EP0656475B1 - Kraftstoffeinspritzdüse mit Nadelstellungsfühler - Google Patents

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EP0656475B1
EP0656475B1 EP94117583A EP94117583A EP0656475B1 EP 0656475 B1 EP0656475 B1 EP 0656475B1 EP 94117583 A EP94117583 A EP 94117583A EP 94117583 A EP94117583 A EP 94117583A EP 0656475 B1 EP0656475 B1 EP 0656475B1
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EP
European Patent Office
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chamber
magnet
fuel injection
injection nozzle
compression spring
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EP94117583A
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English (en)
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Karl Dipl.-Ing. Hofmann
Martin Hafner
Edgar Dipl.-Ing. Schneider
Alfred Dipl.-Ing. Knauer
Michael Lengowski
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/005Measuring or detecting injection-valve lift, e.g. to determine injection timing

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector with a needle position sensor for internal combustion engines according to the preamble of the claim 1.
  • Injection nozzle of this type is for recognizing the start of injection and the Injection duration a detecting the stroke movement of the valve needle Hall sensor built in by the magnetic field one with the valve needle moving magnet is affected.
  • the Hall sensor is finished a collar sleeve arranged in the by the helical compression spring surrounding cavity protrudes against the extension with the magnet, and the connecting cable runs in and through the housing.
  • the Hall sensor is in the end portion of the Blind hole trained passage arranged in the housing and through a thin wall between the blind hole and the compression coil spring receiving chamber separated from the magnet.
  • the fuel injector according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that the Hall sensor influencing magnet in relation to the arrangement of the Hall sensor is guided axially precisely, so that a flawless Measurement of the movement of the valve needle is guaranteed.
  • FIG. 1 shows a fuel injector with a needle position sensor in the Longitudinal section
  • Figure 2 shows a section of the fuel injector with the area of the needle position sensor on an enlarged scale in longitudinal section.
  • the fuel injection nozzle has a nozzle body 11, which means a union nut 12 via an washer 13 on a nozzle holder 15 is clamped.
  • a helical compression spring 18 is in a blind bore trained spring chamber 21 arranged in the nozzle holder 15, at the end 22 opposite the nozzle body 11 it over a spacer 23 and a guide bushing 24 trained intermediate member supports.
  • An extension 26 of the Pressure pin 19 passes through the cavity of the helical compression spring 18 and is with its end portion in an axial bore 25 Guide bushing 24 slidably mounted.
  • An inlet channel 27 for fuel runs through the nozzle holder into the nozzle body 11.
  • a leak oil bore 28 connects via an extension 29 the end 22 of the spring chamber 21.
  • the Hall sensor 32 lies with its sensor side on the End 22 of the spring chamber 21 abutting end face 34 of the intermediate member 24 immovable on. He is with one end of a conductor wire containing cable 35 connected, the other end one carries connector, not shown.
  • the end section of the Cable 35 with the Hall sensor 32 passes through the circumference of the Nozzle holder 15 outgoing, obliquely into the end 22 of the spring chamber 21 leading bore 36 and is surrounded by a sleeve-shaped plug 37, which also partially surrounds the Hall sensor 32.
  • the plug 37 sits tightly in the bore 36 and is with a, on a shoulder 38 attacking clamping piece 41 fixed immovably in the nozzle holder 15.
  • the end region protruding from the bore 36 and acted upon by the clamping piece 41 39 of the plug 37 lies in a longitudinal groove 42 of the Nozzle holder 15.
  • An O-ring 43 in an annular groove 44 of the plug 37 seals against splash water.
  • This O-ring 43 can be omitted for an injection nozzle without leakage oil discharge; instead and the drain hole 28 is in an annular groove 45 in the circumference the guide bush 24 an O-ring 46 is arranged, and the axial bore 25 designed as a blind hole.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse mit Nadelstellungsfühler für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer beispielsweise aus der EP-A-0 059 733 bekannten Einspritzdüse dieser Art ist zum Erkennen des Spritzbeginns und der Spritzdauer ein die Hubbewegung der Ventilnadel erfassender Hall-Sensor eingebaut, der vom Magnetfeld eines sich mit der Ventilnadel bewegten Magneten beeinflußt wird. Der Hall-Sensor ist am Ende einer Bundhülse angeordnet, die in den von der Schraubendruckfeder umgebenen Hohlraum gegen die Verlängerung mit dem Magneten ragt, und in der sowie in dem Durchgang des Gehäuses das Verbindungskabel verläuft. Alternativ dazu ist der Hall-Sensor im Endabschnitt des als Sackloch ausgebildeten Durchgangs im Gehäuse angeordnet und durch eine dünne Wand zwischen dem Sackloch und der die Schraubendruckfeder aufnehmenden Kammer vom Magneten getrennt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der den Hall-Sensor beeinflussende Magnet in Bezug zur Anordnung des Hall-Sensors axial präzise geführt wird, so daß eine einwandfreie Messung der Bewegung der Ventilnadel gewährleistet ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Ausgestaltung der Kraftstoff-einspritzdüse nach den Ansprüchen 2 bis 5. Eine besonders einfach durchzuführende Montage des Hall-Sensors ergibt sich nach dem Merkmal des Anspruchs 3. Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 sichert eine Abdichtung gegen Spritzwasser.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Nadelstellungsfühler im Längsschnitt und Figur 2 einen Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse mit dem Bereich des Nadelstellungsfühlers in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Kraftstoffeinspritzdüse hat einen Düsenkörper 11, der mittels einer Überwurfmutter 12 über eine Zwischenscheibe 13 an einem Düsenhalter 15 festgespannt ist. Im Düsenkörper 11 ist eine die Spritzlöcher 16 auf- und zusteuernde Ventilnadel 17 verschiebbar gelagert, die in Öffnungsrichtung vom Kraftstoffdruck und in Schließrichtung von einer Schraubendruckfeder 18 über einen Druckbolzen 19 beaufschlagt wird. Die Schraubendruckfeder 18 ist in einer als Sackbohrung ausgebildeten Federkammer 21 im Düsenhalter 15 angeordnet, an deren dem Düsenkörper 11 entgegengesetzten Ende 22 sie sich über eine Distanzscheibe 23 und ein als Führungsbuchse 24 ausgebildetes Zwischenglied abstützt. Eine Verlängerung 26 des Druckbolzens 19 durchsetzt den Hohlraum der Schraubendruckfeder 18 und ist mit ihrem Endabschnitt in einer Axialbohrung 25 der Führungsbuchse 24 gleitend verschiebbar gelagert. Ein Zulaufkanal 27 für Kraftstoff verläuft durch den Düsenhalter in den Düsenkörper 11. Ferner schließt eine Leckölbohrung 28 über eine Erweiterung 29 an das Ende 22 der Federkammer 21 an.
Zum Erfassen der Stellung beziehungsweise der Hubbewegung der Ventilnadel 17 und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Signals sind am Ende der Verlängerung 26 des Druckbolzens 19 ein Permanentmagnet 31 befestigt und in der Erweiterung 29 des Düsenhalters 15 ein Hall-Sensor 32 fest angeordnet. Eine Kappe 33 hält den Permanentmagnet 31 unverrückbar auf dem Ende der Verlängerung 26 des Druckbolzens 19 fest und führt den Endabschnitt der Verlängerung 26 und die Kappe 33 mit dem Permanentmagneten 31 axial beim Hub der Ventilnadel 17 in den Axialbohrung 25 der Führungsbuchse 24. Die Führungsbuchse 24 besteht aus einem nicht magnetischen und nicht magnetisierbaren, vorzugsweise austenitischen Werkstoff und konzentriert das beim Hub des Permanentmagneten 31 sich ändernde Magnetfeld. Der Hall-Sensor 32 liegt mit seiner Sensorseite auf der am Ende 22 der Federkammer 21 anliegenden Stirnseite 34 des Zwischenglieds 24 unverrückbar auf. Er ist mit dem einen Ende eines Leiterdrähte enthaltenden Kabels 35 verbunden, dessen anderes Ende einen nicht dargestellten Anschlußstecker trägt. Der Endabschnitt des Kabels 35 mit dem Hall-Sensor 32 durchsetzt eine vom Umfang des Düsenhalters 15 ausgehende, schräg in das Ende 22 der Federkammer 21 führende Bohrung 36 und ist von einem hülsenförmigen Stopfen 37 umgeben, der auch den Hall-Sensor 32 teilweise umgibt. Der Stopfen 37 sitzt stramm in der Bohrung 36 und ist mit einem, an einem Absatz 38 angreifenden Klemmstück 41 unverrückbar im Düsenhalter 15 befestigt. Der aus der Bohrung 36 ragende, vom Klemmstück 41 beaufschlagte Endbereich 39 des Stopfens 37 liegt in einer Längsnut 42 des Düsenhalters 15. Ein O-Ring 43 in einer Ringnut 44 des Stopfens 37 dichtet gegen Spritzwasser ab. Bei einer Alternativausführung der Einspritzdüse ohne Leckölabführung kann dieser O-Ring 43 entfallen; statt dessen und der Leckölbohrung 28 ist in einer Ringnut 45 im Umfang der Führungsbuchse 24 ein O-Ring 46 angeordnet, und die Axialbohrung 25 als Sackloch ausgebildet.
Beim Abheben der Ventilnadel 17 vom Ventilsitz im Düsenkörper 11 und bei deren anschließender Hubbewegung, bei der der Druckbolzen 19 mit dem Permanentmagneten 31 gleichermaßen in der Axialbohrung 25 der Führungsbuchse 24 mitbewegt wird, beeinflußt dessen wechselndes Magnetfeld über die Führungsbuchse 24 den ortsfest daran anliegenden Hall-Sensor 32. Dieser erzeugt dabei ein dem Hub entsprechendes elektrisches Signal, das über die Leiter des Kabels 35 an ein Steuergerät zur Verarbeitung und Steuerung der Einspritzung übermittelt wird.

Claims (6)

  1. Kraftstoffeinspritzdüse mit Nadelstellungsfühler für Brennkraftmaschinen, mit einem zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung in einem Düsenkörper (11) verschiebbaren Ventilglied (17), mit einer das Ventilglied in Schließrichtung belastenden Schraubendruckfeder (18), mit einem den Düsenkörper tragenden Gehäuse (15), in dem zur Aufnahme der Schraubendruckfeder eine Kammer angeordnet ist, an deren dem Düsenkörper gegenüberliegenden Ende sich die Schraubendruckfeder über ein Zwischenglied (24) abstützt, mit einem Magneten (31) an einer mit der Ventilnadel bewegten Verlängerung in der Kammer, und mit einem dem bewegbaren Magneten ortsfest zugeordneten Hall-Sensor (32), der an einem Leiterkabel (35) befestigt ist, welches einen sich im Gehäuse von der Außenseite her zum besagten Ende der Kammer erstreckenden Durchgang (36) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schraubendruckfeder (18) stützende Zwischenglied als Führungsbuchse (24) ausgebildet ist, in deren Bohrung (25) die Verlängerung (26) mit dem darauf befestigten Magneten (31) verschiebbar geführt ist und in dem der Magnet (31) beim Hub der Ventilnadel (17) sich bewegt, und daß der Hall-Sensor (32) in dem an die Kammer (21) angrenzenden Endabschnitt des Durchgangs (36) angeordnet ist und mit seiner Sensorseite an der am besagten Ende (22) der Kammer (21) anliegenden Stirnseite (34) der Führungsbuchse (24) anliegt.
  2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang in Form einer Bohrung (36) von der Umfangsfläche des Gehäuses (15) zum Ende (22) der Kammer (21) schräg verläuft und daß der Eingang der Bohrung (36) durch eine nutartige Aussparung (42) erweitert ist.
  3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Hall-Sensor (32) anschließende Abschnitt (39) des Kabels (35) von einem stramm in der Bohrung (36) sitzenden Stopfen (37) umgeben ist.
  4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (37) von einer Klemmeinrichtung (41) in der Aussparung (42) gesichert ist.
  5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magneten (31) tragende Verlängerung (26) die gesamte Länge des von der Schraubendruckfeder (18) umgebenden Hohlraums durchsetzt.
  6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (24) für den Magneten (31) aus einem nicht magnetisierbaren Material besteht.
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