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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzbaugruppe zum Einspritzen von Kraftstoff sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einspritzbaugruppe.
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Im Stand der Technik wird Kraftstoff zu Einspritzventilen (Injektoren) über eine gemeinsame Speicherleitung (Common Rail) oder über andere Rohrleitungen zu geführt. Die Einspritzventile werden dabei im Zylinderkopf angeordnet und am Zylinderkopf befestigt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass insbesondere bei einem direkten metallischen Kontakt zwischen dem Einspritzventil und dem Zylinderkopf eine unerwünschte Schallübertragung zwischen Zylinderkopf und Einspritzventil möglich ist, was zu unerwünschten Geräuschen führen kann. Ferner sind bei den bekannten Einspritzsystemen eine Vielzahl von Bauteilen, insbesondere bei einer Verbindung zwischen dem Einspritzventil und dem Rail notwendig. Es wäre daher wünschenswert, ein vereinfacht aufgebautes Einspritzsystem zu haben, welches kostengünstiger herstellbar ist und eine Übertragung von unerwünschten Schallemissionen verhindert.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Einspritzbaugruppe mit wenigstens einem Einspritzventil und einem Rail mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass eine Einspritzbaugruppe hergestellt werden kann, welche nur am Rail befestigte Einspritzventile aufweist. Hierdurch kann auf eine direkte Befestigung der Einspritzventile an einem Zylinderkopf über Niederhalter und Auflageflächen verzichtet werden. Zur Anbindung des Einspritzventils an dem Zylinderkopf können elastische Bauteile, z. B. Dichtungen, verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst in einem ersten Schritt das Anschweißen eines ersten Endes eines Verbindungsrohres mittels eines ersten Schweißvorgangs an das Einspritzventil und anschließend wird ein zweites Ende des Verbindungsrohres mittels eines zweiten Schweißvorgangs an das Rail angeschweißt. Hierbei wird jeweils eine Schweißverbindung an den Enden des Verbindungsrohres hergestellt. Somit ist das Einspritzventil über das Verbindungsrohr an dem Rail befestigt. Anschließend wird das Einspritzventil in eine vorbestimmte Position ausgerichtet, wobei das Ausrichten an wenigstens einer der Schweißverbindungen erfolgt. Hierdurch kann ein eventuell durch den Schweißvorgang vorhandener Verzug des Einspritzventils gegenüber dem Rail korrigiert werden. Somit wird erfindungsgemäß das Einspritzventil am Rail aufgehängt, so dass eine Schallübertragung zwischen Einspritzventil und Zylinderkopf vermieden werden kann. Ferner ist das Einspritzventil durch die Schweißverbindungen sicher am Rail befestigt. Es sei angemerkt, dass erfindungsgemäß unter dem Begriff ”Rail” ein Kraftstoffspeicherrohr oder auch jede andere Art von Rohrleitung zur Zuführung von Kraftstoff verstanden wird.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise erfolgt das Ausrichten nur an einer einzigen Schweißverbindung, insbesondere der zweiten Schweißverbindung zwischen dem Rail und dem Verbindungsrohr. Dadurch kann das Ausrichten in lediglich einem einzigen Ausrichtschritt erfolgen.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Ausrichten sowohl an der ersten Schweißverbindung als auch an der zweiten Schweißverbindung. Hierdurch ist es möglich, kurze Ausrichtvorgänge auszuführen, so dass die Ausrichtung insbesondere zu reduzierten thermischen Belastungen der Schweißnähte führt. Besonders bevorzugt wird ein erstes Ausrichten an der ersten Schweißverbindung vor dem zweiten Schweißvorgang ausgeführt, so dass das Verbindungsrohr und das Einspritzventil in axialer Richtung ausgerichtet sind. Anschließend wird ein zweiten Ausrichten an der zweiten Schweißverbindung nach dem zweiten Schweißvorgang ausgeführt, und dann das aus dem Einspritzventil und dem Verbindungsrohr bestehende Zwischenbauteil am Rail auszurichten.
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Der Schritt des Ausrichtens und/oder der erste und zweite Schweißvorgang werden vorzugsweise jeweils mittels eines Lasers, besonders bevorzugt unter Verwendung eines Spiegels, ausgeführt. Dabei wird der Laserstrahl bewegt und die zu schweißenden Teile ortsfest gehalten.
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Für ein möglichst gutes Schweißergebnis und eine reduzierte Positionierungszeit ist vorzugsweise das Verbindungsrohr am Rail mittels einer Positionierhilfe ausgerichtet. Die Positionierungshilfe ist dabei vorzugsweise direkt am Rail vorgesehen, beispielsweise als umlaufender, vorstehender Ringflansch, um eine Auslassöffnung aus dem Rail herum oder die Positionierungshilfe ist eine direkt in einer Railauslassöffnung angeordnete Hülse.
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Besonders bevorzugt erfolgt eine Ausrichtung bei mehreren, an einem Rail angeordneten Einspritzventilen derart, dass die Einspritzventilachsen achsparallel zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass alle Einspritzventile jeweils in die dafür vorgesehenen Öffnungen im Zylinderkopf passen. Da die Auslassöffnungen im Rail üblicherweise in einer Aufspannung hergestellt werden, kann eine achsparallele Ausrichtung der Einspritzventilachsen eine sichere und fehlerfreie Montage garantieren.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Einspritzbaugruppe zur Einspritzung von Kraftstoff, umfassend einen Rail und wenigstens ein Einspritzventil. Das Einspritzventil ist dabei mittels eines Verbindungsrohres mit dem Rail verbunden, wobei am Verbindungsrohr eine erste und eine zweite Schweißverbindung zum Einspritzventil bzw. zum Rail vorhanden ist. Hierbei ist eine Position des Einspritzventils gegenüber dem Rail an wenigstens einer der Schweißverbindungen, vorzugsweise an beiden Schweißverbindungen, ausgerichtet.
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Für eine einfache Positionierung des Verbindungsrohrs am Rail weist das Rail vorzugsweise eine Positionierungshilfe auf. Die Positionierungshilfe ist besonders bevorzugt ein um eine Railauslassöffnung umlaufender, vorstehender Ringflansch. Alternativ ist die Positionierungshilfe eine Hülse, welche in der Railauslassöffnung angeordnet ist.
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Vorzugsweise werden die Ventile am Zylinderkopf noch mittels eines Niederhalters gehalten.
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Erfindungsgemäß kann somit eine komplette Einspritzbaugruppe mit Einspritzventilen und Rail an Automobilhersteller zugeliefert werden, wobei zwischen den einzelnen Einspritzventilen schon eine achsparallele Ausrichtung der Einspritzventilachsen ausgeführt wurde. Somit muss die erfindungsgemäße Einspritzbaugruppe beim Automobilhersteller nicht nachbearbeitet werden und kann sofort eingebaut werden. Da die Einspritzventile erfindungsgemäß über das Verbindungsrohr am Rail montiert sind, müssen keine direkten metallischen Kontakte zur Befestigung der Einspritzventile im Zylinderkopf vorgesehen werden, so dass insbesondere eine Geräuschübertragung von den Einspritzventilen auf den Zylinderkopf und entgegengesetzt vermieden werden kann.
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Zeichnung
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Einspritzbaugruppe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 eine schematische Schnittansicht der Einspritzbaugruppe von 1, und
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3 eine schematische Schnittansicht einer Einspritzbaugruppe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst die Einspritzbaugruppe 1 einen Rail 2 sowie eine Vielzahl von Einspritzventilen (Injektoren) 3. Das Rail 2 umfasst eine zentrale Durchgangsbohrung 20 sowie mehrere Railauslassöffnungen 21, aus denen Kraftstoff zu den Einspritzventilen 3 geführt wird. Die Railauslassöffnungen 21 sind parallel zueinander und werden in einer Aufspannung hergestellt.
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Wie weiter aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist jedes Einspritzventil 3 mittels eines Verbindungsrohres 4 am Rail 2 befestigt. Hierzu ist zwischen einem ersten Ende 4a des Verbindungsrohres 4 und dem Einspritzventil 3 eine erste Schweißverbindung 5 gebildet und zwischen einem zweiten Ende 4b des Verbindungsrohrs 4 und dem Rail 2 ist eine zweite Schweißverbindung 6 gebildet.
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Im Bereich der Railauslassöffnungen 21 ist jeweils ein nach außen vorstehender, umlaufender Ringflansch 22 vorgesehen, wobei die Ringflansche 22 am Rail 2 durch Abflachungen 23 am Railaußenumfang gebildet werden. Der Ringflansch 22 dient zur Vorpositionierung des zweiten Endes 4b des Verbindungsrohrs 4 vor dem zweiten Schweißvorgang. Hierdurch kann das Verbindungsrohr 4, welches schon an das Einspritzventil 3 angeschweißt ist, sehr einfach am Rail positioniert werden.
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Die Position der Einspritzventile 3 wird nach den Schweißvorgängen an wenigstens einer der Schweißverbindungen 5, 6 relativ zum Rail 2, insbesondere zu einer Mittelachse der Railauslassöffnungen 21 ausgerichtet.
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Die erfindungsgemäße Einspritzbaugruppe 3 weist somit im endmontierten Zustand Einspritzventile 3 auf, deren Einspritzventilachse 11, 12, 13 jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind. Somit sind die Einspritzventile 3 am Rail 2 aufgehängt, so dass es nicht mehr nötig ist, dass die Einspritzventile einzeln an einem Zylinderkopf o. ä. montiert werden müssen. Die Aufhängung der Einspritzventile 3 mittels der Verbindungsrohre 4 am Rail 2 hat ferner den Vorteil, dass eine Geräuschübertragung zwischen den Einspritzventilen und dem Zylinderkopf bzw. andersrum unterbunden ist. Zur Montage der Einspritzbaugruppe 1 werden lediglich noch Dichtungen eingelegt, welche eine Abdichtung zwischen den Einspritzventilen und dem Zylinderkopf bereitstellen.
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Die Einspritzventilachsen 11, 12, 13 sind dabei auch senkrecht zu einer Railachse 10. Eine Ausrichtung der angeschweißten Einspritzventile kann dabei entweder nur an einer der Schweißverbindungen 5, 6, vorzugsweise an der zweiten Schweißverbindung 6, oder auch an beiden Schweißverbindungen erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren führt in einem ersten Schritt einen ersten Schweißvorgang zum Anschweißen des ersten Endes 4a des Verbindungsrohrs 4 an das Einspritzventil 3 aus. In einem zweiten Schritt wird das zweite Ende 4b des Verbindungsrohrs 4 am Rail 2 an einer Railauslassöffnung 21 positioniert. Hierzu ist im ersten Ausführungsbeispiel der Ringflansch 22 vorgesehen. Bei dem in 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist hierzu eine in die Railauslassöffnung 21 eingeführte Hülse 7 vorgesehen. Die Hülse 7 kann beispielsweise mittels einer Presspassung in der Railauslassöffnung 21 gehalten werden. Der Ringflansch 22 bzw. die Hülse 7 sind somit Positionierungshilfen, um eine Positionierung des Verbindungsrohrs 4 am Rail 2 zu erleichtern. Anschließend wird dann das zweite Ende 4b des Verbindungsrohrs 4 an das Rail 2 geschweißt, so dass die zweite Schweißverbindung 6 gebildet wird. Erfindungsgemäß kann hierbei nun ein Ausrichten sowohl sofort nach dem ersten Schweißvorgang an der ersten Schweißverbindung 5 erfolgen und noch zusätzlich nach dem zweiten Schweißvorgang an der zweiten Schweißverbindung 6 erfolgen. Bei dem ersten Ausrichtvorgang an der ersten Schweißverbindung 5 wird dabei die Einspritzachse in Übereinstimmung mit einer Mittelachse des zylindrischen Verbindungsrohrs 4 gebracht. Beim zweiten Ausrichtvorgang an der zweiten Schweißverbindung 6 wird die Einspritzventilachse 11, 12, 13 in Übereinstimmung mit einer Mittelachse der zylindrischen Railauslassöffnung 21 gebracht. Hierbei steht die Einspritzventilachse 11, 12, 13 vorzugsweise senkrecht zur Railmittelachse 10 sowohl in Richtung einer Querschnittsebene als auch einer Längsschnittsebene des Rails 2. Alternativ kann auch lediglich noch ein Ausrichtvorgang an einer der beiden Schweißverbindungen, vorzugsweise der zweiten Schweißverbindung 6, erfolgen.
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Somit kann erfindungsgemäß durch die Ausrichtvorgänge eine sehr hohe Genauigkeit der Einspritzgruppe erreicht werden. Darüber hinaus ergeben sich sehr große Kostenvorteile durch den Entfall von verschiedenen Montageschritten sowie auch den Entfall von Bauteilen. Ferner ist es möglich, dass mehrere Einspritzventile 3 mittels eines gemeinsamen Kabelbaums, welcher am Rail entlanggeführt wird, verkabelt werden. Vorzugsweise wird dieser Kabelbaum gemeinsam mit einem Umspritzvorgang zur Herstellung von Gehäusebereichen bzw. eines Steckers der Einspritzventile, hergestellt.
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Der Ausrichtvorgang wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass eine Mittelachse der Railauslassöffnung 21, als Anbindungspunkt des Verbindungsrohrs am Rail, mit einer Ventilspitze auf eine Achse ausgerichtet wird.
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Die Schweißvorgänge und der Ausrichtvorgang werden vorzugsweise mittels eines Lasers hergestellt, wobei die zu schweißenden Bauteile ortsfest angeordnet sind und der Laserstrahl beispielsweise über einen Spiegel bewegt wird.
