DE19953269C2 - Federnde Buchse, insbesondere für Einspritzventile an Otto-Motoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine federnde Buchse, insbe­ sondere für den Einsatz bei Einspritzventilen an Otto-Moto­ ren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Üblicherweise werden Einspritzventile an Otto-Motoren durch Pratzen bzw. Überrwurfmuttern am Zylinderkopf befestigt. Von Nachteil ist dabei, dass fast immer eine ungleichmäßig ver­ teilte Anpresskraft entsteht. Daraus resultierend ergeben sich Dichtungsprobleme. Auch die notwendigerweise und zwangsläufig entstehenden Temperaturwechsel sowie ungleich­ mäßige Temperaturverteilungen führen bei dem oben geschil­ derten Stand der Technik zu erheblichen Problemen.

Entsprechende Probleme ergeben sich aber auch ganz allge­ mein, wenn fertigungstechnisch nicht auszuschließende Abwei­ chungen von Sollwerten auftreten. Die Auswirkungen sind dann nahezu die gleichen, wie die weiter oben geschilderten.

Aus der DE 80 05 988 U1 ist eine Gleithülse mit einem im wesentlichen in Längsrichtung über die Breite der Gleithülse verlaufenden Schlitz bekannt, wobei der Schlitz eine speziel­ le Ausgestaltung erfahren hat, um einerseits das Einführen der Gleithülse und andererseits die Abstützung des zu lagern­ den Maschinenteils auch im Bereich des Schlitzes zu verbes­ sern. Außer dem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz sind Gemeinsamkeiten mit dem Patentgegenstand nicht vorhanden. Insbesondere geht es beim Gegenstand dieser Druckschrift nicht um eine axiale Abstützung.

Aus der DE 41 14 643 A1 ist ein Wälzlager für Lenksäulen von Kraftfahrzeugen bekannt, wobei ein Innen- und ein Außenring derart angeordnet sind, dass ein Toleranzring 4 bzw. 16 von dem Innenring umgeben ist, wobei eine Feder 7, 17 mit mehre­ ren, axial nach außen gewölbten, bogenförmigen Rippen 8, die an einer Stirnseite des Toleranzringes in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind, vorhanden ist. Dieser vorbe­ kannte Gegenstand besteht aus polymerem Werkstoff und ist verständlicherweise als federnde Buchse für Einspritzventile an Otto-Motoren nicht geeignet.

Bei dem DE 295 15 488 U1 bekannten Gegenstand ist zwar ein Längsschlitz vorgesehen, mit dem ein Toleranzausgleich für einen darin zu lagernden Rotationskörper geschaffen werden soll. Der beim Patentgegenstand wichtige axiale Toleranz­ ausgleich in zwei zueinander senkrechten Achsen x bzw. y ist mit diesem vorbekannten Stützlagerelement jedoch nicht mög­ lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als Zwi­ schenelement verwendbare Buchse zu schaffen, mit der sich die aus Temperaturwechsel, ungleicher Temperaturverteilung sowie fertigungbedingten Toleranzen ergebenden Abweichungen von vorgegebenen Sollwerten mit geringem Aufwand ausgegli­ chen werden können.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des An­ spruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Eine solche, als Federelement ausgebildete Buchse ist einer­ seits in der Lage, hohe definierte Spannkräfte zu erzeugen und andererseits Formfehler und Abweichungen von den Soll­ werten zwischen den beiden Anlageflächen der Buchse auszu­ gleichen, ohne die Funktion im übrigen zu beeinträchtigen.

Dennoch ist ein sicherer dichtender Sitz gewährleistet, da die weiter oben erwähnte Buchse zentrisch-axial federnd ge­ staltet ist und darüber hinaus Winkelabweichungen und Quer­ kräfte in x- und y-Achse auszugleichen vermag.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht gemäß I-I in Fig. 2 einer erfindungsgemäßen, im wesentlichen kreisrunden federnden Buchse, die sich über einen Umfang von etwa 270° erstreckt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine solche Buchse,

Fig. 3 eine Seitenansicht der federnden Buchse gemäß III-III in Fig. 2 sowie schließlich

Fig. 4 eine Abwicklung einer solchen federnden Buchse.

Die in Fig. 1 dargestellte federnde Buchse 10 wird mit ihrer in einer Ebene verlaufenden Auflagefläche 11, die in dieser Fig. 1 am rechten Rand liegt, auf eine Ebene aufgesetzt. Kommt eine solche Buchse für ein Einspritzventil an einem Otto-Motor in Frage, so wird die Buchse 10 mit ihrer ebenen Auflagefläche 11 in eine entsprechende zylindrische Bohrung des Zylinderkopfes eingesetzt. Das in der Fig. 1 links dar­ gestellte andere Ende 12 der federnden Buchse 10 stützt sich an einer zweiten Fläche ab, die im Falle eines Otto-Motors mit Brennstoffeinspritzung ein sogenanntes "rail" (Kraft­ stoff-Verteiler-Rohr) darstellen kann.

Die Fig. 2 läßt erkennen, dass sich der Mantel der federnden Buchse 10 vorzugsweise über einen Umfangswinkel von etwa 270° erstreckt. Es bleibt somit ein Öffnungswinkel von etwa 90° des Umfangs. Dieser Öffnungswinkel ermöglicht einerseits eine relativ hohe Flexibilität der Buchse in Umfangsrichtung. Sie kann unter entsprechendem Kraftaufwand in gewissem Umfang in ihrem Durchmesser erweitert oder auch verringert werden. Andererseits ermöglicht der Öffnungswinkel den seit­ lichen Eintritt der Kraftstoff- und Elektroanschlüsse für das Einspritzventil.

Die Fig. 3 lässt erkennen, dass sich im oberen Bereich der Buchse ein bogenförmig ausgebildetes Teil als obere Begren­ zung eines Fensters 13 befindet. Dieses bogenförmig ausge­ bildete Teil liegt mit seiner Kuppe 14 am weiter oben er­ wähnten "rail" des Motors an.

Die federnde Buchse 10 weist zwei solcher, sich diametral in der y-Achse gegenüberliegender Fenster 13 mit bogenförmigem oberen Abschluss auf.

Bei Winkelabweichungen der Anlageflächen in x-Richtung, d. h. bei einem Fehlerwinkel β, erfolgt ein automatischer Aus­ gleich durch Abwälzen auf dem oberen balligen Teil des Bo­ gen, d. h. auf der Kuppe 14. Bei einer Winkelabweichung α in der y-Achse ergibt sich ebenfalls ein automatischer Aus­ gleich durch unterschiedlich starke federelastische Auslen­ kung der beiden Bögen 15.

Eine solche federnde Buchse 10 kann in äußerst einfacher Weise aus geeignetem Flachmaterial hergestellt werden. Dabei weist der Rohling der Buchse dann zunächst die Gestalt gemäß Fig. 4 auf. Durch an sich bekannte Fertigungsschritte wird aus dem flachen Rohling eine weiter oben beschriebene Buchse 10 mit im wesentlichen kreisrundem Umfang hergestellt.

Nach dem Krümmungsvorgang ertreckt sich die federnde Buchse dann - wie weiter oben beschrieben - über einen Umfangswin­ kel von etwa 270°.

Die Buchse 10 ist mit nur geringem Fertigungsaufwand her­ stellbar und ersetzt eine Vielzahl bisher erforderlicher Einzelteile. Insbesondere in der modernen Fließbandtechnik ergeben sich damit erhebliche Vorteile.

Die in der y-Achse liegenden Bögen 15 haben federelastische Eigenschaften. Dadurch können, wie in der Fig. 1 schematisch angedeutet, etwa in der y-Achse liegende Fehlerwinkel α durch leichte Verformungen des einen oder anderen Bogens 15 der Buchse 10 ausgeglichen werden. Die Weichheit und damit die Federwirkung der Bögen 15 kann durch einen zweiten klei­ neren Bogen 15a beeinflußt werden.

Bei einem in Fig. 3 schematisch dargestellten Fehlerwinkel β kann die an der dortigen Kuppe 14 anliegenden Fläche auf dieser Kuppe 14 abrollen und so ein Ausgleich bei einem Fehlerwinkel β in x-Richtung erfolgen.

Schließlich können auch Korrekturen im wirksamen Durchmesser der Buchse 10 durch elastische Verformungen erfolgen. Eine Verringerung des wirksamen Durchmessers erfolgt durch ein elastisches Zusammendrücken der Buchsenwandung. Bei einem Nachlassen der entsprechenden Kräfte weitet sich der Durch­ messer wieder auf.

Der in Fig. 4 dargestellte ebene Rohling der Buchse kann in Großserie in einem Arbeitsgang aus Flachmaterial hergestellt werden.

Insgesamt zeigt die mit geringem Aufwand herstellbare Buchse 10 Eigenschaften, die mit denen eines erheblich aufwendige­ ren kardanischen Gelenks vergleichbar sind.

Claims (5)

1. Federnde Buchse für die Aufspannung eines Einspritzven­ tils an einem Otto-Motor, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (10) im Grundriss einen nahezu geschlossenen Kreisumfang mit einem dem Toleranzausgleich dienenden axial verlaufenden Schlitz und in ihrem oberen Bereich zwei Fenster (13) mit elastisch verformbaren abschließen­ den ersten Bögen (15) sowie sich an diese Bögen (15) an­ schließenden kleineren, gegenläufigen zweiten Bögen (15a) aufweist, welche an bezüglich einer ersten Achse (y- Achse) diametral gegenüberliegender Position angeordnet sind.

2. Buchse nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass der größere Bogen (15) an seiner Aussenseite eine gegenüber dem Umfeld vorspringende und als Anlagepunkt gestaltete Kuppe (14) aufweist.

3. Buchse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Mantel der Buchse über einen Um­ fangswinkel von etwa 270° mit einem sich daraus ergeben­ den Öffnungswinkel von etwa 90° erstreckt.

4. Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass sie aus Federstahl besteht.

5. Buchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die sich im Öffnungsbereich der Buchse (10) ergebenden Kanten gebrochen sind.