DE3731231C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer zum Stand der Technik zählenden Einrich­ tung dieser Gattung (P 36 17 353.3) ist die mit der Einspritzdüse körperberührend verlaufende elektrische Anschlußleitung an das Kon­ taktelement des Vorsatzkörpers angelötet, welcher nach dem Zusammen­ bau der Teile durch einen federnd verformten Wärmeschutzring an eine innere Ringschulter der Überwurfmutter angedrückt ist. Diese Aus­ führung bedingt einen verhältnismäßig großen Aufwand beim Zusammen­ bau der Teile, weil zunächst die Anschlußleitung an das Kontaktele­ ment des Vorsatzkörpers anzulöten ist und danach die so vorgefer­ tigte, unter Umständen sperrige Teilebaugruppe in die Einspritzdüse eingebaut werden muß.

Ferner sind Einrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt (AT-PS 1 86 468), bei denen einer Einspritzdüse ein mit einem ringförmigen Glühkörper ver­ sehener Vorsatzkörper zugeordnet ist, der als separat einlegbares Bauteil ausgebildet ist. Die elektrischen Anschlußleitungen des die Funktion einer Glühkerze ausübenden Glühkörpers sind seitlich aus dem Vorsatzkörper herausgeführt und machen eine raumaufwendige, in der Tiefe bis zum Vorsatzkörper reichende Ausnehmung im Zylinderkopf der Maschine erforderlich.

Zum Stand der Technik zählen ferner Einspritzdüsen mit separaten, zwischen der Einspritzdüse und einer Ringschulter in der Einbauboh­ rung des Zylinderkopfes eingespannten Wärmeschutzplatten (DE-OS 35 29 769), welche die brennraumseitige Stirnfläche der Ein­ spritzdüse gegen die Wärmestrahlung des Brennraums abschirmen, je­ doch selbst kein Glühelement zum Aufheizen der Kraftstoffeinspritz­ strahlen tragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gat­ tungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß der Zusammenbau und der Aus­ tausch der Teile erleichtert wird. Außerdem soll der Glühvorsatz möglichst einfach sein und wenig zusätzlichen Einbauraum beanspru­ chen, im Optimalfall nicht mehr als eine flache Wärmeschutzplatte, die die Stirnseite der Einspritzdüse gegen den Brennraum abschirmt und die auf ihren zentralen Bereich abgestrahlte Wärme zum Zylinder­ kopf abführt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die in bzw. an der Ein­ spritzdüse entlang geführte Anschlußleitung für den Vorsatzkörper schon vor dem Einbau der Einspritzdüse in den Zylinderkopf der Ma­ schine in bzw. an der Einspritzdüse festgelegt und somit die Ein­ spritzdüse - wie auch der Vorsatzkörper - als komplette Baueinheit vorgefertigt werden kann. Beim Einbau der Teile stellt sich die elektrische Verbindung zwischen der Anschlußleitung und dem Glühkör­ per über die Kontaktelemente an den Teilen mit hohem Kontaktdruck selbsttätig her, wodurch die Montage und Demontage bzw. der Aus­ tausch von Teilen wesentlich erleichtert wird.

Durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch mög­ lich.

Eine von der jeweiligen Winkelstellung der Einspritzdüse und des Glühvorsatzes in Spannstellung unabhängige Kontaktierung ergibt sich, wenn die Kontaktelemente an den einander zugekehrten Stirn­ flächen an der Einspritzdüse und dem Einspannflansch des Vorsatzkör­ pers als Kontaktringe mit ebenen, im rechten Winkel zur Düsenachse ausgerichteten Kontaktflächen ausgebildet sind.

Bei Einrichtungen, deren Einspritzdüse eine Überwurfmutter aufweist, welche einen Düsenkörper gegen einen Düsenhalter spannt und brenn­ raumseitig mit einem hülsenförmigen Ansatz versehen ist, welcher den Düsenkörper umgibt und bis zu dessen brennraumseitigen Stirnende reicht, ergibt sich eine zweckmäßige, das Einschrauben der Ein­ spritzdüse nicht behindernde Ausführung, wenn das mit der Anschluß­ leitung verbundene Kontaktelement an der Stirnseite der Überwurfmut­ ter angeordnet ist.

Wenn der als Mantelheizleiter ausgebildete Glühkörper nur eine ein­ zige, in einer Ebene liegende Windung hat, kann der gesamte Vorsatz­ körper als ein im wesentlich ebener, scheibenförmiger Baukörper ausgebildet sein, der nicht höher als eine herkömmliche Wärmeschutz­ platte ist. Der Vorsatzkörper braucht auch gegen Masse, d. h. gegen den Zylinderkopf, nicht isoliert zu sein, weil entweder das mit dem tragenden Bauelement des Vorsatzkörpers verbundene Mantelrohr des Mantelheizleiters selbst im Zuge der Masseverbindung liegt, oder der Mantelheizleiter zwei isoliert im Mantelrohr verlaufende Heiz­ drähte hat, wobei das Mantelrohr selbst nicht stromleitend ist. Die Verwendung eines Mantelheizleiters bei als Einlegeteil ausgebildeten Vorsatzkörpern hat daher neben einer extrem flachen Bauweise des Vorsatzkörpers des weiteren Vorteil, daß ein Isolierkörper zwischen dem Vorsatzkörper und der Ringschulter in der Einbaubohrung des Zy­ linderkopfes entfällt, so daß ein Minimum an Einbauraum für den Vor­ satzkörper benötigt wird.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Vorsatzkörper und den brennraumseitigen Abschnitt der Einspritzdüse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vergrößert und im Schnitt,

Fig. 2 eine Ansicht des Vorsatzkörpers nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A, und die

Fig. 3 und 4 je eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung des zweiten und dritten Ausführungsbei­ spiels.

Die Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 hat eine Einspritzdüse 10 und einen als Einlegeteil ausgebildeten Vorsatzkörper 12, der zwi­ schen der Einspritzdüse 10 und einer Ringschulter 14 in einer Ein­ baubohrung 16 eines Zylinderkopfes 18 eingespannt ist. Die Ein­ spritzdüse 10 hat einen Düsenkörper 20, der durch eine Überwurfmut­ ter 22 an einen nicht dargestellten Düsenhalter festgespannt ist. Im Düsenkörper 20 ist ein Ventilsitz 24 gebildet und eine Ventilnadel 26 verschiebbar gelagert, welche eine Druckschulter 28 im Bereich eines Druckraumes 30 hat, der über eine Kanalverbindung 32 mit einem Anschlußstutzen des Düsenhalters für eine Kraftstoffzuleitung ver­ bunden ist. Der Kraftstoffdruck im Druckraum 30 wirkt entgegen der Kraft einer im Düsenhalter angeordneten Schließfeder im Öffnungssinn auf die Ventilnadel 26 ein, nach deren Abheben vom Ventilsitz 24 der Kraftstoff in Form eines Kegelstrahles 34 durch einen verengten Ab­ schnitt 36 der Einbaubohrung 16 in den Brennraum 38 des Zylinders gelangt.

Der Vorsatzkörper 12 hat als tragendes Bauelement einen im wesent­ lichen als ebene Scheibe ausgebildeten Ringkörper 40, der außen einen Einspannflansch 42 bildet und innen eine Bohrung 44 für den berüh­ rungsfreien Durchgang der Kraftstoffspritzstrahlen hat. Der die Boh­ rung 44 enthaltende zentrale Bereich des Ringkörpers 40 ist gegen die Einspritzdüse hin kegelig erhöht und bildet eine Ringlippe 46, die nach dem Zusammenbau der Teile leicht vorgespannt an der Stirn­ seite des Düsenkörpers 20 anliegt und Wärmeschutzfunktion für diesen hat. Unter der Ringlippe 46 ist ein sich kegelig gegen den Brennraum 38 hin erweiternder Raum 48 im Bereich des Ringkörpers 40 gebildet, in welchem ein als Mantelheizleiter ausgebildeter Glühkörper 50 an­ geordnet ist. Dieser enthält einen Heizdraht 52, der in eine feste Isoliermasse eingebettet ist, welche spaltfrei von einem äußeren Mantelrohr umgeben ist.

Der Glühkörper 50 hat eine einzige Windung in Form einer ebenen Schleife, deren Innendurchmesser etwas größer als jener der Bohrung 44 ist und die so angeordnet ist, daß zur Wand des kegeligen Raumes 49 noch ein Ringspalt 54 verbleibt. Das Mantelrohr hat zwei von der Schleife abstehende gestreckte Endabschnitte 56, 58, die beide in Bohrungen des Ringkörpers 40 eingelötet sind. In der linken Bild­ hälfte der Fig. 1 ist dies auch für den Endabschnitt 58 angedeutet, obwohl jener gemäß Fig. 2 nahe neben dem Endabschnitt 56 liegt. Der das eigentliche Glühelement bildende Heizdraht 52 ist an­ schlußseitig aus dem Mantelrohr heraus- und isoliert durch eine Boh­ rung 60 hindurchgeführt. Das andere Ende des Heizdrahtes 52 ist mit dem Endabschnitt 58 des Mantelrohres verlötet, welches somit einen Teil der Masserückführung bildet.

An der oberen Stirnseite des Ringkörpers 40 ist ein Kontaktring 62 über eine Isolierschicht 64 befestigt, an welchem das eine Ende des Heizdrahtes 52 angelötet ist. Auf dem Kontaktring 62 liegt ein gleichgeformter Kontaktring 66 auf, der über eine Isolierschicht 68 an der Stirnseite der Überwurfmutter 22 befestigt ist. An den Kon­ taktring 66 ist eine in der Zeichnung nur angedeutete Anschlußlei­ tung 70 angelötet, welche isoliert durch eine Bohrung 72 in der Überwurfmutter 22 hindurchgeführt ist. Die Isolierschichten 64 und 68 sind so druckfest ausgeführt, daß sie die Preßkraft zwischen den eingebauten Teilen ohne Verformung übertragen.

Bei der Montage der Teile wird zunächst der als vorgefertigte Bau­ einheit vorliegende Vorsatzkörper 12 in die Einbaubohrung 16 einge­ setzt und bis zur Ringschulter 14 vorgeschoben. Danach wird die Ein­ spritzdüse 10 in die Einbaubohrung 16 eingeschraubt, zu welchem Zweck die Überwurfmutter 22 wie üblich mit einem Außengewinde ver­ sehen ist. Dabei kommen die beiden Kontaktringe 62 und 66 zur gegen­ seitigen Anlage, wodurch der Vorsatzkörper selbsttätig mit der An­ schlußleitung 70 kontaktiert wird. Beim Festspannen der Einspritzdü­ se 10 wird die Preßkraft über die Kontaktringe 62, 66 auf den Vor­ satzkörper 12 und die Ringschulter 14 der Einbaubohrung 16 übertra­ gen, wobei sich hohe Kontaktdrücke sowohl zwischen den Kontaktringen 62, 66, sowie auch im Zuge der Masseverbindung zwischen dem Ein­ spannflansch 42 des Vorsatzkörpers und dem Zylinderkopf 18 ergeben. Die Einspritzstrahlen saugen beim Durchgang durch den Raum 48 und den Glühkörper 50 über den Ringspalt von der Seite her Verbren­ nungsluft an, die sich am Glühkörper erwärmt und in die Randzonen der Spritzstrahlen gelangt, wo sich ein zündfreudiges Gemisch bildet.

Die Einrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich bezüglich der Ein­ spritzdüse von jener nach Fig. 1 dadurch, daß eine Anschlußleitung 70 a als eine im Ringspalt zwischen dem Düsenkörper 20 und der Über­ wurfmutter angeordnete, von einer Isolierschicht überzogene Kontakt­ hülse ausgebildet ist, welche mit dem an der Überwurfmutter 22 a be­ festigten Kontaktring 66 verbunden ist. Eine derartige Ausbildung der Anschlußleitung ist beispielsweise in der DE-A 35 02 112 näher beschrieben. Ferner ist der das tragende Bauelement des Vorsatzkör­ pers bildende Ringkörper 40 a in seinem mittleren Bereich mit einer starren Auflage 74 für einen als gesondertes Teil ausgebildeten Wär­ meschutzring 76 aus Blech versehen, der am Ringkörper 40 a in geeig­ neter Weise befestigt bzw. lagerichtig festgehalten ist.

Die Einrichtung nach Fig. 4 unterscheidet sich von jener nach Fig. 3 dadurch, daß der Ringkörper 40 b des Vorsatzkörpers mit einem axialen Ringkragen 78 versehen ist, der einen als Mantelheizleiter ausgebildeten Glühkörper 50 b umschließt, welcher nur mit einem End­ abschnitt 52 b seines Mantelrohres im Ringkörper 40 b verankert ist und ein freies Ende 80 aufweist. In diesem Fall bildet der Endab­ schnitt 56 b des Mantelrohres auch die Kontaktstelle des Heizstrom­ kreises mit dem masseführenden Ringkörper 40 b.

Der Glühkörper 50 b könnte - wie in Fig. 4 gestrichelt angedeu­ tet - alternativ auch als mehrgängige, zur Einspritzdüse zurücklau­ fende Wendel 82 ausgeführt sein, deren gestreckter Endabschnitt wie­ der am Ringkörper 40 b verankert ist.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer einen Düsenkörper, einen Düsenhalter und eine beide gegeneinanderspannende Überwurfmutter aufweisenden, in eine Einbaubohrung in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubaren Einspritzdüse und mit einem dem Düsenkörper brennraum­ seitig vorgelagerten, von der Einspritzdüse trennbar ausgebildeten Vorsatzkörper, der einen den aus der Einspritzdüse austretenden Kraftstoffstrahl konzentrisch umgebenden, elektrisch beheizten und als Mantelheizleiter ausgebildeten Glühkörper, sowie einspritzdüsen­ seitig ein an den Glühkörper angeschlossenes, gegenüber dem Vorsatz­ körper elektrisch isoliertes Kontaktelement für eine mit der Ein­ spritzdüse körperberührend verlaufende elektrische Anschlußleitung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der den Glühkörper (50) tragende Vorsatzkörper (12) als getrennt von der zusammengebauten Einspritz­ düse (10) in die mit einer brennraumseitigen Ringschulter (14) ver­ sehene Einbaubohrung (16) für die Einspritzdüse (10) einlegbarer Körper ausgebildet ist, und daß das Kontaktelement (62) des Vorsatz­ körpers (12) mit einem entsprechenden, am brennraumseitigen Ende der Einspritzdüse (10) gegenüber dieser elektrisch isoliert angeordneten und an die elektrische Anschlußleitung (70, 70 a) angeschlossenen Kontaktelement (66) selbsttätig mit ausreichendem Kontaktanlagedruck zusammenwirkt, wenn beim Einbau der Einspritzdüse (10) in die Ein­ baubohrung (16) der Vorsatzkörper (12) gegen die Ringschulter (14) desselben gespannt wird.

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktelemente (66, 62), als Kontaktringe mit ebe­ nen, im rechten Winkel zur Düsenachse ausgerichteten Kontaktflächen ausgebildet, an den einander zugekehrten Stirnflächen des Vorsatzkör­ pers (12), sowie der Überwurfmutter (22, 22 a) angeordnet sind, die den Düsenkörper (20) bis zu dessen brennraumseitigen Stirnende hin umgibt.

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Mantelheizleiter ausgebildete Glühkörper (50) aus einer einzigen, in einer Ebene liegenden Windung besteht.

4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsatzkörper (12) als ein im wesentlichen ebener, scheibenförmiger Baukörper ausgebildet ist.

5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsatzkörper (12), zugleich als Wärmeschutzring dienend, eine in eingebautem Zustand der Einspritz­ düse an der benachbarten Stirnseite des Düsenkörpers (20) federnd anliegende Ringlippe (46) trägt.

6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorsatzkörper (12) und dem Düsenkörper (20) ein dünnwandiger, durch die im Einbauzustand der Einspritzdüse hervorgerufenen Axialkräfte federnd verformbarer Wär­ meschutzring (76) angeordnet ist, der an dem Vorsatzkörper (12) be­ festigt bzw. in diesen eingelegt ist.