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WO2021028349A1 - Sitzplatte für einen injektor und verfahren zum herstellen einer solchen sitzplatte - Google Patents

Sitzplatte für einen injektor und verfahren zum herstellen einer solchen sitzplatte Download PDF

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WO2021028349A1
WO2021028349A1 PCT/EP2020/072286 EP2020072286W WO2021028349A1 WO 2021028349 A1 WO2021028349 A1 WO 2021028349A1 EP 2020072286 W EP2020072286 W EP 2020072286W WO 2021028349 A1 WO2021028349 A1 WO 2021028349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating layer
seat plate
plate
base body
injector
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/072286
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert SCHÖFBÄNKER
Verena KÖGEL
Richard Pirkl
Original Assignee
Liebherr-Components Deggendorf 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 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh filed Critical Liebherr-Components Deggendorf Gmbh
Priority to EP20754227.5A priority Critical patent/EP4010582A1/de
Publication of WO2021028349A1 publication Critical patent/WO2021028349A1/de

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Definitions

  • the present invention relates to a seat plate for an injector and an injector with such a seat plate.
  • the present invention also relates to a method for producing such a seat plate.
  • fuel is usually injected into a combustion chamber via an injector in a certain amount and for a certain period of time. Because of the very short injection times, which are in the microsecond range, it is necessary to open or close the outlet opening of the injector at a very high frequency. For precise control of these closing times and for precise detection of an injector state, it is necessary to provide an injector state detection system so that a higher-level control unit receives all information about an individual injector, in particular information regarding its closing or opening times.
  • Such an injector typically has a nozzle needle (also: injector needle), which is charged with a high pressure fuel Releasing an exit hole of the injector can occur to the outside.
  • this nozzle needle acts like a plug which, when it is raised, enables the fuel to escape. Accordingly, it is therefore necessary to lift this needle at relatively short time intervals and to slide it back into the outlet opening again after a short time.
  • Hydraulic servo valves can be used to trigger this movement. Such valves, in turn, are controlled with the aid of an electromagnet. Alternatively, a piezo element can be used which reacts faster than the valve controlled by means of an electromagnet.
  • so-called servo valves are used, which control the nozzle needle and are themselves controlled via an electromagnetic valve or piezo valve.
  • a control chamber that interacts with the nozzle needle, the fuel available under high pressure is used to build up a pressure level that acts on the nozzle needle in the closing direction.
  • This control chamber is typically connected to the high pressure area of the fuel via an inlet throttle.
  • this control chamber has a small, closable outlet throttle from which the fuel can escape. If he does this, the pressure in the control chamber and the closing force acting on the nozzle needle are reduced, since the fuel from the control chamber, which is under high pressure, can flow away. This results in a movement of the nozzle needle, which releases the outlet opening at the injector tip.
  • the outlet throttle of the valve is either closed or opened with the help of an anchor element. Since the general principle of an injector for injecting fuel is known to the person skilled in the art, the functionality of this component will not be discussed in more detail. As already briefly outlined above, the injector status detection is of great importance for the controlled operation of the injector. With previous injectors it is not necessary or very expensive to provide a seat plate of the injector, which is electrically separated from the injector housing and conducts current at certain points so that the control valve and the nozzle needle arranged below are connected to the injector coil arranged above.
  • the seat plate of the injector is accordingly a component which, according to the invention, is used both as a contact element for an injector coil and as an insulator for the injector housing. Furthermore, the seat plate contains a passage running from top to bottom, which is the outlet throttle of an injector.
  • the control chamber located below is filled with fuel under high pressure via an inlet, so that the nozzle needle is forced into its closed position.
  • the anchor element lifts from a passage opening, the fuel stored under high pressure flows out and reduces the force acting on the nozzle needle, so that it lifts from its outlet openings and fuel can flow out as a result.
  • a seat plate that is particularly advantageous compared to the prior art, which ensures electrical separation of the seat plate from the injector housing and at the same time conducts current at certain points in order to connect the control valve and the nozzle needle to the injector coil, is shown in independent claim 1. Further advantageous configurations of the invention are set out in the dependent claims.
  • a seat plate according to the invention for an injector has a plate-like base body with a first flat side, a second flat side and at least one circumferential surface connecting the two flat sides, a passage that extends through the plate-like base body from the first flat side to the second flat side extends, and an insulating layer which is arranged over the entire surface on the circumferential lateral surface and partially on at least one of the two flat sides of the plate-like base body, wherein the plate-like base body consists of an electrically conductive material.
  • the invention is characterized in that the insulating layer comprises a ceramic or consists of this ceramic.
  • the ceramic insulation layer improves the robustness and wear resistance of the insulation.
  • the high-pressure tightness of the components can also be improved with a normally sealing injector concept.
  • an insulator can be designed in such a way that the forces occurring during operation lead to increased compression and thus have a better seal with one another.
  • the insulating layer is applied over the entire surface of the circumferential surface area and, with the exception of at least one contiguous insulating layer-free area, is arranged over the entire area on at least one of the two flat sides of the plate-like base body, and wherein the insulating layer preferably forms a contiguous area.
  • This design ensures that only a small area is provided as a conductive contact in the flat side and the remainder is shielded in an electrically insulating manner. It is thus possible to run an electrical line through the seat plate, which allows an injector function to be monitored.
  • the plate-like base body of the seat plate comprises or consists of hard metal, tungsten carbide and / or high-speed steel (HSS for high speed steel).
  • the base body consists of hard metal and forms a tough core to absorb high forces and the brittle, wear-resistant ceramic layer, which acts as an electrical insulator, is arranged on its outer surface.
  • the combination of a base body made of hard metal and a ceramic layer attached to it has proven to be particularly advantageous, since the two properties of the different substances complement each other particularly well.
  • the insulating layer is preferably produced by means of two-component metal injection molding and / or thermal flame spraying.
  • two-component metal injection molding one of the two components can form the insulating layer and the other of the two components can form the base body.
  • the ceramic insulating layer is sprayed onto a preferably pretreated base body.
  • the sprayed surface is not melted and only thermally stressed to a small extent.
  • a layer formation takes place because the spray particles flatten more or less depending on the process and material when they hit the component surface, Remain adhered primarily through mechanical clamping and build up the sprayed layer in layers.
  • the insulating layer is arranged next to the jacket surface only on one of the two flat sides, so that the ceramic insulating layer can be formed as a sleeve into which the plate-like base body can be inserted.
  • the insulating layer is produced by a sintered-on film.
  • the insulating layer is designed to prevent electrical conductivity.
  • the plate-like base body is rotationally symmetrical or rotationally symmetrical with respect to an axis of rotation running centrally through the passage.
  • a seat plate can thus be installed in an injector without any orientation. It is therefore not necessary, using positioning pins or the like, to maintain a specific alignment of the seat plate with respect to other injector components.
  • the passage has a smaller opening on one of the two flat sides than on the other flat side, and the passage is preferably an outlet throttle of an injector.
  • the invention also relates to a method for producing a seat plate according to one of the aspects discussed above, the plate-like base body being inserted into a sleeve and connected to it in order to produce the insulating layer.
  • the plate-like base body being inserted into a sleeve and connected to it in order to produce the insulating layer.
  • the invention further proposes producing the insulating layer or the base body and the insulating layer by means of two-component metal injection molding.
  • the insulating layer can be produced by thermal flame spraying.
  • the invention also relates to a fuel injector with a seat plate according to one of the aspects discussed above.
  • the invention further comprises an engine with a fuel injector which has a seat plate according to the invention.
  • FIG. 1 shows a partial sectional view of an injector 10 from the prior art.
  • This injector has an inverse sealing concept, in which the sealing force decreases as the pressure in the injector increases.
  • the invention also encompasses the use of an injector with a regular sealing concept in which the tightness increases as the pressure rises.
  • the injector 10 can be seen, which has a housing 14 in which several injector components are arranged. Essential for the function of the injector 10 are the injector needle 15, the valve formed by armature 11 and seat plate 1, and the electromagnet 12, 13, which has a coil winding 16, an inner magnetic pole 12 and an outer magnetic pole 13.
  • a recess is provided in the inner magnetic pole 12 for arranging the spring 17, which presses the armature element 11 in the direction of the valve in order to close the outlet throttle of the valve in a fluid-tight manner when the electromagnet 12, 13 is de-energized.
  • the electromagnet 12, 13 If the electromagnet 12, 13 is activated, it pulls the armature element 11 away from the valve with the aid of magnetic force, so that fuel under high pressure can flow out of the passage 6 from a control chamber that can be closed by the valve. Since this reduces the pressure in the control chamber that acts on the injector needle 15, it can slide out of a closed position and enables fuel to be dispensed from the injector 10. If, on the other hand, the electromagnet 12, 13 is put into a de-energized state, the Magnetic force acting on the armature element 11 afterwards, so that the spring element 17 presses the armature element 11 onto the outlet opening of the valve and seals the control chamber or the passage 6.
  • FIG. 2 shows the seat plate 1 according to the invention in a side view.
  • the approximately plate-shaped base body 2 has an upper flat side 3 and a lower flat side 4.
  • the lateral surface 5 of the plate-like base body 2 connects the upper and the lower flat side 3, 4 of the base body 2 with one another.
  • the bold black marked insulating layer 7, which covers areas of the base body 2 for electrical insulation.
  • the insulating layer 7 consists or comprises ceramic.
  • the lower flat side 4 is free of the insulating layer 7 in the illustration. The same also applies to a contiguous area which is located on the upper flat side 3, which, with the exception of this contiguous area, is provided with the insulating layer 7 over the entire surface.
  • the contiguous area on the upper flat side 3 free of an insulating layer makes it possible to create an electrically conductive connection from this area to the lower flat side 4 so that elements of an injector 10 arranged above and below can communicate with one another via electrical signals. This communication can also be limited to the detection of a state of the injector 10.
  • Fig. 3 shows another seat plate 1 according to the invention in an injector 10. Unlike the seat plate 1 from FIG. 2, this seat plate 1 now also has an insulating layer on the lower side 4 of the base body 2. Thus, the lateral surface 5 extends on both flat sides 3, 4 each have an insulating layer on the inside, so that the insulation compared to the injector housing 14 is improved.
  • the anchor element 11 for sealing the passage 6 is shown in its sealing position in the illustration, so that no fuel can flow out and the injector needle is pressed into its seat.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sitzplatte für einen Injektor, der einen plattenartigen Grundkörper mit einer ersten flächigen Seite, einer zweiten flächigen Seite und mindestens eine die beiden flächigen Seiten verbindende umlaufende Mantelfläche, einen Durchgang, der sich durch den plattenartigen Grundkörper von der ersten flächigen Seite hin zu der zweiten flächigen Seite erstreckt, und eine Isolierschicht aufweist, die vollflächig an der umlaufenden Mantelfläche und teilweise an mindestens einer der beiden flächigen Seiten des plattenartigen Grundkörpers angeordnet ist, wobei der plattenartige Grundkörper aus einem elektrisch leitenden Material besteht. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Keramik umfasst oder ist.

Description

Sitzplatte für einen Injektor und Verfahren zum Herstellen einer solchen Sitzplatte
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sitzplatte für einen Injektor sowie einen Injektor mit einer solchen Sitzplatte. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Sitzplatte.
In Brennkraftmaschinen wie Dieselmotoren oder auch Benzinmotoren wird in der Regel über einen Injektor Kraftstoff mit einer bestimmten Menge und für eine bestimmte Zeitdauer in einen Brennraum eingespritzt. Dabei ist es aufgrund der sehr geringen Einspritzdauern, die im Mikrosekundenbereich liegen, erforderlich, die Austrittsöffnung des Injektors mit einer sehr hohen Frequenz zu öffnen beziehungsweise zu schließen. Für eine genaue Ansteuerung dieser Schließzeiten und zum genauen Erfassen eines Injektorzustands ist es erforderlich, eine Injektorzustandsdetektion vorzusehen, damit eine übergeordnete Steuereinheit sämtliche Informationen eine einzelnen Injektors erhält, insbesondere Informationen bezüglich seiner Schließ- oder Öffnungszeiten.
Ein solcher Injektor verfügt typischerweise über eine Düsennadel (auch: Injektornadel), die einen mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff bei Freigeben eines Austrittslochs des Injektors nach außen treten lässt. Diese Düsennadel wirkt im Zusammenspiel mit dieser Austrittsöffnung wie ein Pfropfen, der bei einem Anheben ein Austreten des Kraftstoffs ermöglicht. Demnach ist es also erforderlich, diese Nadel in relativ kurzen Zeitabständen anzuheben und nach einer kurzen Zeit erneut in die Austrittsöffnung zurückgleiten zu lassen. Dabei können hydraulische Servoventile verwendet werden, die das Auslösen dieser Bewegung ansteuern. Solche Ventile wiederum werden mithilfe eines Elektromagneten angesteuert. Alternativ dazu kann ein Piezoelement verwendet werden, das schneller als das mittels Elektromagneten angesteuerte Ventil reagiert.
Aufgrund der hohen Einspritzdrücke von über 2500 bar ist es nicht möglich, die Düsennadel direkt mithilfe eines Magnetventils anzusteuern beziehungsweise zu bewegen. Hierbei wäre die erforderliche Kraft zum Öffnen und Schließen der Düsennadel zu groß, sodass ein solches Verfahren nur mithilfe von sehr großen Elektromagneten realisierbar wäre. Eine solche Konstruktion scheidet aber aufgrund des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraums in einem Motor aus.
Typischerweise werden anstelle der direkten Ansteuerung sogenannte Servoventile verwendet, die die Düsennadel ansteuern und selbst über ein Elektromagnetventil bzw. Piezoventil gesteuert werden. Dabei wird in einem mit der Düsennadel zusammenwirkenden Steuerraum mithilfe des unter hohem Druck zur Verfügung stehenden Kraftstoffs ein Druckniveau aufgebaut, das auf die Düsennadel in Verschlussrichtung wirkt. Dieser Steuerraum ist typischerweise über eine Zulaufdrossel mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoffs verbunden. Ferner weist dieser Steuerraum eine kleine verschließbare Ablaufdrossel auf, aus der der Kraftstoff entweichen kann. Tut er dies, ist der Druck in dem Steuerraum und die auf die Düsennadel wirkende Verschlusskraft verringert, da der unter hohem Druck stehende Kraftstoff des Steuerraums abfließen kann. Dadurch kommt es zu einer Bewegung der Düsennadel, welche die Austrittsöffnung an der Injektorspitze freigibt. Um die Bewegung der Düsennadel steuern zu können, wird also die Ablaufdrossel des Ventils mithilfe eines Ankerelements wahlweise verschlossen oder geöffnet. Da das allgemeine Prinzip eines Injektors zum Einspritzen von Kraftstoff dem Fachmann bekannt ist, wird nicht tiefergehender auf die Funktionalität dieses Bauteils eingegangen. Wie bereits oben kurz angerissen, ist die Injektorzustandsdetektion von hoher Wichtigkeit für ein geregeltes Betreiben des Injektors. Bei bisherigen Injektoren ist es dabei nicht notwendig oder sehr aufwendig eine Sitzplatte des Injektors vorzusehen, die vom Injektorgehäuse elektrisch getrennt ist und Strom an bestimmten Stellen durchleitet, damit das darunter angeordnete Steuerventil und die Düsennadel mit der darüber angeordneten Injektorspule verbunden sind.
Die Sitzplatte des Injektors ist demnach ein Bauteil, das nach der Erfindung sowohl als Kontaktelement zu einer Injektorspule als auch als Isolator zum Injektorgehäuse genutzt wird. Ferner enthält die Sitzplatte einen von oben nach unten verlaufenden Durchgang, der die Ablaufdrossel eines Injektors darstellt. Durch Aufsetzen eines Ankerelements und Abdichten des Durchgangs füllt sich der darunter liegende Steuerraum über einen Zulauf mit unter hohem Druck befindlichen Kraftstoff, sodass die Düsennadel in ihre Verschlussposition gedrängt wird. Bei einem Abheben des Ankerelements von einer Durchgangsöffnung strömt der unter hohem Druck gespeicherte Kraftstoff ab und verringert den auf die Düsennadel wirkenden Krafteinfluss, sodass sich diese von ihren Auslassöffnungen abhebt und hierdurch Kraftstoff ausströmen kann.
Die nähere Funktionsweise eines Injektors ist beispielsweise in der DE 102017 116 383.2 wiedergegeben.
Bisher ist es bekannt, eine Isolierung mittels einer DLC-Schicht (DLC steht dabei für „diamond-like carbon“) umzusetzen, wobei sich jedoch gezeigt hat, dass die Robustheit einer solchen DLC-Schicht nicht für anspruchsvolle Injektorkonzepte ausreichend ist. Insbesondere dann, wenn die Sitzplatte mittels einer Schraube axial vorgespannt wird, ist eine verbesserte Robustheit der Isolierschicht erforderlich. Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Sitzplatte zu schaffen, die den aufgeführten Nachteil überwindet und auch bei herausfordernden Injektorkonzepten verwendet werden kann. Dies gelingt mit einer Sitzplatte für einen Injektor nach dem Anspruch 1 bzw. unter Zuhilfenahme eines der in den Ansprüchen aufgeführten Verfahren zur Herstellung einer Sitzplatte. Eine gegenüber dem Stand der Technik besonders vorteilhafte Sitzplatte, die ein elektrisches Trennen der Sitzplatte vom Injektorgehäuse sicherstellt und gleichzeitig Strom an bestimmten Stellen durchleitet, um das Steuerventil und die Düsennadel mit der Injektorspule zu verbinden, ist in dem unabhängigen Anspruch 1 dargestellt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dabei in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Eine erfindungsgemäße Sitzplatte für einen Injektor weist dabei einen plattenartigen Grundkörper mit einer ersten flächigen Seite, einer zweiten flächigen Seite und mindestens eine die beiden flächigen Seiten verbindende umlaufende Mantelfläche, einen Durchgang, der sich durch den plattenartigen Grundkörper von der ersten flächigen Seite hin zu der zweiten flächigen Seite erstreckt, und eine Isolierschicht auf, die vollflächig an der umlaufenden Mantelfläche und teilweise an mindestens einer der beiden flächigen Seiten des plattenartigen Grundkörpers angeordnet ist, wobei der plattenartige Grundkörper aus einem elektrisch leitenden Material besteht. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Keramik umfasst oder aus dieser Keramik besteht. Durch die Keramik-Isolierschicht verbessern sich die Robustheit und die Verschleißfestigkeit der Isolation. Ferner kann bei einem normal dichtenden Injektorkonzept auch die Hochdruckdichtheit der Bauteile verbessert werden. So kann ein Isolator so ausgeführt sein, dass die im Betrieb auftretenden Kräfte zu einer erhöhten Pressung führen und damit eine bessere Dichtung zueinander aufweisen.
Weiter kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Isolierschicht vollflächig an der umlaufenden Mantelfläche und, mit Ausnahme mindestens eines zusammenhängenden isolierschichtfreien Bereichs, vollflächig an mindestens einer der beiden flächigen Seiten des plattenartigen Grundkörpers angeordnet ist, und wobei vorzugsweise die Isolierschicht eine zusammenhängende Fläche ausbildet. Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, dass nur ein kleiner Bereich als Leitkontakt in der flächigen Seite vorgesehen ist und der Rest elektrisch isolierend abgeschirmt ist. So ist es möglich, eine elektrische Leitung durch die Sitzplatte hindurch auszuführen, die eine Überwachung einer Injektorfunktion erlaubt. Nach der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der plattenartige Grundkörper der Sitzplatte Hartmetall, Wolframcarbid und/oder Schnellarbeitsstahl (engl.: HSS für high speed Steel) umfasst oder hieraus besteht.
Nach der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass der Grundkörper aus Hartmetall besteht und einen zähen Kern zum Abfangen von hohen Kräften bildet und an seiner Außenfläche die spröde verschleißfeste Keramikschicht angeordnet ist, die als elektrischer Isolator wirkt. Die Kombination von einem Grundkörper aus Hartmetall und einer daran angelagerten Keramikschicht hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, da sich die beiden Eigenschaften der verschiedenen Stoffe besonders gut ergänzen.
Vorzugsweise ist die Isolierschicht mittels Zwei-Komponenten-Metallspritzguss und/oder thermischen Flammspritzen erzeugt. So kann eine der beiden Komponenten beim Zwei-Komponenten-Metallspritzguss die Isolierschicht und die anderen der beiden Komponenten den Grundkörper bilden.
Beim Thermischen Spritzen wird auf einen vorzugsweise vorbehandelten Grundkörper die Keramik-Isolierschicht aufgespritzt. Die bespritze Oberfläche wird dabei nicht angeschmolzen und nur in geringem Maße thermisch belastet. Eine Schichtbildung findet statt, da die Spritzpartikel beim Auftreffen auf die Bauteiloberfläche prozess- und materialabhängig mehr oder minder abflachen, vorrangig durch mechanische Verklammerung haften bleiben und lagenweise die Spritzschicht aufbauen.
Nach einer vorteilhaften Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht neben der Mantelfläche nur an einer der beiden flächigen Seiten angeordnet ist, so dass die keramische Isolierschicht als Hülse ausformbar ist, in welche der plattenartige Grundkörper einlegbar ist.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Isolierschicht durch eine aufgesinterte Folie erzeugt ist.
Darüber hinaus ist es möglich, dass die Isolierschicht dazu ausgelegt ist, eine elektrische Leitfähigkeit zu unterbinden. Nach einer Fortbildung der Erfindung ist der plattenartige Grundkörper drehsymmetrisch oder rotationssymmetrisch zu einer mittig durch den Durchgang verlaufenden Rotationsachse.
Dies ist von Vorteil, da eine Sitzplatte somit lageorientierungsfrei in einen Injektor eingebaut werden kann. Es ist also nicht anhand von Positionierstiften oder dergleichen erforderlich, eine bestimmte Ausrichtung der Sitzplatte in Bezug auf andere Injektorbauteile einzuhalten.
Zudem kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Durchgang auf einer der beiden flächigen Seite eine kleinere Öffnung als auf der anderen flächigen Seite aufweist, und vorzugsweise der Durchgang eine Ablaufdrossel eines Injektors ist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Sitzplatte nach einem der vorhergehend diskutierten Aspekte, wobei zum Erzeugen der Isolierschicht der plattenartige Grundkörper in eine Hülse eingelegt und mit dieser verbunden wird. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, die Isolierschicht durch Aufsintern einer Folie zu erzeugen.
Weiter schlägt die Erfindung vor, die Isolierschicht bzw. der Grundkörper und die Isolierschicht durch einen Zwei-Komponenten-Metallspritzguss zu erzeugen.
Nach einer optionalen Fortbildung der Erfindung kann die Isolierschicht durch thermisches Flammspritzen erzeugt werden. Die Erfindung betrifft zudem einen Kraftstoffinjektor mit einer Sitzplatte nach einem der vorhergehend diskutierten Aspekte.
Weiter umfasst die Erfindung auch einen Motor mit einem Kraftstoffinjektor, welcher eine erfindungsgemäße Sitzplatte aufweist.
Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : einen Teilschnittansicht eines herkömmlichen Injektors,
Fig. 2: eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Sitzplatte, und
Fig. 3: eine Teilschnittansicht eines Injektors mit einer erfindungsgemäßen
Sitzplatte.
Fig. 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Injektors 10 aus dem Stand der Technik. Dieser Injektor besitzt ein inverses Dichtkonzept, bei dem die Dichtkraft mit einem Ansteigen des Drucks im Injektor geringer wird. Von der Erfindung ist aber auch umfasst, dass ein Injektor mit einem regulären Dichtkonzept verwendet wird, bei dem mit einem Ansteigen des Drucks die Dichtheit zunimmt. Man erkennt den Injektor 10, der ein Gehäuse 14 aufweist, in den mehrere Injektorkomponenten angeordnet sind. Wesentlich für die Funktion des Injektors 10 sind dabei die Injektornadel 15, das durch Anker 11 und Sitzplatte 1 gebildete Ventil sowie der Elektromanget 12, 13, der eine Spulenwicklung 16, einen inneren Magnetpol 12 und einem äußeren Magnetpol 13 aufweist. Darüber hinaus ist in den inneren Magnetpol 12 eine Ausnehmung zum Anordnen der Feder 17 vorgesehen, die das Ankerelement 11 in Richtung des Ventils drückt, um die Ablaufdrossel des Ventils in einem unbestromten Zustand des Elektromagneten 12, 13 fluiddicht zu verschließen.
Aktiviert man den Elektromagnet 12, 13, zieht dieser mit Hilfe von Magnetkraft das Ankerelement 11 von dem Ventil weg, sodass aus einem durch das Ventil verschließbaren Steuerraum unter hohem Druck stehender Kraftstoff aus dem Durchgang 6 ausströmen kann. Da sich hierdurch der Druck in dem Steuerraum verringert, der auf die Injektornadel 15 wirkt, kann diese aus einer Schließposition herausgleiten und ermöglicht das Abgeben von Kraftstoff aus dem Injektor 10. Versetzt man hingegen den Elektromagneten 12, 13 in einen unbestromten Zustand, so lässt die auf das Ankerelement 11 wirkende Magnetkraft nach, sodass das Federelement 17 das Ankerelement 11 auf die Austrittsöffnung des Ventils drückt und den Steuerraum bzw. den Durchgang 6 abdichtet. Dadurch steigt der auf die Injektornadel 15 wirkende Druck, wodurch diese wieder in ihre Schließposition gedrückt wird. Es kommt demnach nicht mehr zu einem Ausströmen von Kraftstoff aus der Austrittsöffnung des Injektors 10. Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Sitzplatte 1 in einer Seitenansicht. Der in etwa plattenförmige Grundkörper 2 weist eine obere flächige Seite 3 und eine untere flächige Seite 4 auf. Die Mantelfläche 5 des plattenartigen Grundkörpers 2 verbindet die obere und die untere flächige Seite 3, 4 des Grundkörpers 2 miteinander. Zudem erkennt man die fett schwarz gekennzeichnete Isolierschicht 7, die Bereiche des Grundkörpers 2 zum elektrischen Isolieren abdeckt. Die Isolierschicht 7 besteht oder umfasst dabei Keramik. Dabei ist in der Darstellung die untere flächige Seite 4 frei von der Isolierschicht 7. Selbiges gilt auch für einen zusammenhängenden Bereich, der sich auf der oberen flächigen Seite 3 befindet, die, mit Ausnahme dieses zusammenhängenden Bereichs, vollflächig mit der Isolierschicht 7 versehen ist.
Durch den isolierschichtfreien, zusammenhängenden Bereich auf der oberen flächigen Seite 3 ist es möglich, eine elektrisch leitende Verbindung von diesem Bereich hin zur unteren flächigen Seite 4 zu erstellen, sodass darüber und darunter angeordnete Elemente eines Injektors 10 miteinander über elektrische Signale kommunizieren können. Diese Kommunikation kann sich auch in der Detektion eines Zustands des Injektors 10 erschöpfen.
Fig. 3 zeigt dabei eine weitere erfindungsgemäße Sitzplatte 1 in einem Injektor 10. Anders als die Sitzplatte 1 aus der Fig. 2 besitzt diese Sitzplatte 1 nun auch eine Isolierschicht an der unteren Seite 4 des Grundkörpers 2. So verläuft von der Mantelfläche 5 an beiden flächigen Seiten 3, 4 jeweils eine Isolierschicht nach innen, so dass die Isolierung gegenüber dem Injektorgehäuse 14 verbessert.
Eine elektrische Leitung durch die Sitzplatte 1 hindurch wird somit nicht durch ein Kontaktieren des Injektorgehäuses gestört.
Das Ankerelement 11 zum Abdichten des Durchgangs 6 ist in der Darstellung in seiner dichtenden Position gezeigt, so dass kein Kraftstoff abfließen kann und die Injektornadel in ihren Sitz gepresst wird.
Dem Fachmann ist klar, dass einzelne anhand der jeweiligen Figuren diskutierte Aspekte auch miteinander kombiniert werden können und für den Erfolg der Erfindung nicht jede in den Figuren dargestellt Einzelheit erforderlich ist.

Claims

Ansprüche
1. Sitzplatte (1 ) für einen Injektor (10), umfassend: einen plattenartigen Grundkörper (2) mit einer ersten flächigen Seite (3), einer zweiten flächigen Seite (4) und mindestens eine die beiden flächigen Seiten (3, 4) verbindende umlaufende Mantelfläche (5), einen Durchgang (6), der sich durch den plattenartigen Grundkörper (2) von der ersten flächigen Seite (3) hin zu der zweiten flächigen Seite (4) erstreckt, und eine Isolierschicht (7), die vollflächig an der umlaufenden Mantelfläche (5) und teilweise an mindestens einer der beiden flächigen Seiten (3, 4) des plattenartigen Grundkörpers (2) angeordnet ist, wobei der plattenartige Grundkörper (2) aus einem elektrisch leitenden Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (7) eine Keramik umfasst oder ist.
2. Sitzplatte (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei die Isolierschicht
(7) vollflächig an der umlaufenden Mantelfläche (5) und, mit Ausnahme mindestens eines zusammenhängenden isolierschichtfreien Bereichs, vollflächig an mindestens einer der beiden flächigen Seiten (3, 4) des plattenartigen Grundkörpers (2) angeordnet ist, und wobei vorzugsweise die Isolierschicht (7) eine zusammenhängende Fläche ausbildet.
3. Sitzplatte (1) nach Anspruch 1, wobei der plattenartige Grundkörper (2) Hartmetall, Wolframcarbid und/oder Schnellarbeitsstahl HSS umfasst oder hieraus besteht und wobei vorzugsweise der Grundkörper aus Hartmetall besteht und einen zähen Kern zum Abfangen von hohen Kräften bildet und an seiner Außenfläche die spröde verschleißfeste Keramikschicht angeordnet ist, die als elektrischer Isolator wirkt.
4. Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (7) mittels Zwei-Komponenten-Metallspritzguss und/oder thermischen Flammspritzen erzeugt ist.
5. Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Isolierschicht (7) neben der Mantelfläche (5) nur an einer der beiden flächigen Seiten (3, 4) angeordnet ist, so dass die keramische Isolierschicht (7) als Hülse ausformbar ist, in welche der plattenartige Grundkörper (2) einlegbar ist.
6. Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Isolierschicht (7) durch eine aufgesinterte Folie erzeugt ist.
7. Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Isolierschicht (7) dazu ausgelegt ist, eine elektrische Leitfähigkeit zu unterbinden.
8. Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der plattenartige Grundkörper (2) drehsymmetrisch oder rotationssymmetrisch zu einer mittig durch den Durchgang (6) verlaufenden Rotationsachse ist.
9. Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Durchgang (6) auf einer der beiden flächigen Seite (3, 4) eine kleinere Öffnung als auf der anderen flächigen Seite (3, 4) aufweist, und vorzugsweise der Durchgang (6) eine Ablaufdrossel eines Injektors (10) ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Erzeugen der Isolierschicht (7) der plattenartige Grundkörper
(2) in eine Hülse eingelegt und mit dieser verbunden wird.
11. Verfahren zum Herstellen einer Sitzplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (7) durch Aufsintern einer Folie erzeugt wird.
12. Verfahren zum Herstellen einer Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (7) bzw. der Grundkörper (2) und die Isolierschicht (7) durch einen Zwei-Komponenten-Metallspritzguss erzeugt wird/werden.
13. Verfahren zum Herstellen einer Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (7) durch thermisches Flammspritzen erzeugt wird.
14. Kraftstoffinjektor (10) mit einer Sitzplatte (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1-9.
15. Motor mit einem Kraftstoffinjektor (10) nach Anspruch 14.
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