[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen,
insbesondere Pumpedüse, mit einem Gehäuse, in dem elektrische Sensoren und/oder Stelleinrichtungen,
insbesondere ein elektrischer Nadelhubsensor für die Düsennadel und/oder ein elektromagnetischer
Mengensteller untergebracht sind, und mit elektrischen, zum Kontaktieren aus dem Gehäuse
geführten Anschlußleitungen für die Sensoren und/oder Stelleinrichtungen.
[0002] Bei in den Zylinderkopf einschraubbaren Einspritzdüsen ist es gemäß der DE-A-30 04
424 oder der EP-A-68 339 bekannt geworden, die Anschlüsse der Induktionsspule eines
Nadelhubsensors durch das Gehäuse der Düse nach oben zu Steckern zu führen. Nach dem
Einschrauben der Düse kann ein Kabel mit entsprechenden Gegensteckern an die Stecker
der Düse gesteckt werden. Es muß als nachteilig angesehen werden, daß sich die Steckverbindung
im wesentlichen ungeschützt in dem mit Öl und Dämpfen erfüllten Raum zwischen Zylinderkopf
und Ventildeckel befindet. Einerseits kann es nämlich zu einer Korrosion der Kontakte
kommen, andererseits ist die Gefahr, daß sich auf Grund der Motorvibrationen Steckverbindungen
lösen, erheblich. Nicht zuletzt ist es vom Standpunkt der Wartungsfreundlichkeit
aus unerwünscht, daß z.B. bei einem 6-Zylindermotor zwölf einzelne Steckverbindungen
zu stecken sind. Auch die dichtende Durchführung aller Kabel durch den Ventildeckel
kann Schwierigkeiten verursachen.
[0003] Bei sogenannten Pumpedüsen, bei welchen eine beispielsweise von einer Nocke betätigbare
Hochdruckpumpe und eine Einspritzdüse zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, kann
die Einspritzmenge mittels eines Mengenstellers verstellt werden. Es sind hiebei elektromechanische
Mengensteller an jeder Pumpedüse bekannt geworden, die - gesteuert von einer zentralen
Recheneinheit - eine individuelle Kraftstoffzumessung für jeden Zylinder ermöglichen.
[0004] Pumpedüsen mit einem Flansch zum Niederspannen der Düse an dem Zylinderkopf sind
beispielsweise in der AT-PS 353 558 und AT-PS 372 502 geoffenbart. Diese Düsen besitzen
allerdings weder einen Nadelhubsensor noch einen elektromechanischen Mengensteller.
[0005] Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs
genannten Art, bei welcher eine einfache, servicefreundliche und trotz der rauhen
Umgebungsbedingungen sichere Kontaktierung der Anschlußleitungen möglich ist.
[0006] Dieses Ziel läßt sich mit den Maßnahmen des Patentanspruches 1 erreichen. Dank dieser
Maßnahmen ist eine zuverlässige, rasch vornehmbare bzw. automatisch erfolgende elektrische
Verbindung der Düseneinheit mit zu einer Recheneinheit od.dgl. führenden Kabeln
möglich.
[0007] Weitere Vorteile der Erfindung und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich in Verbindung
mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
[0008] In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Pumpedüse nach der Linie
I-I der Fig. 2, wobei der obere und untere Teil der Düse weggelassen sind, Fig. 2
eine Draufsicht auf die Pumpedüse nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie
III-III der Fig. 2 einer Ausführungsform mit einem nach oben ragenden Steckerteil,
Fig. 4 eine ebensolche Ansicht einer Ausführungsform mit einem nach unten ragenden
Steckerteil und einem Stecker im Zylinderkopf, Fig. 5 in einer Draufsicht einen Isoliereinsatz
mit Steckbuchsen in einem Flansch der Düse und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie
VI-VI der Fig. 5 und die Fig. 7 bis 9 drei Varianten der Durchführung eines Steckerteils
durch den Ventildeckel in teilsweise geschnittenen Teilansichten.
[0009] In Fig. 1 ist ein Teil einer Pumpedüse ersichtlich, die zur Einspritzung von Kraftstoff
in die Zylinder von Dieselmotoren verwendet wird. Der hier im Detail nicht interessierende
Ober- und Unterteil der Düse sind nicht dargestellt. Derarti ge Pumpedüsen sind am
Zylinderkopf eines Motors angeordnet. Der Pumpenkolben 1 der Düse wird in nicht dargestellter
Weise über einen Stößel od.dgl. von einer Nockenwelle, Kipphebeln etc. betätigt. Im
unteren, nicht dargestellten Teil der Pumpedüse ist eine federbelastete Ventilnadel
vorgesehen, die eine Düsenöffnung freigibt, wenn der Pumpenkolben 1 einen bestimmten
Druck aufgebaut hat. Die Pumpedüse wird mit ihrem Unterteil unter Zwischenschaltung
einer entsprechenden Dichtung in eine Bohrung des Zylinderkopfes eingesetzt, wobei
sich die Düsenöffnung im Verbrennungsraum des jeweiligen Zylinders befindet. Das
Gehäuse 2 der Pumpedüse besitzt einen Flansch 3, mit dem sie an dem Zylinderkopf 4
(Fig. 4) mit Hilfe von Schrauben 5 niedergespannt werden kann. Für die Schrauben 5
sind an gegenüberliegenden Seiten der Düsenachse a zwei Bohrungen 6 in dem Flansch
3 vorgesehen. Der Flansch 3 muß jedoch nicht notwendigerweise Bohrungen für Schrauben
aufweisen, da er auch indirekt durch Spannpratzen od.dgl. niedergespannt werden kann.
[0010] Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Fördermengensteller elektromechanisch
verstellt. Hiezu ist eine Stellgliedspule 7 vorgesehen, die sowohl hinsichtlich ihrer
Gestalt als auch Lage nur schematisch angedeutet ist. Weiters soll bei der gezeigten
Ausführung ein elektrischer Nadelhubsensor vorgesehen sein, der als solcher nicht
Gegenstand der Erfindung ist und sich in dem nicht dargestellten unteren Teil der
Pumpedüse befindet.
[0011] Im allgemeinen benötigt man zwei elektrische Anschlußleitungen zur Energieversorgung
des Mengenstellers und zwei Anschlußleitungen für den Nadelhubsensor. Wie bereits
eingangs erwähnt, beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit der Verbindung dieser
Anschlußleitungen mit Leitungen bzw. Kabeln, die zu einer elektronischen Steuereinrichtung
führen.
[0012] In einem Teil des Flansches 3 ist eine zur Düsenachse a parallele Durchgangsbohrung
8 ausgebildet, in die eine Auslaßbohrung 9 des Gehäuses 2 mündet. Innerhalb des Gehäuses
2 verlaufen die Anschlußleitungen 10 bzw. 11 für den Mengensteller bzw. den Nadelhubsensor.
Diese Leitungen 10, 11 sind z.B. als mit Kunststoff umspritzte Stanzbiegeteile ausgebildet
und durch die Auslaßbohrung 9 in die Durchgangsbohrung 8 geführt, in der ihre Enden
zu liegen kommen. Die Endteile der Leitungen 10, 11 können in der Auslaßbohrung 9
mit Vorteil mechanisch fest und abgedichtet gehalten sein. Ein bezüglich der Achse
b der Durchgangsbohrung 8 der Auslaßbohrung 9 radial gegenüberliegenden Bohrungsteil
12 kann mit einem Kunststoffstöpsel 13 dichtend verschlossen werden.
[0013] Die Enden der Anschlußleitungen 10, 11 werden in der Durchgangsbohrung 8 oder unter
Zwischenschaltung eines Stecker teils mit Steckkontakten versehen, was im folgenden
an Handvon drei Beispielen näher erläutert ist.
[0014] Die Ausführung nach Fig. 3 weist einen länglichen, zylindrischen Steckerteil 14
aus Kunststoff auf, der von oben in die Durchgangsbohrung 8 eingesetzt ist. In dem
Steckerteil 14 sind Verbindungsleitungen 15 vorgesehen, deren untere Enden mit den
Enden der Anschlußleitungen 10, 11 elektrisch leitend verbunden sind. Diese Verbindung
kann durch Löten oder Schweißen erfolgen oder als lösbare oder nichtlösbare Steckverbindung
ausgeführt sein. Eine Ringdichtung 16 dichtet den Fußteil des Steckerteils 14 gegen
die Durchgangsbohrung 8 ab. An der Unterseite des Flansches 3 ist die Durchgangsbohrung
8 mit einem eine Ringdichtung 17 tragenden Abschlußpfropfen 18 verschlossen.
[0015] Der Steckerteil 14 ragt nach oben und durch eine Öffnung 19 des Ventildeckels 20
geführt, wobei eine Ringdichtung 21 für die erforderliche Abdichtung sorgt. Aus dem
Kopfteil des Steckerteils 14 ragen Steckerstifte 22, die elektrisch mit den Verbindungsleitungen
15 verbunden sind. Auf den Kopfteil des Steckerteils 14 kann ein Anschlußstecker 23
gesetzt werden, der den Steckerstiften 22 zugeordnete Buchsen 24 besitzt und von
dem ein Anschlußkabel 25 wegführt.
[0016] Die eben beschriebene Ausführung besitzt den Vorteil, daß keine besonderen Vorkehrungen
im Zylinderkopf des Motors getroffen werden müssen. Die Einspritzdüsen werden mittels
der Flansche 3 an dem Zylinderkopf niedergespannt und sodann wird der Ventildeckel
20 aufgesetzt, wobei die Kopfteile der länglichen Steckerteile 14 durch die Öffnungen
19 des Ventildeckels 20 geführt werden. Ein sich konisch nach unten erweiternder
Ringkragen 26, der von den Öffnungen 19 absteht, erleichtert diesen Vorgang. Nach
Aufsetzen und Festschrauben des Ventildeckels 20 werden die Anschlußstecker 23 auf
die Steckerteile 14 aufgesetzt.
[0017] Bei einer weiteren, in Fig. 4 gezeigten Ausführung ist ein Steckerteil 14′ vorgesehen,
der im Prinzip dem Steckerteil 14 nach Fig. 3 gleicht, jedoch kürzer ist und so in
die Durchgangsbohrung 8 eingesetzt ist, daß er nach unten, d.h. in Richtung des Zylinderkopfes
4 absteht. Daher verschließt der Abschlußpfropfen 18 hier die Durchgangsbohrung 8
an ihrem oberen Ende. An seinem freien Ende ist der Steckerteil 14′ wiederum mit Steckerstiften
22 versehen.
[0018] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist den Steckerstiften 22 jedoch ein im
Zylinderkopf 4 festsitzender Stecker 27 zugeordnet. Hiezu ist in dem Zylinderkopf
4 eine Sackbohrung 28 ausgebildet, die bei eingesetzter Einspritzdüse mit der Durchgangsbohrung
8 koaxial ist. In die Sackbohrung 28 mündet eine quer zu dieser verlaufende Querbohrung
29. In dieser ist von außen der Stecker 27 einschiebbar. Im Bodenbereich der Sackbohrung
28 ist ein Rast- und Zentrierteil 30 angeordnet. Dieser Teil 30 besitzt einen Zentriersteg
31, der mit einer Nase 32 des Steckers 27 zusammenwirkend für dessen korrekte Winkellage
sorgt. Ein federnder Raststeg 33 hält den Stecker 27 in seiner Lage, in der die Kontaktbuchsen
24 genau mit den Stiften 22 des Steckerteils 14′ ausgerichtet sind. Eine Ringdichtung
34 am unteren Enden des Steckerteils 14′ und eine Ringdichtung 35 an dem Stecker 27
sorgen dafür, daß die Dämpfe und Ölnebel im Bereich oberhalb des Zylinderkopfes 4
nicht zu den Kontakten der Steckverbindung bzw. nach außen treten können.
[0019] Die Ausführung nach Fig. 4 erfordert zwar einen entsprechend angepaßten Zylinderkopf,
doch erfolgt die elektrische Verbindung hier selbsttätig bei Einsetzen der Einspritzdüse,
wodurch ein Abnehmen oder Aufsetzen eines Anschlußsteckers entfällt und die Zuordnung
der einzelnen Anschlußkabel 25 zu den Zylindern des Motors bzw. deren Einspritzdüsen
unverwechselbar festgelegt ist.
[0020] Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist den Fig. 5 und 6 zu entnehmen. Hier
sind die Enden der Anschlußleitungen 10, 11 in der Durchgangsbohrung 8 mit Buchsen
36 versehen, die sich in axialer Richtung erstrecken und in einem Isoliereinsatz
37 fixiert sind. Der Isoliereinsatz 37 ist durch geeignete Mittel fest in der Durchgangsbohrung
8 gehalten. Die Buchsen 36 erstrecken sich mit Vorteil über die Länge des Isoliereinsatzes
(siehe Fig. 6) und sind sowohl von oben als auch von unten steckbar. Es versteht sich,
daß an Stelle der Buchsen 36 auch nach oben und/oder unten ragende Stifte oder Steckfahnen
vorgesehen sein können oder daß Buchsen und Stifte kombiniert sind. Dies gilt generell
auch für die weiter oben beschriebenen Ausführungsformen.
[0021] Bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 kann ein festes Steckergegenstück am Zylinderkopf
vorgesehen sein. In diesem Fall erfolgt die Steckverbindung beim Einsetzen der Düse
automatisch von unten, ähnlich wie bei Fig. 4. Von oben kann eine Steckverbindung
mit einem geeigneten Anschlußstecker, ähnlich wie bei Fig. 3 erfolgen. Die nicht benutzte
Seite des Isoliereinsatzes 37 kann, so wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, mittels eines
Abschlußpfropfens 18 od.dgl. abgedichtet werden. Weiters ist eine Kombination der
Ausführungen nach Fig. 3 oder 4 mit der Ausführung nach Fig. 5 und 6 möglich, was
bedeutet, daß der Steckerteil 14 bzw. 14′ an seinen beiden Seiten steckbar ist.
[0022] In den Fig. 7 bis 9 sind verschiedene Durchführungen eines Steckerteils 14 durch
den Ventildeckel 20 (korrekt "Steuergehäusedeckel") gezeigt, somit Varianten der
oben in Fig. 3 gezeigten Durchführung.
[0023] Bei der Ausführung nach Fig. 7 besitzt der Steckerteil 14 nahe seinem oberen Ende
einen Ringflansch 38 und an der Innenseite eines sich von dem Ventildeckel 20 nach
unten erstreckenden Ringkragens 39 ist eine umlaufende, nach unten offene Einschneidung
40 ausgebildet. In diese kann eine weiche Ringdichtung 41 eingelegt werden, die nach
unten hin an dem Ringflansch 38 abgestützt ist. Auch diese Dichtungsanordnung verhindert
wirksam den Durchtritt von Spritzöl durch die Öffnung 19 des Ventildeckels 20. Der
Anschlußstecker 42 greift mit seinem Gehäuse tief in die Bohrung des Ringkragens
39 und schützt hiedurch zusätzlich die eigentlichen Kontakte vor Verschmutzen. Wie
ersichtlich, steht der Ringflansch 38 von einem Rohr 43, vorzugsweise einem Metallrohr,
ab, welches einen isolierenden Innenteil 44 mit den Verbindungsleitungen 15 schützend
umgibt.
[0024] Eine andere, in Fig. 8 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der eben beschriebenen
dadurch, daß der aus Kunststoff bestehende Steckerteil 14 kein äußeres Schutzrohr
aufweist und der Ringflansch 38 als mit dem Steckerteil 14 eingegossene oder eingepreßte
Metallscheibe ausgebildet ist. Überdies ist zur besseren Abstützung der Dichtung 41
eine weitere Metallscheibe 45 in die Einschneidung des Ringkragens 39 eingelegt.
[0025] Wenn die Pumpedüse mit ihrem Gehäuse 2 samt Flansch 3 geneigt im Zylinderkopf sitzt,
ist es zweckmäßig, dem Steckerteil 14 eine solche Krümmung zu verleihen, daß sein
oberer Abschnitt mit den Kontakten parallel zur Abheberichtung A des Ventildeckels
20 verläuft, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Die Montage und Demontage von Deckel
20 und Stecker 42 wird hiedurch erleichtert und kann schneller vor sich gehen.
[0026] Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist die äußere Hülle des Steckerteils
14 ein Metallrohr, das oben über einen konischen Übergangsbereich 46 in ein Endstück
47 größeren Durchmessers übergeht. In diesem Endstück 47 sitzen die Kontaktstifte
und/oder Buchsen. In eine Bohrung des Ventil deckels 20 ist eine mit dessen Abheberichtung
A ausgerichtete Metallbuchse eingepaßt, die einen Ringkragen 48 bildet. Mit einem
unteren, nach innen umgebogenen Rand 49 dieser Buchse 48 ist eine flexible, sich im
Inneren der Buchse 48 nach oben erstreckende, zylindrische Dichtlippe 50 aus heißölbeständigem
Elastomer durch Vulkanisieren verbunden. Der obere Endbereich dieser Dichtlippe 50
ist mittels einer ringförmigen Schlauchfeder 51 gegen das Endstück 47 des Steckerteils
14 gepreßt. Auf diese Weise ergibt sich eine wirkungsvolle Abdichtung, die auch größere
Fertigungstoleranzen zuläßt.
[0027] Wiewohl in der Zeichnung nur eine Durchgangsbohrung 8 in dem Flansch 3 gezeigt ist,
können bei Bedarf beispielsweise auch zwei derartige Durchgangsbohrungen mit entsprechenden
elektrischen Anschlüssen vorgesehen sein. Die Anzahl der Anschlußleitungen bzw.
Kontakte richtet sich nach der Düsenkonstruktion. Enthält die Düse bloß einen Nadelhubsensor,
werden im allgemeinen zwei Anschlußleitungen ausreichend sein. Dies gilt auch, wenn
die Düse nur einen Stellmagnet, jedoch keinen Nadelhubsensor enthält. Es ist aber
möglich, daß dem Mengensteller ein elektrischer Rückmelder zugeordnet ist, sodaß dann
- bei gleichzeitiger Verwendung eines Nadelhubsensors - mindestens sechs Anschlußleitungen
erforderlich sind.
1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen, insbesondere Pumpedüse, mit einem
Gehäuse, in dem elektrische Sensoren und/oder Stelleinrichtungen, insbesondere ein
elektrischer Nadelhubsensor für die Düsennadel und/oder ein elektromagnetischer Mengensteller
untergebracht sind, und mit elektrischen, zum Kontaktieren aus dem Gehäuse geführten
Anschlußleitungen für die Sensoren und/oder Stelleinrichtungen dadurch gekennzeichnet,
daß in einem zum Niederspannen der Düse an dem Zylinderkopf (4) vorgesehenen, an sich
bekannten Flansch (3) des Düsengehäuses (2) zumindest eine zur Düsenachse (a) im
wesentlichen parallele Durchgangsbohrung (8) ausgebildet ist, in welche die Enden
der Anschlußleitungen (10, 11) geführt und in der Durchgangsbohrung und/oder unter
Zwischenschaltung eines Steckerteils (14, 14′) außerhalb der Bohrung (8) mit Steckkontakten
(22, 36) versehen sind.
2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) eine in die
Durchgangsbohrung (8) mündende Auslaßbohrung (9) vorgesehen ist, durch welche die
Anschlußleitungen (10, 11) geführt sind.
3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Anschlußleitungen
(10, 11) als in einem Isoliereinsatz (37) gehaltene Steckbuchsen (36) und/oder Steckstifte
ausgebildet sind.
4. Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckbuchsen (36) und/oder
Steckstifte sowohl von der Oberals auch von der Unterseite der Durchgangsbohrung
(8) bzw. des Flansches (3) steckbar sind.
5. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchgangsbohrung
(8) ein nach unten abstehender Steckerteil (14′) mit Verbindungsleitungen (15) eingesetzt
ist, welche an dem oberen Ende des Steckerteils in der Durchgangsbohrung mit den Enden
der Anschlußleitungen (10, 11) verbunden sind und an dem unteren Ende des Steckerteils
in Steckbuchsen und/oder -stiften (22) enden, wobei diesen Buchsen und/oder -stiften
ein z.B. in einer Ausnehmung des Zylinderkopfes (4) vorgesehener Stecker (287) zugeordnet
ist.
6. Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (4) eine
bei eingesetzter Düse mit der Durchgangsbohrung (8) im Düsenflansch (3) koaxiale
Sackbohrung (28) vorgesehen ist, in welche beim Einbau der Düse der Steckerteil (14′)
einschiebbar ist.
7. Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (4) eine
in die Sackbohrung (28) mündende Querbohrung (29) ausgebildet ist, in die ein an
einem Ende mit den Steckbuchsen bzw. -stiften (22) versehener Stecker (27) einsetzbar
ist.
8. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenbereich der Sackbohrung
(28) ein Rast- und Zentrierteil (30) angeordnet ist, in den der durch die Querbohrung
(29) bis zur Sackbohrung (28) geführte Stecker (27) einrastbar ist.
9. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchgangsbohrung
(8) des Düsenflansches (3) ein nach oben abstehender Steckerteil (14) mit Verbindungsleitungen
(15) eingesetzt ist, die an dem unteren Ende des Steckerteils in der Durchgangsbohrung
mit den Enden der Anschlußleitungen (10, 11) verbunden sind, der Steckerteil (14)
dichtend durch eine Öffnung (19) des Ventildeckels (20) geführt und an seinem oberen,
äußeren Ende mit Steckstiften (22) und/oder -buchsen versehen ist.
10. Düse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (19) des Ventildeckels
(20) von einem sich nach unten erstreckenden Ringkragen (26, 39, 48) umgeben ist.
11. Düse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkragen (48) als Metallbuchse
ausgebildet ist und mit einem unteren, nach innen umgebogenen Rand (49) dieser Buchse
eine flexible, sich im Inneren der Buchse nach oben erstreckende, zylindrische Dichtlippe
(50) aus Elastomer durch Vulkanisieren verbunden ist, wobei der obere Endbereich
der Dichtlippe (50) mittels einer ringförmigen Feder (51) gegen das obere Endstück
(47) des Steckerteils (14) preßbar ist.
12. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung
(8) wahlweise an einem Ende mit einem dichtenden Abschlußpfropfen (18) od.dgl. verschließbar
ist.