DE102005012666A1 - Housing part e.g. intermediate plate, for injector, has conductor with opposite ends that protrude from front surfaces of guide pin such that they contact through contact surfaces of adjacent housing parts - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuseteil, insbesondere eine Zwischenplatte, für einen Injektor eines Einspritzsystems, mit senkrecht zur Injektorachse angeordneten Stirnflächen, an denen das Gehäuseteil mit benachbarten Gehäuseteilen verbindbar ist und mit einer elektrischen Kontaktierung, die elektrisch isoliert durch eine axiale Bohrung des Gehäuseteils hindurchgeführt ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Kontaktiervorrichtung, die ein derartiges Gehäuseteil enthält sowie einen Injektor mit einer derartigen Kontaktiervorrichtung.The Invention relates to a housing part, in particular an intermediate plate, for an injector of an injection system, with arranged perpendicular to the injector axis faces on which the housing part with adjacent housing parts is connectable and with an electrical contact, the electrical isolated passed through an axial bore of the housing part. Furthermore The invention relates to a contacting device comprising such a housing part contains and an injector with such a contacting device.
Ein derartiger Injektor kann für die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder eines Verbrennungsmotors verwendet werden. Bekannt sind insbesondere Hochdruck-Speichereinspritzsysteme für Dieselmotoren, so genannte Common-Rail-Systeme, bei denen zur elektrischen Steuerung des Öffnens und Schließens des Injektors bzw. Einspritzventils zunehmend Piezoaktoren eingesetzt werden, die die Düsennadel (Ventilnadel) des Einspritzventils nicht direkt, sondern indirekt über ein Steuer- oder Servoventil ansteuern.One Such injector can for the fuel injection into the cylinder of an internal combustion engine be used. In particular, high-pressure accumulator injection systems are known for diesel engines, so-called common rail systems, where for electrical control of opening and closing the injector or injector increasingly piezoelectric actuators used Be the nozzle needle (Valve needle) of the injector not directly, but indirectly via a Control control or servo valve.
Im Zusammenhang mit den wachsenden Anforderungen an ein geregeltes Motor-Einspritzsystem wird es zunehmend wichtiger, ein stabiles Regelsystem zur präzisen Regelung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge aufbauen zu können. Bisherige Common-Rail-Einspritzsysteme hatten den Nachteil, dass nur ein gesteuerter anstatt geregelter Betrieb der Kraftstoffinjektoren möglich war, da keine Erfassung der tatsächlichen Einspritzmenge vorgesehen war. Inzwischen gibt es jedoch Ansätze zur mittelbaren Erfassung der tatsächlichen Einspritzmenge durch Erfassung der Bewegung der Ventilnadel im Einspritzventil und einer darauf aufbauenden Berechnung der Einspritzmenge. Insbesondere sind Nadelhubsensoren bekannt geworden, die z.B. mittels einer Sitzkontaktmessung die genauen Zeitpunkte messen können, an denen die Ventilnadel den im Düsenkörper angeordneten Ventilsitz verlässt (leitende Verbindung zwischen Ventilnadel und Ventilsitz unterbrochen: Sitzkontaktschalter geöffnet) bzw. wieder zum Ventilsitz zurückkehrt und damit das Einspritzventil und den Sitzkontaktschalter (SKS) wieder schließt. Da die Ventilnadel mit ihrem der Düsenöffnung entgegengesetzten Ende einen zweiten Anschlag, üblicherweise an der Zwischenplatte, hat, kann dort ein zweiter Schaltkontakt implementiert werden, so dass mit einem derart erweiterten Sitzkontaktschalter zusätzlich die beiden Zeitpunkte erfassbar sind, die den Beginn und das Ende der vollständigen Öffnung des Einspritzventils während eines Ventilhubzyklus markieren.in the Related to the growing demands for a regulated Engine injection system is becoming increasingly important to a stable Control system for precise To be able to build up control of the amount of fuel to be injected. Previous common-rail injection systems had the disadvantage of being just a controlled rather than a regulated one Operation of the fuel injectors was possible because no detection the actual Injection quantity was provided. Meanwhile, however, there are approaches to indirect capture of the actual Injection quantity by detecting the movement of the valve needle in the injection valve and a calculation of the injection quantity based thereon. Especially Needle stroke sensors have become known, e.g. by means of a seat contact measurement can measure the exact times, where the valve needle arranged in the nozzle body valve seat leaves (conductive connection between valve needle and valve seat interrupted: Seat contact switch open) or returns to the valve seat and thus the injection valve and the seat contact switch (SKS) closes again. Since the valve needle with its nozzle opening opposite end a second stop, usually on the intermediate plate, has, there can be a second switching contact be implemented so that with such an extended seat contact switch additionally the two times are detectable, the beginning and the end the full opening of the Injector during mark a valve lift cycle.
Durch die Detektion der genannten zwei oder vier Einspritzzeitpunkte pro Zyklus kann eine Regelung der Einspritzmenge dargestellt werden. Um dieses SKS-Signal der Motorsteuerung zur Verfügung zu stellen, ist es generell erforderlich, eine Kontaktierung der Ventilnadel vorzusehen und gleichzeitig durch eine elektrische Isolierung dafür zu sorgen, dass der Schalter-Stromkreis nur durch den Kontakt der Ventilnadel am Ventilsitz bzw. am zweiten Anschlag geschlossen wird. Inzwischen ist man dabei aus mehreren technischen Gründen dazu übergegangen, nicht mehr wie bisher die Ventilnadel elektrisch isoliert in der Nadelführung anzuordnen und die Ventilnadel direkt, z. B. von ihrer oberen Stirnseite her, zu kontaktieren, sondern stattdessen die Ventilnadel über die Nadelführung zu kontaktieren und die Nadelführung selbst gegenüber benachbarten Gehäuseteilen elektrisch isoliert anzuordnen.By the detection of said two or four injection times per Cycle, a control of the injection quantity can be displayed. To provide this SKS signal to the motor control, it is general necessary to provide a contact of the valve needle and at the same time by an electrical insulation to ensure that the switch circuit only by the contact of the valve needle on Valve seat or is closed at the second stop. meanwhile one has gone over it for several technical reasons, not more like previously arranged the valve needle electrically isolated in the needle guide and the valve needle directly, z. B. from its upper end side, to contact, but instead the valve needle over the needle guide to contact and the needle guide even opposite adjacent housing parts to arrange electrically insulated.
Diese insbesondere im Zusammenhang mit einem (erweiterten) Sitzkontaktschalter auftretende allgemeine Problematik der Kontaktierung eines gegenüber seiner Umgebung elektrisch isolierten Bauteiles im Common-Rail-Injektor spezifiziert sich im Kontext axial übereinander gestapelter Injektor-Bauteile dahingehend, dass ein elektrischer Kontakt in einem ersten, im oberen Bereich des Injektors angeordneten Gehäuseteil mit einem elektrischen Kontakt in einem brennraumseitigen, weiteren Gehäuseteil (Nadelführung) verbunden wird, wobei diese elektrische Verbindung durch ein drittes Gehäuseteil, typischerweise die Zwischenplatte, welches sich zwischen dem ersten Gehäuseteil und der Nadelführung befindet, isoliert hindurchgeführt werden muss. Diese Kontaktierung muss im Übrigen so ausgeführt sein, dass selbst bei hohen Beschleunigungen, die am Injektor auftreten können (bis 60g), immer eine sichere elektrische Verbindung besteht. Diese Problematik wird noch durch die Forderung verschärft, dass eine einfache und sichere Montage vormontierter Gehäuseteile des Injektors in der Großserie, sowie eine eventuell nötige Demontage des Injektors in seine axialen Bauteile möglich sein soll.These in particular in connection with an (extended) seat contact switch occurring general problem of contacting a relation to his Environment electrically insulated component in the common rail injector Specifies in the context of axially stacked injector components in that an electrical contact in a first, in the upper Housing part of the injector arranged with an electric Contact in a combustion chamber side, further housing part (needle guide) connected is, this electrical connection through a third housing part, typically the intermediate plate, which is between the first housing part and the needle guide is located, isolated passed must become. Incidentally, this contacting must be such that even at high accelerations that can occur at the injector (until 60g), there is always a safe electrical connection. This problem becomes still aggravated by the demand that a simple and safe installation of preassembled housing parts of the injector in mass production, as well as any necessary Disassembly of the injector in its axial components may be possible should.
Aus
der gattungsgemäßen
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei geringem baulichen Aufwand ein stapelbares Gehäuseteil, insbesondere eine Zwischenplatte, eines Injektors, mit einer durch das Gehäuseteil isolierend hindurchgeführten Kontaktierung zur Verfügung zu stellen, wobei das Gehäuseteil eine hochdruckdichte Montage und eine sichere Weiterführung der elektrischen Kontaktierung bei der Stapelung verschiedener Gehäuseteile zum Injektor erlaubt.It is the object of the invention, with low structural complexity, a stackable Housing part, in particular an intermediate plate, an injector, with a through the housing part insulated passed through Contacting available to put, with the housing part a high pressure tight assembly and a safe continuation of the electrical contacting in the stacking of various housing parts allowed to the injector.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die nebengeordneten Ansprüche 1 und 10 sowie 13 gelöst. Weiterbildungen und bevorzugte Maßnahmen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is achieved by the sibling claims 1 and 10 and 13 solved. Further developments and preferred measures emerge from the Dependent claims.
Erfindungsgemäß ist bei einem Gehäuseteil der eingangs genannten Art demnach vorgesehen, dass in der Bohrung ein Leitstift annähernd bündig angeordnet ist, der aus einem isolierenden Material besteht, in das ein länglicher metallischer Leiter eingebettet ist, wobei die gegenüberliegenden Enden des Leiters so aus den Stirnflächen des Leitstifts herausstehen, dass sie durch an die Stirnflächen des Leitstifts anpressbare Kontaktflächen benachbarter Gehäuseteile kontaktierbar sind. Auf diese Weise kann die Zwischenplatte als selbstständige Baugruppe vormontiert werden, die an den Stirnflächen mit benachbarten Gehäuseteilen unter Bildung von planen Hochdruckdichtflächen zusammengefügt werden kann. Gleichzeitig wird eine sichere Weiterführung der elektrischen Kontaktierung zu den benachbarten Kontaktflächen im fertig montierten Injektor gewährleistet. Die Einbettung des Leiters in das Isoliermaterial kann beispielsweise durch Eindrücken oder Eingießen bzw. Umspritzen erfolgen.According to the invention is at a housing part of initially mentioned type provided that in the bore a Guide pin approximate arranged flush is, which consists of an insulating material, in which an elongated embedded metallic conductor, with the opposite Ends of the conductor so protrude from the faces of the guide pin, that they pass through to the end faces of the guide pin contactable contact surfaces of adjacent housing parts are contactable. In this way, the intermediate plate as independent Assembly are pre-assembled on the end faces with adjacent housing parts be assembled to form plan high-pressure sealing surfaces can. At the same time a secure continuation of the electrical contact to the adjacent contact surfaces ensured in the fully assembled injector. The embedding of the Ladder in the insulating material, for example, by pressing or pour in or encapsulation.
Als bevorzugt wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäuseteils angesehen, bei der der Leiter des Leitstifts wenigstens abschnittsweise ein elastisches Verformungsvermögen senkrecht zu seiner Längsachse aufweist, und bei der das Isoliermaterial des Leitstifts und die Überlänge des frei aus den Stirnflächen des Leitstifts herausstehenden Leiters so gewählt sind, dass sich der Leiter – bei angepressten Kontaktflächen – unter Ausbildung einer auf die Kontaktflächen wirkenden axialen Elastizität im Isoliermaterial verformt. Die elastische Verformung sichert – im gestapelten, montierten Zustand – auf einfache Weise gleichzeitig die weitgehende Planarität des Gehäuseteils im Injektor und eine mit Federkraft beaufschlagte Weiterführung der elektrischen Kontaktierung.When preferred is an embodiment of the Housing part according to the invention at least in sections, the conductor of the guide pin an elastic deformation capacity vertical to its longitudinal axis and in which the insulating material of the guide pin and the excess length of free from the faces of the guide pin protruding conductor are chosen so that the head - when pressed Contact surfaces - under Forming an acting on the contact surfaces axial elasticity in the insulating material deformed. The elastic deformation ensures - in the stacked, mounted Condition - on simple way at the same time the extensive planarity of the housing part in the injector and acted upon by spring force continuation of the electrical Contacting.
Bei einer einfachen Variante dieser Ausführungsform ist der Leiter als abgelängter Federstahldraht ausgebildet, wobei die Länge des Drahtes so bemessen ist, dass er nach der Vormontage minimal über die beiden Hochdruckdichtflächen des Gehäuseteils herausschaut. Zur Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen den Enden des Leiters und den benachbarten Kontaktflächen ist jedoch eine Variante besonders vorteilhaft, bei der der Leiter als Federstahldraht oder schmales Federband ausgebildet ist, dessen Enden zu jeweils einer Öse ausgeformt sind. Besonders günstig ist es dabei, wenn die Ösen in entgegengesetzte Richtungen gekrümmt sind, so dass der Leiter insgesamt einen S-förmigen Querschnitt mit relativ hoher axialer Elastizität aufweist.at In a simple variant of this embodiment, the conductor is as cut to length Formed spring steel wire, wherein the length of the wire so dimensioned is that after pre-assembly it minimally over the two high-pressure sealing surfaces of the housing part showing. To enlarge the Contact area between the ends of the conductor and the adjacent contact surfaces However, a variant particularly advantageous in which the conductor than Spring steel wire or narrow spring band is formed, whose Ends at one eyelet each are formed. Very cheap it is there when the eyelets are curved in opposite directions, so that the conductor overall an S-shaped Cross-section having a relatively high axial elasticity.
Bei einer weiteren Variante der besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäuseteils wird die axiale Elastizität dadurch gewährleistet, dass der Leiter als aus dünnem Blech gerollter Hohlstift ausgebildet ist, wobei in einem zwischen den Enden des Leiters angeordneten Abschnitt schlitzartige axiale Ausnehmungen so eingebracht sind, dass die zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Stege dem Leiter in diesem Abschnitt eine elastische Verformbarkeit senkrecht zu seiner Längsrichtung verleihen. Durch die genannte Ausbildung des Mittelteils des Leiters ergibt sich demnach eine gewisse axiale Elastizität des Leiters insgesamt.at a further variant of the particularly preferred embodiment of the housing part according to the invention becomes the axial elasticity thereby ensuring that the leader as out of thin Sheet rolled hollow pin is formed, in one between the portion of the conductor arranged portion slit-like axial Recesses are placed so that the remaining between the recesses Bring elasticity to the conductor in this section perpendicular to its longitudinal direction to lend. By said training of the central part of the conductor Accordingly, there is a certain axial elasticity of the conductor all in all.
Anstatt die axiale Elastizität im Mittelteil des Leiters zu erzeugen, ist es gemäß einer weiteren Variante auch möglich, den Leiter als aus dünnem Blech gerollten Hohlstift auszubilden, wobei der Hohlstift an beiden Enden so ausgeformt ist, dass dort Federzungen gebildet sind, die dem Leiter in den Endabschnitten eine elastische Verformbarkeit senkrecht zu seiner Längsrichtung verleihen.Instead of the axial elasticity in the middle part of the conductor, it is according to one another variant also possible the conductor as out of thin Sheet metal rolled hollow pin form, the hollow pin on both Ends is formed so that there spring tongues are formed, the the conductor in the end portions of an elastic deformability perpendicular to its longitudinal direction to lend.
Eine weitere, zu den bisherigen Varianten alternative Variante der bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Leiter als aus dünnem Blech bestehender Hohlstift ausgebildet ist, der wenigstens abschnittsweise mit einer axial elastischen, federbalgähnlichen Geometrie ausgeformt ist, um auf diese Weise die Kontaktfunktion sicherzustellen.A Other, alternative to the previous variants of the preferred Embodiment draws characterized by the fact that the head than existing thin sheet metal hollow pin is formed, the at least partially with an axial elastic, spring-bellows-like Geometry is shaped to this way the contact function sure.
Bei allen genannten Ausführungsformen und Varianten kann die Isolierung des Leitstifts vorteilhaft aus einem gummiartigen Material bestehen, in das der Leiter einfach eingebettet werden kann und in dem er sich senkrecht zu seiner Längsachse elastisch verformen kann.at All mentioned embodiments and variants may benefit from the isolation of the guide pin a rubbery material, in which the conductor easy can be embedded and in which he is perpendicular to its longitudinal axis can deform elastically.
Eine erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung für einen Injektor eines Einspritzsystems umfasst zunächst ein als Zwischenplatte des Injektors ausgebildetes Gehäuseteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Zwischenplatte brennraumseitig mit einer Nadelführung und auf ihrer gegenüberliegenden Stirnfläche mit einem Injektorkörper verbunden ist, wobei die Nadelführung eine axiale Bohrung aufweist, in der eine Ventilnadel geführt ist, und als gegenüber ihrer Umgebung im Injektor elektrisch isoliertes, jedoch mit der Ventilnadel in elektrischem Kontakt stehendes Gehäuseteil ausgebildet ist, das einen elektrischen Kontakt mit einer zur Zwischenplatte hin gerichteten Kontaktfläche aufweist. Vorteilhafterweise ergibt sich somit, dass mittels der elektrischen Kontaktierung eine über den Leitstift verlaufende elektrische Verbindung zwischen der zur Zwischenplatte hin gerichteten Kontaktfläche eines im Injek torkörper angeordneten, zum Injektorkörper isolierend ausgebildeten Kontaktelements einerseits und der Nadelführung andererseits herstellbar ist.An inventive Kontaktiervorrich For an injector of an injection system comprises first designed as an intermediate plate of the injector housing part according to one of claims 1 to 9. According to the invention it is further provided that the intermediate plate is connected on the combustion chamber side with a needle guide and on its opposite end face with an injector, the needle guide a has axial bore, in which a valve needle is guided, and as compared to their environment in the injector electrically insulated, but standing with the valve needle in electrical contact housing part is formed, which has an electrical contact with an intermediate plate directed towards the contact surface. Advantageously, therefore, it follows that by means of the electrical contact extending over the guide pin electrical connection between the intermediate plate directed towards the contact surface of a torkörper Injek arranged in the injector insulating insulating contact element on the one hand and the needle guide on the other hand can be produced.
In den vom Anspruch 10 abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen gekennzeichnet, durch die es zum einen gelingt, die Weiterführung der Kontaktierung im Injektorkörper und, zum anderen, die Ausbildung des Kontakts von der Kontaktierung zur Nadelführung vorteilhaft auszugestalten. Im Anspruch 13 ist ein Injektor mit einer Kontaktiervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 gekennzeichnet.In the dependent of claim 10 claims are further developments characterized by which it succeeds on the one hand the continuation contacting in the injector body and, secondly, the training of the contact from the contact to the needle guide advantageous to design. In claim 13, an injector with a contacting device according to one of claims 10 to 12 characterized.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung des in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further Advantages and embodiments of the invention are in the following Description of the embodiment shown in the figures of the drawing explained in more detail.
In
Die
Nadelführung
Entsprechend
den drei axial gestapelten Gehäuseteilen
Im
Einzelnen ist für
die in
Auf
der gegenüberliegenden,
brennraumseitigen Stirnfläche
des Kontaktstifts
Vor
dem Zusammenbau der drei Gehäuseteile
Mittels
der Kontaktiervorrichtung und der Ventilnadel
In
den
Bei
der Montage werden die Gehäuseteile
Dem
in
Eine
weitere, in
In
Claims (13)
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