DE10017112A1

DE10017112A1 - Spannmutter

Info

Publication number: DE10017112A1
Application number: DE2000117112
Authority: DE
Inventors: Bernd Koelbl; Juergen Engel; Norbert Radinger
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: DE10017112B4

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Spannmutter (1) zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff. Diese Spannmutter (1) ist erfindungsgemäß aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingewalztem Gewinde (4) zum Aufschrauben auf den Düsengrundkörper ausgebildet. Sie hat an einer Stirnseite (5) einen senkrecht zu ihrer Axialerstreckung verlaufenden und nach innen gebogenen Kragen (6) mit einer Innenringfläche (8). Über die Innenringfläche (8) ist eine Dichtfläche für den Düsenkörper geschaffen. Gleichzeitig hat der Kragen (6) eine Außenringfläche (9a), über welche die Spannmutter (1) mit verschraubtem Düsengrundkörper auf einem Absatz einer Aufnahme der Brennkraftmaschine dichtend anordenbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spannmutter zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff, vorzugsweise für eine qua litätsgeregelte Brennkraftmaschine, welche Spannmutter hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel ein Gewinde zum Verschrauben mit dem Düsen grundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist und wobei sie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite einerseits am Innenmantel eine Innenringfläche für eine dichtende Anlage einer Stirnseite des Düsenkörpers und andererseits am Außen mantel eine Außenringfläche zur dichtenden Anlage an einem Ringabsatz der Brennkraftmaschine aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Spannelement geht aus der als gattungsbildend betrachteten GB 21 33 479 A hervor. Dieses wird für eine kraftstoffdichte Verbindung eines eine Düsennadel umschließendes Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper einer nockengetriebenen Pumpe-Düse-Einheit zur Direkteinspritzung von Die selkraftstoff verwendet. Es ist in einem Zylinderkopf bzw. einer Umgebungs konstruktion befestigbar.

Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Spannelement, daß es relativ massiv in einem Zerspanungsprozeß hergestellt werden muß. Für die Großserienferti gung bedeutet dies einen erheblichen Materialeinsatz bei relativ hohen Ferti gungskosten. Des Weiteren ist festzustellen, dass die Materialstruktur durch die spanende Bearbeitung geschwächt ist und dass im Bereich der düsenna delseitigen Stirnseite der Spannmutter ein relativ massiv ausgebildeter Ring kragen zur Bildung einer Dichtfläche zwischen dem Düsenkörper und der Spannmutter vorliegt. Diese Dichtfläche kann zum anderen nicht problemlos radial erweitert werden.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spannmutter der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnen den Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach besteht die Spannmutter aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde, wobei ihr Außenmantel ein einteilig mit dieser ver bundenes Mitnehmermittel zum Verschrauben des Gewindes mit dem Düsen grundkörper hat und wobei die Spannmutter im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite in einen zumindest annähernd orthogonal zu ihrer Längs erstreckung verlaufenden Kragen übergeht, an welchem die Innenringfläche aus gebildet ist.

Durch diese Ausbildung sind die eingangs zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt. Die nunmehr tiefgezogene Spannmutter lässt sich vergleichs weise kostengünstig fertigen. Zum anderen besitzt sie eine ausreichend gute Festigkeit, da während des Umformvorgangs deren Materialfasern quasi er halten bleiben.

Das Gewinde zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper kann gleich beim Umformvorgang spanlos, beispielsweise durch Einwalzen/Rollieren, hergestellt werden. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, das Gewinde durch einen spanab hebenden Vorgang wie Schneiden zu schaffen.

Gleichzeitig ist durch den orthogonal verlaufenden Kragen eine hervorragende Anlage- und Dichtfläche für den Düsenkörper geschaffen. Genau an einer In nenringfläche des Kragens liegt eine einfach zu fertigende Ringdichtfläche mit ausreichend radialer Erstreckung und relativ geringer Flächenpressung vor. Zudem ist festzustellen, dass im Bereich des Kragens keine unnötige Mate rialanhäufung, wie im Stand der Technik zu verzeichnen, zu finden ist.

Der Axialansatz nach einer ersten Fortbildung der Erfindung gestattet die bis herige Auslegung des Düsenkörpers beizubehalten und kann einfach für ver schiedene Applikationen in seiner Länge variiert werden. Dessen Außenring fläche dient nunmehr als Dichtfläche gegenüber dem Zylinderkopf. Hier können geeignete Metalldichtungen wie Kupferringe u. ä. eingelegt werden.

Alternativ ist es vorgesehen, die Außenringfläche unmittelbar durch den Kra gen zu bilden. Somit liegt diese Außenringfläche der Innenringfläche direkt gegenüber. Durch eine Länge des Kragens können vorteilhaft breite Dichtflä chen generiert werden.

Eine einfache Möglichkeit einer Bildung des Kragens geht aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach wird die dem Düsenkörper zugewandte Stirn seite der Spannmutter angestaucht. Die somit zum einen erzielte Materialver formung nach innen schafft den Kragen mit einer relativ breit erzielbaren Innen ringfläche. Zum anderen kann über einen äußeren Schenkel des durch den Anstauchvorgang erzielten Z-Profils die Außenringfläche mit ggf. relativ großer radialer Erstreckung gebildet werden. Selbstverständlich sind auch Biege- und ähnliche Vorgänge zur Erzielung des Z-Profils denkbar. Gleichfalls ist anstelle des Z-Profils eine bogenförmige o. ä. Ausbildung denkbar.

Weitere Unteransprüche beziehen sich auf zweckmäßige Ausführungsformen einer Ausbildung und Anbringung des Mitnehmermittels. Zum einen kann die ses in Konkretisierung der Erfindung am Axialansatz der Spannmutter verlau fen. Hier bieten sich beispielsweise mehrkantförmige Gestaltungen an, die ei nen formschlüssigen Eingriff eines Werkzeuges gestatten. Somit kann über ein geeignetes Werkzeug die Spannmutter mit Düsenkörper sehr einfach mit dem Düsengrundkörper verschraubt werden. Alternativ ist es vorgesehen, das Mit nehmermittel aus ringförmig am Außenmantel der Spannmutter verlaufenden Einprägungen bzw. Einformungen o. ä. auszubilden. Hierzu zählen auch rän del- oder bördelartige Gestaltungen bzw. ausgestellte Laschen oder Nasen.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, das Mitnehmermittel im Be reich einer dem Düsengrundkörper zugewandten Stirnseite der Spannmutter zu applizieren. Hierzu kann diese Stirnseite mit einem senkrecht vom Außenman tel der Spannmutter weglaufenden Ringansatz versehen sein, welcher wieder um das Mitnehmermittel wie beispielsweise den Mehrkant bzw. die Einprägun gen/Einformungen hat.

Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich zwar insbesondere auf Spannmuttern zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkör per eines Injektors für Dieselkraftstoff (Zeit- oder kantengesteuerte Einspritzsy steme). Jedoch gibt es eine Vielzahl von weiteren Anwendungsmöglichkeiten. So ist beispielsweise auch an Spannschrauben im gleichen Einsatzgebiet ge dacht bzw. an Spannelemente für Injektoren bei quantitätsgeregelten Brenn kraftmaschinen oder an Spannelemente für Injektoren flüssiger Medien allge meiner Art.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c eine erfindungsgemäße Spannmutter mit einem stirnseitigen Axialansatz;

Fig. 2a bis 2c die Spannmutter nach Fig. 1, jedoch ohne den Axialansatz und

Fig. 3a bis 3c eine erfindungsgemäße Spannmutter mit einer stirn seitigen Anstauchung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Spannmutter 1 nach den Fig. 1a bis 1c ist aus dünnwandigem Blechwerkstoff in einem Tiefziehverfahren hergestellt. Sie hat im Bereich einer einem Düsengrundkörper zugewandten Stirnseite 2 an ihrem Innenmantel 3 ein Gewinde 4. Das Gewinde 4 wird, muss jedoch nicht, vorteilhafterweise gleich beim Tiefziehen auf einer Umformmaschine mit eingewalzt. Somit entfällt ein separater Bearbeitungsvorgang. Durch das Einwalzen wird gleichzeitig Spanabfall vermieden.

Im Bereich ihrer weiteren Stirnseite 5 besitzt die Spannmutter 1 einen Kragen 6. Die Stirnseite 5 liegt an einer einem Düsenkörper zugewandten Seite. Der Kragen 6 verläuft hier senkrecht zur Längserstreckung der Spannmutter 1 und erstreckt sich radial nach innen. Er hat eine Innenringfläche 8. Diese dient bei einer Verschraubung der Spannmutter 1 mit dem Düsengrundkörper über das Gewinde 4 als Anlage- und Dichtfläche für den zuvor eingelegten Düsenkörper.

An seinem Innenrand 8a ist der Kragen 6 in einem Axialansatz 9 fortgeführt. Letzterer hat eine Außenringfläche 9a. Über diese ist die Spannmutter 1 mit verschraubtem Düsengrundkörper dichtend an einem Absatz einer komple mentären Aufnahme der Brennkraftmaschine anordenbar. Denkbar und vorge sehen ist auch ein Einschrauben der vorgenannten Einheit.

Der Axialansatz 9 hat am Außenmantel 7 ein Mitnehmermittel 10 zum Eingriff eines Werkzeuges für das Verschrauben der Spannmutter mit dem vorge nannten Düsengrundkörper. Dieses ist hier als Mehrkant 11 gefertigt (siehe Fig. 1c).

Die Fig. 2a bis 2c offenbaren eine Spannmutter 1 ähnlich der vorgenann ten. Jedoch ist der Kragen 6 radial innen nicht in dem Axialansatz 9 fortgeführt. Zum anderen hat die dem Düsengrundkörper zugewandte Stirnseite 2 einen senkrecht zur Axialerstreckung verlaufenden Ringansatz 12. An diesem Rin gansatz 12 ist das Mitnehmermittel 10 ausgebildet. Es besteht hier aus dem Mehrkant 11. Dieser wird beispielsweise durch einen Schneidvorgang erzielt. Denkbar ist es jedoch auch, in diesem Bereich bzw. im Bereich des Axialansat zes 9 nach den Fig. 1a bis 1c, als Mitnehmermittel 10 eine Einprä gung/Einformung 13 anzuordnen, so wie sie in den nachfolgend erläuterten Fig. 3a bis 3c beschrieben ist.

In den Fig. 3a bis 3c ist im Bereich der Stirnseite 5 der Kragen 6 durch eine Anstauchung 14 geschaffen. Diese hat im Längsschnitt gesehen Z-ähnliche Geometrie. Über die Anstauchung 14 lässt sich fertigungstechnisch einfach die relativ breite Innenringfläche 8 realisieren. Zum anderen ist über einen äuße ren Schenkel 15 des Z-Profils auf einfachem Weg die Außenringfläche 9a mit relativ großem Querschnitt gebildet.

Die Einprägung/Einformung 13 als Mitnehmermittel 10 ist hier im Bereich der Stirnseite 5 appliziert. Denkbar sind für sämtliche vorgenannten Ausbildungen auch andere formschlüssige Mitnehmermittel, wie Haken, ausgestellte La schen, Rändel, Bördel und Ähnliches.

Liste der Bezugszahlen

1

Spannmutter

2

Stirnseite

3

Innenmantel

4

Gewinde

5

Stirnseite

6

Kragen

7

Außenmantel

8

Innenringfläche

8

a Innenrand

9

Axialansatz

9

a Außenringfläche

10

Mitnehmermittel

11

Mehrkant

12

Ringansatz

13

Einprägung/Einformung

14

Anstauchung

15

Schenkel

Claims

1. Spannmutter (1) zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrund körper eines Injektors für Kraftstoff, vorzugsweise für eine qualitätsgeregelte Brennkraftmaschine, welche Spannmutter (1) hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel (3) ein Gewinde (4) zum Verschrauben mit dem Düsen grundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel (7) in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist und wobei sie im Bereich ihrer dem Düsen körper zugewandten Stirnseite (5) einerseits am Innenmantel (3) eine Innen ringfläche (8) für eine dichtende Anlage einer Stirnseite des Düsenkörpers und andererseits am Außenmantel (7) eine Außenringfläche (9a) zur dichtenden Anlage an einem Ringabsatz der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spannmutter (1) aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde (4) besteht, wobei ihr Außenmantel (7) ein einteilig mit dieser verbundenes Mitnehmermittel (10) zum Verschrau ben des Gewindes (4) mit dem Düsengrundkörper hat und wobei die Spann mutter (1) im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) in ei nen zumindest annähernd orthogonal zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Kragen (6) übergeht, an welchem die Innenringfläche (8) ausgebildet ist.

2. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (6) an seinem Innenrand (8a) in einem Axialansatz (9) fortgeführt ist, der sich von der Spannmutter (1) weg erstreckt und stirnseitig die Außenringfläche (9a) hat (Fig. 1b).

3. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen ringfläche (9a) unmittelbar durch den Kragen (6) gebildet ist (Fig. 2b).

4. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (6) durch eine Anstauchung (14) der Stirnseite (5) geschaffen ist (Fig. 3b).

5. Spannmutter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (6) im Längsschnitt ein Z-Profil bildet, wobei die Außenringfläche (9a) an einem äußeren Schenkel (15) des Z-Profils verläuft.

6. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (6) eine gleiche Wandstärke wie die Spannmutter (1) zumindest im Bereich der Stirnseite (5) besitzt.

7. Spannmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitneh mermittel (10) an dem Axialansatz (9) verläuft (Fig. 1b, 1c).

8. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmutter (1) im Bereich ihrer dem Düsengrundkörper zugewandten Stirnseite (2) einen senkrecht zu ihrem Außenmantel (7) verlaufenden Rin gansatz (12) aufweist, welcher das Mitnehmermittel (10) hat (Fig. 2).

9. Spannmutter nach Anspruch 1, 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (10) als Mehrkant (11) wie ein Vier- bzw. Sechskant ausgebildet ist (Fig. 1c, 2c).

10. Spannmutter nach Anspruch 1, 4, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (10) aus ringförmig am Außenmantel (7) der Spann mutter (1) verlaufenden Einprägungen/Einformungen (13) besteht (Fig. 3b, 3c).

11. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ge winde (4) durch Walzen, Rollieren oder Schneiden hergestellt ist.