-
Die Erfindung betrifft ein Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils in eine Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren.
-
Aus der
DE 10 025 984 B4 ist ein Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils in eine Brennkraftmaschine mit einer Öffnung in Form eines Langloches zur Aufnahme des Einspritzventils, mit zwei Auflageflächen und mit zwei Befestigungsbereichen bekannt, wobei der Auflagebereich ringförmig ist, die Öffnung zwei Justierkanten aufweist, die Öffnung mindestens einen Einschubbereich aufweist, über den das Spannmittel auf das Einspritzventil aufschiebbar ist und die Justierkanten in einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind, der den geringsten Abstand von gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Öffnung aufweist.
-
Das erfindungsgemäße Spannmittel zum Einspannen eines Einspritzventils in eine Brennkraftmaschine umfasst
- - eine Öffnung zur Aufnahme des Einspritzventils,
- - zwei Auflageflächen, wobei die Auflageflächen im wesentlichen gegenüberliegend in Bezug auf die Öffnung auf einer ersten Achse angeordnet sind und die Auflageflächen so ausgebildet sind, dass sie mit dem Einspritzventil in Wirkverbindung bringbar sind,
- - zwei Befestigungsbereiche, die über Befestigungsmittel mit der Brennkraftmaschine verbindbar sind, wobei die Befestigungsbereiche im wesentlichen auf einer zweiten Achse angeordnet sind und
- - zwei Aussparungen, wobei die zwei Aussparungen auf der zweiten Achse angeordnet sind und wobei die zwei Aussparungen so ausgebildet sind, dass das Spannmittel auf das Einspritzventil aufschiebbar ist.
-
Dadurch, dass das Spannmittel zwei Aussparungen umfasst, ermöglicht die Erfindung, dass das Spannmittel auf das Einspritzventil aufschiebbar ist und das Einspritzventil über die Befestigungsmittel mit der Brennkraftmaschine verbindbar ist. Dabei beträgt eine Befestigungskraft je Befestigungsmittel bei Verwenden von zwei Befestigungsmitteln im wesentlichen die Hälfte einer Befestigungskraft, die zum Einspannen des Einspritzventils erforderlich ist. Gegenüber einer Befestigung mit einer Klemme oder Pratze, die mit nur einem Befestigungsmittel das Einspritzventil mit der Brennkraftmaschine verbindet, kann eine Belastung je Befestigungsmittel bei Verwenden von zwei Befestigungsmitteln im wesentlichen um einen Faktor vier verringert werden. Dadurch kann weiterhin eine Belastung der Brennkraftmaschine dort verringert werden, wo das Spannmittel mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, also beispielsweise in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine.
-
Als Einspritzventil wird hier ein Ventil verstanden, das zum Einbringen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Dabei weist das Einspritzventil hier bevorzugt zwei Vorsprünge auf, über die das Einspritzventil mit dem Spannmittel in Wirkverbindung bringbar ist.
-
Als Auflageflächen werden hier zwei Flächen des Spannmittels verstanden, über die das Spannmittel bevorzugt auf die Vorsprünge des Einspritzventils auflegbar ist und so durch Befestigen des Spannmittels das Einspritzventil in der Brennkraftmaschine eingespannt werden kann.
-
Als Befestigungsbereiche werden hier zwei Bereiche verstanden, in denen das Spannmittel mit der Brennkraftmaschine verbunden werden kann. Bevorzugt sind die Befestigungsbereiche als Bohrungen ausgebildet, so dass das Spannmittel mit der Brennkraftmaschine über Schrauben als Befestigungsmittel verbunden werden kann.
-
Als Aussparungen werden hier Vergrößerungen der Öffnung verstanden, die so ausgebildet sind, dass das Spannmittel über die Vorsprünge auf das Einspritzventil aufschiebbar ist. Das Spannmittel kann bevorzugt von einer Düsenseite des Einspritzventils auf das Einspritzventil aufgeschoben werden. Nach dem Passieren der Vorsprünge kann das Spannmittel im wesentlichen um 90 Grad verdreht werden, so dass die Auflageflächen auf den Vorsprüngen aufgelegt werden können. Mittels Verbinden der Befestigungsbereiche mit der Brennkraftmaschine kann das Einspritzventil dann in der Brennkraftmaschine eingespannt werden.
-
Vorzugsweise weisen die Auflageflächen einen erhöhten Auflagebereich auf, mit dem das Spannmittel mit dem Einspritzventil in Wirkverbindung bringbar ist. Als erhöhter Auflagebereich wird hierbei beispielsweise eine Verdickung oder Wölbung der Auflageflächen verstanden. Insbesondere weisen die erhöhten Auflagebereiche einen Radius auf.
-
Dadurch, dass die Auflageflächen einen erhöhten Auflagebereich aufweisen, ermöglicht die Erfindung, dass die Auflageflächen vorteilhaft mit dem Einspritzventil in Wirkverbindung bringbar sind. Denn durch die erhöhten Auflageflächen sind die Auflageflächen mit dem Einspritzventil auch dann vorteilhaft in Wirkverbindung bringbar, wenn sich eine Befestigungskraft zwischen den zwei Befestigungsbereichen unterscheidet. So können die Auflageflächen bei einer Schrägstellung des Spannmittels, insbesondere einer leichten Schrägstellung, auf den Vorsprüngen des Einspritzventils abrollen, so dass ein Berührpunkt nur geringfügig von einer Symmetrieachse abweicht.
-
Als Symmetrieachse wird hier die Längsachse des Einspritzventils verstanden. Als leichte Schrägstellung wird ein Winkel zwischen der ersten Achse und der Symmetrieachse und/oder der zweiten Achse und der Symmetrieachse kleiner 10 Grad, bevorzugt kleiner 5 Grad, besonders bevorzugt kleiner 2 Grad verstanden.
-
Bevorzugt ist die erhöhte Auflagefläche so ausgeführt, dass die Auflagefläche einen Radius aufweist. Durch die radiale Ausführung der Auflageflächen kann ein vergrößerter Kontaktbereich zwischen Auflagefläche und Vorsprung gegenüber einer geraden Ausführung erreicht werden, so dass eine lokale Belastung an Auflagefläche und Vorsprung verringert werden kann. Auch wenn das Spannmittel bezogen auf eine Oberkante des Vorsprungs, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Befestigungskräfte an den zwei Befestigungsbereichen, geneigt ausgerichtet ist, kann so ein vorteilhaft großer Kontaktbereich ermöglicht werden und der Kontaktbereich bleibt nahe an der Symmetrieachse.
-
Weiterhin bevorzugt weist das Einspritzventil zumindest eine Planfläche auf, die so ausgebildet ist, dass sie mit dem Spannmittel in Wirkverbindung bringbar ist, und ausgebildet ist, das Einspritzventil relativ zum Spannmittel zu justieren. Dadurch kann eine definierte Positionierung des Spannmittels erreicht werden. Besonders bevorzugt ist die Planfläche bezogen auf den Umfang des Einspritzventils als erhabene Ebene ausgeführt.
-
Ebenfalls weiterhin bevorzugt weisen die zwei Befestigungsbereiche eine Fase und die Befestigungsmittel einen gewölbten Auflagebereich auf, mit dem das Befestigungsmittel mit der Fase in Wirkverbindung bringbar ist. Dadurch können lokal wirkende Kräfte besser verteilt werden und auch bei einer schiefen Positionierung des Spannmittels, also einer Schrägstellung der zweiten Achse des Spannmittels gegenüber einer senkrechten Achse zur Längsachse des Einspritzventils, eine vorteilhafte Befestigung erreicht werden. Der gewölbte Auflagebereich der Befestigungsmittel kann dabei beispielsweise durch Verwenden von Kugelscheiben oder durch Schrauben mit einer gewölbten Unterseite eines Schraubenkopfes realisiert werden.
-
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst ein Einspritzventil und ein erfindungsgemäßes Spannmittel, wobei das Einspritzventil zwei Vorsprünge aufweist und die zwei Vorsprünge so ausgebildet sind, dass sie mit dem Spannmittel in Wirkverbindung bringbar sind.
-
Dadurch, dass die Brennkraftmaschine das erfindungsgemäße Spannmittel umfasst, ermöglicht die Erfindung, dass auch Einspritzventile mit Vorsprüngen in die Brennkraftmaschine eingespannt werden können. Dies ist insbesondere für Einspritzventile vorteilhaft, deren Gehäuse konstruktionsbedingt keine Aussparung aufweist und daher über die Vorsprünge in die Brennkraftmaschine einzuspannen sind.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einspannen eines Einspritzventils in eine Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Spannmittel, wobei das Einspritzventil zwei Vorsprünge aufweist, umfasst die Schritte:
- - Aufschieben des Spannmittels auf das Einspritzventil von einer Düsenseite des Einspritzventils, wobei das Spannmittel so orientiert ist, dass die Vor-sprünge des Einspritzventils durch die zwei Aussparungen durchschiebbar sind,
- - Drehen des Spannmittels um im wesentlichen 90 Grad, wenn sich das Spannmittel vollständig auf der von der Düsenseite abgewandten Seite der Vorsprünge befindet,
- - Auflegen der Auflageflächen des Spannmittels auf die Vorsprünge des Einspritzventils und
- - Befestigen des Spannmittels durch Verbinden der Befestigungsbereiche über Befestigungsmittel mit der Brennkraftmaschine.
-
Dadurch, dass das Verfahren das erfindungsgemäße Spannmittel umfasst, ermöglicht die Erfindung, dass Einspritzventile mit zwei Vorsprüngen in einer Brennkraftmaschine eingespannt werden können, wobei das erfindungsgemäße Spannmittel gegenüber einem Einspannen mit einer Pratze auf Befestigungsmittel und/oder Brennkraftmaschine wirkende Belastungen reduzieren kann.
-
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines Einspritzventils mit zwei Vorsprüngen,
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines Spannmittels,
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines mit einem Einspritzventil in Wirkverbindung stehendem Spannmittels,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines mit einem Einspritzventil in Wirkverbindung stehendem Spannmittels und
- 5 ein Ausführungsbeispiel eines Spannmittels mit Befestigungsmitteln.
-
1 zeigt ein Einspritzventil 2 für eine Brennkraftmaschine. Das Einspritzventil umfasst einen oberen Abschnitt 20 mit hydraulischen und elektrischen Anschlüssen, einen mittleren Abschnitt 21 und einen unteren Abschnitt 22 mit einer Düse 23, wobei die Düse wiederum einen Düsenschaft 24 und eine Düsenkuppe umfasst 25. Der mittlere Abschnitt 21 weist zwei Vorsprünge 14 auf, über die das Einspritzventil 2 in die hier nicht gezeigt Brennkraftmaschine eingespannt werden kann.
-
2 zeigt ein Spannmittel 1 zum Einspannen des Einspritzventils 2 in die Brennkraftmaschine. Das Spannmittel umfasst
- - eine Öffnung 3 zur Aufnahme des Einspritzventils 2,
- - zwei Auflageflächen 4, wobei die Auflageflächen 4 im wesentlichen gegenüberliegend in Bezug auf die Öffnung 3 auf einer ersten Achse 5 angeordnet sind und die Auflageflächen 4 so ausgebildet sind, dass sie mit dem Einspritzventil 2 in Wirkverbindung bringbar sind,
- - zwei Befestigungsbereiche 6, die über Befestigungsmittel mit der Brennkraftmaschine verbindbar sind, wobei die Befestigungsbereiche 6 im wesentlichen auf einer zweiten Achse 8 angeordnet sind und
- - zwei Aussparungen 9, wobei die zwei Aussparungen 9 auf der zweiten Achse 8 angeordnet sind und wobei die zwei Aussparungen 9 so ausgebildet sind, dass das Spannmittel 1 auf das Einspritzventil 2 aufschiebbar ist.
-
Die erste Achse 5 und die zweite Achse 8 schließen hier einen Winkel von 90° ein. In alternativen Ausführungsbeispielen schließen die erste Achse 5 und die zweite Achse 8 einen anderen Winkel ein.
-
Die Auflageflächen 4 weisen je eine Justierkante 11 auf. Diese dienen zur Justierung des Einspritzventils 2. Hier weist das Einspritzventil oberhalb der Vorsprünge zwei Planflächen 26 auf, deren Abstände gleich oder geringfügig größer sind als der Durchmesser des Einspritzventils und die mit den Justierkanten 11 in Wirkverbindung stehen. Dadurch wird eine definierte Positionierung des Spannmittels 1 erreicht.
-
Das Spannmittel 1 ist hier als Stanzteil ausgebildet, das aus einer Platte gefertigt ist. In alternativen Ausführungsbeispielen ist das Spannmittel 1 als Schmiedeteil oder auch als Sintermetallteil gefertigt. In weiteren, alternativen Ausführungsbeispielen ist die Öffnung 3 des Spannmittels 1 durch Fräsen oder Bohren gefertigt. Dadurch kann insbesondere eine kostengünstige Herstellung des Spannmittels 1 ermöglicht werden.
-
3 zeigt das Einspritzventil 2 in einem mittels des Spannmittels 1 in der Brennkraftmaschine eingespannten Zustand. Die Auflageflächen 4 des Spannmittels 1 weisen dabei einen erhöhten Auflagebereich 10 auf, mit dem das Spannmittel 1 mit dem Einspritzventil 2 in Wirkverbindung bringbar ist. Auf diese Weise wird selbst bei einer leichten Schrägstellung der ersten Achse 5 oder der zweiten Achse 8 des Spannmittels 1 gegenüber einer senkrechten Achse zur Längsachse des Einspritzventils 2 noch immer eine relativ optimale Einleitung einer Vorspannkraft auf die Vorsprünge 14 und damit das Einspritzventil 2 erreicht. Bei einer leichten Verkippung des Spannmittels 1 wandern Berührungspunkte zwischen dem Spannmittel 1 und den Vorsprüngen 14 nur wenig von einer optimalen Position weg.
-
Der erhöhte Auflagebereich 10 ist hier als Linienfläche ausgebildet. In alternativen Ausführungsbeispielen ist der Auflagebereich 10 als Punktfläche ausgebildet, indem der Auflagebereich 10 beispielsweise in Form einer Teilkugel ausgeführt ist.
-
4 zeigt das Einspritzventil 2 in einer Schnittansicht, wobei das Spannmittel 1 auf das Einspritzventil 2 aufgeschoben ist. In der oberen Darstellung ist das Einspritzventil 2 in einem nicht eingespannten Zustand, in der unteren Darstellung ist das Einspritzventil 2 in einem in der Brennkraftmaschine eingespannten Zustand.
-
Ein Verfahren zum Einspannen des Einspritzventils 2 in die Brennkraftmaschine mit dem Spannmittel 1 umfasst die Schritte:
- - Aufschieben des Spannmittels 1 auf das Einspritzventil 2 vom unteren Abschnitt 22 des Einspritzventils 2, wobei das Spannmittel 1 so orientiert ist, dass die Vorsprünge 14 des Einspritzventils 2 durch die zwei Aussparungen 9 durchschiebbar sind,
- - Drehen des Spannmittels 1 um 90 Grad, wenn sich das Spannmittel 1 vollständig auf der vom unteren Abschnitt 22 abgewandten Seite der Vorsprünge 14 befindet,
- - Auflegen der Auflageflächen 4 des Spannmittels 1 auf die Vorsprünge 14 des Einspritzventils 2 und
- - Befestigen des Spannmittels 1 durch Verbinden der Befestigungsbereiche 6 über Befestigungsmittel 7 mit der Brennkraftmaschine.
-
4 zeigt in der oberen Darstellung das Einspritzventil 2 während des Aufschiebens des Spannmittels 1. Das Spannmittel 1 wird hierzu zunächst über die Düse 23 des Einspritzventils geschoben, dann weiter in Richtung des oberen Abschnitts 20 geschoben und so orientiert, dass die Vorsprünge 14 des Einspritzventile 2 durch die zwei Aussparungen 9 des Spannmittels 1 durchschiebbar sind.
-
Wenn das Spannmittel 1 die Vorsprünge 14 passiert hat, sich also vollständig auf der von der Düse 23 abgewandten Seite der Vorsprünge 14 befindet, wird das Spannmittel 1 um 90° gedreht, so dass die Auflageflächen 4 auf den Vorsprüngen 14 aufliegen. Diesen Zustand, in dem die Auflageflächen 4 des Spannmittels 1 mit den Vorsprüngen 14 des Einspritzventils in Wirkverbindung stehen, zeigt 4 in der unteren Darstellung.
-
Im letzten Schritt wird das Spannmittel 1 durch Verbinden der Befestigungsbereiche 6 mit Brennkraftmaschine befestigt, so dass das Einspritzventil 2 in der Brennkraftmaschine eingespannt ist.
-
5 zeigt das Spannmittel 1 im befestigten Zustand. In den beiden Befestigungsbereichen 6 ist jeweils eine Bohrung eingebracht und als Befestigungsmittel werden Schrauben 7 und Kugelscheiben 13 verwendet. Die Schrauben 7 werden in die Bohrungen eingeführt und in der Brennkraftmaschine verschraubt. Die Befestigungsbereiche weisen an der den Schrauben 7 zugewandten Seite jeweils eine Fase 12 auf. Durch Verwenden der Kugelscheiben 13 in Verbindung mit den Fasen 12 weist ein Wirkbereich zwischen Befestigungsmitteln, hier den Schrauben 7 mit den Kugelscheiben 13, und den Befestigungsbereichen 6, hier den Fasen 12, des Spannmittels 1 einen gewölbten Auflagebereich auf, so dass lokal wirkende Kräfte besser verteilt werden und auch bei einer schiefen Positionierung des Spannmittels 1, also einer Schrägstellung der zweiten Achse 8 des Spannmittels 1 gegenüber einer senkrechten Achse zur Längsachse des Einspritzventils 2, eine vorteilhafte Befestigung erreicht wird.
-
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird der gewölbte Auflagebereich in den Befestigungsbereichen 6 dadurch erreicht, dass anstatt von Kugelscheiben 13 als Befestigungsmittel Schrauben 7 mit einer gewölbten Unterseite eines Schraubenkopfes verwendet werden, wobei die gewölbten Unterseiten mit den Fasen 12 in Wirkverbindung bringbar sind.
-
In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel umfasst eine Brennkraftmaschine ein Einspritzventil 2 und ein Spannmittel 1, wobei das Einspritzventil 2 zwei Vorsprünge 14 aufweist und die zwei Vorsprünge 14 so ausgebildet sind, dass sie mit dem Spannmittel 1 in Wirkverbindung bringbar sind.
-
Die Vorsprünge 14 weisen dabei in einem Kontaktbereich mit dem Spannmittel 1 einen erhöhten Auflagebereich auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass auch bei einer leicht geneigten Position des Spannmittels 1 der Kontaktbereich zwischen den Auflageflächen 4 des Spannmittels 1 und den Vorsprüngen 14 des Einspritzventils 2 nur geringfügig aus der Mitte verschoben wird. Das heißt, durch eine leicht geneigte Position des Spannmittels 1 werden nur geringe Querkräfte auf das Einspritzventil 2 aufgebracht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
