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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoffverteilers an einem Verbrennungsmotor.
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Kraftstoffverteiler für Verbrennungsmotoren sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Dabei sind in der Regel 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 einer Kraftstoffverteilerleitung gespeichert und verteilt den Injektoren bzw. Einspritzventilen einer Zylinderbank des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt.
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Jeder Kraftstoffverteiler, unabhängig davon, ob er für Hochdruck- oder Niederdruckanwendungen bestimmt ist, muss am Verbrennungsmotor bzw. dessen Komponenten befestigt werden. In der Regel erfolgt diese Befestigung über Befestigungselemente in Form von Schrauben. Dazu werden üblicherweise Montageelemente, z. B. Halter oder ähnliches, an der rohrförmigen Kraftstoffverteilerleitung befestigt. Dies macht es jedoch erforderlich, zusätzliche Halter oder andere Befestigungselemente vorzusehen.
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Aus
DE 10 2008 044 923 A1 ist eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoffverteilers an einem Verbrennungsmotor bekannt, bei welchem die rohrförmige Kraftstoffverteilerleitung über wenigstens ein durch eine Hülse geführtes schraubenförmiges Befestigungselement am Verbrennungsmotor festlegbar ist, wobei die Hülse die rohrförmige Kraftstoffverteilerleitung quer zur Längsachse durchsetzt und mit dem Verteilerrohr dicht gefügt ist. Ein solcher Kraftstoffverteiler benötigt keine zusätzlichen Befestigungselemente in Form einer an die rohrförmige Verteilerleitung angeformten Befestigungsleiste, Befestigungsschellen oder dgl., sondern die Befestigungsmöglichkeit wird durch die Hülse geschaffen, welche durch eine entsprechende Querbohrung der Verteilerleitung geführt ist.
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Eine solche Vorrichtung weist jedoch aufgrund der Querbohrung für die Hülse insbesondere bei Hochdruckanwendungen ein erhöhtes Risiko hinsichtlich des Auftretens von Leckagen auf, wodurch Kraftstoff aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher austreten kann.
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Um dieses Risiko zu verringern und eine erhöhte Funktionssicherheit zu ermöglichen, ist es aus
DE 10 2010 018 615 A1 bekannt, einen derartigen Kraftstoffverteiler zusätzlich mit mindestens einem Versteifungselement zu versehen, welches einerseits mit einer äußeren Mantelfläche der rohrförmigen Kraftstoffverteilerleitung und andererseits mit der quer dazu verlaufenden Hülse außerhalb der rohrförmigen Kraftstoffverteilerleitung verbunden ist. Auch bei diesem Kraftstoffverteiler sind somit Querbohrungen in der rohrförmigen Verteilerleitung vorgesehen, die von der jeweiligen Hülse durchsetzt wird. Durch das zusätzliche Versteifungselement wird zwar die Verbindung zwischen der Kraftstoffverteilerleitung, die üblicherweise auch als Kraftstoff-Rail bezeichnet wird, und der Hülse versteift, wodurch die Gefahr von Leckagen verringert werden kann, allerdings besteht insbesondere im Hochdruckbereich nach wie vor ein Leckagerisiko.
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Aus
EP 1 772 620 A1 und
EP 2 204 573 A1 sind ähnliche Kraftstoffverteiler bekannt, bei denen hülsenförmige Befestigungselemente die eigentliche Kraftstoffverteilerleitung quer durchsetzen, was mit den gleichen Nachteilen verbunden ist. Aus
JP 2012 052 452 A ist ein weiterer, ähnlicher Kraftstoffverteiler bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoffverteilers zu schaffen, welche eine hohe Funktionssicherheit bei möglichst einfacher Herstellbarkeit und flexibler Anpassungsmöglichkeit an unterschiedliche Einbausituationen aufweist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß gelöst durch zwei topfförmige, bodenseitig miteinander verbundene Aufnahmehülsen, in welche jeweils ein Kraftstoffverteilerleitungsabschnitt einsteckbar und mit der jeweiligen Aufnahmehülse druck- und fluiddicht verbindbar ist, wobei jede Aufnahmehülse im Bodenbereich eine halbrohrförmige Einbuchtung aufweist, derart, dass beide halbrohrförmigen Einbuchtungen gemeinsam eine quer zur Längsrichtung der Kraftstoffverteilerleitungsabschnitte verlaufende hülsenförmige Durchstecköffnung für ein Befestigungselement zur Befestigung am Verbrennungsmotor bilden, wobei angrenzend an die jeweilige Einbuchtung beide Aufnahmehülsen jeweils wenigstens eine miteinander fluchtende Kraftstoffdurchtrittsöffnung aufweisen.
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Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoffverteilers zur Verfügung gestellt, bei welcher die Kraftstoffverteilerleitung nicht mit einer Querbohrung für ein schraubenförmiges Befestigungselement versehen ist, wodurch die Leckageprobleme vermieden werden. Dazu besteht die Kraftstoffverteilerleitung nicht aus einer einzigen durchgehenden Leitung, sondern aus mehreren Leitungsabschnitten, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung druck- und fluiddicht miteinander verbunden werden, z. B. durch Löten. Dazu werden die Kraftstoffverteilerleitungsabschnitte endseitig in die jeweilige Aufnahmehülse eingesteckt und entsprechend mit dieser verbunden. Das schraubenförmige Befestigungselement durchdringt den rohrförmigen Bereich der Aufnahmehülsen nicht, sondern verläuft an der Außenseite der beiden Aufnahmehülsen, nämlich im Zwischenraum zwischen den beiden zugewandten Bodenbereichen der Aufnahmehülsen außerhalb der z. B. ebenfalls durch Löten dicht miteinander verbundenen Kraftstoffdurchtrittsöffnungen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich auf einfache Weise herstellen, da die beiden Aufnahmehülsen z. B. als Tiefziehteil allein durch Blechumformung hergestellt werden können. Je nach Einbausituation im Kraftfahrzeug können die Abmessungen der Aufnahmehülsen in einfacher Weise an die jeweilige Einbausituation angepasst werden.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die beiden Aufnahmehülsen wenigstens bereichsweise von einer mantelförmigen, mit der äußeren Mantelfläche der beiden Aufnahmehülsen verbundenen Umhüllung umgeben sind. Diese mantelförmige Umhüllung führt zu einer Verbesserung der Verbindungssicherheit der beiden Aufnahmehülsen und wird vor allem zusätzlich verwendet, wenn die Vorrichtung für Hochdruckanwendungen bestimmt ist.
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Dabei ist in ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass die mantelförmige Umhüllung von zwei mantelförmigen Blechen gebildet ist, die jeweils eine Durchtrittsöffnung für das Befestigungselement aufweisen. Diese mantelförmigen Bleche können ebenfalls auf einfache Weise z. B. durch Blechumformung hergestellt werden.
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Die mantelförmigen Bleche sind bevorzugt so gestaltet, dass das jeweilige mantelförmige Blech im an die Durchtrittsöffnung angrenzenden Umfangsbereich eine ebene Auflagefläche aufweist, wobei die Auflagefläche des einen Mantelbleches dann als Auflagefläche für den Schraubenkopf des schraubenförmigen Befestigungselementes dient.
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In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass an der ebenen Auflagefläche eines mantelförmigen Bleches ein rohrförmiger Haltefuß befestigt ist, durch welchen das Befestigungselement hindurchführbar ist. Dieser Haltefuß kann grundsätzlich ebenfalls durch Blechumformung hergestellt werden. Wenn die gesamte Vorrichtung somit beim bevorzugten Ausführungsbeispiel aus zwei Aufnahmehülsen, zwei mantelförmigen Blechen und einem Haltefuß besteht, lassen sich sämtliche Einzelteile durch Blechumformung herstellen, was die Herstellung einfach und kostengünstig macht. Der Haltefuß kann auch als Strangpressprofil, Halbzeug oder Drehteil ausgebildet sein bzw. hergestellt werden. Außerdem sind geometrische Anpassungen der einzelnen Bauteile in Anpassung an die jeweilige Einbausituation im jeweiligen Kraftfahrzeug auf einfache Weise realisierbar. Dies wäre beispielsweise bei der Herstellung der Vorrichtung in einem Urformverfahren (z. B. Gießen) nicht möglich.
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Bevorzugt ist, wie erwähnt, vorgesehen, dass die Aufnahmehülsen, die mantelförmigen Bleche und/oder der rohrförmige Haltefuß durch Blechumformung hergestellt sind. Dabei werden die Aufnahmehülsen bevorzugt durch Tiefziehen hergestellt.
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Zur druck- und fluiddichten Verbindung der Bauteile ist bevorzugt vorgesehen, dass die Aufnahmehülsen miteinander und mit den mantelförmigen Blechen stoffschlüssig verbunden sind. Dies kann bevorzugt durch Löten geschehen.
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Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass die beiden Aufnahmehülsen und/oder die beiden mantelförmigen Bleche als Gleichteile ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung macht die Herstellung besonders einfach. Natürlich können die Bauteile für bestimmte Einbausituationen aber auch unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen in
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1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,
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3 eine Seitenansicht der Vorrichtung,
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4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 3 und in
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5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in 3.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung eines Kraftstoffverteilers an einem Verbrennungsmotor ist allgemein mit 1 bezeichnet. Die Vorrichtung weist als wesentliche Bestandteile zunächst zwei topfförmige Aufnahmehülsen 2, 3 auf, die vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellt werden. Diese beiden topfförmigen Aufnahmehülsen 2, 3 sind bodenseitig druck- und fluiddicht miteinander verbunden, z. B. durch Löten und derart angeordnet, dass in die jeweils offene Seite der jeweiligen Aufnahmehülse 2, 3 ein nicht dargestellter Kraftstoffverteilerleitungsabschnitt eingesteckt und mit der jeweiligen Aufnahmehülse 2 bzw. 3 druck- und fluiddicht verbunden werden kann, z. B. ebenfalls durch Löten. Die Kraftstoffverteilerleitung wird somit von den einzelnen Kraftstoffverteilerleitungsabschnitten und im jeweiligen Befestigungsbereich von den jeweiligen Aufnahmehülsen 2 und 3 gebildet.
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Um eine Befestigung des Kraftstoffverteilers nach dem bekannten sogenannten Durchsteckprinzip mittels eines schraubenförmigen Befestigungselementes z. B. an einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors zu ermöglichen, weisen beide Aufnahmehülsen 2, 3 im Bodenbereich 2a, 3a jeweils eine halbrohrförmige Einbuchtung 2b, 3b auf, die so ausgebildet sind, dass in verbundener Position der beiden Aufnahmehülsen 2, 3 beide halbrohrförmigen Einbuchtungen 2b, 3b eine quer zur Längsrichtung der Aufnahmehülsen 2, 3 und somit der Kraftstoffverteilerleitungsabschnitte verlaufende hülsenförmige Durchstecköffnung 4 für das nicht dargestellte schraubenförmige Befestigungselement bilden. Diese Durchstecköffnung 4 befindet sich somit außerhalb des den Kraftstoffaufnahmeraum bildenden Bereiches der beiden Aufnahmehülsen 2, 3, so dass, anders als beim Stand der Technik, keine Querbohrung durch die Kraftstoffverteilerleitung erforderlich ist.
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Um im Bereich der Vorrichtung 1 gleichwohl einen Kraftstoffdurchtritt von der einen Aufnahmehülse 2 und dem zugeordneten Kraftstoffverteilerleitungsabschnitt in die andere Aufnahmehülse 3 und in den zugeordneten Kraftstoffverteilerleitungsabschnitt zu ermöglichen, ist angrenzend an die jeweilige Einbuchtung 2b, 3b im Bodenbereich 2a, 3a jeder Aufnahmehülse 2, 3 wenigstens eine miteinander fluchtende Kraftstoffdurchtrittsöffnung vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel weist jede Aufnahmehülse 2, 3 im Bodenbereich 2a, 3a zwei Kraftstoffdurchtrittsöffnungen 2c bzw. 3c auf.
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Die beiden Aufnahmehülsen 2, 3 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel wenigstens bereichsweise von einer mantelförmigen, mit der äußeren Mantelfläche der beiden Aufnahmehülsen 2, 3 verbundenen Umhüllung umgeben, diese mantelförmige Umhüllung ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel von zwei mantelförmigen Blechen 5, 6 gebildet, die jeweils fluchtend mit der hülsenförmigen Durchstecköffnung 4 eine Durchtrittsöffnung 5a, 6a für das nicht dargestellte schraubenförmige Befestigungselement aufweisen. Die beiden mantelförmigen Bleche 5, 6 der mantelförmigen Umhüllung sind dabei bevorzugt durch Löten mit den jeweiligen Mantelbereichen der Aufnahmehülsen 2, 3 verbunden.
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Das jeweilige mantelförmige Blech 5, 6 ist im an die Durchtrittsöffnung 5a, 6a angrenzenden Umfangsbereich jeweils mit einer ebenen Auflagefläche 5b, 6b versehen.
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Dabei dient die ebene Auflagefläche 5b des oberen mantelförmigen Bleches 5 als Auflagefläche für den Schraubenkopf des schraubenförmigen Befestigungselementes. Die ebene Auflagefläche 6b des anderen, unteren mantelförmigen Bleches 6 dient als Befestigungsfläche für einen rohrförmigen Haltefuß 7 der Vorrichtung 1, welcher mit der hülsenförmigen Durchstecköffnung 4 fluchtet und ein Hindurchstecken des nicht dargestellten schraubenförmigen Befestigungselementes ermöglicht. Dieser Haltefuß 7 dient als eine Art Abstandhalter der Vorrichtung 1 gegenüber dem Verbrennungsmotor, z. B. dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors.
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Die dargestellte Vorrichtung 1 besteht somit aus mehreren miteinander verbundenen Einzelteilen, nämlich den beiden Aufnahmehülsen 2, 3, den beiden mantelförmigen Blechen 5, 6 und dem rohrförmigen Haltefuß 7. Sämtliche dieser Bauteile können durch Blechumformung hergestellt werden, was die Herstellung einfach und kostengünstig macht. Außerdem kann die Vorrichtung durch den modularen Aufbau auf einfache Weise an unterschiedliche Einbausituationen angepasst werden, in dem die Abmessungen der Einzelteile entsprechend angepasst werden.
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Die einzelnen Bauteile der Vorrichtung 1 werden bevorzugt stoffschlüssig, insbesondere durch Löten miteinander verbunden.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen.
