DE102009006607B4 - Kraftstoffverteiler - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffverteiler (1) zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors, welcher ein Verteilerrohr (2) zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff aufweist mit einem Kraftstoffeinlass (3) und wenigstens eine Injektoraufnahme (4), wobei die Injektoraufnahme (4) über einen Verbindungskanal (12) mit dem Verteilerrohr (2) verbunden ist und das Verteilerrohr (2) über zumindest ein durch eine Befestigungsaufnahme (6) geführtes Befestigungselement (5) am Verbrennungsmotor festlegbar ist und die Befestigungsaufnahme (6) mit dem Verteilerrohr (2) über eine Lotverbindung (9) gefügt ist und die Injektoraufnahme (4) auf der der Lotverbindung (9) gegenüber liegenden Seite (11) der Befestigungsaufnahme (6) angeordnet ist und die Injektoraufnahme (4) und die Befestigungsaufnahme (6) einstückig ausgeführt sind, wobei der Verbindungskanal (12) die Befestigungsaufnahme (6) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (L3) des Verbindungskanals (12) quer zur Längsachse (L1) einer die Befestigungsaufnahme (6) durchsetzenden Durchgangsöffnung (7) und der Verbindungskanal (12) mit einem Abstand (a) zur Durchgangsöffnung (7) angeordnet ist und die Befestigungsaufnahme (6) hülsenförmig gestaltet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
- Bei Kraftstoffverteilersystemen sind die Druckerzeugung und die Kraftstoffeinspritzung voneinander entkoppelt. Eine Kraftstoffpumpe erzeugt kontinuierlich Druck. Dieser unabhängig von der Einspritzfolge aufgebaute Druck steht im Kraftstoffverteiler, welcher als Speicher fungiert, permanent zur Verfügung. Hierzu wird der komprimierte Kraftstoff in einem Verteilerrohr gespeichert und verteilt den Injektoren bzw. Einspritzventilen einer Zylinderbank zur Verfügung gestellt.
- Jeder Kraftstoffverteiler, egal, ob für Hochdruck- oder Niederdruckanwendungen, muss am Verbrennungsmotor bzw. Komponenten davon, wie Zylinder, Zylinderkopf oder Ansaugmodul, befestigt werden. In der Regel erfolgt dies über Verschraubungen. Hierzu werden üblicherweise Montageelemente, beispielsweise Halter oder ähnliches, an dem Verteilerrohr befestigt.
- Bei dem aus der
US 2007/0163545 A1 - Aus der
DE 10 2006 010 244 B3 ist ein Kraftstoffverteiler bekannt, bei dem eine Hülse zum Durchführen eines Befestigungselements, beispielsweise einer Schraube, in einem Knotenstück aus Kunststoff eingespritzt ist. - Die
DE 103 22 769 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen einer Brennkraftmaschine, bei der die Injektoraufnahmen bzw. Ventiltassen mit dem Verteilerrohr verbunden und zusätzlich über ein streifenförmiges Fixierelement aus Blech befestigt sind. - Die
DE 199 53 942 C2 offenbart ein Verteilerrohr, welches von mehreren Knotenstücken umgriffen ist. An den Knotenstücken sind Befestigungsstutzen vorgesehen zur Durchführung von Montageschrauben, mittels derer das Verteilerrohr am Verbrennungsmotor befestigt werden kann. Im Umfang derDE 103 07 530 A1 wird vorgeschlagen, die Gesamtzahl der Bauteile eines Kraftstoffverteilers durch die Zusammenführung von Funktionen oder Bauteilen zu reduzieren. Die Injektoraufnahme ist einteilig ausgeführt und soll gleichzeitig als Anschraubpunkt für den Kraftstoffverteiler an der Zylinderbank fungieren. - Ferner sind aus der
US 6 640 784 B1 ,DE 10 2005 036 550 A1 oder derDE 10 2004 037 787 A1 Kraftstoffverteileranordnungen bekannt. - Stetig steigende Einspritzdrücke führen zu hohen Belastungen der Befestigungen. Die auf den Kraftstoffverteiler bzw. das Verteilerrohr im Betrieb einwirkende Kraft setzt sich zusammen aus der aus dem Innendruck in der Injektoraufnahme resultierenden Kraft und der aus der Federvorspannung des Niederhalters des Injektors resultierenden Niederhaltekraft. Die Einzelkräfte ergeben in der Summe aller Injektoren die auf das System wirkende Gesamtkraft.
- Die Befestigung hat die Aufgabe, den Kraftstoffverteiler zu fixieren. Hierbei ist man an sich bestrebt, die Befestigungsaufnahme und das Befestigungsmittel sowie die Injektoraufnahme nebeneinander und so nah wie möglich am Verteilerrohr anzuordnen. Nachteilig hieran ist ein nicht optimaler Kraftfluss über die Druckeinleitstelle in der Injektoraufnahme, die Befestigungsaufnahme und die Lotverbindung zum Verteilerrohr. Die Folge sind starke Belastungen der Lotverbindung.
- Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen fertigungstechnisch vorteilhaften und im Belastungsverhalten verbesserten Kraftstoffverteiler als kostengünstige, dichte Lötbaugruppe zu schaffen.
- Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Kraftstoffverteiler gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3.
- Die Befestigungsaufnahme ist mit dem Verteilerrohr über eine Lotverbindung gefügt und die Injektoraufnahme auf der der Lotverbindung gegenüberliegenden Seite der Befestigungsaufnahme angeordnet, wobei der Verbindungskanal die Befestigungsaufnahme durchsetzt.
- Auf diese Weise wird ein optimierter Kraftfluss erreicht. Die Lotverbindung am Verteilerrohr wird kaum belastet. Die Kraftübertragung der aus der Druckpulsation in der Injektoraufnahme resultierenden Kraft verläuft nahezu vollständig über die Befestigungsaufnahme und das Befestigungsmittel. In der Regel erfolgt die Befestigung über eine Schraubenverbindung. Undichtigkeiten auf Grund der Betriebsbelastungen, insbesondere der betrieblichen Druckpulsationen, werden minimiert. Weiterhin können Fertigungstoleranzen größere Schwankungen zugemutet werden.
- Die Befestigungsaufnahme ist hülsenförmig gestaltet und in Längsrichtung von einer Durchgangsöffnung für das Befestigungselement durchsetzt. Insbesondere kommt als Befestigungselement ein Schraubbolzen zur Anwendung.
- Für den Kraftfluss vorteilhaft ist, wenn die Längsachse der Durchgangsöffnung und die Längsachse der Injektoraufnahme parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Längsachse der Durchgangsöffnung zwischen der Längsachse der Injektoraufnahme und dem Verteilerrohr liegt. Die Längsachse der Durchgangsöffnung und die Längsachse des Verbindungskanals zwischen der Injektoraufnahme und dem Verteilerrohr sind quer, also in einem Winkel zueinander, angeordnet.
- Die Injektoraufnahme und die Befestigungsaufnahme sind einstückig ausgeführt, beispielsweise als Guss- oder Schmiedeteil. Der Verbindungskanal durchsetzt die Befestigungsaufnahme mit Abstand zur Durchgangsöffnung.
- Die Einheit aus Befestigungsaufnahme und Injektoraufnahme sind über eine Lotverbindung mit dem Verteilerrohr gefügt. Hierzu besitzt die Befestigungsaufnahme eine an die Außenkontur des Verteilerrohrs angepasste Fügefläche. Üblicherweise besitzt die Fügefläche eine gerundete bzw. konkave Kontur. Über die Lotverbindung zwischen der Befestigungsaufnahme und dem Verteilerrohr wird eine dichte und betriebsstabile Fügung sichergestellt.
- Die Komponenten des erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilers sind einfach und günstig, insbesondere die für die Befestigung notwendigen Komponenten. Der Kraftstoffverteiler wird durch eine kostengünstige, dichte Lötbaugruppe gebildet. Schließlich ist auch die Montage des Kraftstoffverteilers an einem Verbrennungsmotor rationell. Die Befestigung erfolgt über Befestigungselemente, insbesondere über Schrauben, die durch die Befestigungsaufnahme geführt und in vorbereitete Gewindebohrungen im Verbrennungsmotor, beispielsweise dem Zylinderblock, geschraubt werden.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 in perspektivischer Darstellungsweise technisch vereinfacht einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kraftstoffverteiler; -
2 den Ausschnitt gemäß der1 in einer Seitenansicht und -
3 den Ausschnitt in einer Draufsicht. - Anhand der
1 bis3 ist ein erfindungsgemäßer Kraftstoffverteiler1 erläutert. Der Kraftstoffverteiler1 gehört zum Speichereinspritzsystem eines Verbrennungsmotors. Die Druckerzeugung und die Krafteinspritzung sind bei solchen Speichereinspritzsystemen voneinander entkoppelt. Eine separate Hochdruckpumpe erzeugt kontinuierlich Druck. Dieser unabhängig von der Einspritzfolge aufgebaute Druck steht im Kraftstoffverteiler1 pernament zur Verfügung. - Der Kraftstoffverteiler
1 umfasst ein Verteilerrohr2 mit einem pumpenseitigen Kraftstoffeinlass3 (in1 nur andeutungsweise dargestellt) und mehreren Injektoraufnahmen4 , von denen hier nur eine gezeigt ist. In der2 ist das Verteilerrohr2 nicht dargestellt. Der statisch komprimierte Kraftstoff wird im Verteilerrohr2 gespeichert und über die Injektoraufnahmen4 verteilt den Injektoren einer Zylinderbank zur Verfügung gestellt. - Das Verteilerrohr
2 ist über ein Befestigungselement5 in Form eines Schraubbolzens an einem Verbrennungsmotor festlegbar. Das Befestigungselement5 ist in der3 technisch vereinfacht dargestellt. Zur Festlegung des Verteilerrohrs2 wird das Befestigungselement5 durch eine Befestigungsaufnahme6 geführt und in entsprechende Gewindebohrungen im Verbrennungsmotor geschraubt. Man erkennt, dass die Befestigungsaufnahme6 hülsenförmig gestaltet ist und in Längsrichtung von einer Durchgangsöffnung7 für das Befestigungselement5 durchsetzt ist. - Die Injektoraufnahme
4 und die Befestigungsaufnahme6 sind einstückig ausgeführt und über einen Steg8 miteinander verbunden. Die Befestigungsaufnahme6 ist mit dem Verteilerrohr2 über eine Lotverbindung9 gefügt. Hierzu besitzt die Befestigungsaufnahme6 verteilerrohrseitig eine an die Außenkontur des Verteilerrohrs2 angepasste Fügefläche10 . Über die Lotverbindung9 wird eine stabile und dichte Festlegung der Befestigungsaufnahme6 am Verteilerrohr2 sichergestellt. Die Injektoraufnahme4 ist auf der der Lotverbindung9 gegenüberliegenen Seite11 der Befestigungsaufnahme6 angeordnet. Die Injektoraufnahme4 steht mit dem Verteilerrohr2 über einen Verbindungskanal12 in Kraftstoff leitender Verbindung. Der Verbindungskanal12 durchsetzt die Befestigungsaufnahme6 im vorliegenden Ausführungsbeispiel geradlinig und mit einem Abstand a zur Durchgangsöffnung7 . - Die Längsachse L1 der Durchgangsöffnung
7 und die Längsachse L2 der Injektoraufnahme4 sind parallel zueinander angeordnet, wohingegen die Längsachse L1 der Durchgangsöffnung7 und die Längsachse L3 des Verbindungskanals12 quer zueinander laufen. - Die aus der betrieblichen Belastung resultierende Druckkraft ist in den
1 und2 durch den Pfeil D1 verdeutlicht. Die Kraftübertragung bzw. Ableitung verläuft nahezu vollständig über die Befestigungsaufnahme6 und das Befestigungsmittel5 . Die Kraftübertragung ist in der3 durch den Pfeil D2 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird ein optimierter Kraftfluss erreicht und die Lotverbindung9 am Verteilerrohr2 stark entlastet. Hierdurch können Undichtigkeiten auf Grund der Betriebsbelastungen entgegengewirkt bzw. diese minimiert werden. Auch erlaubt diese Ausgestaltung größere Fertigungstoleranzen unter Beibehaltung einer stabilen und dichten Fügung über die Lotverbindung9 . - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftstoffverteiler
- 2
- Verteilerrohr
- 3
- Kraftstoffeinlass
- 4
- Injektoraufnahme
- 5
- Befestigungselement
- 6
- Befestigungsaufnahme
- 7
- Durchgangsöffnung
- 8
- Steg
- 9
- Lotverbindung
- 10
- Fügefläche
- 11
- Seite v.
6 - 12
- Verbindungskanal
- a
- Abstand
- L1
- Längsachse v.
7 - L2
- Längsachse v.
4 - L3
- Längsachse v.
12 - D1
- Druckkraft
- D2
- Kraftübertragung
Claims (3)
- Kraftstoffverteiler (
1 ) zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors, welcher ein Verteilerrohr (2 ) zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff aufweist mit einem Kraftstoffeinlass (3 ) und wenigstens eine Injektoraufnahme (4 ), wobei die Injektoraufnahme (4 ) über einen Verbindungskanal (12 ) mit dem Verteilerrohr (2 ) verbunden ist und das Verteilerrohr (2 ) über zumindest ein durch eine Befestigungsaufnahme (6 ) geführtes Befestigungselement (5 ) am Verbrennungsmotor festlegbar ist und die Befestigungsaufnahme (6 ) mit dem Verteilerrohr (2 ) über eine Lotverbindung (9 ) gefügt ist und die Injektoraufnahme (4 ) auf der der Lotverbindung (9 ) gegenüber liegenden Seite (11 ) der Befestigungsaufnahme (6 ) angeordnet ist und die Injektoraufnahme (4 ) und die Befestigungsaufnahme (6 ) einstückig ausgeführt sind, wobei der Verbindungskanal (12 ) die Befestigungsaufnahme (6 ) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (L3) des Verbindungskanals (12 ) quer zur Längsachse (L1) einer die Befestigungsaufnahme (6 ) durchsetzenden Durchgangsöffnung (7 ) und der Verbindungskanal (12 ) mit einem Abstand (a) zur Durchgangsöffnung (7 ) angeordnet ist und die Befestigungsaufnahme (6 ) hülsenförmig gestaltet ist. - Kraftstoffverteiler (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (L1) der Durchgangsöffnung (7 ) und die Längsachse (L2) der Injektoraufnahme (4 ) parallel zueinander angeordnet sind. - Kraftstoffverteiler (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsaufnahme (6 ) eine an die Außenkontur des Verteilerrohrs (2 ) angepasste Fügefläche (10 ) besitzt.
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