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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Benetzen von Kraftstoffinjektoren und ein Verfahren zur Montage von Kraftstoffinjektoren.
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Die Montage von Kraftstoffinjektoren bei Verbrennungsmotoren erfolgt regelmäßig über Steckverbindungen. Durch den bei modernen Motoren aufgeladenen Betrieb, zunehmend auch mit Dual-Einspritzung im Ansaugtrakt, kommt es in der Montage aber zunehmend zu Problemen. Durch den aufgeladenen Betrieb müssen die Kontaktflächen zwischen Injektoren und Sauganlage deutlich höhere Drücke abdichten. In bestimmten Grenztoleranzen kommt es zu deutlich höheren Einpresskräften, was auf der einen Seite die Montage erschwert bzw. gänzlich unmöglich macht oder zumindest die Taktzeiten unzulässig verlängert.
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Die
DE 10 2016 216 638 A1 betrifft einen Applikator, umfassend zumindest einen Vorratsbereich für ein fluides Medium, insbesondere für Schmierstoff, sowie zumindest einen Anordnungsbereich, wobei der zumindest eine Anordnungsbereich eine Kontaktfläche zum Auftragen des fluiden Mediums umfasst, und wobei der zumindest eine Anordnungsbereich ein Speicherelement aufweist, welches die Kontaktfläche ausbildet und welches ausgelegt ist, das fluide Medium zwischenzuspeichern.
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Die
DE 10 2018 124 739 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren einer Flüssigkeit auf ein Bauteil, umfassend einen Behälter, der eine Seite aufweist, an der mehrere Öffnungen vorgesehen sind, und ein im Behälter angeordnetes Appliziermaterial, das dazu ausgebildet ist, eine Flüssigkeit aufzunehmen, wobei die Öffnungen und das Appliziermaterial so ausgebildet sind, dass ein Bauteil durch zumindest eine der Öffnungen in das Appliziermaterial einführbar ist.
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Die
WO 2012/062316 A1 betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer liquiden oder pastösen Schicht auf einen Gegenstand. Hierbei wird der Gegenstand in eine Kavität eingeführt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Benetzen von Kraftstoffinjektoren, ein Verfahren zur Montage von Kraftstoffinjektoren sowie einen Verbrennungsmotor anzugeben, wobei die vorgenannte Probleme beseitigt und insbesondere eine prozesssichere und schnelle Montage ermöglicht werden soll.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zum Benetzen von Kraftstoffinjektoren zumindest eine Applikationseinheit, welche zum Aufbringen von Schmierstoff ausgelegt ist, wobei die Applikationseinheit mit einem Fluidtank verbunden ist, welcher ausgelegt ist, die zumindest eine Applikationseinheit mit einem Fluid zu versorgen, und wobei die zumindest eine Applikationseinheit eine, insbesondere ringförmige, Applikationsfläche aufweist, welche über die Applikationseinheit mit dem Fluid benetzbar ist. Die Anordnung des Injektors im Saugrohr erfolgt zweckmäßigerweise über eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung, gemäß einer Ausführungsform über eine Steckverbindung. Ein oder der Injektor weist hierzu zweckmäßigerweise einen Kontakt- oder Dichtbereich auf, welcher zur Befestigung an einem Saugrohr eines Verbrennungsmotors ausgelegt ist. Hierbei kann bzw. können Dichtelemente, wie z. B. O-Ringe oder dergleichen zum Einsatz kommen. Zweckmäßigerweise kann der Dicht- oder Kontaktbereich des oder der Injektoren über die Applikationseinheit mit dem (Schmier-)Fluid benetzt werden. Hierbei ist die Form der Applikationsfläche zweckmäßigerweise ringförmig, insbesondere kreisringförmig, ausgebildet und zweckmäßigerweise an eine Form des Dicht- oder Kontaktbereichs des jeweiligen Injektors angepasst. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass die Applikationsfläche über die Applikationseinheit mit dem Fluid benetzbar ist. Mit anderen Worten ist die Applikationsfläche sozusagen automatisch mit dem Schmierstoff/Fluid versehen. Das Aufbringen des Fluids auf den Kontakt- oder Dichtbereich des Injektors erfolgt direkt, mit anderen Worten unmittelbar, über die Anordnung der Applikationsfläche am Kontakt- oder Dichtbereich des Injektors. Für den Fluid- oder Schmiermittelauftrag ist also kein gesonderter Verfahrensschritt oder dergleichen notwendig. Stattdessen erfolgt der Auftrag allein über die Kontaktierung des Injektors über die (bereits) benetzte Applikationsfläche.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Applikationseinheit die Form eines Hohlzylinders auf, an welchem endseitig die Applikationsfläche ausgebildet ist, wobei die Applikationsfläche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durch eine poröse oder schwammartige Struktur bereitgestellt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere das vorgenannte „Benetzen“. Die eigentliche Applikationsfläche kann als, insbesondere ringförmige, Fläche ausgebildet sein, welche stirn- oder endseitig an dem Hohlzylinder angeordnet ist und sich im Wesentlichen senkrecht zu dessen Längserstreckung erstreckt. Alternativ kann die Applikationsfläche auch als eine Innenfläche des Hohlzylinders ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist auch eine kombinierte Ausrichtung möglich bzw. die Ausgestaltung als beispielsweise kegelige Fläche möglich. Die tatsächliche Ausgestaltung bzw. Geometrie ist abhängig von der Geometrie des Injektors bzw. desjenigen Bereichs, welcher mit Schmierstoff/Fluid versehen werden soll. Besonders bevorzugt ist die Applikationseinheit als Hohlzylinder ausgebildet bzw. weist eine hohlzylindrische Form auf. Diese stellt sicher, dass keine Bereiche oder Abschnitte des Injektors mit Schmierstoff versehen werden, welche mit diesem nicht in Kontakt gelangen dürfen. Eine typische Form derartiger Injektoren ist so gestaltet, dass der Kontakt- oder Dichtbereich gegenüber dem eigentlichen Düsen- oder Einspritzbereich nach hinten versetzt ist. Die hohlzylindrische Ausgestaltung ermöglicht also ein gezieltes Aufbringen des Schmiermittels am vorgesehenen Bereich. Mit anderen Worten kann der Injektor in die Applikationseinheit hinein gefahren werden bzw. umgekehrt.
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Die poröse oder schwammartige Struktur stellt dabei sicher, dass die Applikationsfläche mit dem Fluid benetzbar ist. Die Struktur kann auch als schwammartige Struktur oder als Schwamm bezeichnet werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Applikationseinheit als solche, also der vorgenannte Hohlzylinder, als poröse oder schwammartige Struktur ausgebildet. Alternativ ist nur der eigentliche Auftragsbereich durch die poröse oder schwammartige Struktur geformt. Über zumindest einen Kanal oder ein Leitungselement ist die Applikationseinheit ausgelegt, das Fluid zur Applikationsfläche zu transportieren.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Fluidtank mit der zumindest einen Applikationseinheit über ein Hauptleitungselement fluidleitend verbunden, wobei in dem Hauptleitungselement ein Ventil angeordnet ist, sodass der Durchfluss zu der zumindest einen Applikationseinheit steuer- und/oder regelbar ist. Über die Steuer- bzw. Regelbarkeit kann eingestellt werden, dass die Applikationsfläche immer ausreichend benetzt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluidtank relativ zu der zumindest einen Applikationseinheit derart angeordnet, dass die Versorgung der zumindest einen Applikationseinheit bzw. der Applikationsfläche mittels Schwerkraft erfolgen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform sind Mittel zur Druckerzeugung vorgesehen, welche ermöglichen, die zumindest eine Applikationseinheit bzw. die Applikationsfläche zu benetzen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Fluid über die vorgenannten Mittel mit Druck beaufschlagbar. Damit kann sichergestellt werden, dass die Benetzung ausreichend ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Applikationseinheiten vorgesehen, wobei die Applikationseinheiten fluidleitend mit dem Hauptleitungselement verbunden sind. Zweckmäßigerweise können automatisch alle Applikationseinheiten über das vorgenannte Ventil gesteuert bzw. geregelt werden. Bevorzugt sind beispielsweise drei, vier, sechs, acht, zehn oder zwölf Applikationseinheiten vorgesehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Tragelement, an welchem die Applikationseinheiten, bevorzugt in einer Reihe, angeordnet sind, und wobei das Tragelement verfahrbar ausgebildet ist. Insbesondere ist es beispielsweise vertikal verfahrbar ausgebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Halteelement, welches zur Anordnung zumindest eines Kraftstoffrails ausgelegt ist, und wobei das Halteelement zu der zumindest einen Applikationseinheit hin verfahrbar ausgebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist das Tragelement zum Halteelement hin verfahrbar oder alternativ das Halteelement zum Tragelement hin verfahrbar ausgebildet. Alternativ können auch beide Elemente, also das Tragelement und das Halteelement, insbesondere zueinander, verfahrbar ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise ermöglicht dies einen sehr schnellen Benetzungsvorgang, da in einem Verfahrensschritt alle Injektoren mit Fluid benetzt werden können. Bevorzugt ist das Halteelement derart ausgebildet, dass mehrere Kraftstoffrails angeordnet werden können, wie beispielsweise zwei oder drei, insbesondere hinter- bzw. nebeneinander. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind acht Applikationseinheiten in einer Reihe vorgesehen. Über ein entsprechend ausgebildetes Halteelement können gleichzeitig zwei Kraftstoffrails für einen 3- oder 4-Zylindermotor oder ein Kraftstoffrail eines Reihensechszylindermotors eingelegt und deren Injektoren benetzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Abdeckeinrichtung, welche ausgelegt ist, eine Benetzung der Injektorspitze, bzw. der Injektorspitzen, zu verhindern. Gemäß einer Ausführungsform ist die Abdeckeinrichtung als separate Einheit ausgebildet, welche ausgelegt ist, die Injektoren bereichsweise abzudecken, um ein unbeabsichtigtes Benetzen zu verhindern. Hierzu ist die Einheit zweckmäßigerweise verfahrbar ausgebildet. Alternativ ist die Einheit dem Halteelement oder dem Tragelement zugeordnet. Insbesondere bevorzugt wird die Abdeckeinrichtung während des vorgenannten Verfahrprozesses zugestellt (Prinzip Mitnehmer), um einen Kontakt des Fluids mit der oder den Injektorspitzen zu verhindern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung derart ausgelegt, dass das Aufbringen des Fluids auf die Kraftstoffinjektoren automatisch erfolgen kann. Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung eine automatisierte oder automatisierbare Vorrichtung. Nach dem Einlegen zumindest eines Kraftstoffrails in das vorgenannte Halteelement kann zweckmäßigerweise automatisch der Fluidauftrag beginnen. Hierzu verfährt beispielsweise das Halteelement in Richtung des Tragelements, an welchem die Applikationseinheiten in der entsprechenden Zahl angeordnet sind. Beim Kontakt derselben mit den Injektoren erfolgt automatisch deren Benetzung. Das so vorbereitete Kraftstoffrail kann entnommen werden und dann ohne weitere Probleme, bevorzugt von Hand durch einen Monteur/Werker, montiert werden.
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Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zumindest ein Sensorelement, welches ausgelegt ist, Typ und/oder Größe etc. eines eingelegten Kraftstoffrails zu erkennen. Damit ist mit Vorteil sichergestellt, dass Verwechslungen verschiedener Varianten im Produktionsprozess ausgeschlossen sind.
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Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Montage von Kraftstoffinjektoren in/an einer Sauganlage oder einem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, umfassend die Schritte:
- - Einlegen zumindest eines, insbesondere vormontierten, Kraftstoffrails in ein Halteelement einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- - Gleichzeitiges Benetzen der Kraftstoffinjektoren über die erfindungsgemäße Vorrichtung;
- - Entnehmen des zumindest einen Kraftstoffrails und Montage, insbesondere von Hand, an einer Sauganlage einer Verbrennungskraftmaschine.
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Die Montage des so vorbereiteten Kraftstoffrails kann alternativ auch maschinell erfolgen. Zweckmäßigerweise ermöglicht das Verwenden der Vorrichtung eine schnelle und prozesssichere Montage eines Kraftstoffrails, von Hand oder auch maschinell.
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Hierbei ermöglicht die Vorrichtung insbesondere einen gezielten und exakten Schmiermittelauftrag auf die Injektoren, welcher die vorgenannte Montage in der Sauganlage überhaupt erst ermöglicht.
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Die Erfindung richtet sich auch auf einen Verbrennungsmotor, wobei zur Montage ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendet wird. Bevorzugt ist der Verbrennungsmotor ein aufgeladener Motor, beispielsweise ein Kompressormotor oder insbesondere ein Turbomotor. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Verbrennungsmotor eine Dualeinspritzung auf, umfassend eine Hochdruckeinspritzung und eine Niederdruckeinspritzung, wobei die Niederdruckeinspritzung im Bereich der Sauganlage bzw. des Ansaugtrakts erfolgt, während die Hochdruckeinspritzung direkt in die Zylinder erfolgt.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen einer Vorrichtung mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Applikationseinheit;
- 2: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Montieren von Kraftstoffinjektoren.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Ausführungsform einer Applikationseinheit 10, wobei diese endseitig eine, vorliegend insbesondere ring- bzw. insbesondere kreisringförmige, Applikationsfläche 12 aufweist. Zu erkennen ist, dass die Applikationseinheit 10 im Wesentlichen eine hohlzylindrische Form aufweist. Dies erlaubt die gezielte Beölung eines Kraftstoffinjektors. Derartige Kraftstoffinjektoren weisen Kontakt- oder Dichtbereiche auf, welche gegenüber der eigentlichen Einspritzdüse nach hinten versetzt sind. Eine Applikationseinheit 10, wie in der 1 skizziert, erlaubt einen gezielten Auftrag von Schmiermittel auf den Kontakt- oder Dichtbereich des jeweiligen Injektors.
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2 zeigt in einer weiteren schematischen Darstellung eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Benetzen von Injektoren mit Schmierstoff. Zu erkennen sind vier Applikationseinheiten 10, welche fluidleitend über ein Hauptleitungselement 22 mit einem Fluidtank 20 verbunden sind. In dem Hauptleitungselement 22 ist ein Ventil 24 vorgesehen, über welches der Durchfluss zu den Applikationseinheiten 10 steuer- bzw. regelbar ist. Nicht dargestellt sind Mittel zum Druckbeaufschlagen des Fluis, wodurch das Fluid zu den Applikationseinheiten 10 transportiert werden kann. Alternativ kann die Fluidleitung auch allein über die Schwerkraft erfolgen. Mit dem Bezugszeichen 42 sind schematisch Kraftstoffinjektoren bzw. Einspritzventile dargestellt. Bezugszeichen 44 bezeichnet dabei einen Kontakt- oder Dichtbereich, welcher mit Schmierstoff/Fluid versehen werden soll. Hierzu können die Applikationseinheiten 10, welche beispielsweise an einem entsprechenden Tragelement (hier nicht gezeigt) befestigt sind bzw. das Kraftstoffrail 40, an welchem die Kraftstoffinjektoren 42 vormontiert sind, zueinander verfahren werden. Die Benetzung des Kontakt- bzw. Dichtbereichs 44 erfolgt automatisch beim Kontakt der jeweiligen Applikationsfläche (in 2 nicht mit einem Bezugszeichen versehen) der jeweiligen Applikationseinheit 10. Nach diesem Benetzungsschritt kann das Kraftstoffrail entnommen und, bevorzugt von Hand, montiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Applikationseinheit
- 12
- Applikationsfläche
- 20
- Fluidtank
- 22
- Hauptleitungselement
- 24
- Ventil
- 40
- Kraftstoffrail
- 42
- Kraftstoffinjektor
- 44
- Kontakt-/Dichtbereich
