil ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel auf einem eine Ventilnadel tragenden Ventilschaft sitzt und zwischen einer Feder und einem Anlagebund des Ventilschaf­ tes eingeklemmt ist, daß der Stapel auf einem Bund des Ventilgehäuses liegt und mittels einer Druckfeder gegen diesen Bund in Schließrich­ tung der Ventilnadel vorgespannt ist. Diese Anordnung ermöglicht eine vorteilhafte Konstruktion, indem der Plattenstapel am Rand innerhalb des Ventilgehäuses abgestützt und in Schließrichtung der Ventilnadel vorgespannt wird.

Damit eine einwandfreie Einstellung des Schließdruckes und eine sichere Kontaktzufuhr gewährleistet sind, ist vorgesehen, daß inner­ halb des Ventilgehäuses eine Abstützplatte angeordnet ist, an der sich einerseits die Druckfeder abstützt und die andererseits die Kon­ taktstifte aufnimmt.

Eine Ausführungform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug­ nahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch das Plattenpa­ ket mit den Anschlußfahnen einer Polarität und

Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt durch das Plattenpaket mit den Anschlußfahnen entgegengesetzter Polarität.

Das Kraftstoffeinspritzventil umfaßt ein Ventilgehäuse 1 mit einem Deckel 2 und einer Einspritzdüse 3. Innerhalb der Einspritzdüse 3 befindet sich ein Einspritzkanal 4, der durch eine an einem Ventil­ schaft 6 sitzende Ventilverschluß 5 abgeschlossen ist. Innerhalb des Deckels befindet sich ein Kraftstoffzufuhrkanal 7 und ein Filterkör­ per 8. Außerdem ist eine Steckverbindung 9 mit zwei Kontaktstiften 10, 11 vorgesehen.

Innerhalb des Ventilgehäuses befindet sich der piezokeramische Ventilkörper 12, dessen Aufbau in Einzelheiten anhand der Fig. 3 und 4 erläutert wird. Der Ventilkörper 12 ist in Form eines Plattenpake­ tes aufgebaut. Man erkennt eine Mehrzahl von metallischen Trägerplat­ ten 13, die jeweils eine Keramikplatte 14 tragen. Die Keramikplatte 14 ist mit der jeweiligen Trägerplatte 13 nach einer herkömmlichen Technik fest verbunden. Zwischen diesen Platten sind jeweils zur Kon­ taktierung Verbundfolien angeordnet, die aus einer Isolierfolie 15 mit beidseitig kaschierten metallischen Leiterfolien 16 bestehen. Im inneren Bereich des Plattenstapels sind die Isolierfolien 15 in der beschriebenen Weise doppelseitig kaschiert. Die jeweils endständigen Isolierfolien 151 und 152 sind nur einseitig mit einer Leiterfolie 16 kaschiert. Der Plattenstapel ist auf beiden Seiten durch eine Metall­ platte 17, 18 abgeschlossen.

Die Metallplatte 17 liegt einerseits auf einem Bund 19 des Ven­ tilschaftes 6 und andererseits auf einem Bund 20 des Ventilgehäuses 1 auf. Im Bereich des Bundes 20 befinden sich Durchtrittskanäle 21 für den Kraftstoff. Auf der Metallplatte 18 stützt sich eine Federscheibe 22 ab, die in einer Rinne 23 des Ventilschaftes 6 gehalten ist. Diese Federscheibe 22 hält das Plattenpaket bzw. den Ventilkörper 12 zusam­ men, damit eine ausreichende elektrische Kontaktierung zwischen den Leiterfolien 6 und den Trägerplatten 13 bzw. Keramikplatten 14 gewähr­ leistet ist.

Innerhalb des Ventilgehäuses 1 ist eine Abstützplatte 24 angeord­ net, an der sich eine Schraubendruckfeder 25 abstützt. Diese Schrau­ bendruckfeder 25 liegt ebenfalls an dem Ventilkörper 12 an und stellt den Schließdruck für den Ventilverschluß 5 bereit.

Jede doppelseitig kaschierte Isolierfolie 15 weist zwei Anschluß­ fahnen 26, 27 auf. Die Anschlußfahnen 26 sind einseitig mit der Lei­ terfolie 16 einer Spannungspolarität kaschiert. Gemäß Fig. 3 ist die­ ses die positive Spannungspolarität. Die endständige Isolierfolie 151 besitzt nur eine Anschlußfahne entsprechend der genannten Polarität. Die Anschlußfahnen 26 sind am Ende jeweils umgefaltet, so daß im Be­ reich dieser Faltung 28 die Leiterfolie 16 auf der Außenseite liegt. Diese Faltungen 28 werden übereinander gelegt und auf dem Kontakt­ stift 11 der entsprechenden Polarität aufgesetzt. Somit liegen je­ weils Leiterfolien benachbarter Isolierfolien aufeinander. Dadurch ist eine sichere leitende Verbindung gewährleistet. Der Kontaktstift 11 ist in der Abstützplatte 24 befestigt und fixiert.

Die Leiterfolien entgegengesetzter Polarität sind über die An­ schlußfahnen 27 zu dem Kontaktstift 10 geführt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Auch hier weist eine Isolierfolie 152 nur eine An­ schlußfahne 27 auf. Auch hier sind am Ende die Faltungen 28 vorgese­ hen.

Die einzelnen Keramikplatten des Plattenstapels sind elektrisch parallel geschaltet, so daß jede Keramikplatte einen genau definier­ ten Beitrag zur Öffnungskraft liefert. Man kann durch eine entspre­ chende Anzahl der Keramikplatten jede Öffnungskraft bereitstellen. Auch eine gewünschte Kennlinie läßt sich durch entsprechende Bemes­ sung der einzelnen Keramikplatten verwirklichen. Eine Anordnung nach der Erfindung ermöglicht somit einen praktischen Aufbau eines Kraft­ stoffeinspritzventiles mit piezokeramischem Ventilkörper. Die An­ schlußtechnik mit Leiterfolien und Isolierfolien ermöglicht eine prob­ lemlose Montage. Man vermeidet so die Schwierigkeiten der herkömmli­ chen Kontaktierungsverfahren für Keramikplatten.

Claims (9)

1. Kraftstoffeinspritzventil mit einem piezokeramischen Ventil­ körper umfassend eine metallische Trägerplatte mit einer Keramikplat­ te und mit Spannungszuführungen zu der Trägerplatte und zu der von der Trägerplatte abgewandten Oberfläche der Keramikplatte, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Trägerplatte (13) und an jeder Keramik­ platte (14) eine Leiterfolie (16) anliegt und daß die beiden Leiterfo­ lien (16) jeweils über eine Anschlußfahne (26, 27) mit verschiedenen Kontakten verbunden sind.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Leiterfolie (16) auf einer Isolierfolie (15) ange­ ordnet ist und mit derselben eine Verbundfolie bildet.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Trägerplatten mit Keramikplatten und Leiter­ folien unter Bildung eines Plattenpaketes (12) aufeinander geschich­ tet sind.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede zwischen einer Trägerplatte (13) und einer benach­ barten Keramikplatte (14) angeordnete Isolierfolie (15) doppelseitig mit einer Leiterfolie (16) kaschiert ist.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Isolierfolie (15) im Bereich einer Anschlußfahne (26, 27) einseitig mit einer Leiterfolie (16) kaschiert ist.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusammengehörige Anschlußfahnen (26 bzw. 27) an ihren Enden mit außenliegender Leiterfolie umgefaltet und auf einem Kontakt­ stift (11 bzw. 10) übereinander geschichtet sind.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenstapel aus Trägerplatten (13), Keramikplatten (14) und Verbundfolien beidseitig durch eine Metall­ platte (17, 18) abgeschlossen ist.

8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Plattenstapel (12) auf einem eine Ventilnadel (5) tragenden Ventilschaft (6) sitzt und zwischen einer Federscheibe (22) und einem Anlagebund (19) des Ventilschaftes (6) eingeklemmt ist, daß der Plattenstapel auf einem Bund (20) des Ventilgehäuses (1) liegt und mittels einer Druckfeder (25) gegen diesen Bund in Schließrich­ tung der Ventilnadel vorgespannt ist.

9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb des Ventilgehäuses (1) eine Abstützplatte (24) angeordnet ist, an der sich einerseits die Druckfeder (25) ab­ stützt und die andererseits die Kontaktstifte (10, 11) aufnimmt.