DE10006658A1 - Einspritzanlage - Google Patents

Abstract

Ein Injektorkörper (7) eines Kraftstoffeinspritzventils und ein Kraftstoffspeicher (8) werden über ein hohlzylindrisches Verbindungselement (13) miteinander hochdruckfest verbunden. Ein erstes Überwurfelement (9) umfasst dabei den Kraftstoffspeicher (8) und ein zweites Überwurfelement (10) umfasst den Injektorkörper (7), wobei an ihre radialen Anschlüsse Außengewinde angebracht sind, die über eine Doppelmutter (14) miteinander verschraubt werden und den Injektorkörper (7) über das Verbindungselement (8) mit dem Kraftstoffspeicher (8) verspannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzanlage mit einem Kraft­ stoffspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Einspritzanlagen mit einem Kraftstoffspeicher (Common Rail) werden beispielsweise in modernen Dieseleinspritzsystemen eingesetzt.

Aus DE 197 39 810 C1 ist ein Einspritzsystem für eine Brenn­ kraftmaschine bekannt, bei dem ein Verbindungselement mit ei­ nem Ende an dem Injektor und mit dem anderen Ende an einer Anschlussstelle des Kraftstoffspeichers verschraubt ist. Da­ bei ist das Verbindungselement am Injektor in eine Bohrung mit Innengewinde eingeschraubt und an der Anschlussstelle des Kraftstoffspeichers mit einer Überwurfmutter befestigt.

Bauteiletoleranzen können dabei Materialspannungen oder Schwierigkeiten bei der Montage verursachen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine direkte Verbindung zwi­ schen einem Kraftstoffspeicher und einem Kraftstoffeinspritz­ ventil zu schaffen, bei der Anschlusstoleranzen ausgeglichen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unab­ hängigen Patentanspruchs gelöst.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedanken sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.

Der Gegenstand der Erfindung besteht darin, einen Kraftstoff­ speicher und ein Kraftstoffeinspritzventil über ein Verbin­ dungselement miteinander zu verbinden. Dabei wird der Injek­ torkörper des Kraftstoffeinspritzventils und der Kraftstoffspeicher jeweils von einem Überwurfelement umfasst. Die bei­ den Überwurfelemente werden an ihren radialen Anschlüssen miteinander verbunden und umfassen das Verbindungselement.

Dabei wird der Injektorkörper über das Verbindungselement mit dem Kraftstoffspeicher über nur wenige Verbindungsstellen druckfest verbunden, wobei die Bauelementetoleranzen durch die um mehrere Achsen leicht verdreht montierbare Verbindung ausgeglichen werden können.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Anschlüsse der Überwurfelemente von einer hülsenförmigen Mutter verbunden, die an ihren Stirnseiten zwei gegensinnige Innengewinden auf­ weist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläu­ tert.

Die Figur zeigt ein Einspritzsystem mit einer direkten Ver­ bindung zwischen einem Kraftstoffspeicher und einem Kraft­ stoffeinspritzventil.

Anhand der schematischen Zeichnung der Figur ist beispielhaft eine Verbindung zwischen einem Kraftstoffspeicher 8 und dem Injektorkörper 7 eines Kraftstoffeinspritzventils darge­ stellt.

Der vorzugsweise zylindrisch ausgebildete Injektorkörper 7 weist seitlich einen Zulauf 3 auf, der über ein hohlzylindri­ sches Verbindungselement 13 mit dem Kraftstoffspeicher 8 ver­ bunden ist.

Der Kraftstoffspeicher 8 ist hohlzylindrisch und weist in seiner hohlzylindrischen Ausnehmung eine Verteilerleitung 5 auf, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Kraftstoffspeichers 8 erstreckt. Mehrer Anschlussleitungen, in der Figur beispielhaft durch die Anschlussleitung 6 dargestellt, sind radial von der Verteilerleitung 5 ausgehend in den Mantel des Kraftstoffspeichers 8 eingebracht und durch­ brechen dessen Außenwand. Das Verbindungselement 13 ist hohl­ zylindrisch ausgebildet, wobei die zylindrische Ausnehmung die Verbindungsleitung 4 darstellt, die die Anschlussleitung 6 mit dem Zulauf 3 des Injektorkörpers 7 verbindet.

Ein hohlzylindrisches erstes Überwurfelement 9 umfasst den Kraftstoffspeicher 8 parallel zu dessen Längsachse in Höhe der entsprechenden Anschlussleitung 6. Ein hohlzylindrischer erster Anschluss 1 schließt mit seinem einem sattelförmig ausgebildeten Stirnende bündig an den Mantel des ersten Über­ wurfelements 9 und ist radial zur Längsachse des ersten Über­ wurfelements 9 angeordnet. Die zylindrischen Ausnehmungen des ersten Anschlusses 1 und des ersten Überwurfelements 9 sind durch einen Durchbruch im Mantel des ersten Überwurfelements 9 miteinander verbunden.

In der zylindrischen Ausnehmung des ersten Anschlusses 1 ist das Verbindungselement 13 angeordnet, und in der zylindri­ schen Ausnehmung des ersten Überwurfelements 9 ist der Kraft­ stoffspeicher 8 angeordnet.

Ein hohlzylindrisches zweites Überwurfelement 10 umfasst den Injektorkörper 7 parallel zu dessen Längsachse in Höhe des Zulaufs 3. Ein hohlzylindrischer zweiter Anschluss 2 schließt mit seinem einem sattelförmig ausgebildeten Stirnende bündig an den Mantel des zweiten Überwurfelements 10 und ist radial zu dessen Längsachse angeordnet. Die zylindrischen Ausnehmun­ gen des zweiten Anschlusses 2 und des zweiten Überwurfele­ ments 10 sind durch einen Durchbruch im Mantel des zweiten Überwurfelements 10 miteinander verbunden.

In der zylindrischen Ausnehmung des zweiten Anschlusses 2 ist das Verbindungselement 13 und in der zylindrischen Ausnehmung des zweiten Überwurfelements 10 der Injektorkörper 7 angeord­ net.

Die den Dichtflächen 11 und 12 entgegengesetzten Stirnenden des ersten und des zweiten Anschlusses 1, 2 sind axial einan­ der zugeordnet und weisen jeweils vorzugsweise an ihrer Au­ ßenwand ein Gewinde auf. Die beiden Gewinde weisen eine zu­ einander gegensinnige Drehrichtung auf. Ein hülsenförmiges Verbindungsmittel, im Folgenden Doppelmutter 14 genannt, weist vorzugsweise an ihrer Innenwand jeweils ein dem ersten und dem zweiten Anschluss 1, 2 zugeordnetes Gewinde mit zuein­ ander gegensinnigen Drehrichtungen auf.

Durch Drehen der Doppelmutter 14 bewegen sich die beiden An­ schlüsse 1 und 2 und dadurch auch der Kraftstoffverteiler 8 und der Injektorkörper 7 aufeinander zu. Das Verbindungsele­ ment 13 wird dadurch axial auf Druck vorbelastet, wobei seine beiden Dichtflächen 11 und 12 gegen die ihnen zugeordneten Gegenflächen an die Außenwand des Kraftstoffverteilers 8 bzw. des Injektorkörpers 7 gepresst werden.

Die Anschlussleitung 6 und die Verbindungsleitung 4 bzw. die Zuleitung 3 und die Verbindungsleitung 4 werden durch die Flächenpressung an der ersten und zweiten Dichtfläche 11, 12 abgedichtet.

Der Kraftstoff wird von einer Hochdruckpumpe auf Hochdruck komprimiert und über die Verteilerleitung 5 an die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile verteilt. Dabei fließt der Kraft­ stoff über die Verteilerleitung 5, die Anschlussleitung 6, die Verbindungsleitung 4, die Zuleitung 3 in das Kraftstoff­ einspritzventil, indem der Kraftstoff über Einspritzlöcher in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird.

In der Verbindungsleitung 4 ist vorzugsweise ein Kraftstoff­ filter 15 angeordnet, das störende Partikel im Kraftstoff ausfiltert.

Die beiden Dichtflächen 11, 12 sind sphärisch-konvex, vorzugs­ weise kugelförmig ausgebildet. Die den Dichtflächen 11, 12 zu­ geordneten Gegenflächen des Kraftstoffspeichers 8 beziehungs­ weise des Injektorkörpers 7 sind den Dichtflächen 11, 12 ent­ sprechend angepasst ausgeformt und konkav ausgebildet.

Vorzugsweise sind die beiden Dichtflächen 11, 12 kugelförmig ausgebildet. Der Mittelpunkt der Kugelfläche der Dichtfläche 11 trifft mit dem Mittelpunkt der Kugelfläche der Dichtfläche 12 auf der Längsachse des Verbindungselements 13 in einem ge­ meinsamen Mittelpunkt M zusammen (Momentanpol), so dass die Dichtwirkung auch bei leicht zueinander verschobenen Bautei­ len 7, 8, 13 wegen der gleichbleibenden Form der zwischen den Bauteilen 7, 13 und 8, 13 bestehenden, dichtenden Kontaktfläche erhalten bleibt. Die Summe der Radien der Kugelflächen der beiden Dichtflächen 11, 12 ist somit etwa gleich der Länge des Verbindungselements 13.

Der Kraftstoffspeicher 8 und der Injektorkörper 7 werden über das Verbindungselement 13 zu einer Einheit verbunden, indem das erste Überwurfelement 9 über den Kraftstoffspeicher 8 ge­ schoben wird und das zweite Überwurfelement 10 über den In­ jektorkörper 7 geschoben wird. Das Verbindungselement 13 wird in die jeweiligen Anschlüsse 1, 2 geschoben und die Doppel­ mutter 15 über deren Außengewinde geschraubt. Durch die Ver­ schraubung der Doppelmutter 14 bewegen sich die beiden An­ schlüsse 1, 2 axial aufeinander zu und verspannen den Kraft­ stoffspeicher 8 und den Injektorkörper 7 über das Verbin­ dungselement 13 miteinander.

Durch die sphärische, vorzugsweise kugelförmige Ausbildung der beiden Dichtflächen 11, 12 können der Kraftstoffspeicher 8 und der Injektorkörper 7 auch leicht um ihre Längsachse ver­ dreht oder axial versetzt montiert werden, wodurch auch bei größeren Bauteiletoleranzen die Dichtigkeit der Dichtflächen 11, 12 und die Montagefähigkeit erhalten bleiben.

Die zylindrischen Ausnehmungen des ersten Überwurfelements 9, des zweiten Überwurfelements 10 und der beiden Anschlüsse 1, 2 weisen relativ zu den Außenwänden des Kraftstoffspeichers 8, des Verbindungselements 13 und den Injektorkörper 7 genug Spiel auf, damit während der Montage der Kraftstoffspeicher 8 und der Injektorkörper 7 axial verdreht oder versetzt mon­ tiert werden können, um Bauteiletoleranzen auszugleichen.

Bauteiletoleranzen, die axial zum Verbindungselement 13 ge­ richtet sind, werden durch die Elastizität des Kraftstoff­ speichers 8 quer zu dessen Längsachse ausgeglichen.

Das Verbindungssystem zwischen dem Kraftstoffspeicher 8 und dem Injektorkörper 7 weist vorteilhaft eine geringe Anzahl von Dichtflächen (zwei) bei gleichzeitig kurzer Verbindungs­ leitung 4 zwischen dem Kraftstoffspeicher 8 und dem Injektor­ körper 7 auf. Weiterhin toleriert das Verbindungssystem vor­ teilhaft Bauteiletoleranzen in mehrere Raumrichtungen.

Eine der Stirnflächen des Kraftstoffspeichers 8 kann direkt mit dem Pumpengehäuse einer Hochdruckpumpe verbunden, so dass eine vorteilhaft eine kompakte Einheit entsteht, die Bautei­ letoleranzen toleriert.

Die Hochdruckpumpe komprimiert Kraftstoff auf Hochdruck und fördert den Kraftstoff über die Verteilerleitung 5, die An­ schlussleitung 6, die Verbindungsleitung 6 und den Zulauf 3 zum Kraftstoffeinspritzventil, das den Kraftstoff bedarfsge­ recht in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzt.

Claims (9)

1. Einspritzanlage mit einem Kraftstoffspeicher (8), der ei­ ne Verteilerleitung (5) aufweist und der über ein Verbin­ dungselement (13) mit dem Injektorkörper (7) eines Kraft­ stoffeinspritzventils verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass

• - der Kraftstoffspeicher (8) von einem ersten Überwurfele­ ment (9) in einem Teil seiner Länge umfasst ist,
• - der Injektorkörper von einem zweiten Überwurfelement (10) in einem Teil seiner Länge umfasst ist,
• - der Kraftstoffspeicher (8) über das Verbindungselement (13) mit dem Injektorkörper (7) durch das erste und das zweite Überwurfelement (9, 10) verspannt ist, und
• - das erste Überwurfelement (9) über ein Verbindungsmittel (14) mit dem zweiten Überwurfelement (10) in Wirkverbin­ dung steht.

2. Einspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - dass die Verteilerleitung (5) im Kraftstoffspeicher (8) in axialer Richtung angeordnet ist und von ihr eine An­ schlussleitung (6) im wesentlichen radial abzweigt, und
• - dass das Verbindungselement (13) eine Verbindungsleitung (4) aufweist, die die Anschlussleitung (6) mit dem Zu­ lauf (3) des Injektorkörpers (7) verbindet.

3. Einspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das erste und/oder das zweite Überwurfele­ ments (9, 10) radial zu seiner jeweiligen Wandung einen ersten beziehungsweise zweiten Anschluss (1, 2) mit je­ weils einem Gewinde aufweist, wobei die Gewinde jeweils gegensinnig zueinander ausgebildet sind.

4. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (14) als hülsenförmige Mutter ausgebildet ist, die über die Gewinde der Anschlüsse (1, 2) das erste mit dem zweiten Ü­ berwurfelement (9) verspannt.

5. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (1, 2) hohlzy­ lindrisch ausgebildet ist und dass das Verbindungselement (13) in einem Teil seiner Länge von dem Anschluss (1, 2) umfasst ist.

6. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen des Verbin­ dungselements (13) als Dichtflächen (11, 12) ausgebildet sind, die gegen die Wandung des Kraftstoffspeichers (8) im Bereich der Anschlussleitung (6) bzw. die Außenfläche des Injektorkörpers (7) im Bereich des Zulaufs (3) vorge­ spannt sind, wodurch sich Dichtbereiche (11, 12) bilden, die die Verbindungsleitung (4), die Verteilerleitung (5) und den Zulauf (3) abdichten.

7. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (11, 12) im wesentlichen kugelförmig gekrümmt sind, und dass der Mit­ telpunkt der Kugelfläche der einen Dichtfläche (11) mit dem Mittelpunkt der Kugelfläche der anderen Dichtfläche (12) auf der Längsachse des Verbindungselements (13) zu­ sammenfällt.

8. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffspeicher (8) mit seiner Stirnseite direkt an eine Kraftstoffpumpe an­ geschlossen ist.

9. Einspritzanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verbindungselement (13) ein Kraftstoffilter (15) angeordnet ist.