DE102005024044A1

DE102005024044A1 - Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoff einspritzenden Injektors an einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005024044A1
Application number: DE200510024044
Authority: DE
Inventors: Kurt Blank
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-11-30

Abstract

Bei einer Vorrichtung (10, 10') zur Befestigung eines Krafstoff einspritzenden Injektors (28) an einer Brennkraftmaschine (2), insbesondere am Zylinderblock einer Brennkraftmaschine (2), mit der mindestens eine axiale Spannkraft erzeugbar ist, die im Wesentlichen parallel oder fluchtend zur zentralen Längsachse (30) des Injektors (28) wirkt, sind Spannmittel (11, 11', 32) vorgesehen, mit denen radiale Spannkräfte erzeugbar sind, die in einer zur Längsrichtung (30) des Injektors (28) im Wesentlichen senkrechten Ebene (40) in Richtung auf die Längsachse (30) des Injektors (28) wirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoff einspritzenden Injektors an einer Brennkraftmaschine, insbesondere am Zylinderblock einer Brennkraftmaschine, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für Kraftstoff einspritzende Injektoren, insbesondere für Injektoren zur Verwendung in Common-Rail-Systemen, werden gemäß dem Stand der Technik zur Befestigung am Zylinderblock der Brennkraftmaschine Pratzen verwendet. Diese Pratzen üben eine axiale Spannkraft auf den Injektor aus, so dass dieser in Richtung auf den Zylinderblock gedrückt wird.

Die am Motor zu befestigenden Injektoren können bei relativ großer Länge einen vergleichsweise kleinen Durchmesser aufweisen. Ein Teil des Injektors ist im Zylinderblock der Brennkraftmaschine aufgenommen. Der sich daran anschließende Teil des Injektors liegt frei und ist, bedingt durch die bei Brennkraftmaschinen auftretenden Vibrationen, einer relativ hohen Schwingbelastung ausgesetzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die mechanischen Belastungen des Injektors möglichst gering sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Durch die Ergänzung der axialen Spannkraft mit radialen Spannkräften kann der freiliegende Teile des Injektors nicht nur entlang einer Achse, sondern im Raum eingespannt werden. Durch die radial nach innen wirkenden Spannkräfte kann ein Verkippen des Injektors vermieden werden. Hierdurch wird die Schwingbelastung des Injektors verringert. Außerdem werden diejenigen Bauteile des Injektors geschont, die innerhalb des Injektors beweglich angeordnet sind und mit nur sehr kleinen Toleranzen behaftet sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Spannadapters mit einer Kraftübertragungsfläche, die sowohl zur Längsachse des Injektors als auch zu einer zur Längsachse des Injektors im Wesentlichen senkrechten Ebene geneigt ist. Mit dieser Kraftübertragungsfläche können gleichzeitig axiale und radiale Spannkräfte erzeugt werden.

Zeichnungen
Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoff einspritzenden Injektors;
2a eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2b eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
3 eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 2a.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 trägt ein Kraftstoffeinspritzsystem einer nur in gestrichelten Linien angedeuteten Brennkraftmaschine 2 insgesamt das Bezugszeichen 100. Das Kraftstoffeinspritzsystem 100 umfasst einen Kraftstoffbehälter 120, aus dem ein Fördersystem 140 den Kraftstoff zu einer Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail") 160 fördert. Das Fördersystem 140 kann eine Vorförderpumpe und eine Hochdruckpumpe umfassen.
An die Kraftstoff-Sammelleitung 160 sind mehrere Kraftstoff einspritzende Injektoren 28 angeschlossen, von denen in 1 nur einer dargestellt ist. Hierzu verfügt der Injektor 28 über einen Hochdruckanschluss 200. Der Injektor 28 ist einem Brennraum 220 der Brennkraftmaschine 2 zugeordnet, in den er den Kraftstoff direkt einspritzt. Von dem Injektor 28 führt eine Rücklaufleitung 240 zum Kraftstoffbehälter 120 zurück. Die Rücklaufleitung 240 ist über einen Niederdruckanschluss 260 an den Injektor 28 angeschlossen.
Die Befestigung des Injektors 28 an der Brennkraftmaschine 2 erfolgt mit Hilfe einer Vorrichtung 10, deren Aufbau nun unter Bezugnahme auf die 2a, 2b und 3 näher erläutert wird.
In 2a trägt die Vorrichtung zur Befestigung eines Injektors 28 an der Brennkraftmaschine 2 insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Spannadapter 11. Dieser weist einen flanschartig ausgebildeten Befestigungsabschnitt 12 und einen im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmeabschnitt 14 auf.
Der Befestigungsabschnitt 12 weist zwei Bohrungen 16 auf, um den Spannadapter 11 am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 2 befestigen zu können.
In 2b trägt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Befestigung des Injektors 28 an der Brennkraftmaschine 2 insgesamt das Bezugszeichen 10'. Diese umfasst einen Spannadapter 11', dessen Befestigungsabschnitt 12' als Gewinde 16' ausgebildet ist. Mit dem Gewinde 16' kann der Spannadapter 11' an der Brennkraftmaschine 2, insbesondere an deren Zylinderkopf befestigt werden.
Mit weiterem Bezug auf 2a begrenzt der Aufnahmeabschnitt 14 in seinem Inneren einen im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmeraum 18. Die Wand 20 des Aufnahmeabschnitts 14 weist einen ersten, schlitzförmigen Öffnungsbereich 22 auf, wobei sich dieser entlang etwa der halben Länge des Aufnahmeabschnitts 14 zwischen dem Aufnahmeraum 18 und der Außenseite des Spannadapters 11 erstreckt. Ferner ist ein zweiter Öffnungsbereich 24 vorgesehen, der sich ebenfalls entlang etwa der halben Länge des Aufnahmeabschnitts 14 erstreckt, vom Aufnahmeraum 18 aus gesehen jedoch nur in etwa halber Stärke der Wand 20.
Benachbart zum Öffnungsbereich 22 ist eine Bohrung vorgesehen, die eine Aufnahme 26 für Einstellmittel, insbesondere für eine Spannschraube, bildet.
In 3 ist der in 2a perspektivisch dargestellte Spannadapter 11 in einem Längsschnitt dargestellt. In dem in 2a dargestellten Aufnahmeraum 18 ist gemäß 3 ein Injektor 28 angeordnet. Der Injektor 28 ist lediglich symbolisch angedeutet und erstreckt sich mit seinem freien Ende 28a außerhalb der Brennkraftmaschine 2 und ragt mit seinem gegenüberliegenden Ende 28b in den Zylinderblock der Brennkraftmaschine 2 (vergleiche auch 1).
Der Injektor 28 weist eine zentrale Längsachse 30 auf und ist in einer geschlitzten Hülse 32 aufgenommen. Die Schlitze der Hülse 32 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Längsachse 30 und erstrecken sich entlang eines Teils der Länge der Hülse 32. Die Hülse 32 liegt einerseits am Injektor 30 an und andererseits an der Wandung des Aufnahmeraums 18 des Spannadapters 11. Der Injektor 28 und die Hülse 32 sind in axialer Richtung mit Hilfe eines Sprengrings 34 gegenüber einander fixiert.
Eine den Aufnahmeraum 18 des Spannadapters 11 begrenzende Wandung 36 weist benachbart zur Einstellmittelaufnahme 26 eine geneigte Kraftübertragungsfläche 38 auf. Diese ist als Fase ausgebildet. Die Kraftübertragungsfläche 38 bildet mit der zentralen Längsachse 30 des Injektors 28 den Winkel α. Die Kraftübertragungsfläche 38 bildet mit einer zur zentralen Längsachse 30 des Injektors 28 im Wesentlichen senkrechten Ebene 40 den Winkel β.
An der den Injektor 28 umgebenden, geschlitzten Hülse 32 ist eine Kraftaufnahmefläche 42 vorgesehen, die eine Neigung aufweist, die der Neigung der Kraftübertragungsfläche 38 des Spannadapters 11 entspricht.
Um den Injektor 28 an der Brennkraftmaschine 2 zu befestigen, müssen die Einstellmittel in der Aufnahme 26 so eingestellt werden, dass das Öffnungsmaß des Öffnungsbereichs 22 verkleinert wird, bspw. durch Verdrehen einer Spannschraube. Hierdurch wird die ringförmig ausgebildete Kraftübertragungsfläche 38 in ihrem Durchmesser etwas verkleinert und in Richtung auf die zentrale Längsachse 30 des Injektors 28 bewegt. Hierdurch wird einerseits eine axiale Spannkraft erzeugt, die entlang der zentralen Längsachse 30 des Injektors 28 in Richtung auf das Ende 28b des Injektors 28 wirkt. Gleichzeitig werden in der Ebene 40 radiale Spannkräfte erzeugt, die auf die zentrale Längsachse 30 des Injektors 28 gerichtet sind. Die radialen Spannkräfte werden von der geschlitzten Hülse 32 auf den Injektor 28 übertragen, so dass dieser innerhalb der Ebene 40 eingespannt ist.
Die Verteilung zwischen axialer Spannkraft und radialen Spannkräften ist abhängig von der Wahl der Winkel α und β. Diese ergänzen sich zu einem Winkel von 90°. Je größer der Winkel α zwischen der Neigung der Kraftübertragungsfläche und der zentralen Längsachse 30 des Injektors 28 ist, desto höher ist die Spannkraft in axialer Richtung. Bei Wahl eines größeren Winkels β wird der Anteil der in der Ebene 40 wirkenden radialen Spannkräfte vergrößert.

Claims

Vorrichtung (10, 10') zur Befestigung eines Kraftstoff einspritzenden Injektors (28) an einer Brennkraftmaschine (2), insbesondere am Zylinderblock einer Brennkraftmaschine (2), mit der mindestens eine axiale Spannkraft erzeugbar ist, die im Wesentlichen parallel oder fluchtend zur zentralen Längsachse (30) des Injektors (28) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass Spannmittel (11, 11', 32) vorgesehen sind, mit denen radiale Spannkräfte erzeugbar sind, die in einer zur Längsrichtung (30) des Injektors (28) im Wesentlichen senkrechten Ebene (40) in Richtung auf die Längsachse (30) des Injektors (28) wirken.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel (11, 11', 32) einen Spannadapter (11, 11') zur Befestigung an der Brennkraftmaschine (2) aufweisen, wobei der Spannadapter (11, 11') einen Befestigungsabschnitt (12, 12') zur Befestigung an einer Brennkraftmaschine (2) und einen Aufnahmeabschnitt (14) zur Aufnahme eines Injektors (28) aufweist.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Aufnahmeabschnitt (14) eine Kraftübertragungsfläche (38) vorgesehen ist, mit der die axiale Spannkraft und die radialen Spannkräfte auf eine Kraftaufnahmefläche (42) übertragbar sind, die am Injektor (28) und/oder an einer den Injektor (28) umgebenden Hülse (32) vorgesehen ist.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsfläche (38) und/oder die Kraftaufnahmefläche (42) zumindest abschnittsweise ring- oder ringscheibenförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der Kraftübertragungsfläche (38) und/oder der Kraftaufnahmefläche (42) sowohl mit der Längsachse (30) des Injektors (28) als auch mit der zur Längsachse (30) im Wesentlichen senkrechten Ebene (40) einen von 0° abweichenden Winkel bildet.
Vorrichtung (10, 10') nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (14) mindestens einen Öffnungsbereich (22, 24) aufweist, dessen Öffnungsmaß zur Änderung von Lage und/oder Form der Kraftübertragungsfläche (38) mit Einstellmitteln einstellbar ist.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsbereich (22, 24) als Schlitz und die Einstellmittel als Spannschraube ausgebildet sind.
Vorrichtung (10, 10') nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Wesentlichen zylinderförmige Hülse (32) vorgesehen ist, deren Außenmaße eine Aufnahme der Hülse (32) im Aufnahmeabschnitt (14) des Spannadapters (11, 11') ermöglichen und deren Innenmaße eine Aufnahme des zu befestigenden Injektors (28) in der Hülse (32) ermöglichen.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (32) geschlitzt ist, insbesondere in Längsrichtung.
Vorrichtung (10, 10') nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung der Hülse (32) relativ zur Längsachse (30) des Injektors (28) mindestens ein Fixierelement, insbesondere ein Sprengring (34), vorgesehen ist.
Vorrichtung (10, 10') nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (12, 12') des Spannadapters (11, 11') zur Befestigung an der Brennkraftmaschine (2) ein Gewinde (16') und/oder einen Flansch aufweist.