-
Die vorliegende Erfindung betrifft generell Kraft- bzw. Lastverteilungsvorrichtungen zur Übertragung einer Klemmkraft von einer Klemmvorrichtung zu einem Kraftstoffinjektor, wobei sie dem Anhalten der Auswärtsbewegung einer Kraftstoffinjektor-Plungerkolbenanordnung dienen.
-
Viele Innenverbrennungsmotoren, egal ob Motoren mit Kompressionszündung oder Motoren mit Funkenzündung, sind mit Kraftstoffeinspritzsystemen versehen, um den Bedarf an einer präzisen und zuverlässigen Kraftstoffabgabe in den Brennraum des Motors zu erfüllen. Diese Präzision und Zuverlässigkeit sind notwendig, um die Zielsetzungen einer Erhöhung der Kraftstoffeffizienz, einer Maximierung der Leistungsabgabe und einer Kontrolle der unerwünschten Nebenprodukte der Verbrennung zu erreichen.
-
Ein Kraftstoffinjektor ist eine Präzisionsvorrichtung, welche die Kraftstoffmenge, die für jeden Zyklus des Motors erforderlich ist, dosieren muss und den hohen Druck. der zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum notwendig ist, zum richtigen Zeitpunkt des Betriebszyklus entwickeln muss. Viele Kraftstoffinjektoren verwenden ein mechanisches Verbindungsglied von dem Motor, wie eine Stößelstange und einen Kipphebel, um die Kraftstoffladung mit Druck zu beaufschlagen und das gewünschte Kraftstoffsprühmuster zu erhalten. Es ist wünschenswert, eine Schmierbeschichtung zwischen den Eingriffsflächen in dem mechanischen Verbindungsglied aufrechtzuerhalten, um einen Verschließ, ein Absplittern und eine Metallermüdung zu verringern. Ein oberer Anschlag erleichtert das Spiel zwischen den Teilen, so dass eine richtige Schmierung dazwischen möglich ist. Das mechanische Verbindungsglied wirkt mit einem Plungerkolben zusammen, der in einer Bohrung, die in dem Kraftstoffinjektor ausgebildet ist, zum Bewegen von Kraftstoff angeordnet ist. Diese mechanische Druckbeaufschlagung des flüssigen Kraftstoffs erzeugt einen extrem hohen Kraftstoffeinspritzdruck, der häufig 20000 psi übersteigt.
-
In der Vergangenheit haben Konstrukteure von Innenverbrennungsmotoren im allgemeinen eine mechanische Klemmvorrichtung verwendet, um einen Kraftstoffinjektor am Zylinderkopf zu halten. Eine Möglichkeit ist die Befestigung einer Klemmvorrichtung mit einer trapezförmigen Gabel an einem Ende an dem Zylinderkopf. Die Klemmvorrichtung wird an den Zylinderkopf geschraubt, und die Gabeln an dem trapezförmigen Ende stehen mit der oberen Oberfläche des Kraftstoffinjektorkörpers an zwei Stellen in Kontakt, wodurch der Kraftstoffinjektor an Ort und Stelle gehalten wird. Eine zweite Möglichkeit ist die Verwendung einer Klemmplatte, die mit einem Flansch in Eingriff steht, der an dem äußeren Umfang des Kraftstoffinjektorkörpers ausgebildet ist. Die Klemmplatte ist an dem Motor durch eine oder zwei Schrauben befestigt, wodurch der Flansch zu der Motorblock gezogen wird und der Kraftstoffinjektor an Ort und Stelle gehalten wird.
-
Diese zwei Möglichkeiten zur Befestigung eines Kraftstoffinjektors an einer Innenverbrennungsmotor haben eine gemeinsame Einschränkung. Die gemeinsame Einschränkung besteht darin, dass die mechanische Klemmvorrichtung eine konzentrierte Klemmkraft auf einen Teil des Kraftstoffinjektorkörpers ausübt. Die konzentrierte Klemmkraft verformt die Bohrung, die in dem Kraftstoffinjektorkörper ausgebildet ist, wodurch ein Plungerkolben-Fressen und schließlich das Festfressen des Plungerkolbens in der Bohrung verursacht werden. Ein frühzeitiges Versagen der Kraftstoffinjektoreinheit ist häufig darauf zurückzufahren, dass der Kraftstoffinjektorkörper eine konzentrierte Klemmkraft aufnimmt.
-
Um das obengenannte Problem zu untersuchen oder zu lösen oder zumindest zu verringern, haben Konstrukteure verschiedene Methoden erprobt. Zum Beispiel wurden im Laufe der Jahre zahlreiche Kraftverteilungsvorrichtungen zur Übertragung statischer Klemmkräfte, die von Klemmvorrichtungen erzeugt werden, entwickelt. Zum Beispiel offenbart das
US 5,566,658 A einen oberen Anschlag und Kraftverteiler für einen Kraftstoffinjektor zur Verringerung der Klemmkraft, die von einer Gabelklemme auf eine Injektorbüchse übertragen wird. Das Kraftverteilergehäuse umfasst zwei Öffnungen zur Aufnahme der entsprechenden Schenkel der Gabelklemme. Eine obere Kappe ist auf das Kraftverteilergehäuse zur Bildung eines oberen Anschlags geschraubt, um die Auswärtsbewegung der Plungerkolbenanordnung zu begrenzen. Die Büchse umfasst einen dünnwandigen Turm oder einen zylindrischen Fortsatz, der zur Führung der Plungerkolbenanordnung dient. Der dünnwandige Fortsatz ermöglicht auch eine sichere Befestigung des oberen Anschlags und des Kraftverteilergehäuses an der Büchse, zum Beispiel durch Verwendung einer Nut- und Sprengringanordnung. Das Kraftverteilergehäuse umfasst einen kreisförmigen Ring, der an seiner unteren Oberfläche zur vorteilhaften Übertragung der Klemmkraft radial nach innen zu der Mitte der neutralen Achse des Kraftstoffinjektorkörpers ausgebildet ist, was eine Verringerung der Verformung der Plungerkolbenbohrung in dem dünnwandigen Büchsenfortsatz zur Folge hat. Der Anmelder hat jedoch festgestellt, dass der dünnwandige Zylinderfortsatz gegenüber der Klemmkraft sehr empfindlich ist und weiterhin ein unannehmbares Maß an Verformung erfährt, was zu einer schlechten Leistung und Zuverlässigkeit führt. Ferner müssen der obere Anschlag und der Kraftverteiler exakt in Bezug auf die Büchse angeordnet werden, um eine Verformung auf ein Minimum zu verringern, wodurch der Montageprozeß kompliziert wird und die Kosten steigen. Zusätzlich ist der dünnwandige Abschnitt der Büchse schwierig und somit kostenaufwendig herzustellen. Ebenso sind die Öffnungen in dem oberen Anschlag und Kraftverteilergehäuse mit unnötigen Produktionszeiten und -kosten verbunden. Zusätzlich erhöht die Verwendung separater Komponenten für den oberen Anschlag, d. h. einer oberen Anschlagkappe und Sicherungsmutter, die auf das Kraftverteilergehäuse geschraubt werden, die Komplexität und Kosten der Anordnung in unerwünschter Weise.
-
Das
US4,601,056 A offenbart einen oberen, an einem Kraffstoffinjektor montierten Anschlagaufbau, der einen ringförmigen Kranz mit Innengewinde für den Eingriff mit einem Außengewinde, das an der Injektorbüchse ausgebildet ist, umfasst, sowie einen oberen Anschlag mit einem Außengewinde für den Eingriff mit der Innengewinde der Büchse, und eine Sicherungsmutter, die auf das Außengewinde des oberen Anschlags geschraubt wird, um den oberen Anschlag in Bezug auf den ringförmigen Kranz und die Injektorbüchse zu positionieren. Die Verwendung separater Komponenten für den oberen Anschlag erhöht jedoch in unerwünschter Weise die Komplexität und Kosten der Anordnung. Ebenso erzeugt die Schraubverbindung zwischen dem ringförmigen Kranz und der Büchse inhärent unvermeidlich seitliche Kräfte an der Büchse, die möglicherweise zu einer Verformung der Bohrung beitragen.
-
-
Folglich besteht ein Bedarf an einem einfachen, preisgünstigen, oberen Anschlagaufbau für einen Kraftstoffinjektor, der effektiv die Klemmkraft zu der Injektorbüchse verteilt, während eine Verformung der Injektorbohrung auf ein Minimum reduziert wird.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beheben und einen oberen Anschlagaufbau bereitzustellen, der eine Verformung der Injektorbohrung auf ein Minimum verringern und gleichzeitig die Auswärtsbewegung einer Injektor-Plungerkolbenanordnung effektiv anhalten kann, und insbesondere, einen oberen Anschlagaufbau bereitzustellen, der effektiv eine Klemmkraft auf eine Kraftstoffinjektoreinheit bei einer geringeren Verformung der Bohrung verteilt, wodurch höhere Klemmkräfte für eine verbesserte Hochdruckabdichtung möglich sind, und einen Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der einen oberen Anschlagaufbau umfasst, bei dem keine Schraubverbindung mit der Injektorbüchse verwendet wird.
-
Die obengenannte Aufgabe wird durch einen Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der keines dünnwandigen Turms oder Fortsatzabschnitts der Injektorbüchse bedarf, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.
-
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, bei dem keine separate obere Anschlagkappe und keine separate Sicherungsmutter verwendet wird, wodurch die Produktionskosten auf ein Minimum verringert werden und die Leistungsprobleme, die mit der Lockerung der Sicherungsmutter in Zusammenhang stehen, entfallen.
-
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der einfach und preisgünstig herzustellen ist.
-
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der ein oberes Anschlaggehäuse umfasst, das axialsymmetrisch ist, wodurch die Belastungen und Kosten inhärent gesenkt werden.
-
Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der den Aufwand, der für den Zusammenbau des oberen Anschlags und der Injektorbüchse erforderlich ist, minimiert.
-
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen einfachen, preisgünstigen, oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der ein einfaches Ableiten von Schmieröl im Inneren des oberen Anschlaggehäuses während des Betriebs ermöglicht.
-
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffinjektoreinheit und einen oberen Anschlagaufbau bzw. Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der die Klemmkraft zu dem Außendurchmesser der Büchse und nicht zu dem Innendurchmesser der Büchse überträgt, um eine Verformung der Bohrung nach innen, d. h. Quetschung, zu minimieren und die Klemmkraft zu maximieren, wodurch die Verwendung bei hohen Zylinderdruckanwendungen möglich ist, wobei der Kraftstoffinjektor in der Injektorbefestigungsbohrung effektiv abgedichtet ist.
-
Diese und andere Aspekte und Vorteile werden vorzugsweise durch die Bereitstellung eines oberen Anschlagaufbaus bzw. Kraftstoffinjektors zur Aufnahme einer Klemmkraft von einer Klemme erreicht, um eine Kraftstoffinjektoreinheit, welche eine Plungerkolbenanordnung umfasst, an einem Zylinderkopf zu befestigen bzw. sichern, aufweisend einen einheitlichen, einstückigen, oberen Anschlaggehäusekörper mit einer mittigen bzw. zentralen Bohrung, einem ersten Ende, einem gegenüberliegenden zweiten Ende, einem klemmenaufnehmenden Teil, der zwischen dem ersten und zweiten Ende ausgebildet ist, und einem oberen Anschlag, der einstückig an dem ersten Ende des oberen Anschlaggehäusekörpers ausgebildet ist, um eine Axialbewegung der Plungerkolbenanordnung zu begrenzen. Der einheitliche, einstückige, obere Anschlaggehäusekörper umfasst des Weiteren einen gewindelosen Injektoreingriffsteil, der an dem zweiten Ende für den sicheren, gewindelosen Eingriff mit der Kraftstoffinjektoreinheit ausgebildet ist. Der einheitliche, einstückige, obere Anschlaggehäusekörper umfasst des weiteren eine vorbestimmte Axiallänge, die einen vorbestimmten Hub der Plungerkolbenanordnung definiert. Das einheitliche, einstückige, obere Anschlaggehäuse kann axialsymmetrisch sein, und der klemmenaufnehmende Teil kann eine zylindrische, äußere, ringförmige Oberfläche zum Führen der Klemme aufweisen. Ölauslaufdurchlässe können in dem klemmenaufnehmenden Teil ausgebildet sein und sich radial vollständig durch diesen erstrecken. Der gewindelose Eingriffsteil kann eine innere, ringförmige Schulter zur Auflage auf der Kraftstoffinjektoreinheit, und einen ringförmigen, vorspringenden Teil, der radial außerhalb der ringförmigen Schulter angeordnet ist, umfassen. Der gewindelose Eingriffsteil kann eine Öffnung zur Aufnahme eines gerollten bzw. Walzenstiftes zur Befestigung der oberen Anschlaganordnung an der Kraftstoffinjektoreinheit umfassen.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Kraftstoffinjektoreinheit, die sicher in einer Befestigungsbohrung, die in einem Motorzylinderkopf ausgebildet ist, durch eine Klemmkraft, die durch eine Klemme ausgeübt wird, befestigt werden kann, aufweisend eine Injektorbüchse mit einer Plungerkolbenbohrung, ein festgeklemmtes Ende, ein gegenüberliegende Ende und eine äußere Oberfläche, die sich zwischen dem festgeklemmten Ende und dem gegenüberliegenden Ende erstreckt. Die Kraftstoffinjektoreinheit umfasst des weiteren eine Plungerkolbenanordnung, die zur Hin- und Herbewegung in die Plungerkolbenbohrung eingebaut ist, und einen oberen Anschlaggehäusekörper, der eine mittige bzw. zentrale Bohrung zur Aufnahme des festgeklemmten Endes der Injektorbüchse, ein erstes Ende und ein gegenüberliegende Ende umfasst. Die Injektoreinheit umfasst des weiteren einen oberen Anschlag, der an dem ersten Ende des oberen Anschlaggehäusekörpers zur Begrenzung einer Axialbewegung der Plungerkolbenanordnung positioniert ist, und einen klemmenaufnehmenden Abschnitt, der an dem Gehäusekörper zwischen dem ersten und zweiten Ende des oberen Anschlaggehäusekörpers positioniert ist, zum Führen der Klemme in den Eingriff mit dem oberen Anschlaggehäusekörper. Die Kraftstoffinjektoreinheit umfasst des weiteren eine Injektoreingriffsvorrichtung, die an dem zweiten Ende des oberen Anschlaggehäuses für den Eingriff mit der Injektorbüchse angeordnet ist, um den oberen Anschlaggehäusekörper an der Injektorbüchse zu befestigen und die Klemmkraft auf die Injektorbüchse zu übertragen. Die Injektoreingriffsvorrichtung umfasst eine innere, ringförmige Schulter zur Auflage auf bzw. Anlage an der Injektorbüchse, und einen ringförmigen, vorspringenden Teil, der sich axial entlang der äußeren Oberfläche der Injektorbüchse zu dem gegenüberliegenden Ende der Injektorbüchse erstreckt. Der klemmenaufnehmende Abschnitt, die ringförmige Schulter und der ringförmige vorspringende Teil können einstückig an dem oberen Anschlaggehäuse ausgebildet sein, und das klemmenaufnehmende Mittel kann eine zylindrische, äußere, ringförmige Oberfläche zur radialen Positionierung zwischen der Klemme und der Plungerkolbenanordnung umfassen. Die Injektoreingriffsvorrichtung kann des weiteren eine ringförmige Eingriffsnut umfassen, die in der Injektorbüchse ausgebildet und neben bzw. benachbart zu dem ringförmigen vorspringenden Teil positioniert ist, und eine Befestigungsvorrichtung, die in der ringförmigen Eingriffsnut zur Befestigung des Gehäusekörpers an der Injektorbüchse positioniert ist. Die Injektoreingriffsvorrichtung kann des weiteren eine Öffnung umfassen, die in dem ringförmigen, vorspringenden Teil ausgebildet ist, und die Befestigungsvorrichtung kann die Form eines Spann- bzw. Walzenstifts aufweisen, der sowohl in der Öffnung als auch in der ringförmigen Eingriffsnut positioniert ist. Eine Spannfeder ist zum Vorspannen der Plungerkolbenanordnung in die mittige bzw. zentrale Bohrung vorgesehen, wobei die Feder ein Ende umfasst, das in Auflage mit einer distalen Endfläche der Injektorbüchse positioniert ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann der obere Anschlag einstückig an dem oberen Anschlggehäuse ausgebildet sein, und eine vorbestimmte Axiallänge der gesamten Anordnung, einschließlich des einstückig gebildeten, oberen Anschlaggehäusekörpers, des oberen Anschlags, des klemmenaufnehmenden Teils und der Injektoreingriffsvorrichtung, kann eine vorbestimmte Axiallänge enthalten, die eine vorbestimmte äußere Grenze eines Rückwärtshubs der Plungerkolbenanordnung definiert. Es ist wichtig, dass die Injektoreingriffsvorrichtung das obere Anschlaggehäuse an der Injektorbüchse gewindelos befestigt. Die Injektorbüchse umfasst eine äußere, diametrale Stirnfläche, die an dem festgeklemmten Ende neben bzw. benachbart zu der äußeren Oberfläche der Büchse ausgebildet ist, und eine innere, diametrale Stirnfläche, die an dem festgeklemmten Ende neben bzw. benachbart zu der Plungerkolbenbohrung ausgebildet ist. Die innere, ringförmige Schulter ist in Auflage mit der äußeren, diametralen Stirnfläche positioniert, und die innere, diametrale Stirnfläche ist ohne Kontakt mit der Injektoreingriffsvorrichtung.
-
In der Folge wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erklärt, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:
-
1 eine Draufsicht von oben auf den oberen Anschlagaufbau der vorliegenden Erfindung, der an einer Kraftstoffinjektoreinheit montiert ist, die an einem Zylinderkopf eines Innenverbrennungsmotors durch eine Klemme befestigt ist;
-
2 eine perspektivische Ansicht des oberen Anschlagaufbaus von 1, der mit der Klemme in Eingriff steht und mit der Kraftstoffinjektoreinheitsbüchse verbunden ist;
-
3 eine seitliche, perspektivische Schnittansicht des oberen Anschlagaufbaus, der Klemme und der Kraftstoffinjektorbüchse von 2; und
-
4 eine Schnittansicht der Injektoreinheit entlang der Ebene 4-4 in 3.
-
Mit Bezugnahme auf 1 ist ein oberer Anschlagaufbau der vorliegenden Erfindung dargestellt, der generell mit 10 bezeichnet ist, der zur Übertragung hoher statischer Niederhalte-Klemmkräfte auf den Körper einer Kraftstoffinjektoreinheit 12 bestimmt ist, während Querkräfte minimiert werden, wodurch die Verformung der Kraftstoffinjektorbohrung nach innen, d. h. eine Quetschung, minimiert wird, während er effektiv als oberer Anschlag zur Begrenzung der Bewegung einer Injektor-Plungerkolbenanordnung wirkt. Eine Kaftstoffinjektoreinheit 12 ist in einer Befestigungsbohrung 14 positioniert, die in einem Zylinderkopf 16 eines Innenverbrennungsmotors ausgebildet ist. Eine Klemme 18 ist zur Befestigung der Kraftstoffinjektoreinheit 12 in der Befestigungsbohrung 14 mit einer ausreichenden Klemmkraft vorgesehen, die zur Erzeugung einer Abdichtung zwischen der Kraftstoffinjektoreinheit 12 und dem Teil des Zylinderkopfs 16, der das innere Ende der Befestigungsbohrung 14 bildet, notwendig ist, die ausreicht, um ein Austreten von Zylindergas bei hohen Zylinderdrücken zwischen dem Kraftstoffinjektor und dem Zylinderkopf zu vermeiden. Ebenso begrenzt der obere Anschlagaufbau 10, wie in der Folge beschrieben wird, effektiv die Auswärtsbewegung einer Kraftstoffinjektor-Plungerkolbenanordnung, wodurch für das notwendige Spiel zur effektiven Schmierung der Komponenten des Injektorantriebszuges gesorgt ist. Daher dient der obere Anschlagaufbau 10 als Anschlag für eine Injektor-Plungerkolbenanordnung, während er effektiv axiale Befestigungskräfte auf einen Kraftstoffinjektor 12 derart überträgt, dass die Verformung der Bohrung nach innen minimiert wird, wodurch höhere Klemmkräfte und somit eine verbesserte Zylinderdruckabdichtung ermöglicht werden.
-
Wie in 1 dargestellt, verläuft eine Befestigungsvorrichtung 20, d. h. eine Schraube, durch eine Öffnung, die in der Klemme 18 ausgebildet ist, in den Eingriff mit einer Bohrung mit Innengewinde, die in dem Zylinderkopf 16 ausgebildet ist. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Klemme 18 zwei Gabeln 22a, 22b, die in einem beabstandeten Verhältnis zueinander für den Eingriff mit der oberen Anschlaganordnung 10 ausgebildet sind. Das Festziehen der Befestigungsvorrichtung 20 überträgt eine vorbestimme Klemmkraft durch die Gabeln 22a, 22b zu der oberen Anschlaganordnung 10, wodurch die Kraftstoffinjektoreinheit 12 in der Befestigungsbohrung 14 gehalten wird. Mit Bezugnahme auf 2 und 3 umfasst der obere Anschlagaufbau ein eine Einheit bildendes einstückiges, oberes Anschlaggehäuse 24 mit einem oberen Anschlaggehäusekörper 26. Der obere Anschlaggehäusekörper 26 umfasst eine mittlere Bohrung 28, die sich vollständig axial durch diesen erstreckt, einen oberen Anschlag 30, der an einem Ende des Gehäusekörpers 26 positioniert ist, einen Injektoreingriffsteil oder eine Injektoreingriffsvorrichtung 32, die an einem gegenüberliegenden Ende des Gehäusekörpers 26 positioniert ist, und einen klemmenaufnehmenden Teil 34, der zwischen dem oberen Anschlag 30 und dem Injektoreingriffsteil 32 positioniert ist. Der Injektoreingriffsteil 32 steht fest mit einem festgeklemmten Ende 36 einer Injektorbüchse 38, ohne Verwendung von Gewinden, in Eingriff, wie in der Folge ausführlicher besprochen wird.
-
Die Injektorbüchse
38 umfasst eine Plungerkolbenbohrung
40 zur Aufnahme einer Plungerkolbenanordnung
42. Die Plungerkolbenanordnung
42 ist zur Hin- und Herbewegung in die Plungerkolbenbohrung
40 zur Bewegung in einem Einspritz- und Rückwärtshub eingebaut. Die Plungerkolbenanordnung
42 wird von einer Spannfeder
44 nach außen in den Eingriff mit einem Injektorantriebszug (nicht dargestellt) gespannt. Eine Kupplung
46 ist mit dem äußeren Ende der Plungerkolbenanordnung
42 verbunden und umfasst einen äußeren Flansch und Federsitz
48, gegen den die Spannfeder
44 wirkt, um den Plungerkolben
42 nach außen zu spannen. Die Kraftstoffinjektoreinheit
12 kann jede Kraftstoffinjektoreinheit mit einer Plungerkolbenanordnung sein, die einen Anschlagmechanismus zur Begrenzung der Auswärtsbewegung der Plungerkolbenanordnung benötigt, wie jeder Krafstoffinjektor mit offener Düse oder geschlossener Düse mit einer mechanisch betätigten Plungerkolbenanordnung, wie in der
US 5,441,027 A und der
5,299,738 A und der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel ”Verstifteter Injektoraufbau” offenbart ist, die alle dem Antragsteller der vorliegenden Erfindung gemeinschaftlich übertragen wurden und deren gesamter Inhalt hierin als Referenz eingeführt wird. Natürlich muss die Injektorbüchse dieser Injektorkonstruktionen gemäß der vorliegenden Erfindung modifiziert werden, um den oberen Anschlagaufbau der vorliegenden Erfindung aufzunehmen.
-
Wie in 2 und 3 dargestellt, ist der obere Anschlag 30 einstückig an dem Gehäusekörper 26 ausgebildet und umfasst eine innere, ringförmige Verbreiterung 50. Während des Rückwärtshubs der Plungerkolbenanordnung 42 stoppt die ringförmige Verbreiterung 50 die Auswärtsbewegung der Kupplung 46 und somit die Plungerkolbenanordnung 42, indem sie in Kontakt mit dem Flansch 48 positioniert wird. Auf diese Weise dient der obere Anschlag 30 dazu, das Spiel zwischen den Teilen in dem Injektorantriebszug (nicht dargestellt) zu erleichtern, um eine richtige Schmierung zwischen diesen zu ermöglichen. Der klemmenaufnehmende Teil 34 ist zwischen den beiden Enden des Gehäuseteils 26 angeordnet und umfasst eine zylindrische, äußere, ringförmige Oberfläche, die so dimensioniert und positioniert ist, dass sie die Gabeln 22a, 22b der Klemme 18 führt. Somit ist der klemmenaufnehmende Teil 34 vollständig frei von großen Öffnungen, so dass sie zylindrische, äußere Oberfläche 52 radial zwischen den Gabeln 22a, 22b und der Plungerkolbenanordnung 42 positioniert werden kann. Einer oder mehrere kleine Ölauslaufdurchlässe 54 sind in dem klemmenaufnehmenden Teil 34 ausgebildet, so dass Schmieröl in der mittigen bzw. zentralen Bohrung 28 nach außen, in die obenliegende Nockenwellen des Motors fließen kann. Auf diese Weise verringern die Ölauslaufdurchlässe 54 die Menge an Schmieröl, die in das Kraftstoffsystem durch den Zwischenspalt zwischen der Plungerkolbenanordnung 42 und der Injektorbüchse 38 leckt, während für einen aktiven Strom an frischem Schmieröl in das Innere des Gehäusekörpers 26 gesorgt ist, Zusätzliche Ölauslaufdurchlässe können in der Injektorbüchse 38 vorgesehen sein, die das Auslassen von Öl aus dem oberen Anschlaggehäuse unterstützen. Der klemmenaufnehmende Teil 34 umfasst auch eine ringförmige Klemmverbreiterung 56, auf der die Gabeln 22a, 22b aufliegen. Die Klemmkraft wird somit von den Gabeln 22a, 22b über die ringförmige Verbreiterung 56 in den Gehäusekörper 26 übertragen.
-
Der Injektoreingriffsteil 32 umfasst eine innere, ringförmige Schulter 58, die in der mittigen bzw. zentralen Bohrung 28 an einem dem oberen Anschlag 30 gegenüberliegenden Ende des Gehäusekörpers 36 positioniert ist. Der Injektoreingriffsteil 32 umfasst auch einen ringförmigen vorspringenden Teil 60, der sich von der ringförmigen Schulter 58, axial entlang einer äußeren Oberfläche der Injektorbüchse 38 erstreckt. Die ringförmige Schulter 58 liegt auf einer Endfläche 62 auf, die an der Injektorbüchse 38 ausgebildet ist. Es ist wichtig, dass die ringförmige Schulter 48 insbesondere mit einem oder einer äußeren, diametralen, Stirnendteil bzw. -fläche 64 der Endfläche 62 und nicht mit dem oder der inneren, diametralen, Stirnendteil bzw. -fläche der Endfläche 62 in Kontakt steht. Vorzugsweise ist die Endfläche 62 in einer einzigen Querebene von der Plungerkolbenbohrung 40 zu der äußeren Oberfläche der Injektorbüchse 38 positioniert oder erstreckt sich durch diese. Diese Konstruktion verzichtet auf einen dünnwandigen, inneren, diametralen Fortsatz oder Turmabschnitt, der sich in die mittige bzw. zentrale Bohrung 28 erstreckt, wodurch die Probleme einer Verformung der Bohrung nach innen vermieden werden, die mit solchen dünnwandigen Türmen in Zusammenhang stehen. Wenn das obere Anschlaggehäuse 24 an der Injektorbüchse 38 montiert wird und eine Klemmkraft auf die ringförmige Klemmverbreiterung 56 ausgeübt wird, wird die Klemmkraft zu der Injektorbüchse 38 an dem äußeren Durchmesser der Injektorbüchse 38 durch den Kontakt zwischen der inneren, ringförmigen Schulter 58 und der äußeren, diametralen Oberfläche 64 übertragen. Da die Klemmkraft auf den äußeren Teil der Injektorbüchse 38 ausgeübt und eine Gewindeverbindung vermieden wird, wie in der Folge besprochen wird. verringert die vorliegende Erfindung die Verformung der Büchsenbohrung nach innen, während höhere Klemmkräfte möglich sind, die bei hohen Zylinderdruckanwendungen erforderlich sind.
-
Wie in 3 und 4 dargestellt, umfasst die Injektorbüchse 38 eine ringförmige Eingriffsnut 66, die in der äußeren Oberfläche der Injektorbüchse 38 an dem festgeklemmten Ende 36 ausgebildet ist. Eine Öffnung 68 ist in dem ringförmigen vorspringenden Teil 60 zur Aufnahme einer Befestigungsvorrichtung 70, d. h. eines Spannbzw. Walzenstifts, ausgebildet, um das obere Anschlaggehäuse 24 an der Injektorbüchse 38 zu befestigen. Die Befestigungsvorrichtung 70 ist vorzugsweise ein gewundener Spann- bzw. Walzenstift, der so aufgebaut bzw. konstruiert ist, dass er eine angemessene Festigkeit garantiert, insbesondere während der Entfernung des Injektors. Die Öffnung 68 erstreckt sich durch den ringförmigen vorspringenden Teil 60 in einem tangentialen Verhältnis zu der ringförmigen Eingriffsnut 66, so dass der Walzenstift durch die Öffnung 68 in die ringförmige Eingriffsnut 66 eingeführt bzw. eingesteckt werden kann, um eine relativ lockere, aber dennoch feste, gewindelose Verbindung zwischen dem oberen Anschlaggehäuse 24 und der Injektorbüchse 38 zu schaffen. Mit Bezugnahme auf 4 ist von Bedeutung, dass die Stiftöffnung 68 einen Gleitpassungsteil 74 umfasst, der sich von einem Ende entlang einem wesentlichen Teil der Öffnung 68 erstreckt, und einen Preßpassungsteil 74, der an einem gegenüberliegenden Ende ausgebildet ist. Der Gleitpassungsteil 72 ist mit einem Durchmesser ausgebildet, der etwas größer als der Durchmesser oder Umfang des Befesigungselements 70 ist, so dass das Befestigunselement 70 leicht durch den Gleitpassungsteil 72 eingeführt bzw. eingesteckt werden kann. Andererseits ist der Presspassungsteil 74 mit einem Durchmesser ausgebildet, der etwas kleiner als der Durchmesser des Befestigungselements 70 ist, so dass ein Fest- oder Presssitz zwischen einem Ende des Befestigungselements 70 und dem Presspassungsteil 74 entsteht. Ein weiterer wichtiger Aspekt des vorliegenden, gewindelosen Injektoreingriffsteils oder der Injektoreingriffsvorrichtung 32 ist die relative Größe der ringförmigen Nut 66, der Öffnung 68 und des Befetigungselements 70. In herkömmlichen Kraftstoffinjektorkörperkonstruktionen ist ein oberer Anschlagaufbau mit einer Injektorbüchse durch eine Gewindeverbindung verbunden, die Querkräfte auf die Büchse ausübt, wodurch die mittige bzw. zentrale Bohrung nach innen verformt wird und ein Fressen des Plungerkolbens die Folge ist. Der vorliegende, gewindelose Injektoreingriffsteil oder die Injektoreingriffsvorrichtung 32 vermeidet die Ausübung quergerichteter Anordnungskräfte auf die Büchse 38, indem nicht nur auf die Gewindeverbindung und einen Eingriff mit dem äußeren Durchmesser der Büchse 38 verzichtet wird, sondern indem auch die Größe der ringförmigen Nut 66 und der Öffnung 68 so gestaltet wird, dass ein Hohlraum 76 entsteht, der ein Umfangsmaß aufweist, das größer als der Durchmesser des Befestigungselements 70 ist. Somit werden die quergerichteten Anordnungskräfte an dieser Verbindung vollständig vermieden, indem der Hohlraum 76 mit einem Umfangsmaß gestaltet wird, das groß genug ist, um einen Presskontakt mit dem Befestigungselement 70 zu vermeiden. Der Injektoreingriffsteil 32 verbindet das obere Anschlaggehäuse 24 effektiv mit der Injektorbüchse 38, ohne Schraubengewinde zu verwenden, wodurch Querkräfte beseitigt werden, die mit Gewindeverbindungen zusammenhingen. Daher erzeugt der gewindelose Eingriffsteil 32 eine relativ lockere und vollständig gewindelose Verbindung bei der Montage, während die Klemme 18 eine sichere, feste Verbindung erzeugen kann, indem sie eine axiale Klemmkraft auf das Gehäuse überträgt. Diese Konstruktion verringert die Verformung der Bohrung nach innen deutlich, wodurch ein Fressen des Plungerkolbens und die Wahrscheinlichkeit eines Versagens des Injektors verringert werden. Es sollte offensichtlich sein, dass der gewindelose Injektoreingriffsteil oder die Injektoreingriffsvorrichtung 32 der vorliegenden Erfindung mehr als eine Stift- und Öffnungskombination verwenden kann, oder jede andere Verbindung, die imstande ist, den oberen Anschlaggehäusekörper 26 und die Büchse 38 zu befestigen, während die Ausübung einer Querkraft auf die Büchse 38 vermieden wird.
-
Es ist von Bedeutung, dass der Gehäusekörper 26 symmetrisch um seine Längsachse gebildet ist, d. h. axialsymmetrisch, so dass es nicht notwendig ist, den Gehäusekörper 26 in einer besonderen Drehposition für einen korrekten Betrieb zu positionieren. Somit wird der obere Anschlaggehäusekörper 26 an der Injektorbüchse 38 in einer beliebigen Drehposition befestigt, wie in der Folge ausführlicher beschrieben wird, und wird dann von der Klemme 18, unabhängig von der Drehposition des Gehäusekörpers 26 erfasst, während der obere Anschlag 30 automatisch für einen effektiven Betrieb des oberen Anschlags positioniert wird. Ebenso gelangt das Befestigungselement 70 mit der ringförmigen Nut 66 unabhängig von der relativen Drehposition zwischen dem oberen Anschlaggehäusekörper 26 und der Büchse 38 in Eingriff, da sich die ringförmige Nut 66 um den gesamten Umfang der Büchse 38 erstreckt. Diese axialsymmetrische Konstruktion verringert an sich auch die Belastung in dem Gehäuse.
-
Das einheitliche, einstückige. obere Anschlaggehäuse 24 ist mit einer vorbestimmten Axiallänge L konstruiert, die in 3 angegeben ist, welche die ringförmige Verbreiterung 50 an einer vorbestimmten Anschlagposition anordnet, wodurch eine vorbestimmte äußere Grenze des Rückwärtshubs der Plungerkolbenanordnung 42 definiert wird. Die vorbestimmte Axiallänge L ist die Länge des Gehäuses 24 zwischen der inneren, ringförmigen Schulter 58 und der ringförmigen Verbreiterung 50. Der ”obere Anschlag” oder die vorbestimmte äußere Grenze des Rückwärtshubs wird durch Wahl eines oberen Anschlaggehäuses mit einer vorbestimmten Axiallänge L eingestellt, welche eine gewünschte obere Anschlagposition definiert, d. h. eine äußere Grenze des Rückwärtshubs der Plungerkolbenanordnung 42, welche das gewünschte Spiel zwischen den Komponenten des Injektorantriebszuges (nicht dargestellt) erzeugt, das notwendig ist, um das Schmieröl zwischen den Teilen für eine richtige Schmierung zu halten. Dieses Merkmal eines voreingestellten oberen Anschlags, das jedes einheitliche, einstückige, obere Anschlaggehäuse 24 aufweist, wird durch einstückiges Ausbilden des oberen Anschlags 30 und des Injektoreingriffsteils 32 mit dem Gehäusekörper 26 zur Bildung des einheitlichen, einstückigen, oberen Anschlaggehäuses 24 erreicht. Auf diese Weise werden bei dem oberen Anschlaggehäuse der vorliegenden Erfindung unnötige Kosten für die Bereitstellung von separaten oberen Anschlagkomponenten vermieden, wie einer oberen Anschlagkappe und einer Sicherungsmutter, während die Probleme entfallen, die mit der Lockerung separater Komponenten, die durch Gewindeverbindungen verbunden sind, zusammenhängen.
-
Der obere Anschlagaufbau der vorliegenden Erfindung kann bei jedem Kraftstoffinjektor verwendet werden, der eine zur Hin- und Herbewegung eingebaute Plungerkolbenanordnung aufweist, d. h. eine mechanisch betätigte Kraftstoffinjektoreinheit, die an irgendeinem Innenverbrennungsmotor irgendeines Fahrzeuges oder irgendeiner Industrieausrüstung befestigt ist, in welcher eine genaue, preisgünstige und effektive obere Anschlagsfunktion und Kraftverteilung wesentlich sind.
