DE10025984A1 - Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils - Google Patents

Abstract

Das Spannmittel weist Auflagebereiche auf, die punkt- oder linienförmig erhaben sind. Die erhabenen Auflagebereiche stehen in Wirkverbindung mit einem Einspritzventil, das von dem Spannmittel in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgespannt ist. Aufgrund der erhabenen Auflagebereiche ist eine definierte Einleitung der Vorspannkraft gegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils in eine Brennkraftmaschine, gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Einspritzventile werden über sogenannte Spannpratzen im Zy­ linderkopf einer Brennkraftmaschine eingespannt. Dabei ragt die Spitze des Einspritzventils in den Brennraum. Zur Abdich­ tung wird das Einspritzventil mit einer vorgegebenen Spann­ kraft gegen eine Abdichtfläche gepresst. Insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen wird bei der Verbrennung im Brenn­ raum der Brennkraftmaschine eine relativ hohe Verdichtung er­ zielt, so dass das Einspritzventil mit einer relativ hohen Kraft gegen den Dichtsitz gepresst werden muss. Weiterhin weisen insbesondere Diesel-Einspritzventile bewegliche Teile auf, die zur Reduzierung von Leckage mit sehr geringen Dicht­ spalten in Bohrungen geführt werden. Bei einer Verkantung der Spannpratze wird eine seitliche Kraft auf das Einspritzventil ausgeübt, das beispielsweise zu einem Klemmen der beweglichen Teile führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spannmittel bereitzustel­ len, mit dem ein Einspritzventil ohne Beeinträchtigung der Funktionsweise in eine Brennkraftmaschine eingespannt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhaft ist es, erhöhte Auf­ lagebereiche am Spannmittel vorzusehen, mit denen das Spann­ mittel in Wirkverbindung mit dem Einspritzventil tritt. Durch die erhöhten Auflagebereiche sind definierte Einleitungsbe­ reiche für die Vorspannkraft vorgegeben.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Vorzugsweise ist der Auflagebereich in der Weise ausgebildet, dass zur Einleitung der Vorspannkraft eine Punktfläche oder eine Linienfläche ausgebildet ist. Durch die sehr begrenzte Einleitung der Vorspannkraft wird die Position der Einleitung präzise festgelegt. Auf diese Weise kann die Einleitung der Vorspannkraft in der Weise gesteuert werden, dass keine Dreh­ momente am Einspritzventil angreifen, die zu einer Verspan­ nung des Gehäuses des Einspritzventils führen könnten.

Vorzugsweise weist das Spannmittel einen ersten und einen zweiten Befestigungsbereich auf, die auf einer zweiten Achse angeordnet sind. Der erste und der zweite Auflagebereich sind auf einer ersten Achse angeordnet. Eine verbesserte Einlei­ tung der Vorspannkraft wird dadurch erreicht, dass die erste und die zweite Achse im wesentlichen in einem 90 Grad Winkel zueinander stehen. Aufgrund dieser Geometrie werden auch bei einer Verkippung des Spannmittels nur sehr geringe Seiten­ kräfte auf das Einspritzventil ausgeübt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Spannhülse vor­ gesehen, mit der die Vorspannkraft von dem Spannmittel auf das Einspritzventil übertragen wird. Die Spannhülse ermög­ licht eine relativ großflächige Einleitung der Vorspannkraft in das Einspritzventil. Durch die Verwendung der Spannhülse treten am Einspritzventil nur geringe Flächenkräfte auf, so dass eine Abnutzung oder Beschädigung des Einspritzventils vermieden wird.

Eine bevorzugte Verbindung der Spannhülse mit dem Einspritz­ ventil besteht in der Verwendung eines Spannrings, der in ei­ ner Rastnut des Einspritzventils eingelegt ist. Der Spannring liegt in einer Aufnahmenut der Spannhülse, so dass die Vor­ spannkraft von der Spannhülse über den Spannring auf das Ein­ spritzventil übertragen wird. Diese Verbindungstechnik ist kostengünstig und einfach aufgebaut.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Spannmittels besteht dar­ in, zwei Justierkanten am Spannmittel vorzusehen, die an ent­ sprechende Justierflächen des Einspritzventils zur Anlage kommen. Durch die Verwendung der Justierkanten ist eine prä­ zise Ausrichtung des Einspritzventil möglich. In Verbindung mit der Position der Befestigungsbereiche, mit denen das Spannmittel an der Brennkraftmaschine befestigt wird, ist ei­ ne exakte Positionierung des Einspritzventils in Bezug auf die Brennkraftmaschine über die Justierkanten möglich.

Vorzugsweise weist das Spannmittel eine Öffnung mit einem Einschubbereich auf, der in der Größe in der Weise ausgebil­ det ist, dass das Einspritzventil über den Einschubbereich in das Spannmittel eingeschoben werden kann. Die Verwendung ei­ nes Einschubbereiches ermöglicht eine einfache Montage des Spannmittels.

Eine kostengünstige Fertigung des Spannmittels wird erreicht, indem das Spannmittel als Stanzteil ausgebildet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Einspritzventil mit einem Spannmittel,

Fig. 2 ein Spannmittel im perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 das Spannmittel im Querschnitt,

Fig. 4 eine Hülse,

Fig. 5 einen Spannring,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform des Spannmittels und

Fig. 7 eine dritte Ausführungsform des Spannmittels.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Teil eines Einspritzventils 6, das über einen Spannring 3, eine Hülse 2 in Wirkverbindung mit einem Spannmittel 1 steht. Das Spann­ mittel 1 weist erhöhte Auflagebereiche 8 auf, die auf der Oberseite 16 der Hülse 2 aufliegen. Die Hülse 2 ist ringförmig ausgebildet und weist eine plane Ringfläche als Oberseite 16 auf. Die Hülse 2 weist eine ringförmig im Innenumfang umlau­ fende Aufnahmenut 4 auf, in der teilweise der Spannring 3 eingelegt ist. Der Spannring 3 ist zudem in eine ringförmig umlaufende Rastnut 5 eingelegt, die am Einspritzventil 6 aus­ gebildet ist.

Fig. 2 zeigt das Spannmittel 1, das im wesentlichen eine ovale Grundform aufweist, in deren gegenüberliegenden Endbe­ reichen jeweils eine Bohrung 7 eingebracht ist. Die Bohrung 7 dient als Durchführung für eine Schraube, mit der das Spann­ mittel 1 mit der Brennkraftmaschine verschraubt und gegen die Brennkraftmaschine gespannt wird. Zwischen den Bohrungen 7 weist das Spannmittel 1 eine Öffnung 10 auf, durch das, wie in Fig. 1 dargestellt ist, das Einspritzventil 6 geführt ist. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung 10 in Form eines Langloches ausgebildet und ist auf der unteren Seite von einem hülsenförmigen Auflageteil 17 um­ geben. Das hülsenförmige Auflageteil 17 ist einstückig mit dem Spannmittel 1 ausgebildet. Auf der Unterseite weist das Auflageteil 17 eine umlaufende Ringfläche 9 auf. Die Ringflä­ che 9 weist eine Teilfläche einer Zylinderfläche auf, die senkrecht zur Mittenachse 18 der Öffnung 10 angeordnet ist. Zudem ist die Zylinderfläche senkrecht zu einer zweiten Ver­ bindungsachse 19 der zwei Bohrungen 7 angeordnet. Auf diese Weise werden zwei erhöhte Auflagebereiche 8 in Form von Li­ nienflächen ausgebildet, mit denen das Spannmittel 1 entweder wie in Fig. 1 dargestellt ist, an der Hülse 2 oder direkt an Anlageflächen des Einspritzventils 6 aufliegt.

Fig. 2 zeigt eine optimierte Ausführungsform, bei der die zwei Auflagebereiche 8 auf einer ersten Verbindungsachse 20 liegen, die vorzugsweise senkrecht zur zweiten Verbindungs­ achse 19 der Bohrungen 7 angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine optimierte Anordnung der Auflagebereiche 8 erreicht, bei der selbst bei einer leichten Schrägstellung der zweiten Ver­ bindungsachse 19 des Spannmittels 1 gegenüber einer senkrech­ ten Achse zur Längsachse des Einspritzventils 6 noch immer eine relativ optimale Einlenkung der Vorspannkraft auf die Hülse 2 oder das Einspritzventil 6 erreicht wird. Bei einer leichten Verkippung des Spannmittels 1 wandern die Berüh­ rungspunkte zwischen dem Spannmittel 1 und der Hülse 2 bzw. zwischen dem Spannmittel 1 und den Anlageflächen des Ein­ spritzventils 6 nur wenig von der optimalen Position weg. In einfacheren Ausführungsformen ist es nicht unbedingt notwen­ dig, dass der erste und der zweite Auflagebereich 8 jeweils genau in der Mitte zwischen den zwei Bohrungen 7 angeordnet ist. Zudem kann auch der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsachse 19, 20 einen Winkel einschließen, der im Bereich von 80 bis 100 Grad liegt.

Anstelle der in Fig. 2 dargestellten Form der Auflageberei­ che 8 in Form von Linienflächen kann der Auflagebereich 8 auch punktförmig ausgebildet sein. Dazu ist die Ringfläche 9 im Bereich des Auflagebereiches 8 beispielsweise in Form ei­ ner Teilkugel auszubilden. Auch die Form einer Punktfläche ermöglicht eine präzise Einleitung der Vorspannkraft.

Fig. 3 zeigt das Spannmittel der Fig. 2 im Querschnitt, wo­ bei deutlich der Radius R der Zylinderfläche zu erkennen ist, mit der die Ringfläche 9 abgerundet ist. Der Radius der Zy­ linderfläche liegt vorzugsweise im Bereich von 70 bis 120 mm.

Fig. 4 zeigt im unteren Bereich die Hülse 2 von unten, so dass die umlaufende Aufnahmenut 4 im inneren Bereich der Hül­ se 2 deutlich zu erkennen ist. Im oberen Bereich der Fig. 4 ist ein Querschnitt A-A durch die Hülse 2 dargestellt. Die Hülse 2 weist auf ihrer Unterseite eine im Vergleich zur Oberseite geringere Breite auf, die im inneren Randbereich in eine teilkreisförmige Aufnahmenut 4 übergeht. Die Breite B der Aufnahmenut 4 liegt vorzugsweise im Bereich von einem halben Durchmesser des Spannrings 3 und des Radius R1 der Aufnahme mit 4 entspricht vorzugsweise dem Radius des Quer­ schnitts des Spannrings 3.

Fig. 5 zeigt im unteren Bereich einen Querschnitt durch den Spannring 3 und im oberen Bereich den Spannring 3 von oben. Der Spannring 3 weist die Form eines nicht geschlossenen na­ hezu kreisförmigen Ringes auf. Auf diese Weise kann der Spannring 3 in seinem Durchmesser aufgeweitet werden und über das Einspritzventil 6 bis zur Rastnut 5 geschoben werden. Aufgrund der Vorspannung des Spannringes 3 legt sich der ent­ spannte Spannring 3 in die Rastnut 5 ein. Vor der Montage des Spannringes 3 wird von unten das Spannmittel 1 und anschlie­ ßend die Hülse 2 auf den Injektor 6 bis über die Rastnut 5 geschoben. Nach dem Einlegen des Spannringes 3 in die Rastnut 5 wird die Hülse 2 von oben auf den Spannring 3 aufgeschoben. Der Spannring 3 wird dabei von der Aufnahmenut 4 umfasst und an einer Aufweitung behindert und dadurch sicher in der Rastnut 5 gehalten. Auf diese Weise ist die Hülse 2 sicher gegen eine Verschiebung nach unten in Richtung auf den Spann­ ring 3 fixiert. Das Spannmittel 1 liegt mit den Aufnahmebe­ reichen 8 auf der Oberseite 16 der Hülse 2 auf und überträgt die über Schrauben 23 eingebrachte Vorspannkraft auf das Ein­ spritzventil 6.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Spannmittels 1, das eine Öffnung 10 aufweist, an der zwei gegenüberliegen­ de Justierkanten 15 angeordnet sind. Die Justierkanten 15 sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und parallel zur zweiten Verbindungsachse 19 und parallel zu einer Längs­ achse des Einspritzventils 6 angeordnet ausgerichtet. Die Auflagebereiche 8 sind im Bereich der Justierkanten 15 am Spannmittel 1 ausgebildet. Die Justierkanten 15 sind in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet, der den gerings­ ten Abstand von gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Öffnung 10 darstellt. Die Form der Öffnung 10 weist einen ersten und einen zweiten Einschubbereich 13, 14 auf, die seitlich zu den Justierkanten 15 angeordnet sind. Der erste und der zweite Einschubbereich 13, 14 sind vorzugsweise kreisförmig oder elliptisch ausgebildet. Die Fläche des ers­ ten und des zweiten Einschubbereiches 13, 14 ist in der Weise gewählt, dass das Spannmittel 1 mit dem ersten oder dem zwei­ ten Einschubbereich 13, 14 auf ein Einspritzventil 6 auf­ schiebbar ist. Anstelle von zwei Einschubbereichen 13, 14 kann auch nur ein Einschubbereich 13, 14 vorgesehen sein.

Fig. 7a zeigt eine weitere Ausführungsform des Spannmittels 1, bei der die Öffnung 10 im wesentlichen oval ausgebildet ist. An den gegenüberliegenden Längsseiten der ovalen Form sind Justierkanten 15 ausgebildet. An den Justierkanten 15 angrenzend sind ebenfalls die Auflagebereiche 8 ausgebildet. Diese Ausführungsform der Öffnung 10 ist beispielsweise für Einspritzventile mit einem ovalen Querschnitt vorgesehen, die in den Endbereichen der Längsachse des ovalen Querschnittes Ausnehmungen 25 mit Anlageflächen 24 aufweisen, auf denen die Auflagebereiche 8 aufgelegt werden können. Fig. 7b zeigt ein entsprechendes Einspritzventil 6 in einer Seitenansicht. Fig. 7c zeigt das Einspritzventil im Schnitt A-A mit Anlage­ flächen 24. In dieser Ausführungsform des Einspritzventils 6 wird das Spannmittel 1 zuerst in der Weise ausgerichtet, dass es symmetrisch im Querschnitt des Einspritzventils 6 angeord­ net ist und auf das Einspritzventil 6 aufgeschoben werden kann. Das Spannmittel 1 wird dabei in den Bereich geschoben, in dem die Ausnehmungen 25 ausgebildet sind. Anschließend wird das Spannmittel 1 um 90 Grad gedreht, so dass die Aufla­ gebereiche 8 den Anlageflächen 24 zugeordnet sind und das Spannmittel 1 mit den Auflagebereichen 8 auf den Anlageflä­ chen 24 aufliegt. In einem nächsten Schritt wird das Ein­ spritzventil 6 in eine Aufnahmeöffnung der Brennkammer ge­ steckt und das Spannmittel 1 mit Schrauben 23 mit der Brenn­ kraftmaschine verschraubt, wobei das Einspritzventil 6 mit einer ringförmigen Dichtfläche gegen einen Dichtsitz in der Brennkraftmaschine gepresst wird.

Claims (7)

1. Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils in ei­ ne Brennkraftmaschine
mit einer Öffnung zur Aufnahme des Einspritzventils,
mit zwei Auflageflächen, wobei die Auflageflächen im we­ sentlichen gegenüberliegend in Bezug auf die Öffnung auf einer ersten Achse angeordnet sind,
mit zwei Befestigungsbereichen, die über Befestigungs­ mittel mit der Brennkraftmaschine verbindbar sind, wobei die Befestigungsbereiche im wesentlichen auf einer zwei­ ten Achse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Auflagefläche einen erhöhten Auflagebereich (8) aufweist, mit dem das Spannmittel (1) mit dem Einspritzventil (6)in Wirkverbindung bringbar ist.

2. Spannmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagebereich (8) als Punktfläche oder als Linienfläche ausgebildet ist.

3. Spannmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die erste und die zweite Achse im wesentlichen einen 90° Winkel einschließen.

4. Spannmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse vorgesehen ist,
dass das Spannmittel (1) mit den Auflagebereichen auf der Hülse (2) aufliegt,
und dass die Hülse (2) mit einem Einspritzventil (6) in Wirkverbindung steht.

5. Spannmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) eine Aufnahmenut (4) aufweist, dass ein Spannring (3) vorgesehen ist, dass der Spannring (3) in die Aufnahmenut (4) eingelegt ist, und dass der Spannring (3) mit dem Einspritzventil (6) in Wirkverbin­ dung ist.

6. Spannmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Öffnung (10) zwei Justierkanten (15) aufweist, die zur Justierung des Einspritzventils (6) dienen,
wobei je eine Justierkante (15) angrenzend an eine Auflagefläche (8) angeordnet ist,
dass die Öffnung (10) mindestens einen Einschubbereich (13, 14) aufweist, über den das Spannmittel (1) auf das Einspritzventil (6) aufschiebbar ist.

7. Spannmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (1) als Stanzteil ausgebildet ist, das aus einer Platte gefertigt ist.