DE102012206241A1

DE102012206241A1 - Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils zum Zumessen von Kraftstoff

Info

Publication number: DE102012206241A1
Application number: DE102012206241A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schmieder; Tilo Landenfeld
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-17
Also published as: US20130269646A1; JP2013221523A; US9291137B2

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils (11) zum Zumessen von Kraftstoff im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angegeben, wobei das Ventil (11) mittels eines Anschlussstutzens (15) in einen an den Anschlussstutzen (15) sich anpressenden Dichtungsbereich (18) an einer Auslassöffnung (16) eines am Zylinderkopf festlegbaren Verteilers (17) zur Kraftstoffzuführung eingesteckt ist,. Die Vorrichtung weist ein zwischen einer ventilseitigen ersten Stützschulter (23) und einer verteilerseitigen zweiten Stützschulter (24) eingespanntes Federelement (22) zur Übertragung einer Niederhaltekraft auf das Ventil (11) auf. Um einerseits eine Vormontage von Ventil (11) und Verteiler (17) zu ermöglichen und anderseits bei der Montage der vormontierten Baueinheit an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einen im Dichtungsbereich (18) des Verteilers (17) vorhandenen nur kleinen Freiweg für eine Verschiebung des Anschlussstutzens (15) nutzen zu können, um ein zur Übertragung der Niederhaltekraft erforderliche Einfederung des Federelements (22) zu erzielen, ist das Federelement (22) auf eine gegenüber der Niederhaltekraft reduzierte Vorspannkraft vorgespannt und das vorgespannte Federelement (22) am Ventil (11) fixiert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils zum Zumessen von Kraftstoff in einer Zylinderkopfbohrung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, das mittels eines Anschlussstutzens in einen an den Anschlussstutzen sich anpressenden Dichtungsbereich an einer Auslassöffnung eines am Zylinderkopf festlegbaren Verteilers zur Kraftstoffzuführung eingesteckt ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Unter Kraftstoff wird in diesem Zusammenhang ein fluider, also flüssiger oder gasförmiger Brennstoff verstanden, dessen chemische Energie durch Verbrennen in einer Brennkraftmaschine, wie Otto-, Diesel- oder Gasmotor, in Antriebskraft umgewandelt wird.
Eine bekannten Halterung für ein Kraftstoff-Einspritzventil am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ( DE 197 58 817 B4 ) weist ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Federelement auf, das zwischen einer am Ventil ausgebildeten ersten Stützschulter und einer am Kraftstoff-Verteiler ausgebildeten zweiten Stützschulter eingespannt ist und das Ventil derart umschließt, dass eine Federkraft in Richtung der Längsachse des Ventils auf das Ventil übertragbar ist. Die Stützschultern sind als ringförmige Aufnahmen ausgebildet und liegen sich im montierten Zustand gegenüber. Der Kraftstoff-Verteiler besitzt für jedes Ventil einen Verbindungsstutzen, auch Anschlusstasse genannt, mit einer am Grund vorhandenen Kraftstoff-Auslassöffnung. In den Verbindungsstutzen ist eine die Auslassöffnung dicht umschließende Zwischenhülse eingesetzt und mittels eines den Verbindungsstutzen außen umgreifenden Sicherungselements am Kraftstoffverteiler festgelegt. Die Zwischenhülse erlaubt innerhalb gewisser Grenzen eine flexible Verbindung der Auslassöffnung des Kraftstoff-Verteilers mit einem in die Zwischenhülse eintauchenden Anschlussstutzen des Ventils. Zwischen Anschlussstutzen und Zwischenhülse ist ein sich an den Anschlussstutzen anpressender Dichtungsring eingelegt.
Bei der Montage wird das Federelement auf die Zwischenhülse aufgeschoben und das Ventil mit seinem Anschlussstutzen in die Verbindungshülse eingeschoben. Solange das Federelement ungespannt bleibt, reicht die Reibkraft des Dichtungsrings aus, das Ventil am Kraftstoffverteiler zu halten. Die Baueinheit aus Ventil und Kraftstoff-Verteiler wird an den Zylinderkopf montiert, indem das Ventil in die Zylinderbohrung eingesetzt und der Kraftstoff-Verteiler soweit niedergedrückt wird, bis ein am Kraftstoff-Verteiler vorhandener Haltestutzen auf einen vom Zylinderkopf abstehenden Haltesockel trifft. Durch die in der Zwischenhülse vorhandene große Führungslänge des Anschlussstutzens ist es möglich, das Federelement aus seiner ungespannten Position soweit zusammenzudrücken, dass beim Aufeinandertreffen von Haltestutzen und Haltesockel die gewünschte Niederhaltekraft axial auf das Ventil übertragen wird. Mittels einer durch den Haltestutzen hindurchgeführten Kopfschraube wird der Kraftstoffverteiler im Haltesockel verschraubt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils zum Zumessen von Kraftstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass aufgrund der vorhandenen Vorspannung des Federelements bei der Montage der Baueinheit aus Ventil und Verteiler am Zylinderkopf im Dichtungsbereich des Kraftstoff nur noch ein kurzer Freiweg für die Verschiebung des Anschlussstutzens zur Verfügung stehen muss, um durch Kompression des bereits vorgespannten Federelements, die durch die axiale Verschiebung der zweiten Schulter beim Festspannen des Verteilers am Zylinderkopf herbeigeführt wird, die gewünschte Niederhaltekraft auf das Ventil zu übertragen. Damit kann eine zusätzliche Verbindungshülse in der Anschlusstasse des Verteilers entfallen und der Anschlussstutzen unmittelbar in die axial kurze Anschlusstasse eingesetzt werden. Neben der Bauteileeinsparung wird auch die axiale Baulänge der Haltevorrichtung deutlich verkleinert und die Baugruppe Verteiler und Ventil wesentlich kompakter. Die Möglichkeit der Vormontage von Ventil und Verteiler bleibt erhalten, da das mit Vorspannung am Ventil arretierte Federelement beim Einschieben des Anschlussstutzens in den Dichtungsbereich keine Federkraft zwischen den beiden Stützschultern erzeugt und die Reibkraft im Dichtungsbereich ausreicht, das Einspritzventil am Verteiler zu halten. Trotz der nur kurzen Führungslänge für den Anschlussstutzen im Dichtungsbereich kann ein Federelement mit kleiner Federkonstante oder Federsteifigkeit eingesetzt werden. Eine kleine Federkonstante ist wichtig, um unabhängig von dem nicht vermeidbaren großen Toleranzbereich im Axialabstand der beiden Stützschultern eine zumindest ungefähre Einhaltung der gewünschten Niederhaltekraft zu erreichen, so dass auch eine zwischen Zylinderkopf und Einspritzventil angeordnete sog. Geräuschscheibe, die zur optimalen Geräuschdämpfung aus weichem Material hergestellt werden muss, ohne Aufhebung ihrer Funktionsfähigkeit eingesetzt werden kann.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist als Federelement eine Schraubendruckfeder eingesetzt. Eine solche Schraubendruckfeder kann zur Übertragung einer vorgegebenen Niederhaltekraft mit kleiner Federkonstanten oder Federsteifigkeit ausgeführt werden, so dass größere Abstandstoleranzen zwischen den Stützschultern an Verteiler und Ventil zugelassen werden können, ohne dass nach Endmontage die Niederhaltekraft wesentlich von dem Vorgabewert abweicht. Der Vorgabewert kann aufgrund der kleinen Federsteifigkeit niedrig gehalten werden, so dass eine Geräuschscheibe aus weichem Material für eine optimale Geräuschdämpfung eingesetzt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fixierung des vorgespannten Federelements am Ventil mittels eines am Ventil angeordneten Sicherungsglieds vorgenommen und dem Federelement eine konzentrisch zum Anschlussstutzen angeordnete, ringförmige Abstützscheibe zugeordnet, die auf voneinander abgekehrten Scheibenflächen jeweils einen Abstützbereich für das Federelement und einen Abstützbereich für die verteilerseitige zweite Stützschulter aufweist und mit dem Sicherungsglied zusammenwirkt. Mittels der Abstützscheibe kann das Federelement durch die zweite Stützschulter aus seiner Vorspannstellung in seine die Niederhaltekraft übertragende Endstellung je nach konstruktiver Ausführung des Sicherungsglieds ohne das oder über das Sicherungsglied überführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Abstützscheibe auf dem Anschlussstutzen axial verschieblich angeordnet und das Sicherungsglied von einem am Anschlussstutzen festgelegten Axialanschlag für die Abstützscheibe gebildet.
Gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann der Axialanschlag mittels einer Sprengrings, der in eine in den Anschlussstutzen eingearbeitete Ringnut eingesetzt ist, oder einer am Anschlussstutzen ein- oder angeformten, ringförmigen Radialschulter realisiert werden, wobei im letzten Fall zum Aufsetzen der Abstützscheibe auf den Anschlussstutzen die Abstützscheibe an ihrem inneren Rand mit radial abstehenden Federnasen versehen ist, die die Radialschulter hintergreifen und auf dem Anschlussstutzen zu gleiten vermögen. Die Radialschulter ist dabei vorteilhaft von einer Nutflanke einer in den Anschlussstutzen eingearbeiteten, umlaufenden Nut mit einer für die Einfederung des Federelements ausreichend großen axialen Nuthöhe gebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht der Anschlussstutzen axial von einem ein Ventilgehäuse des Ventils stirnseitig abschließenden Anschlusskörper ab ist und am Anschlusskörper die erste Stützschulter für das Federelement ausgebildet und das Sicherungsglied für das vorgespannte Federelement festgelegt. Dabei kann der Anschlusskörper ein in das Ventilgehäuse eingesetztes Anschlussstück mit einer vom Anschlussstutzen sich fortsetzenden Zulaufbohrung und ein auf das Anschlussstück aufgesetztes Kunststoffteil aufweisen. An dem Kunststoffteil ist dann die erste Stützschulter für das Federelement ausgebildet und das Sicherungsglied für das vorgespannte Federelement festgelegt. Das Kunststoffteil ist entweder als separates Modulbauteil auf das Anschlussstück aufgesetzt und mittels des Federelements auf dem Anschlussstück kraftschlüssig festgespannt oder als Kunststoffumspritzung auf das Anschlussstück aufgespritzt.
Das am Anschlusskörper angeordnete Sicherungsglied ist konstruktiv auf verschiedene vorteilhafte Arten realisierbar.
So weist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Sicherungsglied mehrere am Anschlusskörper einstückig angeformte Schnapphaken mit Hakenschenkel und Hakennasen auf, wobei die Hakenschenkel sich parallel zum Anschlussstutzen erstrecken und die Hakennasen die vom Federelement abgekehrte Scheibenfläche der Abstützscheibe außerhalb des zweiten Abstützbereichs für die verteilerseitige zweite Stützschulter übergreifen. Die Schnapphaken können dabei zusätzlich zur Sicherung des Ventils gegen Relativverdrehung zum Verteiler herangezogen werden, indem im Verteiler Axialnuten vorgesehen werden, in die die Hakennasen beim Einschieben des Anschlussstutzens in den Dichtungsbereich am Verteiler einlaufen.
Alternativ weist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Anschlusskörper einen topfartig geformten Bereich mit einem die ventilseitige erste Stützschulter bildenden Topfboden und einen konzentrisch zum Zulaufstutzen angeordneten Topfmantel und das Sicherungsglied eine Klammer mit zwei durch einen Quersteg miteinander verbundene Klammerschenkeln auf. Die Klammerschenkel sind in zwei diametral im Topfmantel ausgebildete Quernuten axial formschlüssig eingesteckt und übergreifen die Abstützscheibe auf deren vom Federelement abgekehrten Scheibenfläche außerhalb des zweiten Abstützbereichs für die verteilerseitige zweite Stützschulter.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt der Anschlusskörper eine dem Anschlussstutzen konzentrisch umgebenden hohlzylindrischen Bereich mit einer Zylinderwand, deren ringförmige Stirnfläche die ventilseitige erste Stützschulter für das Federelement bildet. In die Zylinderwand sind zwei diametral angeordnete Quernuten mit voneinander abgekehrten Nutöffnungen und einer axialen Nuthöhe, die auf den zum Übertragen der Niederhaltekraft erforderlichen Federweg des Federelements abgestimmt ist, eingearbeitet. Das Sicherungsglied weist einen Bügel mit zwei durch einen Axialsteg miteinander verbundenen, gabelförmigen Bügelschenkeln auf, von denen der eine Bügelschenkel in die Quernuten eingesteckt ist und der andere Bügelschenkel die Abstützscheibe auf deren vom Federelement abgekehrten Scheibenfläche innerhalb des zweiten Abstützbereichs für die verteilerseitige zweite Stützschulter übergreift, so dass der Bügel an der Verschiebebewegung der verteilerseitigen zweiten Abstützschulter teilnimmt und seinerseits das Federelement auf Niederhaltekraft spannt.
Auch in diesen alternativen Ausführungsformen von Anschlusskörper und Sicherungsglied kann der Anschlusskörper zur Herstellung einer Verdrehsicherung für das Ventil herangezogen werden, indem am Anschlusskörper ein sich parallel zum Anschlussstutzen erstreckender Steg angeformt ist und am Verteiler eine Axialnut zum Einführen des Stegs bei der Herstellung der Verbindung von Ventil und Verteiler vorgehalten ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils zum Zumessen von Kraftstoff mit ausschnittweiser Darstellung von Verteiler zur Kraftstoffzuführung und Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,
2 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie II-II in 1,
3 eine gleiche Darstellung wie in 2 bei vom Ventil entferntem Verteiler,
4 eine gleiche Darstellung wie in 2 vor Endmontage ohne Übertragen der Niederhaltekraft auf das Ventil,
5 einen Längsschnitt der vormontierten Baugruppe aus Verteiler und modifiziertem Ventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vor Endmontage ohne Übertragung der Niederhaltekraft auf das Ventil,
6 eine gleiche Darstellung wie in 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
7 eine gleiche Darstellung wie in 2 des dritten Ausführungsbeispiels,
8 eine gleiche Darstellung wie in 3 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in 8,
10 eine Seitenansicht des Ventils in der Vorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in 10,
12 eine gleiche Darstellung wie in 10 mit Ergänzung durch den im Längsschnitt dargestellten Verteiler nach Endmontage mit Übertragung der Niederhaltekraft,
13 eine perspektivische Darstellung eines Sicherungsglieds in der Vorrichtung gemäß 12.
Bei den in den Zeichnungen komplett (1) und ausschnittweise (2 bis 13) dargestellten verschiedenen Ausführungbeispielen der Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils 11 zum Zumessen von Kraftstoff in Brennkraftmaschinen ist das Ventil 11 in eine Zylinderkopfbohrung 12 in einem in 1 nur ausschnittweise im Schnitt dargestellten Zylinderkopf 13 der Brennkraftmaschine eingesteckt. Die Zylinderkopfbohrung 12 mündet im Brennraum 14 der Brennkraftmaschine, dem durch das Ventil 11 unter Betriebsdruck stehender Kraftstoff dosiert zugemessen wird. Das Ventil 11 ist mittels eines Anschlussstutzens 15 (2) an einer Anschlussöffnung 16 eines Verteilers 17 zur Kraftstoffzuführung angeschlossen, wobei der Anschlussstutzen 15 in einen der Auslassöffnung 16 vorgelagerten Dichtungsbereich 18 eingesteckt ist, der sich an den Anschlussstutzen 15 anpresst. Der Dichtungsbereich 18 ist durch eine Radialdichtung 19 realisiert, die in einer am Verteiler 17 ausgeformten Anschlusstasse 20 angeordnet und mittels eines Sprengrings 21 und zweier Dichtungsscheiben in der Anschlusstasse 20 axial unverschieblich festgelegt ist.
Die Vorrichtung weist ein Federelement 22 auf, das zwischen einer ventilseitigen ersten Stützschulter 23 und einer verteilerseitigen zweiten Stützschulter 24 eingespannt ist und eine Niederhaltekraft F1 auf das Ventil 11 überträgt. Das Federelement 22 ist vorteilhaft als Schraubendruckfeder ausgebildet, um eine kleine Federkonstante oder Federsteifigkeit des Federelements 22 zu realisieren. Der Verteiler 17 ist an dem Zylinderkopf 13 festgelegt, wozu am Zylinderkopf 13 ein Haltesockel 25 und an dem Verteiler 17 ein Haltestutzen 26 angeordnet ist. Haltesockel 25 und Haltestutzen 26 liegen bei Übertragung der Niederhaltekraft F1 durch das gespannte Federelement 22 aufeinander und sind mittels einer durch den Haltestutzen 26 hindurchgeführten Kopfschraube 27 miteinander fest verbunden.
Wie am besten in 3 zu sehen ist, ist bei vom Verteiler 17 losgelöstem Ventil 11 das Federelement 22 auf eine gegenüber der Niederhaltekraft F1 reduzierte Vorspannkraft vorgespannt und das vorgespannte Federelement 22 am Ventil 11 fixiert. Hierzu wird das Federelement 22 von L0 auf L1 eingefedert, also die ungespannte Länge L0 der Schraubendruckfeder auf die Arbeitslänge L1 zusammengedrückt, und in dieser Position am Einspritzventil 11 fixiert. Die dadurch eingestellte – also mit der Arbeitslänge L1 der Schraubendruckfeder erzeugte – Vorspannkraft des Federelements 22 ist so bemessen, dass ein im Dichtungsbereich 18 vorhandener Freiweg a (4) für die Verschiebung des Anschlussstutzens 15 im Dichtungsbereich 18 ausreichend ist, durch Verringerung des Axialabstands zwischen den Stützschultern 23, 24 das Federelement 22 von Vorspannkraft auf Niederhaltekraft F1 zu spannen, also die Schraubendruckfeder von ihrer Arbeitslänge L1 auf die Arbeitslänge L2 zu komprimieren.
Die Darstellungen in 3, 4, 2 und 1 lassen in der genannten Reihenfolge die Montage der Vorrichtung erkennen. Gemäß 3 wird zunächst das Federelement 22 auf den Federweg S1 = L0 – L1 eingestellt, also die Schraubendruckfeder von ihrer ungespannte Länge L0 auf die Arbeitslänge L1 zusammengedrückt, und das vorgespannte Federelement 22 am Ventil 11 fixiert. Danach wird das Ventil 11 mit vorgespanntem Federelement 22 in den Dichtungsbereich 18 am Verteiler 16 soweit eingeschoben, bis die verteilerseitige zweite Stützschulter 24 ohne Druck an dem vorgespannten Federelement 22 anliegt. Der Dichtungsbereich 18 am Verteiler 17 erzeugt durch seinen Anpressdruck am Anschlussstutzen 15 eine ausreichend große Kraft, um den Anschlussstutzen 15 im Dichtungsbereich 18 zu halten, so dass die Verbindung von Ventil 11 und Verteiler 17 beim Transport und der weiteren Montage nicht gelöst wird. Die so vormontierte Baugruppe aus Verteiler 17 und einem oder mehreren Ventilen 11 (4) wird an den Zylinderkopf 13 angesetzt, wobei jedes Ventil 11 in eine Zylinderkopfbohrung 12 eingeführt wird. Nach Einführen des Ventils oder der Ventile 11 in die jeweilige Zylinderkopfbohrung 12 wird der Verteiler 17 in Richtung Zylinderkopf 13 verschoben, wobei die zweite Stützschulter 24 am Verteiler 17 das Federelement 22 weiter zusammendrückt, also die Arbeitslänge der Schraubendruckfeder von L1 (4) auf L2 (2) reduziert. Dabei verschiebt sich der Anschlussstutzen 15 im Dichtungsbereich 18 um den Weg a. In dieser Position trifft der Haltestutzen 26 auf den Haltesockel 25, und der Verteiler 17 wird am Zylinderkopf 13 verschraubt (1). Das auf L2 eingefederte Federelement 22, also die auf die Arbeitslänge L2 eingestellte Schraubendruckfeder, überträgt die Niederhaltekraft F1 (2) auf das Ventil 11, das dadurch zuverlässig in der Zylinderkopfbohrung 12 festgesetzt ist.
Die Fixierung des vorgespannten Federelements 22 ist mittels eines am Ventil 11 angeordneten Sicherungsglieds 28 vorgenommen. Dem Federelement 22 ist hierzu eine ringförmige Abstützscheibe 29 zugeordnet, die konzentrisch zum Anschlussstutzen 15 angeordnet ist und auf voneinander abgekehrten Scheibenflächen jeweils einen ersten Abstützbereich 291 für das Federelement 22 und einen zweiten Abstützbereich 292 für die zweite Stützschulter 24 am Verteiler 17 aufweist und mit dem Sicherungsglied 28 zusammenwirkt (3).
Das Ventil 11 weist ein Ventilgehäuse 31 auf, das an seinem aus der Zylinderkopfbohrung 12 herausragendem Stirnende mit einem Anschlusskörper 30 abgeschlossen ist, von dem der Anschlussstutzen 15 axial absteht. Die ventilseitige erste Stützschulter 23 für das Federelement 22 ist am Anschlusskörper 30 ausgebildet, und die verteilerseitige zweite Stützschulter 24 für das Federelement 22 wird von dem Tassenrand der Anschlusstasse 20 am Verteiler 17 gebildet. Der Anschlusskörper 30 kann einstückig ausgeführt sein, ist aber vorzugsweise aus einem in das Ventilgehäuse 31 eingesetzten metallischen Anschlussstück 32, das eine von dem Anschlussstutzen 15 sich fortsetzende Zulaufbohrung 34 aufweist, und einem Kunststoffteil 33 zusammengesetzt, das den Anschlussstutzen 15 umgreift (5). Das Kunststoffteil 33 kann entweder als auf das Anschlussstück 32 aufgesetztes separates Modulbauteil ausgeführt und mittels des Federelements 22 auf dem Anschlussstück 32 kraftschlüssig gehalten sein, oder als Kunststoffumspritzung auf das Anschlussstück 32 aufgespritzt werden. Am Kunststoffteil 33 ist dann die erste Stützschulter 23 für das Federelement 22 ausgebildet und das Sicherungsglied 28 festgelegt. In den 1, 2 bis 4, 6, 7, 8, 9 und 10 bis 13 ist von dem Anschlusskörper 30 nur das Kunststoffteil 33 zu sehen.
In dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 und in dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist die Abstützscheibe 29 auf dem Anschlussstutzen 15 axial verschieblich angeordnet und das Sicherungsglied 28 von einem am Anschlussstutzen 15 festgelegten Axialanschlag 35 für die Abstützscheibe 29 gebildet. Dieser Axialanschlag 35 wird in dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 mittels eines Sprengrings 40 realisiert, der in eine in den Anschlussstutzen 15 eingearbeitete Ringnut eingesetzt ist. In dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Axialanschlag 35 durch eine am Anschlussstutzen 15 ein- oder angeformte Radialschulter 36 realisiert. In einfacher Weise lässt sich diese Radialschulter 36 durch die Nutflanke einer in den Anschlussstutzen 15 eingearbeiteten, umlaufenden Nut 37 herstellen, wobei die Nut 37 eine ausreichend große axiale Nutbreite aufweist, um die Abstützscheibe 29 aus der Position L1 in 5 in die Position L2 in 2 zu verschieben. Um eine Montage der Abstützscheibe 29 auf den Anschlussstutzen 15 zu ermöglichen, ist er innere Rand der Abstützscheibe 29 mit Federnasen 41 versehen, die in die Nut 37 einschnappen, die Nutflanke hintergreifen und die Abstützscheibe 29 unter der Vorspannkraft des Federelements 22 an der Nutflanke bzw. Radialschulter 36 arretieren.
In beiden Ausführungsbeispielen gemäß 2 bis 4 und 5 ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die einer Verdrehung des Ventils 11 relativ zum Verteiler 17 zuverlässig verhindert. Hierzu weist der Anschlusskörper 30, respektive das Kunststoffteil 33, mindestens einen parallel zum Anschlussstutzen 15 sich erstreckenden Steg 38 und die Anschlusstasse 20 am Verteiler 17 eine Axialnut 39 auf. Beim Ansetzen des Ventils 11 an den Verteiler 17 und Einschieben des Anschlussstutzens 15 in den Dichtungsbereich 18 schiebt sich der Steg 38 in Radialrichtung formschlüssig in die Axialnut 29 ein.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 6 bis 13 ist das Sicherungsglied 28 nicht am Anschlussstutzen 15, sondern am Anschlusskörper 30, respektive am Kunststoffteil 33, festgelegt. Im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 weist das Sicherungsglied 28 mehrere Schnapphaken 42 mit parallel zum Anschlussstutzen 15 sich erstreckenden Hakenschenkeln 421 und von den Hakenschenkeln 421 einstückig abstehenden Hakennasen 422 auf. Die Schnapphaken 42 sind einstückig an den Anschlusskörper 30 bzw. an das Kunststoffteil 33 angeformt. Die Hakennasen 422 übergreifen die vom Federelement 22 abgekehrte Scheibenfläche der Abstützscheibe 29 außerhalb des zweiten Abstützbereichs 292 für die verteilerseitige zweite Stützschulter 24. Die Hakennasen 422 weisen zum Anschlussstutzen 15 hin Auflaufflächen auf, über die beim Überführen des Federelements 22 aus der Position L0 in die Position L1 die Abstützscheibe 29 die Schnapphaken 42 nach außen schwenkt. Nach Erreichen der Position L1 schwenken die Schnapphaken 42 wieder zurück und übergreifen mit den Hakennasen 422 die Abstützscheibe 29. Bei der Montage der Vorrichtung schiebt sich die von dem ringförmigen Tassenrand der Anschlusstasse 20 gebildete zweite Stützschulter 24 am Verteiler 17 an den Hakennasen 422 vorbei und verschiebt die Abstützscheibe 29 in die Position L2 (7). Die Schnapphaken 42 können zugleich zur Verdrehsicherung des Ventils 11 herangezogen werden. In der Anschlusstasse 20 sind hierzu den Schnapphaken 42 zugeordnete Axialnuten 39 vorgehalten, in die die Hakennasen 422 der Schnapphaken 42 beim Ansetzen des Ventils 11 an den Verteiler 16 und Einschieben des Anschlussstutzens 15 in den Dichtungsbereich 18 axial einfahren.
In dem in den 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Anschlusskörper 30, respektive das Kunststoffteil 33, einen topfartig geformten Bereich mit einem die erste Stützschulter 23 für das Federelement 22 bildenden Topfboden 301 und einem konzentrisch zum Anschlussstutzen 15 angeordneten Topfmantel 302 und das Sicherungsglied 28 eine Klammer 43 mit zwei durch einen Quersteg 431 verbundenen Klammerschenkeln 432 und 433 auf. Die beiden Klammerschenkel 432, 433 sind in zwei diametral im Topfmantel 302 ausgebildete Quernuten 44 und 45 axial formschlüssig eingesteckt und übergreifen dabei die Abstützscheibe 29 auf deren vom Federelement 22 abgekehrten Scheibenfläche außerhalb des zweiten Abstützbereichs 292 für die ventilseitige zweite Stützschulter 24. Die Quernuten 44, 45 sind dabei so in den Topfmantel 302 eingebracht, dass die das Federelement 22 bildende Schraubendruckfeder auf die Arbeitslänge L1 (8) zusammengedrückt ist. Nach Ansetzen des Ventils 11 an den Verteiler 16 greift die Anschlusstasse 20 zwischen die beiden Klammerschenkeln 432 und 433 hindurch und liegt mit der am Tassenrand ausgebildeten zweiten Stützschulter 24 auf dem zweiten Abstützbereich 292 an der Abstützscheibe 29 auf. Wird nunmehr der Verteiler 17 weiter in Richtung Zylinderkopf 12 verschoben, so wird über die Abstützscheibe 29 das vorgespannte Federelement 22 von L1 auf L2 (wie in 7) eingefedert, also die Schraubendruckfeder von der Arbeitslänge L1 auf die Arbeitslänge L2 zusammengedrückt, wobei sich der Anschlussstutzen 15 im Dichtungsbereich 18 innerhalb der Anschlusstasse 20 um die Weglänge a (8) verschiebt.
Bei dem in 10 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Anschlusskörper 30 respektive das Kunststoffteil 33 einen den Anschlussstutzen 15 konzentrisch umgebenden hohlzylindrischen Bereich auf, in dessen Zylinderwand zwei diametral angeordnete Quernuten 46, 47 mit voneinander abgekehrten Nutöffnungen und einer axialen Nuthöhe H eingearbeitet sind. Das Sicherungsglied 28 weist einen Bügel 48 mit zwei durch einen Axialsteg 481 miteinander verbundenen, gabelförmigen Bügelschenkeln 482, 483 auf. Der eine Bügelschenkel 482 ist in die Quernuten 46 und 47 eingesetzt, wobei jeweils ein Gabelzinken des Bügelschenkels 482 in einer der Quernuten 46, 47 einliegt. Der andere Bügelschenkel 483 übergreift mit den Gabelzinken die Abstützscheibe 29 auf deren vom Federelement 22 abgekehrten Scheibenfläche beiderseits des Anschlussstutzens 15, und zwar innerhalb des zweiten Abstützbereichs 292 für die verteilerseitige zweite Stützschulter 24. Die Länge des Axialstegs 481 ist so gewählt, dass bei an den oberen Nutflanken der Quernuten 46, 47 anliegendem, unterem Bügelschenkel 482 das Federelement 22, das sich an der ersten Stützschulter 23 und an der Abstützscheibe 29 abstützt, die Vorspannkraft erzeugt, also die Schraubendruckfeder auf die Arbeitslänge L1 in 10 zusammendrückt. Die axiale Nutbreite oder Nuthöhe H der Quernuten 46, 47 ist so bemessen, dass sie der Summe aus dem Verschiebeweg der Abstützscheibe 29 aus der Position L1 (10) in die Position L2 (12) und der axialen Dicke des in die Quernuten 46, 47 eingreifenden unteren Bügelschenkels 482 entspricht. Nach Ansetzen des Ventils 11 an den Verteiler 17 wird durch Niederdrücken des Verteilers 17 der Bügel 48 über die am Tassenrand der Anschlusstasse 20 ausgebildeten zweiten Stützschulter 24 nach unten verschoben, bis der untere Bügelschenkel 482 an den unteren Nutflanken der Quernuten 46, 47 anliegt. Dabei verkürzt der Bügel 48 über die Abstützscheibe 29 die Arbeitslänge der Schraubendruckfeder von L1 (10) auf L2 (12), und das Federelement 22 überträgt die Federkraft F1 auf das Ventil 11.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19758817 B4 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Niederhalten eines Ventils (11) zum Zumessen von Kraftstoff in einer in einem Zylinderkopf (13) einer Brennkraftmaschine vorgehaltenen Zylinderkopfbohrung (12), das mittels eines Anschlussstutzens (15) in einen an den Anschlussstutzen (15) sich anpressenden Dichtungsbereich (18) an einer Auslassöffnung (16) eines am Zylinderkopf (13) festlegbaren Verteilers (16) zur Kraftstoffzuführung eingesteckt ist, mit einem Federelement (22), das zwischen einer ventilseitigen ersten Stützschulter (23) und einer verteilerseitigen zweiten Stützschulter (24) eingespannt ist und eine Niederhaltekraft (F1) auf das Ventil (11) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (22) auf eine gegenüber der Niederhaltekraft (F1) reduzierte Vorspannkraft vorgespannt und das vorgespannte Federelement (22) am Ventil (11) fixiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft des vorgespannten Federelements (22) so eingestellt ist, dass ein im Dichtungsbereich (18) vorhandener Freiweg (a) für eine Verschiebung des Anschlussstutzens (15) ausreichend ist, das Federelement (22) durch Verringerung des Axialabstands zwischen den Stützschultern (23, 24) von Vorspannkraft auf Niederhaltekraft (F1) zu spannen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des vorgespannten Federelements (22) mittels eines am Ventil (11) angeordneten Sicherungsglieds (28) vorgenommen und dem Federelement (22) eine konzentrisch zum Anschlussstutzen (15) angeordnete Abstützscheibe (29) zugeordnet ist, die auf voneinander abgekehrten Scheibenflächen einerseits einen ersten Abstützbereich (291) für das Federelement (22) und andererseits einen zweiten Abstützbereich (292) für die zweite Stützschulter (24) aufweist und mit dem Sicherungsglied (28) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützscheibe (29) auf dem Anschlussstutzen (15) axial verschieblich angeordnet und das Sicherungsglied (28) von einem am Anschlussstutzen (15) angeordneten Axialanschlag (35) für die Abstützscheibe (29) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (35) mittels eines Sprengrings (40) realisiert ist, der in eine in den Anschlussstutzen (15) eingearbeitete Ringnut eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (35) mittels einer am Anschlussstutzen (15) ausgebildeten Radialschulter (36) realisiert ist und die Abstützscheibe (29) an ihrem inneren Rand mit radial abstehenden, die Radialschulter (36) hintergreifenden Federnasen (41) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (15) axial von einem Anschlusskörper (30) absteht, der ein Ventilgehäuse (31) des Ventils (11) stirnseitig abschließt, und dass am Anschlusskörper (30) die erste Stützschulter (23) für das Federelement (22) ausgebildet und das Sicherungsglied (28) festgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsglied (28) mehrere Schnapphaken (42) mit Hakenschenkeln (421) und Hakennasen (422) aufweist, die einstückig an dem Anschlusskörper (30) so angeformt sind, dass die Hakenschenkel (421) sich parallel zum Anschlussstutzen (15) erstrecken und die Hakennasen (422) die vom Federelement (22) abgekehrte Scheibenfläche der Abstützscheibe (29) außerhalb des zweiten Abstützbereichs (292) für die zweite Stützschulter (24) übergreifen.
Vorrichtung nach Anspruche 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Hakenschenkel (421) so bemessen ist, dass die Hakennasen (422) beim Verbinden von Ventil (11) und Verteiler (16) in am Verteiler (16) vorgehaltene Axialnuten (39) einlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (30) einen topfartig geformten Bereich mit einem die erste Stützschulter (23) für das Federelement (22) bildenden Topfboden (301) und einem konzentrisch zum Anschlussstutzen (15) angeordneten Topfmantel (302) und das Sicherungsglied (28) eine Klammer (43) mit zwei durch einen Quersteg (431) miteinander verbundenen Klammerschenkeln (432, 433) aufweist, die in zwei diametral im Topfmantel (302) ausgebildete Quernuten (44, 45) axial formschlüssig eingesteckt sind und die Abstützscheibe (29) auf deren vom Federelement (22) abgekehrten Scheibenfläche außerhalb des zweiten Abstützbereichs (292) für die zweite Stützschulter (24) übergreifen.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (30) einen den Anschlussstutzen (15) konzentrisch umgebenden, hohlzylindrischen Bereich mit zwei diametral in die Zylinderwand eingearbeiteten Quernuten (46, 47) mit voneinander abgekehrten Nutöffnungen und einer axialen Nuthöhe (H), die auf die die zum Übertragen der Niederhaltekraft (F1) erforderliche Einfederung des Federelements (22) abgestimmt ist, und das Sicherungsglied (28) einen Bügel (48) mit zwei durch einen Axialsteg (481) miteinander verbundenen, gabelförmigen Bügelschenkeln (482, 483) aufweist, von denen der eine Bügelschenkel (482) in die Quernuten (46, 47) eingesteckt ist und der andere Bügelschenkel (483) die Abstützscheibe (29) auf deren vom Federelement (22) abgekehrten Scheibenfläche innerhalb des zweiten Abstützbereichs (292) für die zweite Stützschulter (24) übergreift.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (22) eine Schraubendruckfeder ist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlusskörper (30) mindestens ein parallel zum Anschlussstutzen (15) sich erstreckender Steg (38) angeformt und am Verteiler (17) mindestens eine Axialnut (39) zum Einführen des Stegs (38) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (30) ein in das Ventilgehäuse (11) eingesetztes, vorzugsweise metallisches Anschlussstück (32) mit einer vom Anschlussstutzen (15) sich fortsetzenden Zulaufbohrung (34) und ein den Anschlussstutzen (15) umgreifendes Kunststoffteil (33) aufweist, dem die erste Stützschulter (29) und das Sicherungsglied (28) zugeordnet sind, und dass das Kunststoffteil (33) als separates Modulbauteil auf das Anschlussstück (32) aufgesetzt und mittels des Federelements (22) auf dem Anschlussstück (32) kraftschlüssig gehalten oder als Kunststoffumspritzung auf das Anschlussstück (32) aufgespritzt ist.