WO2020144194A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

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WO2020144194A1
WO2020144194A1 PCT/EP2020/050238 EP2020050238W WO2020144194A1 WO 2020144194 A1 WO2020144194 A1 WO 2020144194A1 EP 2020050238 W EP2020050238 W EP 2020050238W WO 2020144194 A1 WO2020144194 A1 WO 2020144194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
spring
fuel
spring element
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/050238
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Kreschel
Bernd Streicher
Gerd Wahr
Mark-Florian Fellmann
Andreas Hielscher
Thomas Schwarz
Thomas Nierychlo
Martin Kessler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP20700346.8A priority Critical patent/EP3908743B1/de
Publication of WO2020144194A1 publication Critical patent/WO2020144194A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/005—Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors
    • F02M2200/244—Force sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors
    • F02M2200/247—Pressure sensors

Definitions

  • the invention relates to a fuel! njector with a measuring device for at least indirect detection of the in a high pressure chamber of the
  • a fuel injector with the features of the preamble of claim 1 is known from DE 10 2015 224 709 A1 by the applicant.
  • Fuel injector has a measuring device with a housing which is connected to the fuel injector. Inside the case is an in
  • Spring element is arranged.
  • the spring elements penetrate or penetrate through openings in the housing and serve to make electrical contact with the measuring device.
  • the interior of the housing of the measuring device is arranged so as to be protected against external media, in particular moisture, and that the spring elements are also electrically insulated from the housing made of metal.
  • the spring elements are also electrically insulated from the housing made of metal.
  • An insulating compound is provided in the spring elements in the area of the through openings of the housing.
  • the measuring device has spring elements which bear against the side surfaces of the piezo element to form an electrical contact and which in turn radially surround electrical connection pins or guide elements, the guide elements or connection pins being arranged in contact with the spring elements.
  • the connection pins penetrate in the (metallic) housing of the measuring device
  • an insulation material or the insulation compound is also provided here for the electrical insulation of the interior of the measuring device and for avoiding electrical contact between the connection pins and the housing of the measuring device.
  • the fuel injector according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it has a particularly high level of electrical reliability when the spring elements or the axial force is applied
  • the thermal stress on the insulation mass is due to the fact that the location of the fuel! In the area of the engine block of the internal combustion engine and the relatively high temperatures prevailing there, the insulation compound is also exposed to high thermal loads or alternating thermal loads.
  • the fuel according to the invention! njector with the features of claim 1 therefore has the
  • Connection elements in the direction of the housing is limited, so that always one sufficiently good contact between the side surfaces of the piezo element and the counter surfaces on the spring elements is made possible.
  • Stop area and the housing is arranged so that the stop area is arranged at a distance from the outside of the housing.
  • Such a configuration of the fuel injector or the arrangement of the insulation mass in the area of the measuring device and the provision of a stop area on the spring or connection element has an axial load or force application of the spring element or
  • Connection element in the direction of the housing has the advantage that direct electrical contacting of the spring element or the connection element with the housing is avoided by the insulation mass located between the housing and the stop area on the outside of the housing, and that in addition the axial movement of the spring element or the
  • Connection element is limited by the stop area in the axial direction or in the direction of the housing of the measuring device.
  • Connection element acts.
  • the insulation compound laterally projects beyond the stop area on the outside of the housing. This further development ensures that the insulation compound is located in the entire stop area on the side of the stop area facing the housing.
  • the stop area is monolithic with the spring element or the connecting element. Such a configuration enables, in particular, an additional assembly process of the
  • Connection element is formed.
  • the stop area is formed by a component which is separate from the spring element or the connection element and which is arranged fixed on the spring element or the connection element.
  • Such a configuration makes it possible, for example, to use differently designed stop areas using standardized spring elements or connecting elements. It is also conceivable to design the material for the stop area from a different material than the material of the spring element or the connecting element. Thus, materials optimized for the respective function can be used for the corresponding elements.
  • the cross section of the through opening in the direction of the interior of the housing has a section with a reduced cross section.
  • the insulation compound is supported, so to speak, in the axial direction against the region of the portion of the section having the smaller cross section
  • Another preferred design of the measuring device relates to the design of the spring element and the (electrical) connection element by means of separate components which are operatively connected to one another.
  • the spring element is parallel to the side surface of the piezo element within the housing
  • connection element in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the connection element at least partially surrounds.
  • the spring element for generating the contact force acting on the side surface of the piezo element is designed to be elastically deformable in a direction running parallel to the side surface or perpendicular to the surface of the deformation region, so that the deformation enables movement of a contact section or a contact region of the spring element in the direction of the side surface of the piezo element is.
  • the spring element as a spiral spring with an elastically deformable one
  • Connection element are slidably arranged.
  • the spring element Designed as a stamped / bent part.
  • the spring element it is designed as a compression spring, in particular in the form of a barrel spring.
  • the winding surrounds the connection element at the two end areas of the barrel spring with a small radial gap. This ensures optimized guidance of the spring element through the connection element.
  • connection element In order to minimize deflection of the spring element, it can also be provided that the cross section of the connection element is at least partially non-circular, in particular rectangular. This enables the spring element to be oriented in relation to the connection element.
  • the spring element is connected to at least one
  • Counter element cooperates at least indirectly, that in the area of
  • Fig. 1 shows a greatly simplified, partially sectioned side view of a fuel according to the invention! njectors with a measuring device for at least indirect detection of the fuel pressure in the
  • FIG. 3 is a view in the direction of the plane III-III of FIG. 2
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through a second embodiment of a
  • FIG. 5 shows a detail of FIG. 4 in an enlarged view in
  • Fig. 7 shows a second embodiment of a measuring device in which the
  • Spring elements are simultaneously designed as electrical connection elements.
  • the fuel injector 10 shown in a highly simplified form in FIG. 1 is designed as a so-called common rail injector, and is used to inject fuel into the combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine, in particular a self-igniting internal combustion engine.
  • the fuel injector 10 has an injector housing 11 which is at least essentially made of metal, in particular in multiple parts, in which at least one, preferably a plurality of injection openings 12 for injecting the fuel are arranged on the side facing the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • this forms a high-pressure chamber 15, in which a nozzle needle 16 serving as an injection element is arranged in a direction of movement in the direction of the double arrow 17.
  • a nozzle needle 16 serving as an injection element is arranged in a direction of movement in the direction of the double arrow 17.
  • this forms a sealing seat together with the inner wall of the high-pressure chamber 15 or the injector housing 11, so that the injection openings 12 are at least indirectly
  • Control device of the internal combustion engine can be controlled.
  • the actuator can in particular be a magnetic actuator or else a piezo actuator.
  • the high-pressure chamber 15 is supplied with fuel at high pressure (system pressure) via a fuel injector 10 which is arranged within the injector housing 11 or is formed in components of the fuel injector 10
  • Supply bore 19 which is in particular eccentric to the longitudinal axis 21 of the injector housing 11 in an edge region of the fuel injector 10, at least substantially parallel to the longitudinal axis 21.
  • the supply bore 19 is also connected via a fuel connection piece, not shown, to a fuel line 22, which in turn is connected to a
  • Fuel reservoir 25 (rail) is coupled.
  • a blind hole-shaped depression 24 is formed in its outer wall 23, for example, so that the
  • Wall thickness of the injector housing 11 is reduced in the region of the recess 24.
  • the injector housing 11 can also have a flattened area, in the area of which the wall thickness of the injector housing 11 is reduced.
  • the base 26 of the depression 24 which has just been formed forms part of a deformation region 27.
  • the fuel pressure currently prevailing in the supply bore 19 also acts in the injector housing 11 on the side facing away from the recess 24.
  • the fuel injector 10 has a supply bore 19 and thus also in the high-pressure chamber 15, which is used as an indication of the current position of the nozzle needle 16 for actuating the nozzle needle 16
  • the measuring device 30 comprises a sensor element 32 designed as a piezo element 31.
  • the measuring device 30 has a cup-shaped or cup-shaped housing 35, preferably made of metal, which has a flange section 37 which extends radially around a longitudinal axis 36 of the housing 35.
  • Flange section 37, the housing 35 and thus the measuring device 30, in particular by means of a laser beam weld seam, can be integrally connected to the base 26 of the recess 24 on the fuel injector 10.
  • the piezo element 31 is accommodated within a recess of the housing 35 by means of four holding elements 38, which can be seen in FIG. In a familiar way
  • multilayer piezo element 31 is in overlap with the
  • Deformation region 27 is arranged, the deformation region 27 being arranged in operative connection with the piezo element 31 via a transmission element 40, which can be seen in FIG. 2 and is plate-shaped.
  • a transmission element 40 which can be seen in FIG. 2 and is plate-shaped.
  • the transmission element 40 facing the end face of the piezo element 31 bears against a base 42 of the interior of the housing 35.
  • Piezo element 31 generates electrical voltages which are transmitted to a control device (not shown) via two pin-shaped connecting pins 44, 46, which pass through the housing 35 in the area of through openings 48 and which are electrically insulated from the housing 35 by an insulating compound 50, in the FIG. 1 recognizable lines 51 forwarded.
  • the through openings 48 are, for example, of a purely cylindrical design on the side facing away from the interior 47 of the housing 35 or the piezo element 31 and have a conical section 52 in the direction of the piezo element 31, the section 52 of which is opposite to the
  • Insulation compound 50 protrudes in height from an outside 53 of housing 35 or protrudes from the area of through opening 48.
  • the connection pins 44 and 46 are different for reasons of simplification
  • Arrangements of the insulation mass 50 are shown, but preferably only one of the two shown embodiments is applied to a housing 35.
  • connection pin 44 With the connection pin 44, the insulation compound 50 forms a bead 55 in the area above the outer side 53 of the housing 35.
  • the connection pin 44 also has a stop area 56 which is made in one piece or
  • This stop area 56 which is designed, for example, in the form of a plate or in the form of a collar on the connecting pin 44, runs essentially parallel to the outside 53 on the housing 35, a distance a being formed between the underside of the stop area 56 and the outside 53 of the housing 35.
  • Stop area 56 is dimensioned such that it at least in certain areas, preferably completely, covers the cross section of the through opening 48 in the area of the outside 53 and is larger than the corresponding cross section of the through opening 48.
  • the bead 55 includes about flush with the insulation compound 50 on the connecting pin 44.
  • stop area 56 The outer circumference of the stop area 56, but it can also run somewhat radially within the stop area 56.
  • the insulation compound 50 is arranged in the connection pin 46 in such a way that it laterally projects beyond the cross section of the stop region 56 and bears against a side wall 58 of the stop region 56. Furthermore, the insulation compound 50 also emerges from the side of the through opening 48, so that it sits on the outside 53 of the housing 35, so to speak.
  • the distance a is also formed in the connection pin 46 between the underside of the stop region 56 and the outside 53 of the housing 35.
  • the cross-sectional area or the diameter of the connection pins 44, 46 is reduced, so that the connection pins 44, 46 act there as guide elements. In this area, the connection pins 44, 46 form guide areas 60 for the
  • Piezo element 31 serving spring elements in the form of pressure or
  • the side surfaces 64, 66 are in particular designed as flat or flat side surfaces 64, 66 and run at least in the
  • the barrel spring 62 is characterized by a winding 68 which, viewed in the direction of the longitudinal axis 69 of the connecting pins 44, 46, in the axial direction
  • End areas of the guide areas 60 each bear directly on the outer circumference of the guide area 60 or surround the guide areas 60 with only a small radial distance.
  • the winding 68 has a guide section 70 there in each case.
  • the winding 68 has a larger diameter in the contact sections 72 which are used for contacting the side surfaces 64, 66, so that the winding 68 is arranged there with a relatively large radial distance from the guide region 60 of the connecting pins 44, 46. It is important here that if the barrel spring 62 is not yet elastically deformed, it has an outer radius in the contact sections 72 which is greater than the distance of the longitudinal axes 69 from the side surfaces 64, 66.
  • the guide sections 70 of the winding 68 facing away from the deformation region 27 also bear axially against the section 73 of the connecting pins 44, 46, which section is enlarged in diameter and in this respect form an axial end stop.
  • guide sections 70 of the winding 68 interact with an annular counter-element 75, each of which has a through-hole 77, 78 for the connection pins 44, 46.
  • the counter element 75 also forms one in the area of the through bores 77, 78
  • the plate-shaped counter element 75 preferably made of plastic or electrically non-conductive material, is radially surrounded on its outer circumference by an outer wall 81 of the housing 35 at the level of the flange section 37. Furthermore, the inside of a central opening 80
  • Counter element 75 the transmission element 40 added. Here is between the housing 35, the counter element 75 and the
  • Transmission element 40 for example, a clamp or press fit formed when mounting the counter element 75 or
  • Transmission element 40 hold or fix it in the housing 35 in the direction of the longitudinal axis 36.
  • the housing 35 When mounting the measuring device 30, the housing 35 is already provided with the connection pins 44, 46. Furthermore, it can also be provided that the piezo element 31 is arranged within the housing 35.
  • the barrel springs 62 are then axially joined to the connection pins 44, 46 in direction A in FIG. 2.
  • the direction A runs parallel to the side surface 64, 66 and parallel to the longitudinal axis 69 of the connecting pin 44, 46 or perpendicular to the base 26 of the recess 24 or perpendicular to the orientation of the
  • Deformation area 27 By appropriate dimensioning of the axial length of the barrel springs 62, this is then axially shortened or compressed when the transmission element 40 and the counter element 75 are axially joined into the housing 35.
  • the contact sections 72 of the winding 68 come into contact with the side surfaces 64, 66 of the piezoelectric element 31 in an evasive movement perpendicular to the longitudinal axes 69 with elastic deformation of the winding 68 and make contact with an at least perpendicular to the side surfaces 64, 66 extending contact force F, the side surfaces 64, 66 electrically.
  • the system contact of the barrel springs 62 at their axial end regions on the connection pins 44, 46 also ensures electrical contacting of the side surfaces 64, 66 or the piezo element 31.
  • a modified measuring device 30a is shown in FIG. This differs from the measuring device 30 essentially in that instead of barrel springs 62 as the spring element, each made of sheet metal and formed as stamped / bent parts is used. Furthermore, it is preferably provided that the connection pins 44, 46 in the area of the Guide areas 60a each have a non-circular cross section, for example a square cross section.
  • Longitudinal axis 86 and two guide sections 88 which are arranged on opposite sides of the spiral spring 85 and are strip-shaped in the non-deformed state and which, after the deformation or bending, as shown on the right next to FIG. 6, have a cross section adapted to the cross section of the guide region 60a, so that a positive fit or an arrangement with little play on the guide area 60a can be achieved.
  • a deformation section 89 is provided between the two guide sections 88.
  • the spiral spring 85 has a central, approximately square-shaped contact area 90, which can optionally be provided with a coating 92 on the side facing the side surfaces 64, 66 to improve the electrical conductivity.
  • the length L of the spiral spring 85 in the undeformed state is such that, according to the illustration in FIGS.
  • Has stepped bore 93 which on the one hand forms the stop surface 79 for the one guide section 70, and on the other hand seals the housing 35 to the outside by a bottom section 95.
  • Bending springs 85 spring elements 96 are used, which also serve as an electrical connection element.
  • the stop regions 97 are designed, for example, as separate components from the spring elements 96 and, for example, by a
  • the spring elements 96 have, in particular, a rectangular cross section, while the outer shape of the stop regions 97 can be round, for example.
  • the fuel injector 10 described so far or the measuring device 30, 30a, 30b can be modified or modified in a variety of ways without deviating from the inventive concept

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (10), insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Injektorgehäuse (11), in dem ein Hochdruckraum (15) ausgebildet ist, der über eine im Injektorgehäuse (11) angeordnete Versorgungsbohrung (19) mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgbar ist, mit einer Messeinrichtung (30; 30a; 30b) zur zumindest mittelbaren Erfassung des Drucks im Hochdruckraum (15) oder in der Versorgungsbohrung (19), wobei die Messeinrichtung (30; 30a; 30b) dazu ausgebildet ist, eine elastische Verformung eines zumindest mittelbar mit der Versorgungsbohrung (19) oder dem Hochdruckraum (15) in Wirkverbindung angeordneten Verformungsbereichs (27) zu erfassen, wobei die Messeinrichtung (30; 30a; 30b) ein Gehäuse (35) aufweist, in dem ein als Piezoelement (31) ausgebildetes Sensorelement (32) angeordnet ist, das mit dem Verformungsbereich (27) in Wirkverbindung angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Kraftstoff! njektor
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff! njektor mit einer Messeinrichtung zur zumindest mittelbaren Erfassung des in einem Hochdruckraum des
Kraftstoffinjektors herrschenden Kraftstoffdrucks zur Steuerung der Öffnungs- bzw. Schließbewegung einer Düsennadel des Kraftstoff! njektors.
Stand der Technik
Ein Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2015 224 709 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte
Kraftstoffinjektor weist eine Messeinrichtung mit einem Gehäuse auf, das mit dem Kraftstoffinjektor verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein in
Wirkverbindung mit einem deformierbaren Bereich des Kraftstoff! njektors angeordnetes Piezoelement vorgesehen, das an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten in Anlagekontakt mit jeweils einem elastisch vorgespannten
Federelement angeordnet ist. Die Federelemente durchdringen bzw. durchsetzen Durchgangsöffnungen des Gehäuses und dienen der elektrischen Kontaktierung der Messeinrichtung. Für die Funktion der Messeinrichtung ist es wesentlich, dass zum einen der Innenraum des Gehäuses der Messeinrichtung gegenüber äußeren Medien, insbesondere Feuchtigkeit, geschützt angeordnet ist, und dass darüber hinaus die Federelemente gegenüber dem aus Metall bestehenden Gehäuse elektrisch isoliert sind. Hierzu ist im Durchtrittsbereich der
Federelemente im Bereich der Durchgangsöffnungen des Gehäuses eine Isolationsmasse vorgesehen.
Ein weiterer gattungsgemäßer Kraftstoffinjektor ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2018 208 318 A1 der Anmelderin bekannt. Bei diesem Kraftstoff! njektor weist die Messeinrichtung Federelemente auf, die an den Seitenflächen des Piezoelements zur Ausbildung eines elektrischen Kontakts anliegen, und die ihrerseits wiederum elektrische Anschlusspins bzw. Führungselemente radial umgeben, wobei die Führungselemente bzw. Anschlusspins in Anlagekontakt mit den Federelementen angeordnet sind. Die Anschlusspins durchdringen in dem (metallischen) Gehäuse der Messeinrichtung ausgebildete
Durchgangsöffnungen. Ähnlich wie bei der zuerst genannten Schrift ist auch hier ein Isolationsstoff bzw. die Isolationsmasse zur elektrischen Isolierung des Innenraums der Messeinrichtung sowie zur Vermeidung eines elektrischen Kontakts zwischen den Anschlusspins und dem Gehäuse der Messeinrichtung vorgesehen.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er eine besonders hohe elektrische Funktionssicherheit bei einer axialen Kraftbeaufschlagung der Federelemente bzw. der
Anschlusselemente in Richtung zum Gehäuse der Messeinrichtung aufweist.
Hintergrund hierfür ist, dass es bei einer axialen Kraftbeanspruchung der Federelemente bzw. der Anschlusselemente in einer in Richtung des Gehäuses der Messeinrichtung verlaufenden Richtung, insbesondere bei einer
Temperaturbeanspruchung des Isolationswerkstoffs, zu einer Relativbewegung der Federelemente an den Seitenflächen des Piezoelements kommen kann, was den dort vorhandenen Anlagekontakt bzw. die dort ausgebildete
Kaltschweißverbindung, die die elektrische Signalübertragung ermöglicht, negativ beeinträchtigen kann. Die Temperaturbeanspruchung der Isolationsmasse rührt daher, dass aufgrund des Einbauorts des Kraftstoff! njektors im Bereich des Motorblocks der Brennkraftmaschine und der dort herrschenden relativ hohen Temperaturen auch die Isolationsmasse hohen Temperaturbelastungen oder aber Temperaturwechselbelastungen ausgesetzt ist. Der erfindungsgemäße Kraftstoff! njektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist daher die
Eigenschaft auf, dass die Bewegung der Federelemente bzw. der
Anschlusselemente in Richtung des Gehäuses limitiert ist, sodass stets eine hinreichend gute Kontaktierung der Seitenflächen des Piezoelements mit den Gegenflächen an den Federelementen ermöglicht wird.
Hierzu schlägt es die Lehre des Anspruchs 1 vor, dass die Isolationsmasse eine Außenseite des Gehäuses auf der einem Innenraum des Gehäuses
abgewandten Seite überragt, und dass das Federelement oder das
Anschlusselement außerhalb des Gehäuses einen Anschlagbereich zur
Begrenzung einer Axialbewegung des Federelements oder des
Anschlusselements in Richtung des Innenraums Gehäuses mit einem
Querschnitt aufweist, der zumindest bereichsweise größer ist als der Querschnitt der Durchgangsöffnung, wobei die Isolationsmasse zwischen dem
Anschlagbereich und dem Gehäuse angeordnet ist, sodass der Anschlagbereich in einem Abstand zur Außenseite des Gehäuses angeordnet ist.
Eine derartige Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors bzw. der Anordnung der Isolationsmasse im Bereich der Messeinrichtung und des Vorsehens eines Anschlagbereichs am Feder- bzw. Anschlusselement hat bei einer axialen Beanspruchung bzw. Kraftbeaufschlagung des Federelements bzw. des
Anschlusselements in Richtung des Gehäuses den Vorteil, dass durch die zwischen dem Gehäuse und dem Anschlagbereich an der Außenseite des Gehäuses befindliche Isolationsmasse eine direkte elektrische Kontaktierung des Federelements bzw. des Anschlusselements mit dem Gehäuse vermieden wird, und dass zusätzlich die Axialbewegung des Federelements bzw. des
Anschlusselements durch den Anschlagbereich in axialer Richtung bzw. in Richtung zum Gehäuse der Messeinrichtung limitiert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Hinsichtlich der genauen Anordnung der Isolationsmasse im Bereich der Durchgangsöffnung des Gehäuses bzw. im Bereich zwischen der Außenseite des Gehäuses und dem Anschlagbereich gibt es unterschiedliche Möglichkeiten:
In einer ersten konstruktiven Weiterbildung des allgemeinen
Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Isolationsmasse die
Durchgangöffnung an der Außenseite des Gehäuses seitlich überragt. Eine derartige Ausgestaltung bzw. Anordnung der Isolationsmasse stellt zumindest sicher, dass die Isolationsmasse immer als (axialer) Puffer zwischen dem Gehäuse und dem Anschlagbereich des Federelements bzw. des
Anschlusselements wirkt.
In einer Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die Isolationsmasse den Anschlagbereich an der Außenseite des Gehäuses seitlich überragt. Diese Weiterbildung stellt sicher, dass sich die Isolationsmasse im gesamten Anschlagbereich auf der dem Gehäuse zugewandten Seite des Anschlagbereichs befindet.
Zur Ausbildung des Anschlagbereichs an den Federelementen bzw. den
Anschlusselementen gibt es ebenfalls unterschiedliche konstruktive
Möglichkeiten. Je nach Geometrie, Material oder Anwendungsfall kann es z.B. vorteilhaft sein, dass der Anschlagbereich monolithisch mit dem Federelement oder dem Anschlusselement ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht insbesondere, auf einen zusätzlichen Montageprozess des
Anschlagbereichs an dem Federelement oder dem Anschlusselement verzichten zu können, da dieser bereits bei der Fertigung des Federelements bzw.
Anschlusselements ausgebildet wird.
Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass der Anschlagbereich durch ein von dem Federelement oder dem Anschlusselement separates Bauteil gebildet ist, das an dem Federelement oder dem Anschlusselement fixiert angeordnet ist.
Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es beispielsweise unter Verwendung standardisierter Federelemente oder Anschlusselemente unterschiedlich ausgebildete Anschlagbereiche auszubilden. Auch ist es denkbar, das Material für den Anschlagbereich aus einem anderen Material auszubilden als das Material des Federelements bzw. des Anschlusselements. Somit lassen sich auf die jeweilige Funktion optimierte Materialien für die entsprechenden Elemente verwenden.
Um einerseits das Ausfüllen der Durchgangsöffnung mit der Isolationsmasse zu vereinfachen, und andererseits bei einer Axialbeanspruchung des Federelements bzw. des Anschlusselements in Richtung zum Gehäuse hin einen zusätzlichen axialen Widerstand durch die Isolationsmasse auszubilden, kann es vorgesehen sein, dass der Querschnitt der Durchgangsöffnung in Richtung des Innenraums des Gehäuses einen Abschnitt mit reduziertem Querschnitt aufweist. Dadurch stützt sich die Isolationsmasse sozusagen in axialer Richtung gegen den Bereich des den geringeren Querschnitt aufweisenden Abschnitts der
Durchgangsöffnung ab.
Eine weitere bevorzugte konstruktive Ausgestaltung der Messeinrichtung betrifft die Ausbildung des Federelements und des (elektrischen) Anschlusselements durch separate, in Wirkverbindung miteinander angeordnete Bauteile. Hierzu sieht es eine erste konstruktive Umsetzung vor, dass das Federelement das innerhalb des Gehäuses parallel zur Seitenfläche des Piezoelements
angeordnete, insbesondere stiftförmige Anschlusselement in einer senkrecht zu einer Längsachse des Anschlusselements verlaufenden Ebene zumindest bereichsweise umgibt.
Auch hinsichtlich der konkreten Ausbildung des Federelements gibt es unterschiedliche konstruktive Ausgestaltungen. So ist es in einer ersten
Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags vorgesehen, dass das
Federelement zur Erzeugung der auf die Seitenfläche des Piezoelements wirkenden Anlagekraft in einer parallel zur Seitenfläche bzw. senkrecht zur Oberfläche des Verformungsbereichs verlaufenden Richtung elastisch deformierbar ausgebildet ist, sodass durch die Deformation eine Bewegung eines Anlageabschnitts oder eines Kontaktbereichs des Federelements in Richtung der Seitefläche des Piezoelements erzielbar ist.
Für den zuletzt gemachten Vorschlag kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Federelement als Biegefeder mit einem elastisch verformbaren
Verformungsabschnitt und zwei, vorzugsweise an stirnseitigen Endbereichen der Biegefeder angeordneten Führungsabschnitten ausgebildet ist, wobei die beiden Führungsabschnitte das Anschlusselement zumindest bereichsweise umgeben und in Richtung der Längsachse des Anschlusselements entlang des
Anschlusselements verschiebbar angeordnet sind.
Insbesondere ist eine derartige Biegefeder in vorteilhafter konstruktiver
Ausgestaltung als Stanz-/Biegeteil ausgebildet. Als alternative konstruktive Ausgestaltung des Federelements ist dieses als Druckfeder, insbesondere in Form einer Tonnenfeder, ausgebildet. Bei
Verwendung einer Tonnenfeder als Federelement ist es vorgesehen, dass deren Wicklung das Anschlusselement an den beiden stirnseitigen Endbereichen der Tonnenfeder mit geringem Radialspalt umgibt. Dadurch ist eine optimierte Führung des Federelements durch das Anschlusselement sichergestellt.
Um ein Ausweichen des Federelements zu minimieren, kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Querschnitt des Anschlusselements zumindest bereichsweise unrund, insbesondere rechteckförmig ausgebildet ist. Dadurch wird eine Lageorientierung des Federelements zum Anschlusselement ermöglicht.
Um die für die Deformation des Federelements in Richtung der Stirnfläche des Piezoelements erforderliche Gegenkraft an dem Federelement zu erzeugen, kann es vorgesehen sein, dass das Federelement mit wenigstens einem
Gegenelement zumindest mittelbar zusammenwirkt, das im Bereich der
Oberfläche des Verformungsbereichs angeordnet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte, teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftstoff! njektors mit einer Messeinrichtung zur zumindest mittelbaren Erfassung des Kraftstoffdrucks im
Kraftstoffinjektor,
Fig. 2 einen Längsschnitt im Bereich einer Messeinrichtung des
Kraftstoff! njektors bei einer ersten Ausführungsform der
Messeinrichtung,
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung der Ebene lll-lll der Fig. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer
Messeinrichtung,
Fig. 5 ein Detail der Fig. 4 in vergrößerter Darstellung im
Kontaktierungsbereich eines Federelements zu einem Piezoelement,
Fig. 6 das in den Fig. 4 und 5 verwendete Federelement in einer Abwicklung und in teilweise verformtem Zustand und
Fig. 7 eine zweite Ausführungsform einer Messeinrichtung, bei der die
Federelemente gleichzeitig als elektrische Anschlusselemente ausgebildet sind.
Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Der in der Fig. 1 stark vereinfacht dargestellte Kraftstoffinjektor 10 ist als sogenannter Common-Rail-Injektor ausgebildet, und dient dem Einspritzen von Kraftstoff in den nicht gezeigten Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine.
Der Kraftstoffinjektor 10 weist ein zumindest im Wesentlichen aus Metall bestehendes, insbesondere mehrteilig ausgebildetes Injektorgehäuse 11 auf, in dem auf der dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Seite wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 12 zum Einspritzen des Kraftstoffs angeordnet sind. Innerhalb des Injektorgehäuses 11 bildet dieses einen Hochruckraum 15 aus, in dem eine als Einspritzglied dienende Düsennadel 16 in Richtung des Doppelpfeils 17 hubbeweglich angeordnet ist. In der dargestellten, abgesenkten Stellung der Düsennadel 16 bildet diese zusammen mit der Innenwand des Hochdruckraums 15 bzw. des Injektorgehäuses 11 einen Dichtsitz aus, so dass die Einspritzöffnungen 12 zumindest mittelbar
verschlossen sind, derart, dass das Einspritzen von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 15 in den Brennraum der Brennkraftmaschine vermieden wird. In der anderen, nicht dargestellten, von dem Dichtsitz abgehobenen Position der Düsennadel 16 gibt diese die Einspritzöffnungen 12 zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine frei. Die Bewegung der Düsennadel 16, insbesondere zum Freigeben der Einspritzöffnungen 12, erfolgt auf eine an sich bekannte Art und Weise mittels eines nicht dargestellten Aktuators, der über eine Spannungsversorgungsleitung 18 von einer
Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist. Bei dem Aktuator kann es sich insbesondere um einen Magnetaktuator oder aber um einen Piezoaktuator handeln.
Die Versorgung des Hochdruckraums 15 mit unter Hochdruck (Systemdruck) stehendem Kraftstoff erfolgt über eine innerhalb des Injektorgehäuses 11 angeordnete bzw. in Bauteilen des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildete
Versorgungsbohrung 19, die insbesondere exzentrisch zur Längsachse 21 des Injektorgehäuses 11 in einem Randbereich des Kraftstoffinjektors 10, zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse 21 , verläuft. Die Versorgungsbohrung 19 ist darüber hinaus über einen nicht dargestellten Kraftstoffanschlussstutzen mit einer Kraftstoffleitung 22 verbunden, welche wiederum mit einem
Kraftstoffspeicher 25 (Rail) gekoppelt ist.
In einem von den Einspritzöffnungen 12 bzw. dem Brennraum axial relativ weit beabstandeten Bereich des Injektorgehäuses 11 ist in dessen Außenwand 23 beispielhaft eine sacklochförmige Vertiefung 24 ausgebildet, so dass die
Wanddicke des Injektorgehäuses 11 im Bereich der Vertiefung 24 reduziert ist. Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle einer sacklochförmigen Vertiefung 24 das Injektorgehäuse 11 auch eine Abflachung aufweisen kann, in deren Bereich die Wanddicke des Injektorgehäuses 11 reduziert ist.
Der eben ausgebildete Grund 26 der Vertiefung 24 bildet einen Teil eines Verformungsbereichs 27 aus. Dadurch wirkt der in der Versorgungsbohrung 19 augenblicklich herrschende Kraftstoffdruck auch in dem Injektorgehäuse 11 auf der der Vertiefung 24 abgewandten Seite. Dadurch, dass die Wanddicke des Injektorgehäuses 11 im Bereich der Vertiefung 24 reduziert ist, wirkt der
Wandabschnitt 29 des Injektorgehäuses 11 auf der der Vertiefung 24
zugewandten Seite als Verformungsbereich 27 in Art einer elastisch verformbaren Membran, wobei die Verformung, welche sich als Wölbung ausbildet, umso größer ist, je höher der augenblickliche Kraftstoffdruck in der Versorgungsbohrung 19 ist.
Zur Detektion des zeitlichen Verlaufs des Kraftstoffdrucks in der
Versorgungsbohrung 19 und damit auch in dem Hochdruckraum 15, welcher als Indiz für die augenblickliche Stellung der Düsennadel 16 zur Ansteuerung der Düsennadel 16 verwendet wird, weist der Kraftstoffinjektor 10 eine
Messeinrichtung 30 auf. Die Messeinrichtung 30 umfasst ein als Piezoelement 31 ausgebildetes Sensorelement 32.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Messeinrichtung 30. Die Messeinrichtung 30 weist ein napf- bzw. becherförmiges, vorzugsweise aus Metall bestehendes Gehäuse 35 auf, das einen radial um eine Längsachse 36 des Gehäuses 35 umlaufenden Flanschabschnitt 37 hat. Über den
Flanschabschnitt 37 kann das Gehäuse 35 und somit die Messeinrichtung 30, insbesondere mittels einer Laserstrahlschweißnaht, mit dem Grund 26 der Vertiefung 24 am Kraftstoffinjektor 10 stoffschlüssig verbunden werden.
Innerhalb einer Ausnehmung des Gehäuses 35 ist das Piezoelement 31 mittels beispielhaft vier, in der Fig. 3 erkennbarer Halteelemente 38 unter Vorspannung in dem Gehäuse 35 aufgenommen. Das in bekannter Art und Weise
mehrschichtig aufgebaute Piezoelement 31 ist in Überdeckung mit dem
Verformungsbereich 27 angeordnet, wobei der Verformungsbereich 27 über ein in der Fig. 2 erkennbares Übertragungselement 40, das plattenförmig ausgebildet ist, in Wirkverbindung mit dem Piezoelement 31 angeordnet ist. Die dem
Übertragungselement 40 abgewandte Stirnseite des Piezoelements 31 liegt demgegenüber an einem Grund 42 des Innenraums des Gehäuses 35 an.
Bei einer Deformation des Verformungsbereichs 27 werden von dem
Piezoelement 31 elektrische Spannungen erzeugt, die über zwei stiftförmige Anschlusspins 44, 46, die das Gehäuse 35 im Bereich von Durchgangsöffnungen 48 durchqueren und die zum Gehäuse 35 durch eine Isolationsmasse 50 elektrisch isoliert sind, an eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) über in der Fig. 1 erkennbare Leitungen 51 weitergeleitet. Die Durchgangsöffnungen 48 sind beispielhaft auf der dem Innenraum 47 des Gehäuses 35 bzw. dem Piezoelement 31 abgewandten Seite rein zylindrisch ausgebildet und weisen in Richtung zum Piezoelement 31 einen kegelförmig ausgebildeten Abschnitt 52 auf, der im Querschnitt gegenüber dem
angesprochenen zylindrisch ausgebildeten Abschnitt reduziert ist. Weiterhin ist erkennbar, dass die insbesondere aus einem Glaswerkstoff bestehende
Isolationsmasse 50 eine Außenseite 53 des Gehäuses 35 in der Höhe überragt bzw. aus dem Bereich der Durchgangsöffnung 48 herausragt. Dabei sind bei den Anschlusspins 44 und 46 aus Vereinfachungsgründen unterschiedliche
Anordnungen der Isolationsmasse 50 gezeigt, wobei jedoch vorzugsweise jeweils nur eine der beiden gezeigten Ausführungsformen an einem Gehäuse 35 angewandt wird.
Bei dem Anschlusspin 44 bildet die Isolationsmasse 50 in dem Bereich oberhalb der Außenseite 53 des Gehäuses 35 eine Wulst 55 aus. Der Anschlusspin 44 weist darüber hinaus einen Anschlagbereich 56 auf, der einstückig bzw.
monolithisch an dem Anschlusspin 44 angeformt ist. Dieser Anschlagbereich 56, der beispielhaft plattenförmig bzw. in Form eines Bunds am Anschlusspin 44 ausgebildet ist, verläuft im Wesentlichen parallel zur Außenseite 53 am Gehäuse 35, wobei zwischen der Unterseite des Anschlagbereichs 56 und der Außenseite 53 des Gehäuses 35 ein Abstand a ausgebildet ist. Der Querschnitt des
Anschlagbereichs 56 ist derart bemessen, dass dieser zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig den Querschnitt der Durchgangsöffnung 48 im Bereich der Außenseite 53 überdeckt und größer ist als der entsprechende Querschnitt der Durchgangsöffnung 48. Bei der Ausführungsform der Isolationsmasse 50 an dem Anschlusspin 44 schließt die Wulst 55 in etwa bündig mit dem
Außenumfang des Anschlagbereichs 56 ab, er kann jedoch auch radial etwas innerhalb des Anschlagbereichs 56 verlaufen.
Demgegenüber ist die Isolationsmasse 50 bei dem Anschlusspin 46 derart angeordnet, dass er den Querschnitt des Anschlagbereichs 56 seitlich überragt und an einer Seitenwand 58 des Anschlagbereichs 56 anliegt. Weiterhin tritt die Isolationsmasse 50 seitlich auch etwas aus der Durchgangsöffnung 48 heraus, so dass er dort quasi auf der Außenseite 53 des Gehäuses 35 aufsitzt. Auch beim Anschlusspin 46 ist zwischen der Unterseite des Anschlagbereichs 56 und der Außenseite 53 des Gehäuses 35 der Abstand a ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses 35, insbesondere in Höhe des Piezoelements 31 , ist die Querschnittsfläche bzw. der Durchmesser der Anschlusspins 44, 46 reduziert, sodass dort die Anschlusspins 44, 46 als Führungselemente wirken. In diesem Bereich bilden die Anschlusspins 44, 46 Führungsbereiche 60 für der
elektrischen Kontaktierung von (metallisierten) Seitenflächen 64, 66 des
Piezoelements 31 dienenden Federelementen in Form von Druck- bzw.
Tonnenfedern 62 aus. Die Seitenflächen 64, 66 sind insbesondere als ebene bzw. flache Seitenflächen 64, 66 ausgebildet und verlaufen zumindest im
Wesentlichen senkrecht zum Verformungsbereich 27 bzw. parallel zur
Längsachse 36 des Gehäuses 35.
Die Tonnenfeder 62 zeichnet sich durch eine Wicklung 68 aus, die in Richtung der Längsachse 69 des Anschlusspins 44, 46 betrachtet in den axialen
Endbereichen der Führungsbereiche 60 jeweils unmittelbar am Außenumfang des Führungsbereichs 60 anliegt bzw. die Führungsbereiche 60 mit lediglich geringem radialen Abstand umgeben. Hierzu weist die Wicklung 68 dort jeweils einen Führungsabschnitt 70 auf. Demgegenüber weist die Wicklung 68 in den zur Anlage an den Seitenflächen 64, 66 dienenden Anlageabschnitten 72 einen größeren Durchmesser auf, sodass die Wicklung 68 dort mit relativ großem radialen Abstand zum Führungsbereich 60 des Anschlusspins 44, 46 angeordnet ist. Wesentlich ist dabei, dass bei noch nicht elastisch deformierter Tonnenfeder 62 diese in den Anlageabschnitten 72 einen Außenradius aufweist, der größer ist als der Abstand der Längsachsen 69 von den Seitenflächen 64, 66.
Die dem Verformungsbereich 27 abgewandten Führungsabschnitte 70 der Wicklung 68 liegen darüber hinaus axial an dem im Durchmesser vergrößerten Teilabschnitt 73 der Anschlusspins 44, 46 an, die diesbezüglich einen axialen Endanschlag ausbilden. Die dem Verformungsbereich 27 zugewandten
Führungsabschnitte 70 der Wicklung 68 wirken demgegenüber mit einem ringförmigen Gegenelement 75 zusammen, das jeweils eine Durchgangsbohrung 77, 78 für die Anschlusspins 44, 46 aufweist. Das Gegenelement 75 bildet im Bereich der Durchgangsbohrungen 77, 78 darüber hinaus jeweils eine
Anschlagfläche 79 für die dort anliegenden Führungsabschnitte 70 der Wicklung 68 der Tonnenfeder 62 aus. Beispielhaft ist das plattenförmige, vorzugsweise aus Kunststoff bzw. elektrisch nichtleitendem Material bestehende Gegenelement 75 an seinem Außenumfang von einer Außenwand 81 des Gehäuses 35 in Höhe des Flanschabschnitts 37 radial umfasst. Weiterhin ist innerhalb einer zentralen Öffnung 80 des
Gegenelements 75 das Übertragungselement 40 aufgenommen. Hierbei ist zwischen dem Gehäuse 35, dem Gegenelement 75 und dem
Übertragungselement 40 beispielsweise eine Klemm- bzw. Presspassung ausgebildet, die bei einer Montage des Gegenelements 75 bzw. des
Übertragungselements 40 in dem Gehäuse 35 diese in Richtung der Längsachse 36 halten bzw. fixieren.
Bei der Montage der Messeinrichtung 30 ist das Gehäuse 35 bereits mit den Anschlusspins 44, 46 versehen. Weiterhin kann es auch vorgesehen sein, dass das Piezoelement 31 innerhalb des Gehäuses 35 angeordnet ist. Anschließend werden die Tonnenfedern 62 auf die Anschlusspins 44, 46 in Richtung A in der Fig. 2 axial gefügt. Die Richtung A verläuft dabei parallel zur Seitenfläche 64, 66 sowie parallel zur Längsachse 69 des Anschlusspins 44, 46 bzw. senkrecht zum Grund 26 der Vertiefung 24 bzw. senkrecht zur Ausrichtung des
Verformungsbereichs 27. Durch eine entsprechende Dimensionierung der axialen Länge der Tonnenfedern 62 wird diese anschließend beim axialen Fügen des Übertragungselements 40 und des Gegenelements 75 in das Gehäuse 35 axial verkürzt bzw. zusammengepresst. Bei der Montage der Tonnenfedern 62 gelangen die Anlageabschnitte 72 der Wicklung 68 unter elastischer Deformation der Wicklung 68 in einer senkrecht zu den Längsachsen 69 verlaufenden Ausweichbewegung in Kontakt mit den Seitenflächen 64, 66 des Piezoelements 31 und kontaktieren mit einer zumindest senkrecht zu den Seitenflächen 64, 66 verlaufenden Anlagekraft F die Seitenflächen 64, 66 elektrisch. Durch den Anlagekontakt der Tonnenfedern 62 an ihren axialen Endbereichen an den Anschlusspins 44, 46 ist auch eine elektrische Kontaktierung der Seitenflächen 64, 66 bzw. des Piezoelements 31 sichergestellt.
In der Fig. 4 ist eine abgewandelte Messeinrichtung 30a dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Messeinrichtung 30 im Wesentlichen dadurch, dass anstatt von Tonnenfedern 62 als Federelement jeweils aus Blech bestehende, als Stanz-/Biegeteile ausgebildete Biegefedern 85 verwendet werden. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Anschlusspins 44, 46 im Bereich des Führungsbereichs 60a jeweils einen unrunden, beispielhaft jeweils einen quadratischen Querschnitt aufweisen.
Die in der Fig. 6 dargestellte Abwicklung der Biegefeder 85 zeigt eine
Längsachse 86 sowie zwei, an gegenüberliegenden Seiten der Biegefeder 85 angeordnete, im nicht verformten Zustand streifenförmige Führungsabschnitte 88, die nach dem Verformen bzw. Umbiegen, wie dies rechts neben der Fig. 6 dargestellt ist, einen den Querschnitt des Führungsbereichs 60a angepassten Querschnitt aufweisen, sodass dort eine formschlüssige Anlage oder eine mit geringem Spiel vorgesehene Anordnung an dem Führungsbereich 60a erzielbar ist. Zwischen den beiden Führungsabschnitten 88 ist ein Verformungsabschnitt 89 vorgesehen. Weiterhin weist die Biegefeder 85 einen mittleren, in etwa quadratisch ausgebildeten Kontaktbereich 90 auf, der auf der den Seitenflächen 64, 66 zugewandten Seite gegebenenfalls mit einer Beschichtung 92 zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit versehen sein kann. Die Länge L der Biegefeder 85 im unverformten Zustand ist derart, dass entsprechend der Darstellung der Fig. 5 und 6 bei einem axialen Fügen der Biegefeder 85 und einer Deformation des Verformungsabschnitts 89 mittels des Gegenelements 75a die Biegefeder 85 elastisch deformiert, derart, dass der Kontaktbereich 90 an der jeweiligen Seitenfläche 64, 66 mit der Anlagekraft F anliegt. Weiterhin ist es entsprechend der Fig. 5 vorgesehen, dass das Gegenelement 75a eine
Stufenbohrung 93 aufweist, die einerseits die Anschlagfläche 79 für den einen Führungsabschnitt 70 ausbildet, und andererseits durch einen Bodenabschnitt 95 das Gehäuse 35 nach außen hin abdichtet.
Zuletzt ist in der Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform einer
Messeinrichtung 30b gezeigt, bei der anstelle von separaten Anschlusspins 44, 46 und damit in Wirkverbindung angeordneten Tonnenfedern 62 bzw.
Biegefedern 85 Federelemente 96 verwendet werden, die gleichzeitig als elektrisches Anschlusselement dienen. Bei den Federelementen 96 ist es vorgesehen, dass die Anschlagbereiche 97 beispielhaft als separate Bauteile von den Federelementen 96 ausgebildet sind und beispielsweise durch eine
Laserschweißverbindung oder ähnliches mit diesen verbunden sind, um axiale Anschlagflächen für die Isolationsmasse 50 auszubilden. Die Federelemente 96 weisen insbesondere einen rechteckförmigen Querschnitt auf, während die Außenform der Anschlagbereiche 97 beispielsweise rund ausgebildet sein kann. Der soweit beschriebene Kraftstoffinjektor 10 bzw. die Messeinrichtung 30, 30a, 30b kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffinjektor (10), insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem
Injektorgehäuse (11), in dem ein Hochdruckraum (15) ausgebildet ist, der über eine im Injektorgehäuse (11) angeordnete Versorgungsbohrung (19) mit unter Druck stehendem Kraftstoff versorgbar ist, mit einer
Messeinrichtung (30; 30a; 30b) zur zumindest mittelbaren Erfassung des Drucks im Hochdruckraum (15) oder in der Versorgungsbohrung (19), wobei die Messeinrichtung (30; 30a; 30b) dazu ausgebildet ist, eine elastische Verformung eines zumindest mittelbar mit der
Versorgungsbohrung (19) oder dem Hochdruckraum (15) in
Wirkverbindung angeordneten Verformungsbereichs (27) zu erfassen, wobei die Messeinrichtung (30; 30a; 30b) ein Gehäuse (35) aufweist, in dem ein als Piezoelement (31) ausgebildetes Sensorelement (32) angeordnet ist, das mit dem Verformungsbereich (27) in Wrkverbindung angeordnet ist, wobei das Piezoelement (31) an zwei Seitenflächen (64,
66), die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche (26) des Verformungsbereichs (27) angeordnet sind, mittels jeweils eines unter elastischer Vorspannung angeordneten Federelements (62; 85; 96) elektrisch kontaktiert ist, wobei eine Anlagekraft (F) des Federelements (62; 85; 96) zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Seitenfläche (64, 66) verläuft, wobei das Federelement (96) oder ein mit dem Federelement (62; 85) verbundenes elektrisches Anschlusselement (44, 46) im Bereich einer Durchgangsöffnung (48) das Gehäuse (35) durchsetzt, und wobei zwischen dem Federelement (96) oder dem Anschlusselement (44, 46) und der Durchgangsöffnung (48) eine Isolationsmasse (50) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsmasse (50) eine Außenseite (53) des Gehäuses (35) auf der einem Innenraum (47) des Gehäuses (35) abgewandten Seite überragt, und dass das Federelement (96) oder das Anschlusselement (44, 46) außerhalb des Gehäuses (35) einen Anschlagbereich (56; 97) zur Begrenzung einer Axialbewegung des Federelements (96) oder des Anschlusselements (44, 46) in Richtung des Innenraums (47) Gehäuses (35) mit einem Querschnitt aufweist, der zumindest bereichsweise größer ist als der Querschnitt der Durchgangsöffnung (48), wobei die
Isolationsmasse (50) zwischen dem Anschlagbereich (56; 97) und dem Gehäuse (35) angeordnet ist, sodass der Anschlagbereich (56; 97) in einem Abstand (a) zur Außenseite (53) des Gehäuses (35) angeordnet ist.
2. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolationsmasse (50) die Durchgangsöffnung (48) an der
Außenseite (53) des Gehäuses (35) im Bereich der Durchgangsöffnung (48) seitlich überragt.
3. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolationsmasse (50) den Anschlagbereich (56; 97) an der Außenseite (53) des Gehäuses (35) seitlich überragt.
4. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlagbereich (56) monolithisch mit dem Federelement (96) oder dem Anschlusselement (44, 46) ausgebildet ist.
5. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anschlagbereich (97) durch ein von dem Federelement (96) oder dem Anschlusselement (44, 46) separates Bauteil gebildet ist, das an dem Federelement (96) oder dem Anschlusselement (44, 46) fixiert ist.
6. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Querschnitt der Durchgangsöffnung (48) in Richtung zum
Innenraum (47) des Gehäuses (35) einen Abschnitt (52) mit reduziertem Querschnitt aufweist.
7. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (62; 85) das innerhalb des Gehäuses (35) parallel zur Seitenfläche (64, 66) des Piezoelements (31) angeordnete, insbesondere stiftförmige Anschlusselement (44, 46) in einer senkrecht zu einer Längsachse (69) des Anschlusselements (44, 46) verlaufenden Ebene zumindest bereichsweise umgibt.
8. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (62; 85) zur Erzeugung der auf die Seitenfläche (64, 66) des Piezoelements (31) wirkenden Anlagekraft (F) durch eine parallel zur Seitenfläche (64, 66) bzw. senkrecht zur Oberfläche (26) des Verformungsbereichs (27) verlaufenden Richtung (A) elastisch
deformierbar ausgebildet ist, so dass durch die Deformation eine
Bewegung eines Anlageabschnitts (72) oder eines Kontaktbereichs (90) des Federelements (62; 85) in Richtung der Seitenfläche (64, 66) erzielbar ist.
9. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (85) als Biegefeder mit einem elastisch verformbaren Verformungsabschnitt (89) und zwei, vorzugsweise an stirnseitigen Endbereichen der Biegefeder angeordneten
Führungsabschnitten (88) ausgebildet ist, wobei die beiden
Führungsabschnitte (88) das Anschlusselement (44, 46) zumindest bereichsweise umgeben und in Richtung der Längsachse (69) des Anschlusselements (44, 46) entlang des Anschlusselements (44, 46) verschiebbar angeordnet sind.
10. Kraftstoff! njektor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Biegefeder als Stanz-/Biegeteil ausgebildet ist.
11. Kraftstoff! njektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (62) als Druckfeder ausgebildet ist.
12. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (62) als Tonnenfeder ausgebildet ist, deren Wicklung (68) das Anschlusselement (44, 46) an den beiden stirnseitigen Endbereichen der Tonnenfeder mit geringem Radialspiel umgibt.
13. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Querschnitt des Anschlusselements (44, 46) zumindest bereichsweise unrund, insbesondere rechteckförmig ausgebildet ist.
14. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federelement (62; 85) mit wenigstens einem Gegenelement (75; 75a) zumindest mittelbar zusammenwirkt, das im Bereich der Oberfläche (26) des Verformungsbereichs (27) angeordnet ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222811A1 (de) * 2014-11-07 2016-05-12 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102015224709A1 (de) 2015-12-09 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102018208318A1 (de) 2018-05-25 2019-11-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222811A1 (de) * 2014-11-07 2016-05-12 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102015224709A1 (de) 2015-12-09 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102018208318A1 (de) 2018-05-25 2019-11-28 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor

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