DE102019215138A1 - Suspension for connecting a connection piece of a metering valve with a fluid-carrying component and injection system with such a suspension - Google Patents
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Abstract
Aufhängung (2), die insbesondere für Einspritzanlagen (1) von Kraftfahrzeugen dient, zur Verbindung eines Anschlussstutzens (5) eines Zumessventils (3) mit einer Fluid führenden Komponente (4), wobei die Komponente (4) zumindest ein Aufnahmestück (8) aufweist, wobei in dem Aufnahmestück (8) ein Aufnahmeraum (9) ausgebildet ist, in den der Anschlussstutzen (5) entlang einer Längsachse (12) in einer Montagerichtung (13) zumindest abschnittsweise einführbar ist, und wobei zumindest ein Dichtelement (10) vorgesehen ist, das den Anschlussstutzen (5) umschließt und zwischen einer Außenseite (15) des Anschlussstutzens (5) und einer den Aufnahmeraum (9) radial begrenzenden Innenwand (16) des Aufnahmestücks (8) eingepresst ist, wenn der Anschlussstutzen (5) im montierten Zustand an dem Aufnahmestück (8) aufgehängt ist. Hierbei ist ein Gewindering (17) vorgesehen, der im montierten Zustand mit dem Aufnahmestück (8) verschraubt ist, wobei das Dichtelement (10) im montierten Zustand entgegen der Montagerichtung (13) zumindest mittelbar an dem Gewindering (17) abgestützt ist.Suspension (2), which is used in particular for injection systems (1) of motor vehicles, for connecting a connecting piece (5) of a metering valve (3) to a fluid-carrying component (4), the component (4) having at least one receiving piece (8) , wherein a receiving space (9) is formed in the receiving piece (8), into which the connecting piece (5) can be introduced at least in sections along a longitudinal axis (12) in an assembly direction (13), and wherein at least one sealing element (10) is provided , which surrounds the connecting piece (5) and is pressed between an outer side (15) of the connecting piece (5) and an inner wall (16) of the receiving piece (8) which radially delimits the receiving space (9) when the connecting piece (5) is in the assembled state is suspended from the receiving piece (8). A threaded ring (17) is provided, which is screwed to the receiving piece (8) in the assembled state, the sealing element (10) being supported at least indirectly on the threaded ring (17) in the assembled state against the assembly direction (13).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Aufhängung zur Verbindung eines Anschlussstutzens eines Zumessventils mit einer Fluid führenden Komponente und eine Einspritzanlage mit solch einer Aufhängung. Die Aufhängung dient insbesondere für Einspritzanlagen, insbesondere Brennstoffeinspritzanlagen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen.The invention relates to a suspension for connecting a connecting piece of a metering valve to a fluid-carrying component and an injection system with such a suspension. The suspension is used in particular for injection systems, in particular fuel injection systems. In particular, the invention relates to the field of fuel injection systems for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
Aus der
Die aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Aufhängung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Einspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Funktionsweise, insbesondere eine verbesserte Aufhängung beziehungsweise Befestigung, ermöglicht ist. Speziell kann eine verbesserte Aufhängung eines Zumessventils an einer Fluid führenden Komponente ermöglicht werden, die auch für Drücke von mehr als 20 MPa (200 bar) geeignet ist. Ferner kann gegebenenfalls eine verbesserte Montage beziehungsweise Demontage ermöglicht werden.The suspension according to the invention with the features of
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Aufhängung und der im Anspruch 10 angegebenen Einspritzanlage möglich.The measures listed in the subclaims allow advantageous developments of the suspension specified in
Speziell eignet sich die Aufhängung zur Verbindung eines Zumessventils für flüssige Fluide an einer Fluid führenden Komponente, wobei das Fluid unter hohem Druck in das Zumessventil geführt wird. Bei einem möglichen Anwendungsbereich kann hierbei auch eine Eignung bis zu einem Druck vorgegeben sein, der aus einem Bereich von 20 MPa (200 bar) bis etwa 50 MPa (500 bar) gewählt sein kann.The suspension is particularly suitable for connecting a metering valve for liquid fluids to a component carrying fluid, the fluid being fed into the metering valve under high pressure. In one possible area of application, suitability up to a pressure can also be specified, which can be selected from a range from 20 MPa (200 bar) to about 50 MPa (500 bar).
Besonders geeignet ist die Entkopplungseinrichtung zur Entkopplung bei Einspritzanlagen zur Brennstoffeinspritzung, insbesondere Benzindirekteinspritzung. Die Fluid führende Komponente ist dann als Brennstoff führende Komponente ausgebildet. Das Zumessventil ist dann als Brennstoffeinspritzventil ausgebildet. Die anhand dieser bevorzugten Anwendungen angegebenen Vorteile und Weiterbildung können aber in entsprechender Weise auch allgemein bei Zumessventilen und bei Einspritzanlagen zur Anwendung kommen. Eine weitere vorteilhafte Anwendung bei Kraftfahrzeugen ist eine Zumessung von Wasser für ein Brennstoff-Wasser-Gemisch, von wässrigen Lösungen oder auch anderen Flüssigkeiten zur Verbesserung einer Verbrennung oder zur Abgasnachbehandlung.The decoupling device is particularly suitable for decoupling in injection systems for fuel injection, in particular gasoline direct injection. The fluid-carrying component is then designed as a fuel-carrying component. The metering valve is then designed as a fuel injector. The advantages and further developments indicated on the basis of these preferred applications can, however, also be used in a corresponding manner in general for metering valves and for injection systems. Another advantageous application in motor vehicles is the metering of water for a fuel-water mixture, of aqueous solutions or other liquids to improve combustion or for exhaust gas aftertreatment.
Eine Brennstoff führende Komponente ist vorzugsweise als Brennstoffverteiler, insbesondere als Brennstoffverteilerleiste, ausgebildet. Solch ein Brennstoffverteiler kann zum einen zur Verteilung des Brennstoffs auf mehrere Brennstoffeinspritzventile, insbesondere Hochdruckeinspritzventile, dienen. Zum anderen kann der Brennstoffverteiler als gemeinsamer Brennstoffspeicher für die Brennstoffeinspritzventile dienen. Die Brennstoffeinspritzventile sind dann vorzugsweise über sich entsprechende Aufhängungen mit dem Brennstoffverteiler verbunden. Im Betrieb spritzen die Brennstoffeinspritzventile den zum Verbrennungsvorgang notwendigen Brennstoff dann unter hohem Druck in den jeweiligen Verbrennungsraum ein. Der Brennstoff wird hierbei über eine Hochdruckpumpe verdichtet und mengengesteuert über eine Hochdruckleitung in den Brennstoffverteiler gefördert.A fuel-carrying component is preferably designed as a fuel distributor, in particular as a fuel distributor strip. Such a fuel distributor can be used, on the one hand, to distribute the fuel to a plurality of fuel injection valves, in particular high-pressure injection valves. On the other hand, the fuel distributor can serve as a common fuel reservoir for the fuel injectors. The fuel injectors are then preferably connected to the fuel distributor via corresponding suspensions. During operation, the fuel injection valves then inject the fuel required for the combustion process under high pressure into the respective combustion chamber. The fuel is compressed by a high-pressure pump and pumped into the fuel distributor in a quantity-controlled manner via a high-pressure line.
Die Montage kann mit einem Montagewerkzeug erfolgen, das jedoch kein Bestandteil der erfindungsgemäßen Aufhängung oder der erfindungsgemäßen Einspritzanlage ist.The assembly can take place with an assembly tool, which, however, is not part of the suspension according to the invention or the injection system according to the invention.
Durch die Verschraubung des Gewinderings mit dem Aufnahmestück wird eine hoch belastbare Abstützung des Dichtelements entgegen der Montagerichtung an dem Gewindering ermöglicht. Je nach Ausgestaltung kann es hierbei vorteilhaft sein, dass das Dichtelement sowie gegebenenfalls ein Zwischenring oder dergleichen, also der komplette Dichtungssatz, in einem Arbeitsgang montiert werden. Spezielle Bauteile wie ein separater Stützring oder ein Sicherungsring, deren Montage in den Aufnahmeraum bei einer herkömmlichen Ausgestaltung aufwändig ist, entfallen. Dies kann mit einen Grund darstellen, dass mit einer vorgeschlagenen Ausgestaltung gegebenenfalls ein kurzer Einpressweg realisiert werden kann, um eine sichere Montage des Dichtelements zu ermöglichen, bei der insbesondere nicht die Gefahr besteht, dass ein als Dichtring ausgebildetes Dichtelement über einen langen Einpressweg verdrillt.By screwing the threaded ring to the receiving piece, a highly resilient support of the sealing element against the assembly direction on the threaded ring is made possible. Depending on the configuration, it can be advantageous here for the sealing element and, if appropriate, an intermediate ring or the like, that is to say the complete Seal kit, can be installed in one operation. Special components such as a separate support ring or a locking ring, the assembly of which in the receiving space is complex in a conventional configuration, are not required. One reason for this is that a proposed configuration can optionally be used to implement a short press-in path in order to enable secure assembly of the sealing element, in which there is in particular no risk of a sealing element designed as a sealing ring twisting over a long press-in path.
Eine Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung. Hierbei kann erreicht werden, dass beispielsweise bei einem vorgegebenen Servicefall oder bei einer Reparatur ein einfacher Austausch des Dichtelements ermöglicht ist. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind nach der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 möglich. Speziell können hierbei ein oder mehrere Bohrungen und/oder ein oder mehrere Schlüsselflächen an dem Gewindering ausgestaltet werden, die das Verschrauben beziehungsweise Lösen bei einer Erstmontage oder im Servicefall ermöglichen.A further development according to
Je nach Anwendungsfall können hierbei geeignete Ausgestaltungen der Gewinde an dem Gewindering und an dem Aufnahmestück realisiert werden. Vorteilhafte Ausbildungen des Gewinderings sind als Anschlagstück oder als Tiefziehteil möglich. Entsprechend den Weiterbildungen nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6 sind somit vorteilhafte Anpassungen an den jeweiligen Anwendungsfall möglich. Speziell bei einer Ausgestaltung des Gewinderings als Tiefziehteil ist eine Versteifung vorteilhaft, die insbesondere gemäß Anspruch 7 realisiert sein kann. Hierbei können solche Versteifungen, insbesondere Versteifungsrippen, auch so ausgestaltet werden, dass diese den Ansatz eines Werkzeuges zur Montage beziehungsweise Demontage ermöglichen.Depending on the application, suitable configurations of the threads on the threaded ring and on the receiving piece can be implemented. Advantageous designs of the threaded ring are possible as a stop piece or as a deep-drawn part. According to the developments according to at least one of
Das Dichtelement kann in vorteilhafter Weise gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 8 an dem Gewindering abgestützt sein. Hierbei kann das Dichtelement auch ohne weitere Zwischenelemente, also nur über den Zwischenring, an dem Anschlagring abgestützt sein, so dass im Unterschied zu einer herkömmlichen Ausgestaltung zusätzliche Stütz- und Sicherungsmittel entfallen können. Der Zwischenring kann hierbei entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall ausgestaltet sein. Hierbei ist auch eine mehrlagige Ausgestaltung denkbar. Je nach Anwendungsfall kann der Zwischenring gegebenenfalls aber auch entfallen.The sealing element can advantageously be supported on the threaded ring according to the development according to
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung in Bezug auf die Montage des Dichtelements ist gemäß Anspruch 9 möglich. Hierbei kann die Einführschräge insbesondere als Einführfase ausgestaltet werden, die an dem Aufnahmestück der Brennstoff führenden Komponente, insbesondere also an der Tasse, vorgesehen wird, um die Montage des Dichtelements gegebenenfalls auch ohne ein zusätzliches Montagewerkzeug beim Anschrauben des Gewinderings zu ermöglichen.A particularly advantageous development with regard to the assembly of the sealing element is possible according to
Im montierten Zustand kann eine Verdrehsicherung der Verschraubung zwischen dem Gewindering und dem Aufnahmestück auf geeignete Weise, insbesondere über einen eingelegten Kunststoffring, gewährleistet werden. Je nach Ausgestaltung des Gewinderings kann beispielsweise ein Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4035 (X46CrS13) zum Einsatz kommen.In the assembled state, the screw connection between the threaded ring and the receiving piece can be secured against rotation in a suitable manner, in particular by means of an inserted plastic ring. Depending on the design of the threaded ring, steel with the material number 1.4035 (X46CrS13) can be used, for example.
Je nach Ausgestaltung und Anwendungsfall kann durch die Aufhängung erreicht werden, dass ein direkter Übertragungsweg zwischen dem Zumessventil und beispielsweise einem Zylinderkopf entfällt, da dort eine Abstützung vermieden wird. Hierdurch kann insbesondere eine Geräuschisolierung erreicht werdenDepending on the design and application, the suspension can be used to dispense with a direct transmission path between the metering valve and, for example, a cylinder head, since support is avoided there. In this way, in particular, noise isolation can be achieved
FigurenlisteFigure list
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:
-
1 einen als Brennstoffeinspritzanlage ausgebildete Einspritzanlage mit einer Aufhängung, in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung; -
2 die Aufhängung der in1 dargestellten Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
3A einen Gewindering der in2 dargestellten Aufhängung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel; -
3B den in3A dargestellten Gewindering aus der mit III bezeichneten Blickrichtung; -
4A einen Gewindering der in2 dargestellten Aufhängung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel; -
4B den in4A dargestellten Gewindering aus der mit IV bezeichneten Blickrichtung; -
5 die Aufhängung der in1 dargestellten Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; -
6A einen Gewindering der in5 dargestellten Aufhängung entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel; -
6B den in6A dargestellten Gewindering aus der mit VI bezeichneten Blickrichtung; -
7 die Aufhängung der in1 dargestellten Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; -
8A einen Gewindering der in7 dargestellten Aufhängung entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel; -
8B den in8A dargestellten Gewindering aus der mit VIII bezeichneten Blickrichtung; -
9 die Aufhängung der in1 dargestellten Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel; -
10A einen Gewindering der in9 dargestellten Aufhängung entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel; -
10B den in10A dargestellten Gewindering aus der mit X bezeichneten Blickrichtung; -
11 die Aufhängung der in1 dargestellten Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; -
12 eine auszugsweise Darstellung der in11 dargestellten Aufhängung entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel aus der mit XII bezeichneten Blickrichtung; -
13 die Aufhängung der in1 dargestellten Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem mit II bezeichneten Ausschnitt gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel; -
14A einen Gewindering der in13 dargestellten Aufhängung entsprechend dem siebten Ausführungsbeispiel und -
14B den in14A dargestellten Gewindering aus der mit XIV bezeichneten Blickrichtung.
-
1 an injection system designed as a fuel injection system with a suspension, in a partial, schematic sectional view; -
2 the suspension of the in1 fuel injection system shown corresponding to the section labeled II according to a first embodiment; -
3A a threaded ring of the in2 shown suspension according to the first embodiment; -
3B the in3A threaded ring shown from the viewing direction marked III; -
4A a threaded ring of the in2 shown suspension according to a second embodiment; -
4B the in4A threaded ring shown from the viewing direction indicated by IV; -
5 the suspension of the in1 fuel injection system shown corresponding to the section marked II according to a third embodiment; -
6A a threaded ring of the in5 illustrated suspension according to the third embodiment; -
6B the in6A threaded ring shown from the viewing direction indicated by VI; -
7th the suspension of the in1 fuel injection system shown corresponding to the section labeled II according to a fourth embodiment; -
8A a threaded ring of the in7th illustrated suspension according to the fourth embodiment; -
8B the in8A threaded ring shown from the viewing direction marked VIII; -
9 the suspension of the in1 fuel injection system shown corresponding to the section marked II according to a fifth embodiment; -
10A a threaded ring of the in9 shown suspension according to the fifth embodiment; -
10B the in10A threaded ring shown from the viewing direction designated by X; -
11 the suspension of the in1 fuel injection system shown corresponding to the section labeled II according to a sixth embodiment; -
12th an extract from the in11 shown suspension corresponding to the sixth embodiment from the viewing direction designated by XII; -
13th the suspension of the in1 fuel injection system shown corresponding to the section labeled II according to a seventh embodiment; -
14A a threaded ring of the in13th shown suspension according to the seventh embodiment and -
14B the in14A shown threaded ring from the viewing direction marked XIV.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Der rohrförmige Grundkörper
Bezüglich des Aufnahmeraums
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Gewindering
An dem Aufnahmestück
Das Tiefziehteil
Ferner kann optional eine besonders vorteilhafte axiale Auflage des Gewinderings
In
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.The invention is not restricted to the embodiments described.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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