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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Einspritzventils
in einer Ventilaufnahme einer Brennkraftmaschine mit einem klammerartigen,
das Einspritzventil umgreifenden Element mit zwei in axialer Richtung
wirkenden, eine Ausnehmung aufweisenden Federlaschen, wobei sich
das klammerartige Element axial mit seinen Federlaschen am Einspritzventil
und mit seinem anderen Ende an einer mit dem Einspritzventil verbundenen
Brennstoffleitung abstützt.
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Aus
WO 03/054383 A1 ist
eine Befestigungsvorrichtung zur wechselseitigen Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils
in einer Ventilaufnahme einer Brennkraftmaschine und des Brennstoffeinspritzventils
an einer Brennstoffverteilerleitung bekannt, bei der die Befestigungsvorrichtung
in Form einer Federklammer ausgebildet ist, welche Federlaschen aufweist,
die wellenförmig
ausgebildet sind und an einer Schulter der Brennstoffverteilerleitung
anliegen. Mit Hilfe einer solchen Befestigungsvorrichtung ist das
Brennstoffeinspritzventil mit der Brennstoffverteilerleitung durch
die dazwischen eingespannte Federklammer mit Federlaschen zusammengehalten,
so dass eine Befestigung des Brennstoffeinspritzventils am Zylinderkopf
selbst entbehrlich ist.
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Diese
bekannte Befestigungsvorrichtung ist jedoch noch relativ aufwändig, da
die Federklammer zwei geometrisch getrennte Funktionsmerkmale aufweist.
Einerseits sind die Federbügel
elastisch vorgespannt, um das Brennstoffeinspritzventil gegenüber der
Brennstoffverteilerleitung axial vorzuspannen, andererseits sind,
um einen zu großen
Federweg zu vermeiden und zu gewährleisten,
dass auch bei stärkerem
Druck durch die Brennstoffverteilerleitung auf die Federklammer
eine Federwirkung erhalten bleibt, Laschen vorgesehen, welche den Ansatzpunkten
der Federlaschen gegenüberliegend
in die Federklammer hineingebogen sind. Bei verstärktem Druck
der Brennstoffverteilerleitung auf die Federlaschen sitzen diese
auf den Laschen auf und zwingen die Federklammer zur plastischen
Verformung. Diese bekannte Vorrichtung ist geometrisch sehr aufwändig gestaltet
und erfordert bei der Herstellung die Einhaltung sehr genauer Toleranzen.
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Aus
WO 2004/051074 A1 ist
eine gattungsgemäße Vorrichtung
bekannt, bei der die Federklammer so ausgeformt ist, dass die auf
das Brennstoffeinspritzventil wirkenden Kräfte nur in axialer Richtung wirken
und keine radiale Komponente aufweisen sollen. Dazu weist die Federklammer
Federlaschen auf, welche mit Ausnehmungen versehen sein können, um
die Elastizität
der Laschen zu erhöhen
und somit für
eine größere Toleranz
gegenüber
axialen Verspannungen zu sorgen. Auch diese Vorrichtung ist jedoch
noch verbesserungswürdig.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht,
eine kontrollierte axiale Vorspannkraft auf das Brennstoffeinspritzventil
aufzubringen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die die Ausnehmung begrenzenden vertikalen Randstege der Federlaschen
im Bereich der maximalen Beanspruchung jeweils einen Abschnitt aufweisen,
welcher eine gegenüber
den sonstigen Bereichen der vertikalen Randstege der Federlaschen
reduzierte Wandstärke
aufweist.
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Eine
solche Befestigungsvorrichtung ermöglicht die Aufbringung einer
kontrollierten axialen Vorspannkraft auf das Einspritzventil. Diese
Vorspannkraft bleibt auch bei der Überbrückung sämtlicher Bauteiltoleranzen
in einem sehr schmalen eng tolerierten Bereich erhalten. Durch die
Gestaltung der Federlaschen mit den Abschnitten mit einer geometrischen
Gestaltung, welche im Belastungsfall eine Spannungsvergrößerung gegenüber den
sonstigen Bereichen der Federlaschen durch Überlagerung von Biege- und
Torsionsspannungen hervorruft, findet eine plastische Verformung
der Federklammer gezielt nur in einem Bereich, nämlich dem entsprechend gestalteten
Abschnitt der Randstege statt. Dadurch wird die Konstruktion der
Vorrichtung wesentlich vereinfacht. Dabei wird durch die Wandstärkenverringerung
die gewünschte
Spannungsvergrößerung erreicht.
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Bevorzugt
ist ferner vorgesehen, dass die Federlaschen im Bereich der Ausnehmung
in Richtung senkrecht zur Fläche
der Ausnehmung ausgewölbt
sind. Durch diese Wölbung
im Bereich der vertikalen Randstege der Federlaschen und insbesondere
im Bereich der speziell geometrisch gestalteten Abschnitte der Federlaschen
wird vermieden, dass bei Belastung aufgrund der dann eintretenden
Materialverfestigung die Federlaschen eine ansteigende Federkennlinie
aufweisen. Durch die Wölbung
wird nämlich
der Hebel, mit der die Kraft in den zu verformenden Bereich der
Federlaschen eingeleitet wird, bei zunehmendem Federweg vergrößert.
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Ferner
ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Federlaschen oberhalb der Ausnehmungen
jeweils eine weitere schlitzförmige
Ausnehmung aufweisen, welche randseitig an den Verbindungssteg der
beiden Federlaschen angrenzen. Diese Schlitze dienen der Verdrehsicherung
der Federklammer und sind so gestaltet, dass sie in entsprechend
gestaltete Raststege an der Ventiltasse eingreifen.
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Bevorzugt
ist die Vorrichtung so gestaltet, dass sich das klammerartige Element
an einer Schulter des Einspritzventils und/oder an einer Schulter der
Brennstoffleitung abstützt.
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Das
klammerartige Element besteht aus Federstahl und läßt sich
auf einfache Weise, z. B. durch Biegestanzen, herstellen.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese
zeigt in:
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1 eine
schematische Darstellung einer montierten Vorrichtung mit einem
Einspritzventil, das in eine Ventilaufnahme einer Brennkraftmaschine eingesetzt
ist,
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2 eine
Seitenansicht der 1 ohne Ventilaufnahme,
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3 eine
perspektivische vergrößerte Darstellung
der Vorrichtung und
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4 eine
die Funktionsweise der Vorrichtung erläuternde Skizze.
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Ein
Brennstoffeinspritzventil 1, das vorzugsweise zum direkten
Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer nicht weiter
dargestellten, insbesondere gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine
ausgebildet ist, ist in eine Ventilaufnahme 2 eines Zylinderkopfes 3 eingesetzt.
Die Ventilaufnahme 2 kann alternativ auch an einem Aufnahmestutzen
eines nicht dargestellten Ansaugrohres vorgesehen sein.
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Das
Brennstoffeinspritzventil 1 ist an der der Ventilaufnahme 2 abgewandten
Seite über
eine nicht näher
zu erkennende Steckverbindung mit einer Ventiltasse 4 einer
nicht dargestellten Brennstoffleitung verbunden. Ferner ist das
Brennstoffeinspritzventil 1 mit einem nicht näher zu erkennenden
elektrischen Anschluss für
eine elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Ventils versehen.
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Um
das Brennstoffeinspritzventil 1 in der Ventilaufnahme 2 des
Zylinderkopfes 3 zu fixieren, ist eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung vorgesehen,
welche aus einem allgemein mit 5 bezeichneten klammerartigen
Element besteht. Dieses klammerartige Element 5 weist zwei
Federlaschen 6 auf, die über einen Verbindungssteg 7 miteinander verbunden
sind. Dieses klammerartige Element 5 stützt sich in der in 1 gezeigten
montierten Lage oberseitig axial an einer Schulter 8 der
Ventiltasse 4 bzw. der Brennstoffleitung und unterseitig
mit den Federlaschen 6 an einer Schulter 9 des
Einspritzventils 1 ab.
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Zur
exakten Ausrichtung des klammerartigen Elementes 5 weist
dieses im Bereich des Verbindungssteges 7 eine Nut 10 auf,
mit welcher es an einem Ansatz 11 der Ventiltasse 4 positioniert
wird und damit lagegerecht eingebaut ist. Diese Nut kann als einfache
Bohrung oder, wie dargestellt, als Langloch ausgebildet sein.
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Die
beiden Federlaschen 6 des klammerartigen Elementes 5 weisen
jeweils eine Ausnehmung 12 auf, die randseitig jeweils
von vertikalen Randstegen 13, 14 der Federlaschen 6 begrenzt
ist. Oberhalb der Ausnehmungen 12 im Höhenniveau des Verbindungssteges 7 weist
das klammerartige Element 5 jeweils vorzugsweise weitere
schlitzförmige
Ausnehmungen 15 auf, mit deren Hilfe die Vorrichtung an
der jeweiligen Ventiltasse 4 fixiert werden kann, welche einen
nicht näher
erkennbaren umlaufenden Raststeg aufweist, in welche die schlitzförmigen Ausnehmungen 15 eingreifen.
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Wesentlich
für die
Gestaltung der Vorrichtung, d. h. des klammerartigen Elementes 5,
ist nun, dass die die Ausnehmungen 12 begrenzenden vertikalen
Randstege 13 der Federlaschen 6 im Bereich der
maximalen Beanspruchung speziell geometrisch gestaltet sind. Sie
weisen nämlich
jeweils einen Abschnitt auf, der geometrisch so gestaltet ist, dass
im Belastungsfall in diesem Abschnitt eine Spannungsvergrößerung durch überlagerte
Wege und Torsionsspannungen hervorgerufen wird.
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Dies
wird bei der Ausführungsform
nach 3 dadurch erreicht, dass die vertikalen Randstege 13 der
Federlaschen 6 im Bereich der maximalen Beanspruchung jeweils
einen Abschnitt 13a, 14a mit reduzierter Wandstärke aufweisen.
Ferner sind bevorzugt die Randstege 13, 14 bzw.
der die Ausnehmungen 12 begrenzende Bereich der Federlaschen 6 in
Richtung senkrecht zur Fläche
der Ausnehmungen 12 nach außen gewölbt ausgebildet, wie aus 3 zu
erkennen ist.
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In
der in den 1 und 2 dargestellten montierten
Lage der Vorrichtung drücken
somit die Federlaschen 6 des klammerartigen Elementes 5 das
Einspritzventil 1 in die Ventilaufnahme 2 des
Zylinderkopfes 3, ohne dass es irgendwelcher Befestigungselemente
am Zylinderkopf 2 selbst bedarf.
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Aufgrund
der vorbeschriebenen Gestaltung der Vorrichtung ermöglicht diese
eine kontrollierte axiale Vorspannkraft auf das Einspritzventil 1.
Diese Vorspannkraft bleibt auch bei der Überbrückung sämtlicher Bauteiltoleranzen
in einem sehr schmalen eng tolerierten Bereich erhalten. Aufgrund
der Gestaltung der vertikalen Randstege 13, 14 der
Federlaschen 6 mit den Abschnitten 13a, 14a ist
gewährleistet,
dass in der montierten Lage eine plastische Verformung des klammerartigen
Elementes 5 nur in diesem Bereich stattfindet. Dies vereinfacht
die Konstruktion der Vorrichtung erheblich. Um eine Materialverfestigung
in den Abschnitten 13a, 14a zu vermeiden, sind
die vertikalen Randstege 13, 14 senkrecht zur
Fläche
der Ausnehmungen 12 nach außen gewölbt ausgebildet, wo bei die
maximale Auswölbung im
Bereich der Abschnitte 13a, 14a gegeben ist.
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Wie 4 zeigt,
führt dies
bei Beanspruchung dazu, dass sich der Hebel, mit der die Kraft in den
zu verformenden Bereich von der in 4 links dargestellten
Ruhelage mit einem Hebelarm S1 auf einen in 4 rechts
dargestellten Hebelarm S2 bei maximaler Beanspruchung und entsprechender
axialer Verkürzung
der Federlaschen um einen Weg T1 vergrößert. Durch diese Vergrößerung des
Hebels bei zunehmendem Federweg wird vermieden, dass die Federlaschen 6 bei
steigender Beanspruchung eine ansteigende Federkennlinie aufweisen.