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Die Erfindung betrifft ein Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils in eine Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Einspritzventile werden über sogenannte Spannpratzen im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingespannt. Dabei ragt die Spitze des Einspritzventils in den Brennraum. Zur Abdichtung wird das Einspritzventil mit einer vorgegebenen Spannkraft gegen eine Abdichtfläche gepresst. Insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen wird bei der Verbrennung im Brennraum der Brennkraftmaschine eine relativ hohe Verdichtung erzielt, 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 Dichtspalten 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.
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Aus der
GB 2 177 157 A ist ein Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils nachdem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Das Einspritzventil wird hier mittels einer Zwischenscheibe im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingespannt.
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Aus
DE 4315233 A1 ist ein Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils bekannt, wobei das Spannmittel eine Öffnung zur Aufnahme des Einspritzventils mit zwei Auflageflächen aufweist, wobei die Auflageflächen im Wesentlichen gegenüberliegend in Bezug auf die Öffnung auf einer ersten Achse angeordnet sind. Das Spannmittel ist in Form einer Gabel mit zwei Fingern ausgebildet, wobei auf Unterseiten der Finger Auflagebereiche ausgebildet sind, die in Wirkverbindung mit dem Einspritzventil gebracht werden.
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Aus
DE 19511703 A1 ist ein Spannmittel vorgesehen, das ovalförmig ausgebildet ist und eine einseitig offene Öffnung zur Aufnahme des Einspritzventils aufweist.
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Aus
DE 19605934 C1 ist ein Spannmittel für ein Einspritzventil vorgesehen, das in Form eines Bügels aus Federstahl ausgebildet ist. Der Bügel weist etwa mittig eine Halterung auf, die als Langloch ausgebildet ist. Die Halterung wirkt mit einer rund umlaufenden Montageschulter der Kraftstoffeinspritzdüse zusammen, indem die Halterung im Bereich der Längsränder des Langloches auf der Montageschulter aufliegt. Der Bügel wird über zwei gegenüberliegend angeordnete Schraubverbindungen mit dem Zylinderkopf verschraubt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spannmittel bereitzustellen, mit dem ein Einspritzventil ohne Beeinträchtigung der Funktionsweise in eine Brennkraftmaschine eingespannt werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhaft ist es, erhöhte Auflagebereiche am Spannmittel vorzusehen, mit denen das Spannmittel in Wirkverbindung mit dem Einspritzventil tritt. Durch die erhöhten Auflagebereiche sind definierte Einleitungsbereiche für die Vorspannkraft vorgegeben.
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Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Spannmittels besteht darin, zwei Justierkanten am Spannmittel vorzusehen, die an entsprechende Justierflächen des Einspritzventils zur Anlage kommen. Durch die Verwendung der Justierkanten ist eine präzise Ausrichtung des Einspritzventils möglich. In Verbindung mit der Position der Befestigungsbereiche, mit denen das Spannmittel an der Brennkraftmaschine befestigt wird, ist eine exakte Positionierung des Einspritzventils in Bezug auf die Brennkraftmaschine über die Justierkanten möglich.
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Erfindungsgemäß ist der Auflagebereich in der Weise ausgebildet, dass zur Einleitung der Vorspannkraft eine Ringfläche ausgebildet ist. Durch die 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 geringstmögliche Drehmomente am Einspritzventil angreifen, die zu einer Verspannung des Gehäuses des Einspritzventils führen könnten.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß 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.
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Vorzugsweise wird eine verbesserte Einleitung der Vorspannkraft 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 Seitenkräfte auf das Einspritzventil ausgeübt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Spannhülse vorgesehen, mit der die Vorspannkraft von dem Spannmittel auf das Einspritzventil übertragen wird. Die Spannhülse ermöglicht 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.
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Eine bevorzugte Verbindung der Spannhülse mit dem Einspritzventil besteht in der Verwendung eines Spannrings, der in einer Rastnut des Einspritzventils eingelegt ist. Der Spannring liegt in einer Aufnahmenut der Spannhülse, so dass die Vorspannkraft von der Spannhülse über den Spannring auf das Ein-spritzventil übertragen wird. Diese Verbindungstechnik ist kostengünstig und einfach aufgebaut.
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Weiterhin vorzugsweise weist das Spannmittel eine Öffnung mit einem Einschubbereich auf, dessen Größe derart ausgebildet ist, dass das Einspritzventil über den Einschubbereich in das Spannmittel eingeschoben werden kann. Die Verwendung eines Einschubbereiches ermöglicht eine einfache Montage des Spannmittels.
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Eine kostengünstige Fertigung des Spannmittels wird erreicht, indem das Spannmittel als Stanzteil ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 ein Einspritzventil mit einem Spannmittel,
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2 ein Spannmittel im perspektivischer Darstellung,
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3 das Spannmittel im Querschnitt,
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4 eine Hülse,
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5 einen Spannring,
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6 eine zweite Ausführungsform des Spannmittels und
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7 die erfindungsgemäße Ausführungsform des Spannmittels.
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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 Spannmittel 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 umlaufende 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 ausgebildet ist.
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2 zeigt das Spannmittel 1, das im Wesentlichen eine ovale Grundform aufweist, in deren gegenüberliegenden Endbereichen jeweils eine Bohrung 7 eingebracht ist. Die Bohrung 7 dient als Durchführung für eine Schraube, mit der das Spannmittel 1 mit der Brennkraftmaschine verschraubt und gegen die Brennkraftmaschine gespannt wird. Zwischen den Bohrungen 7 weist das Spannmittel 1 eine Öffnung 10 auf, durch die, wie in 1 dargestellt ist, das Einspritzventil 6 geführt ist. Inder in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung 10 in Form eines Langloches ausgebildet und ist auf der unteren Seite von einem hülsenförmigen Auflageteil 17 umgeben. Das hülsenförmige Auflageteil 17 ist einstückig mit dem Spannmittel 1 ausgebildet. Auf der Unterseite weist das Auflageteil 17 eine umlaufende Ringfläche 9 auf. Die Ringfläche 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 Verbindungsachse 19 der zwei Bohrungen 7 angeordnet. Auf diese Weise werden zwei erhöhte Auflagebereiche 8 in Form von Linienflächen ausgebildet, mit denen das Spannmittel 1 entweder wie in 1 dargestellt ist, an der Hülse 2 oder direkt an Anlageflächen des Einspritzventils 6 aufliegt.
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2 zeigt eine optimierte Ausführungsform, bei der die zwei Auflagebereiche 8 auf einer ersten Verbindungsachse 20 liegen, die vorzugsweise senkrecht zur zweiten Verbindungsachse 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 Verbindungsachse 19 des Spannmittels 1 gegenüber einer senkrechten Achse zur Längsachse des Einspritzventils 6 noch immer eine relativ optimale Einleitung der Vorspannkraft auf die Hülse 2 oder das Einspritzventil 6 erreicht wird. Bei einer leichten Verkippung des Spannmittels 1 wandern die Berührungspunkte zwischen dem Spannmittel 1 und der Hülse 2 bzw. zwischen dem Spannmittel 1 und den Anlageflächen des Einspritzventils 6 nur wenig von einer optimalen Position weg. In einfacheren Ausführungsformen ist es nicht unbedingt notwendig, 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.
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Anstelle der in 2 dargestellten Form der Auflagebereiche 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 einer Teilkugel auszubilden. Auch die Form einer Punktfläche ermöglicht eine präzise Einleitung der Vorspannkraft.
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3 zeigt das Spannmittel der 2 im Querschnitt, wobei deutlich der Radius R einer Zylinderkontur zu erkennen ist, mit der die Ringfläche 9 abgerundet ist. Dieser Radius liegt vorzugsweise im Bereich von 70 bis 120 mm.
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In 4 ist Schnitt A-A der Hülse 2 und die Lage dieses Schnitts an der Hülse 2 dargestellt. Hier ist die umlaufende Aufnahmenut 4 im inneren Bereich der Hülse 2 deutlich zu erkennen. Die Hülse 2 weist auf ihrer Unterseite eine Öffnung auf, die im Vergleich zur Öffnung der Oberseite einen geringeren Durchmesser aufweist, wobei die Öffnung mit dem geringeren Durchmesser in eine teilkreisförmige Aufnahmenut 4 übergeht. Die Abmessung der Aufnahmenut 4 liegt vorzugsweise im Bereich von einem halben Durchmesser des Spannrings 3.
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In 5 ist im Schnitt B-B der Spannring 3 und eine Draufsicht dieses Spannrings 3 gezeigt. Der Spannring 3 weist die Form eines nicht geschlossenen nahezu kreisförmigen Ringes auf. Auf diese Weise kann der Spannring 3 aufgeweitet werden und über das Einspritzventil 6 bis zur Rastnut 5 geschoben werden. Mit Hilfe einer Vorspannung positioniert sich der Spannring 3 bei darauffolgender Entspannung in die Rastnut 5. Vor der Montage des Spannringes 3 wird das Spannmittel 1 und anschließend die Hülse 2 über die Einspritzdüse auf den Injektor 6 bis über die Rastnut 5 geschoben. Nach dem Einlegen des Spannringes 3 in die Rastnut 5 wird die Hülse 2 auf den Spannring 3 aufgeschoben. Der Spannring 3 wird dabei von der Aufnahmenut 4 umgeben, wodurch eine Aufweitung vermindert und dadurch ein sicherer Halt in der Rastnut 5 gegeben ist. Auf diese Weise ist die Hülse 2 sicher gegen eine Verschiebung in Richtung auf den Spannring 3 fixiert. Das Spannmittel 1 liegt mit den Aufnahmebereichen 8 auf der Oberseite 16 der Hülse 2 auf und überträgt die über Schrauben 23 eingebrachte Vorspannkraft auf das Einspritzventil 6.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Spannmittels 1, das eine Öffnung 10 aufweist, an der zwei gegenüberliegende Justierkanten 15 angeordnet sind. Die Justierkanten 15 sind vorzugsweise parallel zueinander, parallel zur zweiten Verbindungsachse 19 und parallel zu einer Längsachse des Einspritzventils 6 angeordnet. 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 geringsten 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 ersten und des zweiten Einschubbereiches 13, 14 ist in der Weise gewählt, dass das Spannmittel 1 mit dem ersten oder dem zweiten Einschubbereich auf ein Einspritzventil 6 aufschiebbar ist. Anstelle von zwei Einschubbereichen 13, 14 kann auch nur ein Einschubbereich 13, 14 vorgesehen sein.
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7a zeigt eine weitere Ausführungsform des Spannmittels 1, bei der die Öffnung 10 im Wesentlichen langlochförmig ausgebildet ist. An den gegenüberliegenden Längsseiten der Langlochform sind Justierkanten 15 ausgebildet. An den Justierkanten 15 angrenzend sind die Auflagebereiche 8 ausgebildet. Diese Ausführungsform der Öffnung 10 ist beispielsweise für Einspritzventile mit einem langlochförmigen Querschnitt vorgesehen, die in den Endbereichen der Längsachse des langlochförmigen Querschnittes Ausnehmungen 25 mit Anlageflächen 24 aufweisen, auf denen die Auflagebereiche 8 aufgelegt werden können. 7b zeigt ein entsprechendes Einspritzventil 6 in einer Seitenansicht. 7c zeigt das Einspritzventil im Schnitt C-C mit Anlageflächen 24. In dieser Ausführungsform des Einspritzventils 6 wird das Spannmittel 1 zuerst in der Weise ausgerichtet, dass die Achse 19 des Spannmittels 1 zur Injektormittelachse ausgerichtet ist und das Spannmittel 1 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 das Spannmittel 1 mit den Auflagebereichen 8 auf den Anlageflächen 24 aufliegt. In einem nächsten Schritt wird das Einspritzventil 6 in eine Aufnahmeöffnung der Brennkammer gesteckt und das Spannmittel 1 mit Schrauben 23 mit der Brennkraftmaschine verschraubt, wobei das Einspritzventil 6 mit einer ringförmigen Dichtfläche gegen einen Dichtsitz in der Brennkraftmaschine gepresst wird.
