DE102007020498B3

DE102007020498B3 - Befestigungselement für eine Kraftstoffleitung

Info

Publication number: DE102007020498B3
Application number: DE200710020498
Authority: DE
Inventors: Josef Hausknecht; Frank Schwanz
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-05-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement (1) für die Befestigung einer Kraftstoffleitung (14), insbesondere einer Kraftstoff-Hochdruckleitung, mit zwei Klemmhälften (2, 3) mit je einer länglichen Durchgangsbohrung (4) und einem Schraubbolzen (15), mittels dem die zwei Klemmhälften (2, 3) über die Durchgangsbohrungen (4) aneinander montierbar sind. Die Klemmhälften (2, 3) weisen je eine im Wesentlichen halbzylindrische Ausnehmung (5, 6) auf, die bei zusammengesetzten Klemmhälften (2, 3) eine Aufnahme für eine Tülle (7) bilden, die ihrerseits die Aufnahme für die Kraftstoffleitung (14) bildet. Die Tülle (7) weist eine innere, im Wesentlichen zylindrische Öffnung (8) auf, die exzentrisch zu der von den Klemmhälften gebildeten Aufnahme liegt. Die Durchgangsbohrung (4) ist senkrecht zu ihrer Bohrungsrichtung als Langloch erstreckt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Befestigen einer Kraftstoffleitung mit einem solchen Befestigungselement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement für eine Kraftstoffleitung, insbesondere für eine Kraftstoff-Hochdruckleitung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Befestigen einer Kraftstoffleitung mit einem solchen Befestigungselement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.
Kraftstoffleitungen moderner Brennkraftmaschinen werden mit hohen Drücken betrieben und sind daher hohen Belastungen ausgesetzt. Die Befestigung von Kraftstoff-Hochdruckleitungen ist aufgrund unvermeidlicher Lagetoleranzen in Bezug auf die Befestigungspunkte oftmals problematisch.
Die DE 198 18 409 A1 offenbart ein Befestigungselement für eine von einem Mantelrohr umgebene Kraftstoffleitung, das ein die Kraftstoffleitung umfassendes Umschlingungsteil und Mittel zur Festlegung des Befestigungselements am Motorblock der Brennkraftmaschine aufweist. Das Umschlingungsteil ist einstückig ausgebildet und weist eine Sitzfläche zur Aufnahme der Kraftstoffleitung auf. Ein von dem Umschlingungsteil getrenntes, am Außenumfang der Kraftstoffleitung angreifendes Spannelement, dient zu dessen Lagefixierung. Am Spannelement sind Dichtungsmittel zur Abdichtung des Spannelements nach außen vorgesehen. Weiterhin sind Mittel zum Halten von Abschnitten des Mantelrohrs vorgesehen, welche durch Dichtungsmittel gegen die Mantelrohrabschnitte abgedichtet sind. Befestigungselemente dieses Standes der Technik sollen den Austritt von Leckage aus der Kraftstoffleitung verhindern.
Die DE 197 50 284 C2 offenbart eine Haltevorrichtung mit geteilten Klemmbacken zur Halterung eines zylindrischen Kraftstoffhochdruckspeichers in einer von den Klemmbacken gebildeten zylindrischen Aufnahme unter Zwischenschaltung von zungenartigen Zwischenlagen. Die Zwischenlagen dienen unter anderem zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen und sie sind aus einem elastisch nachgiebigen Material hergestellt. Die Zwischenlagen werden durch Klipsen an dem zu halternden Bauteil angebracht. Zur Befestigung der Haltevorrichtung an einer Brennkraftmaschine dient ein Schraubbolzen, der in einer Bohrung liegt, die die Klemmbacken und den an einen Klemmbacken angeformten Halteblock durchsetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement für die Befestigung von Kraftstoffleitungen, insbesondere von Kraftstoff-Hochdruckleitungen, zu schaffen, mit dem Lagetoleranzen von Kraftstoffleitungen in Bezug auf Befestigungspunkte für an einem Motor zu befestigende Kraftstoffleitungen zwangskraftfrei ausgeglichen werden können.
Die Lösung erfolgt mit einem Befestigungselement für die Befestigung einer Kraftstoffleitung, insbesondere einer Kraftstoff-Hochdruckleitung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Befestigen einer Kraftstoffleitung mit einem solchen Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Gemäß der Erfindung weist ein Befestigungselement für eine Kraftstoffleitung, insbesondere für eine Kraftstoff-Hochdruckleitung, zwei Klemmhälften auf mit einer beide Klemmhälften durchsetzenden Durchgangsbohrung für einen Schraubbolzen, mittels dem die zwei Klemmhälften über die Durchgangsbohrung aneinander und z. B. an einer Brennkraftmaschine montierbar sind. Die Klemmhälften weisen je eine im Wesentlichen halbzylindrische Ausnehmung auf, die bei zusammengesetzten Klemmhälften eine zylindrische Aufnahme für eine Tülle bilden, in der die Kraftstoffleitung gehalten ist. Die Öffnung der Tülle liegt in eingesetztem Zustand exzentrisch zu der von den Ausnehmungen der Klemmhälften gebildeten Aufnahme. Die Exzentrizität kommt dadurch zustande, dass der Außenumfang der Tülle exzentrisch zu ihrem Innenumfang liegt und entsprechend der Exzentrizität die Wandstärke über dem Umfang der Tülle variiert. Das Maß für die Exzentrizität ist der Abstand, um den die Mittelpunkte der von Innen- und Außenumfang der Tülle beschriebenen Kreise auseinander liegen. Die Durchgangsbohrung in den Klemmhälften ist in einer Ebene parallel zu einer von einem Umfang der Tülle aufgespannten Ebene als Langloch erstreckt. Mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement können vorteilhaft Lagetoleranzen von Befestigungspunkten für Kraftstoffleitungen durch Verdrehen der Tülle relativ zu den Klemmhälften ausgeglichen werden. Drehungen der Tülle bewirken aufgrund der Exzentrizität eine Verschiebung der inneren Öffnung der Tülle in ihrer Ebene relativ zu den Klemmbacken und der Durchgangsbohrung. Da Drehungen der Tülle relativ zu den Klemmhälften bei fixer Kraftstoffleitung zwangsläufig auch zu Lageverschiebungen des erfindungsgemäßen Befestigungselements führen, sind die Durchgangsbohrungen zum zwangskräftefreien Anpassen an die Befestigungspunkte als Langloch ausgebildet. Mit einem erfindungsgemäßen Befestigungselement können also Lagetoleranzen von Befestigungspunkten in Bezug auf Kraftstoffleitungen in vorgegebener Größenordnung ausgeglichen werden, ohne dass Zwangskräfte in die durch hohe Kraftstoffdrücke bereits hoch belastete Kraftstoffleitung eingebracht werden. In den Grenzen der durch die Exzentrizität vorgegebenen Positionierungsmöglichkeiten kann das Befestigungselement auch eingesetzt werden, konstruktiv vorgegebene Lageunterschiede der Befestigungspunkte in Bezug auf die Kraftstoffleitung auszugleichen und so als Gleichteil in vielen Anwendungen kostengünstig eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Klemmhälften zu ihrer Anlagefläche achsensymmetrisch für größere Einheitlichkeit, einfachere Montage, einfachere Lagerhaltung und größere Stückzahlen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die exzentrische Lageverschieblichkeit der im Wesentlichen zylindrischen Öffnung der Tülle +/–1 mm bis +/–4 mm, vorzugsweise ca. +/–2 mm für den Bereich der am häufigsten auftretenden Lagetoleranzen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Erstreckungen der Durchgangsbohrung als Langloch senkrecht zur Durchgangsbohrung betragsmäßig gleich der Exzentrizität der Tülle.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Tülle an einer Stelle des Umfangs mit einer eine Gelenkstelle bildenden Nut versehen, gegenüberliegend einem Schlitz, der vorzugsweise im Bereich der größten Wandstärke der Tülle angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Tülle entlang ihres äußeren Umfangs mit radialen Seitenrändern versehen zur verbesserten Montage in die halbzylindrischen Ausnehmungen der Klemmhälften.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Tülle aus Polyamid (PA), vorzugsweise aus PA 6, gefertigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Verfahren zum Befestigen einer Kraftstoffleitung mit einem erfindungsgemäßen Befestigungselement durch Aufstecken der Tülle auf die Kraftstoffleitung, Aufsetzen der Klemmhälften auf die Tülle von entgegen gesetzten Seiten in die halbzylindrischen Ausnehmungen, Drehen der Tülle in den Klemmhälften bis der Schraubbolzen durch das Langloch im Befestigungspunkt befestigbar ist, und Anziehen des Schraubbolzens.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Tülle über den Schlitz seitlich auf die Kraftstoffleitung aufgesteckt, so dass eine Tülle montierbar ist, wenn die Enden der Kraftstoffleitung montiert sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines zerlegten Befestigungselements gemäß der Erfindung,
2 eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Befestigungselements gemäß der Erfindung, und
3 eine perspektivische Ansicht eines am Motor angebauten Befestigungselements gemäß der Erfindung.
1 und 2: Ein Befestigungselement 1 für die Befestigung einer Kraftstoffleitung weist zwei Klemmhälften 2, 3 auf mit je einer als Langloch erstreckten Durchgangsbohrung 4 mit einer lichten Weite von z. B. 9 × 13 mm. Die Klemmhälften 2, 3 weisen je eine im Wesentlichen halbzylindrische Ausnehmung 5, 6 mit einem Durchmesser von z. B. 32 mm auf und eine Tülle 7, die zwischen die Klemmhälften 2, 3 in die halbzylindrischen Ausnehmungen 5, 6 angepasst einsetzbar ist. Die Tülle 7 ist aus Polyamid (PA) 6 und das Befestigungselement 1 aus metallischem Werkstoff gefertigt.
Die Tülle 7 hat einen äußeren Durchmesser von z. B. 32 mm und eine zum äußeren Durchmesser exzentrisch gelegene innere, im Wesentlichen zylindrische Öffnung 8 mit einem Durchmesser von z. B. 25 mm zur Aufnahme einer Kraftstoffleitung mit entsprechendem Durchmesser. Nach Einsetzen der Tülle 7 in die halbzylindrischen Ausnehmungen 5, 6 der Klemmhälften 2, 3 ist die Öffnung 8 exzentrisch zu den halbzylindrischen Ausnehmungen 5, 6.
Die Klemmhälften 2, 3 sind zu ihren Anlageflächen 9, 10 achsensymmetrisch und bilden aneinander gesetzt ein Rechteck. Die Exzentrizität der im Wesentlichen zylindrischen Öffnung 8 der Tülle 7 beträgt im Fall der angegeben Maßlichkeiten +/–2 mm in Richtung der Durchgangsbohrung 4 und ca. +/–2 mm senkrecht zur Durchgangsbohrung 4. Die Erstreckungen 11, 12 senkrecht zur Durchgangsbohrung 4 zum Langloch sind betragsmäßig gleich der Exzentrizität der Tülle 7.
Die Tülle 7 besitzt auf einem einem Schlitz gegenüberliegenden Umfang eine Nut 18. Die Nut 18 bildet quasi eine Gelenkstelle, die es erlaubt, die Tülle im geschlitzten Bereich leicht auseinander biegen zu können. Zur Montage kann die Tülle 7 so aufgebogen seitlich durch den geweiteten Schlitz 13 auf eine montierte Kraftstoffleitung aufgeschoben werden. Die Tülle 7 ist entlang ihres äußeren Umfangs mit Seitenrändern 19, 20 versehen zur beidseitigen Anlage an die Klemmhälften 2, 3.
Verfahren zum Befestigen einer Kraftstoffleitung mit einem Befestigungselement 1 gemäß 1, 2.
3: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus 1, 2 bezeichnet. Eine Kraftstoffleitung 14 kann mit einem Befestigungselement 1 am Motor befestigt werden durch Aufstecken einer Tülle 7 auf die Kraftstoffleitung 14 und Aufsetzen der Klemmhälften 2, 3 auf die Tülle 7 von entgegengesetzten Seiten. Durch Drehen der Tülle 7 relativ zu den Klemmhälften 2, 3 wird das Befestigungselement 1 in der Anlagefläche am Motor 16 verschoben bis der in den als Langloch ausgebildeten Durchgangsbohrungen 4 verschiebliche Schraubbolzen 15 in den Klemmhälften 2, 3 im Befestigungspunkt (nicht dargestellt) am Motor 16 montierbar ist. Die Befestigung der Kraftstoffleitung erfolgt schließlich durch Anziehen des Schraubbolzens 15 im Gewinde des Befestigungspunkts, wobei die Klemmhälften 2, 3 zusammengepresst werden und damit zugleich die Tülle 7, die die Kraftstoffleitung 14 dann reibschlüssig hält. Durch die Einstellbarkeit der Haltevorrichtung in Bezug auf Kraftstoffleitung und Befestigungspunkt ist die Befestigung der Kraftstoffleitung zwangskraftfrei.

Claims

Befestigungselement (1) für die Befestigung einer Kraftstoffleitung (14), insbesondere einer Kraftstoff-Hochdruckleitung, mit zwei Klemmhälften (2, 3) mit je einer Durchgangsbohrung (4), einem Schraubbolzen (15), mittels dem die zwei Klemmhälften (2, 3) über die Durchgangsbohrung (4) aneinander montierbar sind, wobei die Klemmhälften (2, 3) je eine im Wesentlichen halbzylindrische Ausnehmung (5, 6) aufweisen, die zusammen mit einer Tülle (7) bei zusammengesetzten Klemmhälften (2, 3) eine Aufnahme für die Kraftstoffleitung (14) bilden, wobei die Tülle (7) in den halbzylindrischen Ausnehmungen (5, 6) der Klemmhälften (2, 3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (7) eine innere zylindrische Öffnung (8) aufweist, die exzentrisch zu der von den Ausnehmungen (5, 6) gebildeten Aufnahme liegt, und dass die Durchgangsbohrung (4) senkrecht zu ihrer Bohrungsrichtung und parallel zu einer von einem Umfang der Öffnung (8) aufgespannten Ebene als Langloch erstreckt ist.
Befestigungselement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmhälften (2, 3) zu ihren Anlageflächen (9, 10) achsensymmetrisch sind.
Befestigungselement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die exzentrische Lagepositionierungsmöglichkeit der zylindrischen Öffnung (8) der Tülle (7) von +/–1 mm bis +/–4 mm, vorzugsweise ca. +/–2 mm beträgt.
Befestigungselement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der Durchgangsbohrung (4) als Langloch senkrecht zur Durchgangsbohrung (4) betragsmäßig gleich der Exzentrizität der Tülle (7) ist.
Befestigungselement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (7) auf einer Stelle des Umfangs eine eine Gelenkstelle bildende Nut (18) und gegenüberliegend einen Schlitz (13) besitzt.
Befestigungselement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (7) entlang ihres äußeren Umfangs mit radialen Seitenrändern (19, 20) versehen ist.
Befestigungselement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tülle (7) aus Polyamid (PA), vorzugsweise aus PA 6, gefertigt ist.
Verfahren zum Befestigen einer Kraftstoffleitung (14) mit einem Befestigungselement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) Aufstecken der Tülle (7) auf die Kraftstoffleitung (14), b) Aufsetzen der Klemmhälften (2, 3) auf die Tülle (7) von entgegen gesetzten Seiten, c) Drehen der Tülle (7) in den Klemmhälften (2, 3) bis der Schraubbolzen (15) durch die als Langloch ausgebildete Durchgangsbohrung (4) im Befestigungspunkt montierbar ist, und d) Anziehen des Schraubbolzens (15) im Gewinde des Befestigungspunkts.
Verfahren gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch seitliches Aufstecken der Tülle (7) auf der Kraftstoffleitung (14) über einen Schlitz (13) im Umfang der Tülle (7).