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Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen eines Kraftstoffverteilungselements an einem weiteren Bauelement einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Befestigungsanordnung eines Kraftstoffverteilungselements an einem weiteren Bauelement einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
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Derartige Befestigungseinrichtungen zum Befestigen von Kraftstoffverteilungselementen an weiteren Bauelementen von Verbrennungskraftmaschinen sowie Befestigungsanordnungen von Kraftstoffverteilungselementen an weiteren Bauelementen von Verbrennungskraftmaschinen sind aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise eine Komponente eines Kraftwagens, welcher mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum insbesondere in Form eines Zylinders auf, in welchen Luft und Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, eingebracht wird. Dabei wird der Kraftstoff über das Kraftstoffverteilungselement in den Brennraum eingebracht. Hierbei kommt beispielsweise ein Einspritzelement zum Einsatz, welches üblicherweise auch als Injektor bezeichnet wird. Mittels des Einspritzelements wird der Kraftstoff beispielsweise direkt in den Brennraum eingespritzt. Dabei wird das Einspritzelement von dem Kraftstoffverteilungselement mit dem Kraftstoff versorgt.
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Üblicherweise weist eine solche Verbrennungskraftmaschine eine Mehrzahl von Brennräumen, insbesondere in Form von Zylindern, auf, wobei jedem Brennraum ein Einspritzelement zugeordnet ist. Mittels des jeweiligen Einspritzelements wird Kraftstoff direkt in den zugehörigen, jeweiligen Brennraum eingespritzt. Dabei ist das Kraftstoffverteilungselement ein den Einspritzelementen gemeinsames Kraftstoffverteilungselement, da die mehreren Einspritzelemente von dem den Einspritzelementen gemeinsamen Kraftstoffverteilungselement mit dem Kraftstoff versorgt werden. üblicherweise wird ein solches Kraftstoffverteilungselement auch als Rail oder Common Rail bezeichnet, wobei das Kraftstoffverteilungselement üblicherweise eine längliche Form beispielsweise eine Längserstreckung aufweist und mit den Einspritzelementen fluidisch verbunden ist. Üblicherweise ist das weitere Bauelement ein Zylinderkopf beziehungsweise ein Nockenwellengehäuse, in welchem wenigstens eine Nockenwelle aufgenommen ist.
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Die Befestigungseinrichtung umfasst dabei wenigstens ein Spannelement, welches mit dem weiteren Bauelement verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Beispielsweise ist das Spannelement mit dem weiteren Bauteil direkt verbunden, wobei das Spannelement mit dem weiteren Bauelement verschraubt sein kann. Im fertig hergestellten Zustand der Befestigungsanordnung ist das Kraftstoffverteilungselement zwischen dem weiteren Bauelement und dem Spannelement angeordnet, so dass das Kraftstoffverteilungselement mittels des mit dem weiteren Bauelement verbundenen Spannelements gegen das weitere Bauelement gespannt und dadurch am weiteren Bauelement befestigt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Befestigungseinrichtung sowie eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders feste Halterung des Kraftstoffverteilungselements am weiteren Bauelement auch über eine hohe Lebensdauer der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Befestigungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Befestigungseinrichtung der im Anspruch 1 angegebene Art derart weiterzuentwickeln, dass das Kraftstoffverteilungselement besonders fest auch über eine hohe Lebensdauer der Verbrennungskraftmaschine hinweg am weiteren Bauelement gehalten werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens ein zwischen dem Spannelement und dem Kraftstoffverteilungselement anordenbares Toleranzausgleichselement vorgesehen, unter dessen Vermittlung das Spannelement am Kraftstoffverteilungselement abstützbar ist. Mittels des Toleranzausgleicheselements ist es beispielsweise durch Wahl einer entsprechenden Dicke des Toleranzausgleichselements möglich, beispielsweise fertigungsbedingte Toleranzen auszugleichen, wodurch eine besonders hohe, vom Spannelement über das Toleranzausgleichselement auf das Kraftstoffverteilungselement wirkende Spannkraft zum Spannen und somit Halten des Kraftstoffverteilungselements gegen das weitere Bauelement realisierbar ist. Ferner ist es möglich, mittels des Toleranzausgleichselements übermäßige und insbesondere plastische Verformungen des beispielsweise starren Spannelements zu vermeiden, so dass ein übermäßiger Spannkraftverlust vermieden werden kann.
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Um eine Befestigungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebenen Art weiterzuentwickeln, dass eine besonders feste Halterung des Kraftstoffverteilungselements am weiteren Bauelement auch über eine hohe Lebensdauer der Verbrennungskraftmaschine hinweg realisiert werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens ein zwischen dem Spannelement und dem Kraftstoffverteilungselement angeordnetes Toleranzausgleichselement vorgesehen, unter dessen Vermittlung das Spannelement am Kraftstoffverteilungselement abgestützt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Befestigung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Befestigungsanordnung eines Kraftstoffverteilungselements an einem weiteren Bauelement eines Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, bei welcher das Kraftstoffverteilungselement gegen das weitere Bauelement mittels wenigstens eines mit dem weiteren Bauelement verbundenen Spannelements gespannt und dadurch am weiteren Bauelement befestigt ist, wobei wenigstens ein zwischen dem Spannelement und dem Kraftstoffverteilungselement angeordnetes Toleranzausgleichselement vorgesehen ist, unter dessen Vermittlung das Spannelement an dem Kraftstoffverteilungselement abgestützt ist; und
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2 eine schematische Perspektivansicht des Spannelements und des am Spannelement angeordneten Toleranzausgleichselements.
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In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Befestigungsanordnung eines Kraftstoffverteilungselements 10 an einem weiteren Bauelement 12 einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen. Das weitere Bauelement 12 ist beispielsweise ein Nockenwellengehäuse, in welchem wenigstens eine Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine aufgenommen ist. Dabei ist die Nockenwelle beispielsweise an dem Nockenwellengehäuse um eine Drehachse relativ zu dem Nockenwellengehäuse drehbar gelagert.
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Die Verbrennungskraftmaschine ist vorliegend beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und dient dem Antreiben des Kraftwagens, welcher beispielsweise als Nutzkraftwagen ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine weist eine Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern auf. Jedem der Zylinder ist ein Einspritzelement zugeordnet, welches auch als Injektor bezeichnet wird. Während eines gefeuerten Betriebs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine wird Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, mittels des jeweiligen Injektors direkt in den zugeordneten Zylinder eingespritzt. Die Verbrennungskraftmaschine ist dabei beispielsweise als Dieselmotor ausgebildet, so dass es sich bei dem Kraftstoff um Dieselkraftstoff handelt. Die mehreren Injektoren werden dabei von dem den Injektoren gemeinsamen Kraftstoffverteilungselement 10 mit dem Kraftstoff versorgt.
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Aus 1 ist erkennbar, dass das Kraftstoffverteilungselement 10 einen zumindest im Wesentlichen länglichen beziehungsweise eine Längserstreckung aufweisenden Verteilungskörper 14 umfasst, welcher einen von dem Kraftstoff durchströmbaren Kanal 16 aufweist. Die Injektoren sind fluidisch mit dem Kanal 16 verbunden, so dass der das Kraftstoffverteilungselement 10 durchströmende Kraftstoff den jeweiligen Injektoren zugeführt werden kann. Da die Versorgung der Injektoren mit Kraftstoff über das den Injektoren gemeinsame Kraftstoffverteilungselement 10 erfolgt, wird das Kraftstoffverteilungselement 10 auch als Common Rail oder Rail bezeichnet. Das Kraftstoffverteilungselement 10 wiederum wird beispielsweise mittels wenigstens einer Kraftstoffpumpe mit dem Kraftstoff versorgt, welcher mittels der Kraftstoffpumpe zu dem Kraftstoffverteilungselement 10 gefördert wird. Der Kraftstoff kann mit einem hohen Druck in dem Kraftstoffverteilungselement 10 aufgenommen werden, so dass die Injektoren auf besonders einfache und kostengünstige Weise über das Kraftstoffverteilungselement 10 mit dem den hohe Druck aufweisenden Kraftstoff versorgt werden können. Dadurch ist es möglich, den Kraftstoff über die Injektoren in die jeweiligen Zylinder mit dem besonders hohen Druck einzuspritzen, so dass beispielsweise eine besonders feine Zerstäubung des Kraftstoffs und in der Folge ein effektiver und effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar sind.
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In 1 ist ferner erkennbar, dass das weitere Bauelement 12 eine Aufnahme 18 aufweist, in welcher das Kraftstoffverteilungselement 10 außenumfangsseitig teilweise aufgenommen ist.
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Die Befestigungsanordnung umfasst wenigstens ein Spannelement in Form eines Spannbügels 20, mittels welchem das Kraftstoffverteilungselement 10 gegen das weitere Bauelement 12 gespannt und dadurch am weiteren Bauelement 12 befestigt ist. In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass der Spannbügel 20 Öffnungen in Form von Durchgangsöffnungen 22 aufweist, wobei das weitere Bauelement 12 Schrauböffnungen 24 aufweist. Die Schrauböffnungen 24 sind in zumindest teilweiser Überdeckung mit den Durchgangsöffnungen 22 angeordnet, so dass aus 2 erkennbare Befestigungselemente in Form von Schrauben 26 durch die Durchgangsöffnungen 22 hindurchgesteckt und in die korrespondierenden Schrauböffnungen 24 eingeschraubt werden können. Der Spannbügel 20 ist somit mittels der Schrauben 26 mit dem weiteren Bauelement 12 verbunden, wobei der Spannbügel 20 vorliegend mit dem weiteren Bauelement 12 verschraubt ist. Da das Kraftstoffverteilungselement 10 zumindest teilweise zwischen dem weiteren Bauelement 12 und dem Spannbügel 20 angeordnet ist, ist das Kraftstoffverteilungselement 10 durch das Verbinden beziehungsweise Verschrauben des Spannbügels 20 mit dem weiteren Bauelement 12 mittels des Spannbügels 20 gegen das weitere Bauelement 12 gespannt. Mit anderen Worten wird durch das Verschrauben des Spannbügels 20 mit dem weiteren Bauelement 12 und durch das Anordnen des Kraftstoffverteilungselements 10 zwischen dem weiteren Bauelement 12 und dem Spannbügel 20 eine Spannkraft von dem Spannbügel 20 auf das Kraftstoffverteilungselement 10 ausgeübt, welches mittels der Spannkraft gegen das weitere Bauelement 12 gespannt und dadurch am weiteren Bauelement 12 gehalten wird.
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Durch entsprechendes Anschrauben beziehungsweise Festziehen der Schrauben 26 kann eine Schraubenkraft eingestellt werden, mittels welcher der Spannbügel 20 mit dem weiteren Bauelement 12 verbunden ist. Von dieser Schraubenkraft hängt auch die Spannkraft ab, mittels welcher das Kraftstoffverteilungselement 10 gegen das weitere Bauelement 12 gespannt ist.
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Um nun eine besonders feste Halterung des Kraftstoffverteilungselement 10 am weiteren Bauelement 12 auch über eine hohe Lebenszeit der Verbrennungskraftmaschine hinweg zu realisieren, umfasst die Befestigungsanordnung wenigstens ein zwischen dem Spannbügel 20 und dem Kraftstoffverteilungselement 10, insbesondere dem Verteilungskörper 14, angeordnetes Toleranzausgleichselement in Form einer Toleranzhülse 28, unter deren Vermittlung der Spannbügel 20 am Kraftstoffverteilungselement 10 abgestützt ist. Dies bedeutet, dass die besagte Spannkraft von dem Spannbügel 20 über die Toleranzhülse 28 auf das Kraftstoffverteilungselement 10 wirkt. Durch den Einsatz der Toleranzhülse 28 kann eine übermäßige plastische Verformung des zumindest im Wesentlichen starren Spannbügels 20 vermieden werden, so dass auch ein übermäßiger Verlust an Schraubenkraft und somit Spannkraft vermieden werden kann. Mittels der Toleranzhülse 28 ist es möglich, beispielsweise fertigungsbedingte Toleranzen auszugleichen, so dass die Konstruktion in jeder Beziehung technisch überprüfbar ist und eine feste Halterung des Kraftstoffverteilungselement 10 darstellbar ist. Der Toleranzausgleich erfolgt dabei zwischen dem Spannbügel 20 und dem Kraftstoffverteilungselement 10. Ferner kann die Toleranzhülse 28 Schwingungen dämpfen, so dass die Gefahr eines unerwünschten Lösens des Spannbügels 20 und des Kraftstoffverteilungselements 10 besonders gering gehalten werden kann.
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Aus 1 und 2 ist besonders gut erkennbar, dass der Spannbügel 20 eine zumindest im Wesentlichen bogenförmige beziehungsweise vorliegend kreissegmentförmige, erste Aufnahme 32 aufweist, in welcher die Toleranzhülse 28 aufgenommen ist. Ferner ist das Kraftstoffverteilungselement 10 außenumfangsseitig teilweise in der ersten Aufnahme 32 angeordnet. die Toleranzhülse 28 ist zumindest im Wesentlichen bogenförmig beziehungsweise kreissegmentförmig ausgebildet und weist demzufolge eine zweite Aufnahme 34 auf, in welcher das Kraftstoffverteilungselement 10 außenumfangsseitig teilsweise aufgenommen ist. Dadurch ist das Kraftstoffverteilungselement 10 sicher am weiteren Bauelement 12 gehalten, wobei unterwünschte Relativbewegungen des Kraftstoffverteilungselements 10 zum Spannbügel 20 vermieden werden können.
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Um eine definierte Abstützung des Kraftstoffverteilungselements 10 an der Toleranzhülse 28 und über diese am Spannbügel 20 zu ermöglichen, weist die Toleranzhülse 28 innenumfangsseitig, das heißt in der zweiten Aufnahme 34 eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Vorsprüngen 36 sowie zwischen den Vorsprüngen 36 angeordnete und gegenüber den Vorsprüngen 36 zurückversetzte Bereiche 38 auf, wobei das Kraftstoffverteilungselement 10 außenumfangsseitig an den Vorsprüngen 36 abgestützt ist. Die Vorsprünge 36 und die Bereiche 38 weisen dabei eine Längserstreckung und somit eine Längserstreckungsrichtung auf, welche mit der Längserstreckung und somit der Längserstreckungsrichtung des Kraftstoffverteilungselements 10 zusammenfällt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftstoffverteilungselement
- 12
- weiteres Bauelement
- 14
- Verteilungskörper
- 16
- Kanal
- 18
- Aufnahme
- 20
- Spannbügel
- 22
- Durchgangsöffnung
- 24
- Schrauböffnung
- 26
- Schraube
- 28
- Toleranzhülse
- 32
- erste Aufnahme
- 34
- zweite Aufnahme
- 36
- Vorsprung
- 38
- Bereich
