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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoff führenden Komponente und mehreren Brennstoffeinspritzventilen sowie eine hydraulische Anbindung an solch einer Brennstoffeinspritzanlage. Hierbei können die Brennstoffeinspritzventile über jeweils eine hydraulische Anbindung mit der Brennstoff führenden Komponente, insbesondere einem Brennstoffrail, verbunden sein. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.
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Aus der
EP 2 375 052 A1 ist eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Brennstoffrail und einem Brennstoffeinspritzventil bekannt. Hierbei ist eine Koppeleinrichtung vorgesehen, die eine Tasse aufweist, welche so ausgestaltet ist, dass sie an das Brennstoffrail hydraulisch gekoppelt ist und eine Verbindung mit einem Brennstoffeinlassteil des Brennstoffeinspritzventils bildet. Die Tasse weist zwei Bohrungen auf, durch die sich Schrauben erstrecken. Die Enden der Schrauben sind in eine Platte eingeschraubt, welche über einen Ring am Brennstoffeinspritzventil angreift. Ferner wird das Brennstoffeinspritzventil über einen weiteren Ring gehalten, so dass eine Bewegung des Brennstoffeinspritzventils in den beiden Richtungen entlang einer Längsachse blockiert ist. Diese bekannte Ausgestaltung hat den Nachteil, dass keine Vorspannkraft auf das Brennstoffeinspritzventil übertragen ist.
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Denkbar ist ferner eine Ausgestaltung, bei der das Brennstoffeinspritzventil über eine metallische Kugel-/Kegelabdichtung zum Brennstoffeinspritzventil abgedichtet ist. Wenn bei solch einer Abdichtung das Brennstoffeinspritzventil über zwei Schrauben gegen das Rail gezogen wird, dann ergibt sich das Problem, das in das Brennstoffeinspritzventil Biegespannungen eingebracht werden, die beim ungleichmäßigen Anziehen der Schrauben entstehen. Um dieses Problem zu vermeiden, ist es denkbar, dass über die Kugel-/Kegelabdichtung Verschwenkungen zwischen dem Brennstoffeinlassteil des Brennstoffeinspritzventils und der Tasse ermöglicht sind. Hierbei ergibt sich allerdings dann das Problem, dass sich die Baugröße insbesondere entlang der Längsachse erheblich vergrößert. In Bezug auf die in der Regel beengten Platzverhältnisse, insbesondere innerhalb eines Motorraums eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen, schränkt dies den Einsatz solcher denkbaren Lösungen erheblich ein.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße hydraulische Anbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 11 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und eine verbessere Funktionsweise der hydraulischen Anbindung ermöglicht sind. Speziell kann eine hydraulische Anbindung des Brennstoffeinspritzventils an die Brennstoff führende Komponente ermöglicht werden, bei der Spannungen, insbesondere Biegespannungen, vermieden und ein kleiner Bauraum ermöglicht sind.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen hydraulischen Anbindung und der im Anspruch 11 angegebenen Brennstoffeinspritzanlage möglich.
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Vorteilhaft ist es, dass die konvex gebogene Auflagefläche des Anschlusses als kugeloberflächenförmig gebogene Auflagefläche ausgestaltet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass die konvex gebogene Auflagefläche des Anschlusses an einem teilkugelförmig ausgebildeten Teil des Anschlusses an der Brennstoff führenden Komponente ausgebildet ist. Der Anschluss der Brennstoff führenden Komponente kann hierbei insbesondere als Railanschluss ausgeführt sein, wenn es sich bei der Brennstoff führenden Komponente um einen Brennstoffverteiler handelt. Ein Ausgangskanal der Brennstoff führenden Komponente erstreckt sich hierbei vorzugsweise entlang der Längsachse. Speziell kann solch ein Ausgangskanal in der Mitte der kugeloberflächenförmig gebogenen Auflagefläche des Anschlusses aus dem Anschluss in den Anschlussstutzen des Brennstoffeinspritzventils münden.
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Vorteilhaft ist es hierbei auch, dass der Anschlussstutzen mit einer kugeloberflächenförmigen Geometrie an der Stützfläche der Haltebrücke anliegt. Dabei ist es ferner von Vorteil, wenn ein Mittelpunkt der kugeloberflächenförmig gebogenen Auflagefläche beziehungsweise des teilkugelförmigen Teils des Anschlusses und ein Mittelpunkt der kugeloberflächenförmigen Geometrie an der Stützfläche zumindest näherungsweise übereinstimmen. Dadurch kann eine vorteilhafte Aufhängung realisiert werden, bei der eine spannungsarme Befestigung des Brennstoffeinspritzventils beziehungsweise des Anschlussstutzens des Brennstoffeinspritzventils an der Brennstoff führenden Komponente möglich ist. Denn durch die übereinstimmenden Mittelpunkte ergibt sich eine vorteilhafte Schwenkbarkeit des Anschlussstutzens bei der Montage.
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Vorteilhaft ist es hierbei auch, dass der Mittelpunkt der kugeloberflächenförmig gebogenen Auflagefläche beziehungsweise des teilkugelförmigen Teils des Anschlusses und der Mittelpunkt der kugeloberflächenförmigen Geometrie an der Stützfläche in einer Normalstellung, in der der Anschluss, der Anschlussstutzen und die Stützfläche der Haltebrücke an der Längsachse ausgerichtet sind, zumindest näherungsweise auf der Längsachse liegen. Bei der Montage kann dann die Haltebrücke beispielsweise über zwei Schrauben an der Brennstoff führenden Komponente befestigt werden und hierbei gegen die Brennstoff führende Komponente gezogen werden. Über die vorteilhafte Aufhängung ist hierbei bereits bei der Montage ein Ausgleich ermöglicht, der zu einer spannungsarmen Befestigung führt.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass die Abstützfläche des Anschlussstutzens als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgeformte Abstützfläche des Anschlussstutzens ausgebildet ist. Hierdurch wird eine vorteilhafte Zusammenwirkung speziell mit einer kugeloberflächenförmig gebogenen Auflagefläche beziehungsweise einer Auflagefläche, die an einem teilkugelförmig ausgebildeten Teil des Anschlusses ausgebildet ist, ermöglicht. Der Kontakt zwischen dem Anschlussstutzen des Brennstoffeinspritzventils und dem Anschluss kann hierbei in vorteilhafter Weise in einem äußeren Randbereich der als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgeformten Abstützfläche des Anschlussstutzens bestehen. Hierdurch ergibt sich eine Bauraum optimierte Ausgestaltung, bei der insbesondere die Baulänge entlang der Längsachse kurz gehalten werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass die Haltebrücke bezüglich ihrer Stützfläche beidseitig gegen den Brennstoffverteiler beaufschlagbar ist, um eine Beaufschlagung des Anschlussstutzens entlang der Längsachse gegen die Auflagefläche des Railanschlusses zu ermöglichen. Hierdurch kann die Montage zumindest näherungsweise in der Normalstellung gewährleistet werden, in der der Anschluss, der Anschlussstutzen und die Stützfläche der Haltebrücke an der Längsachse ausgerichtet sind. Das Ausmaß gegebenenfalls bei der Montage erfolgender Verkippungen, die die spannungsfreie Montage und Befestigung ermöglichen, kann hierdurch reduziert werden.
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Die konvex gebogene Auflagefläche ist vorzugsweise kugeloberflächenförmig gebogen, sie kann allerdings auch entsprechend einer funktionsgemäß äquivalenten Fläche ausgestaltet sein. Die Abstützfläche des Anschlussstutzens ist vorzugsweise als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgeformt, sie kann allerdings auch entsprechend einer funktionsgemäß äquivalenten Fläche ausgeformt sein. Diesbezüglich ist es vorteilhaft, dass ein Drehpunkt, um den der an der Stützfläche der Haltebrücke anliegende Anschlussstutzen relativ zu der Haltebrücke schwenkbar ist, und ein Drehpunkt, um den der an der konvex gebogenen Auflagefläche anliegende Anschlussstutzen relativ zu dem Anschluss schwenkbar ist, zumindest näherungsweise übereinstimmen. Die Drehpunkte können hierbei je nach Ausgestaltung mit den diesbezüglichen Mittelpunkten von Kugelflächen übereinstimmen.
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Außerdem ist es vorteilhaft, dass ein Drehpunkt, um den der an der Stützfläche der Haltebrücke anliegende Anschlussstutzen relativ zu der Haltebrücke schwenkbar ist, und ein Drehpunkt, um den der zu der konvex gebogenen Auflagefläche anliegende Anschlussstutzen relativ zu dem Anschluss schwenkbar ist, in einer Normalstellung, in der der Anschluss, der Anschlussstutzen und die Stützfläche der Haltebrücke an der Längsachse ausgerichtet sind, zumindest näherungsweise auf der Längsachse liegen. Hierdurch kann die spannungsfreie Montage in besonders vorteilhafter Weise erzielt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer hydraulischen Anbindung in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
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2 einen auszugsweisen, schematischen Schnitt durch die in 1 dargestellte Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Brennstoffeinspritzanlage 1 mit einer hydraulischen Anbindung 2 in einer auszugsweisen, schematischen, räumlichen Darstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel. Die Brennstoffeinspritzanlage 1 weist eine Brennstoff führende Komponente 3 und ein Brennstoffeinspritzventil 4 auf. Das Brennstoffeinspritzventil 4 ist hierbei über die hydraulische Anbindung 2 mit der Brennstoff führenden Komponente 3 verbunden. Vorzugsweise sind hierbei noch weitere, dem Brennstoffeinspritzventil 4 entsprechende Brennstoffeinspritzventile vorgesehen, die über entsprechend der hydraulischen Anbindung 2 ausgebildete weitere hydraulische Anbindungen mit der Brennstoff führenden Komponente 3 verbunden sind. Die Brennstoff führende Komponente 3 kann insbesondere als Brennstoffverteiler 3 ausgebildet sein. Bei solch einem Brennstoffverteiler 3 kann es sich im Besonderen um eine Brennstoffverteilerleiste 3, insbesondere ein Brennstoffrail 3, handelt. Die hydraulische Anbindung 2 eignet sich besonders für solche Brennstoff führenden Komponenten 3. Ein bevorzugter Anwendungsfall sind hierbei gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, für die solch eine Brennstoffeinspritzanlage 1 beziehungsweise solche hydraulische Anbindungen 2 zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzanlage 1 und die erfindungsgemäße hydraulische Anbindung 2 eignen sich in dieser oder in gegebenenfalls geeignet abgewandelter Form allerdings auch für andere Anwendungsfälle.
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Das Brennstoffeinspritzventil 4 weist einen Anschlussstutzen 5 auf. Ferner weist das Brennstoffeinspritzventil 4 eine Umspritzung 6 auf, an der ein elektrischer Anschluss 7 ausgeformt ist. Der Anschlussstutzen 5 ist in einer Normalstellung, in der die Montage vorzugsweise erfolgt, entlang einer Längsachse 8 ausgerichtet.
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An dem Anschlussstutzen 5 ist ein Bund 9 ausgebildet. Zum Befestigen des Anschlussstutzens 5 des Brennstoffeinspritzventils 4 an der Brennstoff führenden Komponente 3 ist eine Haltebrücke 10 vorgesehen, an der eine Stützfläche 11 ausgestaltet ist. Der Anschlussstutzen 5 ist hierbei an der Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 abgestützt, wobei die Haltebrücke 10 in einer Richtung 12 beaufschlagt wird. Durch diese Beaufschlagung erfolgt eine Abdichtung an der hydraulischen Anbindung 2.
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An der Brennstoff führenden Komponente 3 ist ein Anschluss 15 vorgesehen, der in diesem Ausführungsbeispiel als Railanschluss 15 ausgebildet ist. Der Anschlussstutzen 5 des Brennstoffeinspritzventils 4 ist mit dem Anschluss 15 verbunden. Hierfür ist die Haltebrücke 10 bezüglich ihrer Stützfläche 11 beidseitig über Befestigungselemente 16, 17 gegen den Anschluss 15 der Brennstoff führenden Komponente 3 (des Brennstoffverteilers 3) beaufschlagbar, um die Beaufschlagung des Anschlussstutzens 5 entlang der Längsachse 8 gegen eine Auflagefläche 18 (2) des Anschlusses 15 zu ermöglichen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Befestigungselemente 16, 17 als Führungselemente 16, 17 ausgebildet, die durch zylinderförmige Führungsausnehmungen 19, 20 am Anschluss 15 geführt sind. Die Befestigungselemente 16, 17 weisen hierbei kappenförmige Enden 21, 22 auf, um eine Abstützung an einem Stützteil 23 zu ermöglichen. Das Stützteil 23 wird über eine Schraube 24, die sich an einer Oberseite 25 des Anschlusses 15 abstützt, mit einer Anzugskraft beaufschlagt. Aufgrund dieser Anzugskraft übertragen die als Führungselemente 16, 17 ausgebildeten Befestigungselemente 16, 17 die Anzugskraft der Schraube 24 über die Haltebrücke 10 auf den Anschlussstutzen 5.
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Bei einer abgewandelten Ausgestaltung können die Befestigungselemente 16, 17 auch als Schraubelemente ausgeführt sein, die durch Einschrauben in die Haltebrücke 10 beidseitig der Stützfläche 11 die Anzugskraft aufbringen.
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2 zeigt einen auszugsweisen, schematischen Schnitt durch die in 1 dargestellte Brennstoffeinspritzanlage 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel. Der Anschluss 15 ist hierbei vereinfacht dargestellt, wobei speziell die für die hydraulische Anbindung 2 funktionsmäßig relevante Auflagefläche 18 gezeigt ist. Die Auflagefläche 18 des Anschlusses 15 ist als konvex gebogene Auflagefläche 18 ausgebildet. An dem Anschlussstutzen 5 des Brennstoffeinspritzventils 4 ist eine Abstützfläche 26 ausgebildet. Die Abstützfläche 26 des Anschlussstutzens 5 ist hierbei axialsymmetrisch bezüglich der Längsachse 8 ausgebildet. Ferner weitet sich die Abstützfläche 26 in der Richtung 12 entlang der Längsachse 8, die von dem Anschlussstutzen 5 zu dem Anschluss 15 zeigt, auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Abstützfläche 26 als Mantelfläche 26 eines Kegelstumpfes ausgeformt. Hierbei besteht zwischen der Auflagefläche 18 des Anschlussstutzens 15 und der Abstützfläche 26 des Anschlussstutzens 5 ein Kontakt, wodurch eine hydraulische Verbindung besteht. Die Abdichtung dieser hydraulischen Verbindung erfolgt an einem Kontaktpunkt 27 beziehungsweise einer kreislinienförmigen Kontaktlinie 27. Hinsichtlich der Geometrie der Abstützfläche 26 wird die Längsachse 8 als Längsachse des Anschlussstutzens 5 betrachtet. Hierbei ist in der 2 außerdem eine Normalstellung dargestellt, in der der Anschluss 15, der Anschlussstutzen 5 und die Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 an der Längsachse 8 ausgerichtet sind.
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In diesem Ausführungsbeispiel kommt die hydraulische Verbindung an dem Kontaktpunkt 27 beziehungsweise der Kontaktlinie 27 zwischen dem Anschlussstutzen 5 des Brennstoffeinspritzventils 4 und dem Anschluss 15 der Brennstoff führenden Komponente 3 zustande. Hierbei ergibt sich eine vorteilhafte Zusammenwirkung der Abstützfläche 26 des Anschlussstutzens 5 mit der konvex gebogenen Auflagefläche 18 des Anschlusses 15 in Kombination mit einer vorteilhaften Abstützung des Anschlussstutzens 5 an der Stützfläche 11 der Haltebrücke 10.
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Der Anschlussstutzen 5 weist eine kugeloberflächenförmige Geometrie 30 an seiner Außenseite 31 in dem Bereich auf, an dem im Rahmen möglicher Verschwenkungen eine Kontakt mit der Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 auftritt. Der Kontakt kann beispielsweise an einem Kontaktpunkt 32 beziehungsweise einer Kontaktlinie 32, die auch unterbrochen sein kann, zustande kommen. Die Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 weist eine daran angepasste Geometrie auf, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Mantelfläche 11 eines Kegelstumpfes realisiert ist.
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In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Auflagefläche 18 des Anschlusses 15 über einen teilkugelförmigen, insbesondere fast halbkugelförmigen Teil 33 des Anschlusses 15. Solch eine Kugelgeometrie kann allerdings auch nur in einem für die Funktion relevanten Teilbereich realisiert sein, um die Auflagefläche 18 als Teilfläche einer Kugeloberfläche auszubilden.
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Ein Mittelpunkt 34 der kugeloberflächenförmig gebogenen Auflagefläche 18 beziehungsweise des teilkugelförmigen Teils 33 des Anschlusses 15 und ein Mittelpunkt 35 der kugeloberflächenförmigen Geometrie der Außenseite 31 des Anschlussstutzens 5 an der Stützfläche 11 stimmen zumindest näherungsweise überein. Ferner liegen diese Mittelpunkte 34, 35 in diesem Ausführungsbeispiel in der dargestellten Normalstellung, in der der Anschluss 15, der Anschlussstutzen 5 und die Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 an der Längsachse 8 ausgerichtet sind, auf der Längsachse 8. Dadurch kann das Brennstoffeinspritzventil 4 beziehungsweise der Anschlussstutzen 5 bei der Montage ohne sich zu verspannen bezüglich dem Anschluss 15 der Brennstoff führenden Komponente 3 geschwenkt werden. Die Mittelpunkte 34, 35 stimmen somit vorzugsweise zumindest näherungsweise überein. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung können allerdings auch geringe Lageabweichungen der Mittelpunkte 34, 35 vorgesehen sein, wenn hierdurch eine ausreichend spannungsarme Montage gewährleistet ist.
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Weitere mögliche Abwandlungen betreffen die Kugel-/Kegelgeometrien des Anschlussstutzens 5 der Stützfläche 11 und des Anschlusses 15. Die Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 kann nicht nur eine kegelmantelförmige, sondern auch eine sonstige sich in der Richtung 12 aufweitende Stützfläche 11 haben, über die die Haltebrücke 10 auf eine kugeloberflächenförmige Geometrie 30 oder auch eine andere ballige und/oder kugelähnliche Geometrie 30 des Anschlussstutzens 5 einwirkt, um den Anschlussstutzen 5 gegen die Auflagefläche 18 des Anschlusses 15 zu drücken. Damit der Anschlussstutzen 5 bei der Montage ohne sich zu verspannen relativ zu der Brennstoff führenden Komponente 3 geschwenkt werden kann, können nicht nur die Mittelpunkte 34, 35, sondern auch Drehpunkte 34, 35 von vergleichbaren Flächen beziehungsweise Geometrien übereinstimmen. Somit kann auch ein Drehpunkt 35, um den der an der Stützfläche 11 der Haltebrücke 10 anliegende Anschlussstutzen 5 relativ zu der Haltebrücke 10 schwenkbar ist, zumindest näherungsweise mit einem Drehpunkt 34, um den der an der konvex gebogenen Auflagefläche 18 anliegende Anschlussstutzen 5 relativ zu dem Anschluss 15 schwenkbar ist, übereinstimmen. Diese Drehpunkte 34, 35 können wiederum in der Normalstellung auf der Längsachse 8 liegen.
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Der Kontaktpunkt 27 beziehungsweise die Kontaktlinie 27 befindet sich vorzugsweise in einem äußeren Randbereich der Abstützfläche 26 des Anschlussstutzens 5. Hierdurch kann ein Abstand zwischen dem Bund 9 des Anschlussstutzens 5 und einer dem Bund 9 zugewandten Unterseite 41 des Anschlusses 15 optimal klein gewählt werden. Hierbei liegt der teilkugelförmige Teil 33 nur so weit außerhalb des Anschlussstutzens 5, dass die funktionsmäßig erforderliche Verkippung noch ermöglicht ist, ohne dass der Anschlussstutzen 5 an der Unterseite 41 des Anschlusses 15 anstößt.
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Ein axialer Bauraum entlang der Längsachse 8 kann somit erheblich reduziert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehungsweise Abwandlungen beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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