DE10207287A1 - Anordnung mit einem Injektor und einer Zylinderkopfabdichtung sowie entsprechendes Montageverfahren - Google Patents

Abstract

Bekannt ist eine Anordnung mit einem Injektor (1), der in einer Öffnung (5) einer Zylinderkopfabdeckung (7) in einem Zylinderkopf gehaltert ist. Um diese Anordnung sowie deren Montage zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit dem Injektor ein Adapter (3) fest verbunden ist, der die Öffnung der Zylinderkopfabdeckung (7) verschließt und abdichtet.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Injektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein entsprechendes Montageverfahren.
• Die Konstruktion moderner Vierventilmotoren benötigt eine Positionierung des Kraftstoffinjektors im Zylinderkopf zentral zum Verbrennungsraum. Der obere Teil des Injektorkörpers mit den Anschlüssen für den Kraftstoff und die Elektrik ragt dabei über die Zylinderkopfabdichtung hinaus, um die Zugänglichkeit ohne Demontage der Zylinderkopfabdeckung zu gewährleisten. Die Durchführung des Injektors durch die Zylinderkopfabdeckung muss dabei abgedichtet sein. Aktuell wird für diese Abdichtung ein zusätzlicher Deckel verwendet. Am Injektorkörper ist an entsprechender Stelle eine Dichtfläche für den Deckel integriert. Bei der Motormontage wird nach der Montage der Zylinderkopfabdeckung der Injektor eingebaut und anschließend der Deckel mit mehreren Schrauben an der Zylinderkopfabdeckung befestigt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung sowie deren Montage zu vereinfachen.
• Erfindungsgemäß ist dies bei einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie einem Montageverfahren nach Patentanspruch 12 erreicht. Das Problem wird dadurch gelöst, dass ein Adapter mit dem Injektor fest verbunden wird und die Öffnung der Zylinderkopfabdeckung verschließt bzw. abdichtet. Dieser Adapter kann entsprechend der jeweiligen Einbausituation gestaltet werden. Je nach Anforderungen des Motorherstellers kann nun die Dichtung zwischen dem Injektor und der Zylinderkopfabdeckung radial oder axial ausgeführt sein. Dadurch verringert sich die Anzahl der erforderlichen Bauteile. Weiterhin können alle Injektoren mit dem jeweils daran befestigten Adapter im Motor montiert werden und anschließend wird die Zylinderkopfabdeckung darüber montiert.
• Vorteilhafterweise ist in radialer Richtung zwischen dem Adapter und der Zylinderkopfabdeckung ein Dichtungselement angeordnet. Dadurch können axiale Toleranzen bzw. Toleranzen in Längsrichtung des Injektors einfach ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere dann sichergestellt, wenn sich zwischen dem Adapter und der Zylinderkopfabdeckung umfangsseitig in axialer Richtung eine Dichtfläche erstreckt, deren Erstreckung in axialer Richtung größer ist als die Stärke der Zylinderkopfabdeckung. Um Material sparen zu können, kann der Adapter als Profilteil ausgebildet sein.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Adapter eine Kreisflächenform aufweist, und dass der Injektor im Mittelpunkt des Adapters sitzt. Durch diese bzgl. der Injektorachse rotationssymmetrische Ausbildung der Anordnung ist diese völlig unabhängig von der Drehposition des Injektors.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
• Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung mit dem Injektor sowie ein entsprechendes Montageverfahren beschrieben; es zeigen:
• Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht, teilweise als Schnittdarstellung ausschnittsweise die Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, sowie
• Fig. 2 in einer Darstellung gemäß Fig. 1 die Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
• Gemäß Fig. 1 ist ein Kraftstoffinjektor 1 sowie ein damit fest verbundener Aluminium-Adapter 3 an einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) montiert. Der obere Teil des Injektors 1 ragt durch eine ovale Öffnung 5 einer ebenfalls an dem Zylinderkopf befestigten Aluminium-Zylinderkopfabdeckung 7. Der Injektor 1 weist in an sich bekannter Weise an dem oberen Teil einen separaten Stecker 6 auf, der in an sich bekannter Weise für die Zuführung der Elektronik, die Zuführung von Kraftstoff unter hohem Druck sowie die Abführung eines Leckagekraftstoffstromes dient. An dem Injektor 1 ist in Höhe der Öffnung 5 bzw. der Durchführung durch die Zylinderkopfabdeckung 7 der Adapter 3 fest montiert. Die Montage des Adapters kann durch eine Verklinkung, durch ein Aufpressen oder durch ein Verstemmen geschehen. Der Adapter ist als U-Profil ausgebildet, seine Oberseite ist eben gestaltet sowie geringfügig oberhalb der Oberseite der Zylinderkopfabdeckung 7 angeordnet. Die Abdichtung zwischen dem Injektor 1 und dem Adapter 3 erfolgt durch ein Injektordichtungselement 9, z. B. einen O-Ring. Die Zylinderkopfabdeckung 7 weist im Bereich der Durchführung 5 eine Gummidichtung 11 auf, die zum Adapter 3 hin umfangsseitig abdichtet. Zur Montage der Anordnung sind keine weiteren Teile erforderlich. Evtl. auftretende axiale Fertigungstoleranzen werden automatisch ausgeglichen. Geringfügige Positionstoleranzen werden durch die radiale Abdichtung bzw. die Gummidichtung 11 ausgeglichen.
• Der Adapter 3 kann aus Kunststoff, beispielsweise PA 66, bestehen oder alternativ wie in Fig. 1 gezeigt aus einem Aluminiumblech gefertigt sein. Die Materialauswahl für den Adapter ist dabei an das Material der Zylinderkopfabdeckung 7 angepasst. Besteht die Abdeckung 7 beispielsweise aus Aluminium, dann wird auch der Adapter 3 aus Aluminiumblech gefertigt. Ziel ist es jeweils eine zumindest annähernd gleiche Wärmeausdehnung von Adapter 3 und Abdeckung 7 zu erreichen. Die T-Form der Dichtung 11 gemäß Fig. 1 ist an die Zylinderkopfabdeckung 7 aus Aluminium-Blech angepasst, da dabei eine entsprechende Nut für die Befestigung der Gummidichtung 11 in die Abdeckung problemlos eingebracht werden kann. Die Höhe der Dichtung 11 bzw. deren Erstreckung in Längsrichtung des Injektors 1 sowie die Höhe der Gegenfläche des Adapters 3 sind deutlich größer gewählt als die Stärke s der Abdeckung. Dadurch ist in axialer Richtung umfangsseitig eine ausreichend hohe Dichtfläche 12 gebildet. Zudem ist die Gummidichtung 11 auch bei durch die Montage der Abdeckung 7 auftretende Kräfte in axialer Richtung sicher an der Zylinderkopfabdeckung gehalten. Der Adapter 3 weist eine plane Oberfläche auf, die oberhalb der Oberfläche der Abdeckung 7 angeordnet ist und weich in diese übergeht. So ist auch verhindert, dass sich Schmutz (oder Wasser) im Dichtungsbereich ansammeln kann, der bei einer Reparatur auf den Zylinderkopf fallen könnte. Bei einer Zylinderkopfabdeckung 7 aus Kunststoff kann die Gummidichtung 11 dagegen auch mit dem Kunststoff direkt verklebt sein.
• Bei der Montage der Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2 wird zunächst der Injektor 1 mit dem Adapter 3 in einer Vormontage fest verbunden. Diese vormontierte Einheit wird angeliefert und mit einem Befestigungselement 13 (lediglich in Fig. 2 dargestellt) im Zylinderkopf festgeschraubt. Anschließend wird die Zylinderkopfabdeckung 7 in an sich bekannter Weise über Schrauben am Motorblock festgeschraubt (nicht gezeigt). Die Abdeckung 7 wird dabei einfach von oben über den Adapter 3 gestülpt. Dabei hängt die Größe der Öffnung 5 der Abdeckung 7 von der Form des Injektors 1 bzw. des Steckers 6 ab. Bevorzugt wird, die Zylinderkopfabdeckung 7 über eine gerade Aufsteckbewegung auf dem Zylinderkopf zu montieren. Die Grundfläche des Adapters 3 ist dazu größer als die entsprechende Grundfläche des im Adapter gehalterten Injektors 1 gewählt. Falls ausreichend Platz vorhanden ist, können die Öffnung 5 sowie der Adapter 3 in Abweichung von den Darstellungen in Fig. 1 und 2 auch kreisförmig ausgebildet sein und der Injektor 1 im Mittelpunkt des Adapters 3 bzw. der Öffnung 5 angeordnet sein. Die Kreisform bietet den Vorteil, dass ein Fehler in Folge einer Verdrehposition des Injektors 1 keine Probleme bereitet, wodurch die Montage der Anordnung insgesamt erleichtert ist.
• Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Adapter 3 gemäß Fig. 2 aus Kunststoff ausgeführt und zusammen mit der Steckerumspritzung 5 einteilig hergestellt. Die Verbindung des Kunststoff-Adapters 3 mit dem Injektor ist durch eine Verklinkung realisiert, wozu der Injektor 1 Bohrungen aufweist, in die Federn des Adapters 3 eingeschnappt sind (nicht gezeigt). Zur Steigerung der Stabilität des Adapters 3 weist dieser Versteifungsrippen auf. Zwischen der Unterseite der Abdeckung 7 und der Oberseite des Adapters 3 ist die ringförmige Dichtung 11 angeordnet. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können insbesondere radiale Toleranzen der Anordnung problemlos ausgeglichen werden.
• Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Adapter 3 und Abdeckung 7 sind aufgrund der Verschiebbarkeit nicht so kritisch wie in der Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb könnten Adapter und Abdeckung auch aus völlig unterschiedlichen Materialien bestehen.
• Es sind auch Ausführungen der Anordnung möglich, welche eine kombinierte axiale und radiale Abdichtung zur Zylinderkopfabdeckung aufweisen (nicht gezeigt).

Claims (12)

1. Anordnung mit einem Injektor (1), der in einer Öffnung (5) einer Zylinderkopfabdeckung (7) in einem Zylinderkopf gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Injektor ein Adapter (3) fest verbunden ist, der die Öffnung der Zylinderkopfabdeckung (7) verschließt und abdichtet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) einstückig mit einer Steckerumspritzung (5) des Injektors ausgeformt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien des Adapters (1) und der Zylinderkopfabdeckung (7) zumindest ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung zwischen dem Adapter (3) und der Zylinderkopfabdeckung (7) ein Dichtungselement (11) angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung zwischen dem Adapter (3) und der Zylinderkopfabdeckung (7) ein Dichtungselement (11) angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) als Profilteil ausgebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Adapter (3) und der Zylinderkopfabdeckung (7) umfangsseitig in axialer Richtung eine Dichtfläche (12) ausgebildet ist, deren Erstreckung in axialer Richtung größer ist als die Stärke (s) der Zylinderkopfabdeckung (7).

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundfläche des Adapters (3) größer ist als eine entsprechende Grundfläche des im Adapter gehalterten Injektors (1).

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter und die Öffnung der Abdeckung eine Kreisflächenform aufweisen, und dass der Injektor im Mittelpunkt des Adapters bzw. der Öffnung angeordnet ist.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) eine ebene Oberfläche aufweist, die sich zumindest auf gleicher Höhe erstreckt wie die Oberfläche der Zylinderkopfabdeckung (7).

11. Adapter zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

12. Verfahren zur Montage eines Injektors (1) in einer Öffnung einer Zylinderkopfabdeckung (7), wobei zunächst ein Adapter (3) fest mit dem Injektor (1) verbunden wird, anschließend der vormontierte Injektor am Zylinderkopf montiert wird, und danach die Zylinderkopfabdeckung (7) am Zylinderkopf montiert wird, wobei der Adapter die Öffnung (5) in der Abdeckung (7) dicht verschließt.