DE10017112B4

DE10017112B4 - Spannmutter

Info

Publication number: DE10017112B4
Application number: DE2000117112
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Kölbl; Jürgen Engel; Norbert Radinger; Hans-Jörg Dipl.-Ing. Zielfleisch; Rainer Dipl.-Ing. Pflug
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: DE10017112A1

Abstract

Spannmutter (1) zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine, welche Spannmutter (1) hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel (3) ein Gewinde (4) zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel (7) in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist sowie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) einerseits am Innenmantel (3) eine Innenringfläche (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 gekennzeichnet, dass die Spannmutter (1) aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde (4) besteht, wobei sie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) in einen orthogonal zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Kragen (6) übergeht, welcher Kragen (6) eine gleiche Wandstärke wie die Spannmutter (1) hat und an dem die Innenringfläche (8) ausgebildet ist und wobei die Spannmutter (1) ein...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Spannmutter zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine, welche Spannmutter hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel ein Gewinde zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist sowie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite einerseits am Innenmantel eine Innenringfläche für eine dichtende Anlage einer Stirnseite des Düsenkörpers und andererseits am Außenmantel 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 Dieselkraftstoff verwendet. Es ist in einem Zylinderkopf bzw. einer Umgebungskonstruktion befestigbar.

Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Spannelement, dass es relativ massiv in einem Zerspanungsprozeß hergestellt werden muss. Für die Großserienfertigung bedeutet dies einen erheblichen Materialeinsatz bei relativ hohen Fertigungskosten. Des Weiteren ist festzustellen, dass die Materialstruktur durch die spanende Bearbeitung geschwächt ist und dass im Bereich der düsennadelseitigen Stirnseite der Spannmutter ein relativ massiv ausgebildeter Ringkragen zur Bildung einer Dichtfläche zwischen dem Düsenkörper und der Spannmutter vorliegt. Diese Dichtfläche kann zum anderen nicht problemlos radial erweitert werden.

Außerdem geht aus der nachveröffentlichten DE 199 08 154 A1 eine Spannmutter hervor, welche im Bereich ihrer einem Düsengrundkörper zugewandten Stirnseite am Außenmantel lappenähnliche Abschnitte als Mitnehmereinrichtung besitzt, die von der Stirnseite ausgehen und um 180° auf den Außenmantel gebogen sind. Ein Kragen zur dichtenden Anlage des Düsenkörpers ist hierbei trichterförmig ausgebildet.

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 kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Demnach besteht die Spannmutter aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde, wobei sie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite in einen orthogonal zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Kragen übergeht, welcher Kragen eine gleiche Wandstärke wie die Spannmutter hat und an dem die Innenringfläche ausgebildet ist und wobei die Spannmutter ein an ihrem Außenmantel eingeformtes Mitnehmermittel zum Verschrauben des Gewindes mit dem Düsengrundkörper hat.

Durch diese Ausbildung sind die eingangs zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt. Die nunmehr tiefgezogene Spannmutter lässt sich vergleichsweise kostengünstig fertigen. Zum anderen besitzt sie eine ausreichend gute Festigkeit, da während des Umformvorgangs deren Materialfasern quasi erhalten 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 spanabhebenden Vorgang wie Schneiden zu schaffen.

Gleichzeitig ist durch den orthogonal verlaufenden Kragen eine hervorragende Anlage- und Dichtfläche für den Düsenkörper geschaffen. Genau an einer Innenringfläche 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 Materialanhäufung, wie im Stand der Technik zu verzeichnen, zu finden ist.

Der Axialansatz nach einer ersten Fortbildung der Erfindung gestattet die bisherige Auslegung des Düsenkörpers beizubehalten und kann einfach für verschiedene Applikationen in seiner Länge variiert werden. Dessen Außenringfläche dient nunmehr als Dichtfläche gegenüber dem Zylinderkopf. Hier können geeignete Metalldichtungen wie Kupferringe u. Ä. eingelegt werden.

In dem Fall, in welchem auf den vorgenanten Axialansatz verzichtet wird, ist die Außenringfläche unmittelbar durch den Kragen gebildet. Somit liegt diese Au ßenringfläche der Innenringfläche direkt gegenüber. Durch eine Länge des Kragens können vorteilhaft breite Dichtflächen generiert werden.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgesehen, den Kragen gemeinsam mit dem Axialansatz so auszubilden, dass im Längsschnitt ein Z-Profil vorliegt. Dieses kann beispielsweise durch Anstauchen der entsprechenden Stirnseite der Spannmutter realisiert werden. Die somit zum einen erzielte Materialverformung nach innen schafft einen Kragen mit einer relativ breit erzielbaren Innenringfläche. 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. Letzteres kann am Axialansatz der Spannmutter verlaufen. Hier bieten sich beispielsweise mehrkantförmige Gestaltungen an, die einen 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 Mitnehmermittel aus ringförmig am Außenmantel der Spannmutter verlaufenden Einprägungen bzw. Einformungen o. ä. auszubilden. Hierzu zählen auch rändel- oder bördelartige Gestaltungen bzw. ausgestellte Laschen oder Nasen.

Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich zwar insbesondere auf Spannmuttern zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Dieselkraftstoff (zeit- oder kantengesteuerte Einspritzsysteme). Jedoch gibt es eine Vielzahl von weiteren Anwendungsmöglichkeiten. So ist beispielsweise auch an Spannschrauben im gleichen Einsatzgebiet gedacht bzw. an Spannelemente für Injektoren bei quantitätsgeregelten Brennkraftmaschinen oder an Spannelemente für Injektoren flüssiger Medien allgemeiner Art.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1a bis 1c eine erfindungsgemäße Spannmutter mit einem stirnseitigen Axialansatz und die
2a bis 2c eine erfindungsgemäße Spannmutter mit einer stirnseitigen Anstauchung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Spannmutter 1 nach den 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 komplementären Aufnahme der Brennkraftmaschine anordenbar. Denkbar und vorgesehen 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 vorgenannten Düsengrundkörper. Dieses ist hier als Mehrkant 11 gefertigt (siehe 1c).
In den 2a bis 2c 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 äußeren 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 Laschen, Rändel, Bördel und dergleichen.

1: Spannmutter
2: Stirnseite
3: Innenmantel
4: Gewinde
5: Stirnseite
6: Kragen
7: Außenmantel
8: Innenringfläche
8a: Innenrand
9: Axialansatz
9a: Außenringfläche
10: Mitnehmermittel
11: Mehrkant
12: nicht vergeben
13: Einprägung/Einformung
14: Anstauchung
15: Schenkel

Claims

Spannmutter (1) zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine, welche Spannmutter (1) hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel (3) ein Gewinde (4) zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel (7) in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist sowie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) einerseits am Innenmantel (3) eine Innenringfläche (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 gekennzeichnet, dass die Spannmutter (1) aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde (4) besteht, wobei sie im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) in einen orthogonal zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Kragen (6) übergeht, welcher Kragen (6) eine gleiche Wandstärke wie die Spannmutter (1) hat und an dem die Innenringfläche (8) ausgebildet ist und wobei die Spannmutter (1) ein an ihrem Außenmantel (7) eingeformtes Mitnehmermittel (10) zum Verschrauben des Gewindes (4) mit dem Düsengrundkörper hat.
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.
Spannmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (6) und der Axialansatz (9) im Längsschnitt ein Z-Profil bilden.
Spannmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (10) an dem Axialansatz (9) verläuft.
Spannmutter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (10) als Mehrkant (11) ausgebildet ist.
Spannmutter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (10) aus ringförmig am Außenmantel (7) der Spannmutter (1) verlaufenden Einprägungen/Einformungen (13) besteht.