DE2527347A1 - Befestigungsvorrichtung zur befestigung einer einspritzduese am zylinderkopf eines motors - Google Patents

Befestigungsvorrichtung zur befestigung einer einspritzduese am zylinderkopf eines motors

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DE2527347A1
DE2527347A1 DE19752527347 DE2527347A DE2527347A1 DE 2527347 A1 DE2527347 A1 DE 2527347A1 DE 19752527347 DE19752527347 DE 19752527347 DE 2527347 A DE2527347 A DE 2527347A DE 2527347 A1 DE2527347 A1 DE 2527347A1
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bore
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Description

Patentanwalt
Dipl. Ing. H. J. Hübner 896O Kempten/AHgIIu
Mozart.traß· 21 - Tel. 08 31/2 82 9t
18. Juni 1975
Anmelder: Caterpillar Tractor Co., PEORIA / USA Anwaltsakte: X 931
BEFESTIGUNGSVORRICHTUNG ZUR BEFESTIGUNG EINER EINSPRITZDÜSE AU ZYLINDERKOPF EINES MOTORS
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung einer Einspritzdüse am Zylinderkopf eines Motors, wobei der Zylinderkopf eine im wesentlichen glatte DUsenaufnahmebohrung aufweist.
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Bisher wurde der Treibstoff für die Treibstoffeinspritzdüsen durch eine Treibstoffleitung zugeführt, die einen sogenannten "Banjo anschluss11 aufweist. . Solch ein "Banjoanschluss" ist am Umfang durch Hartlöten oder dergleichen auf permanente Weise um den Einspritzdüsenkörper befestigt. Die Einspritzdüse ist normalerweise in einer glatten, nicht mit-einem Gewinde versehenen Düsenaufnahmebohrung im Zylinderkopf befestigt, wobei die Einspritzdüse und die Treibstoffleitung mittela einer schweren Federklammer und einem Haltebolzen befestigt sind.Wie in der US PS 3,244,377 gezeigt, ist der Haltebolzen in eine Gewindebohrung eingeschraubt, die sich in einem Abstand von der DUaenaufnaheebohrung im Zylinderkopf befindet.
Es ist häufig der Fall, dass bei vielen Motoren, bei denen die vorstehend beschriebene Einspritzdüsenanordnung verwendet wird, die Treibstoffleitung unter der Kipphebelwelle des Zylinderventilmeohanismus durchgeführt ist. Om ein Entfernen der Einspritzdüse zu ermöglichen, ist es daher notwendig die Kipphebelwelle und verschiedene andere Motorenteile au entfernen.
Eine Lösung des obengenannten Problems ist in der US PS 3,431,895 gezeigt, bei der ein Zwischenstück verwendet wird, um die Entfernung der Einspritzdüse ohne Beeinträchtigung der Zuführleitung zu gestatten.Diese Erfindung benötigt aber einen speziellen Zylinderkopf, der ein Schraubengewinde in den normalen glatten Düsenaufnahmebohrungen aufweist, um die Einspritzdüse und das Zwischenstück am Zylinderkopf zu befestigen. Demzufolge kann diese Lösung nicht ohne Aenderungen des Zylinderkopf·? und nur mit übermässigen Kosten bei bestehenden Motoren verwendet werden, die "Banjoenschlussn aufweisen,
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Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Befestigungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine Treibstoffeinspritzdüse lösbar am Zylinderkopf eine.; Motors befestigt werden kann, die die Entfernung der Einspritzdüse ohne Demontage der Treibst off zuführleitung oder des angrenzenden Zylinderventilmechanismus gestattet und die ohne weiteres bei bestehenden Motoren verwendet werden kann, ohne dass irgendwelche JLenderungen am Zylinderkopf notwendig sind.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Zwischenstück vorgesehen ist, das einen Anschluss für eine Treibstoffzuführleitung und eine durchgehende Bohrung aufweist, die mit der Düsenauf nahmebohrung im Zylinderkopf genau zusammenpasst, dass in einem Abstand zu dieser Bohrung Mittel zur Befestigung des Zwischenstückes am Zylinderkopf angeordnet sind und dass die sich in einem vorbe- . stimmten Verhältnis axial in die Düsenaufnahmebohrung des Zylinderkopfes erstreckende Einspritzdüse mittels einer Befestigungseinrichtung in der bohrung des Zwischenstückes befestigt ist, um ein wahlweises Herausnehmen der Einspritzdüse aus der Düsenaufnahmebohrung ohne Entfernung des Zwischenstückes, der Treibstoffzuführleitung oder der angrenzenden Motorenteile zu gestatten.
Die Erfindung wird nun an Hand der sie beispielweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden und zwar zeigt die einzige Figur einen vertikalen Querschnitt durch einen Zylinderkopf mit dem Zylinderkopfdeekel und einem Teil des Motorblocks, wobei die Treibstoffeinspritzdüse mit einer erfindungsgemässen Befestigungsvorrichtung im Zylinderkopf befestigt ist.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist eine erfindung3gemässe Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung generell mit 10 bezeichnet und steht mit einem Zylinderkopf 12 und einem Motor 13 in Verbindung. Der Zylinderkopf 12 ist mit einer langgestreckten, durchgehenden und im wesentlichen glatten Düsenaufnahmebohrung 15 versehen, die sich in den Verbrennungsraum 16 eines Zylinders 18 in einem Motorblock 19 erstreckt. Der Zylinderkopf 12 ist auch mit einer Gewindebohrung 21 versehen , die seitlich versetzt parallel zur Düsenaufnahmebohrung 15 verläuft.
Ein Zylinderkopfdeckel 22 ist auf dem Zylinderkopf 12 durch konventionelle, nicht gezeigte Befestigungsmittel montiert und enthält solche Teile wie den Zylinderventilmechanismus und die dazugehörenden Tragteile einschliesslich einer Kipphebelwelle 24.
Die Befestigungsvorrichtung 10 dient zum lösbaren Befestigen einer langgestreckten, bleistiftförmigen Treibstoffeinopritzdüse 26 in der dazugehörenden Düsenaufnahmebohrung 15 im Zylinderkopf 12 . Die Einspritzdüse 26 ist mit einem zylindrischen Körper 27 versehen, der ein unteres Einspritzende 28 und ein gegenüberliegendes, oberes Abflussanschlussende 29 aufweist.
Die Befestigungsvorrichtung 10 enthält einen radial gerichteten Schulterteil 30, der sich in längswärts zentralangeordneter Beziehung zwischen den gegenüberliegenden Enden 28, 29 des DUsenkörpers 27 befindet. Der Schulterabschnitt 30 enthält ein Paar sich in einem Längsabstand befindende obere und untere Enden 32 und 33,
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zwischen denen sich eine konisch zusanraenlauienae Cmfangsflache 34 erstreckt. Diese Umfangsfläche 34 ist durch eine zwischen den Enden 32 und 33 angeordnete, umlaufende Nut 35 in zwei Teile geteilt. Eine radial gerichtete Bohrung 36 ist in der Nut 35 angeordnet, die mit dem Inneren des Düsenko'rpers 27 in Verbindung steht. Ein rohrförraiger Befestigungsteil 38 ist tiber de;a Schulterabschnitt lose um den Körper 27 des Einspritzventils 26 angeordnet und enthält einen oberen, kerbverzahnten Abschnitt 39» einen unteren, mit einem reduzierten Durchmesser versehenen Abschnitt 40 und einen dazwischenliegenden, mit einem Aussengewinde versehenen Abschnitt 41.
Die Befestigungsvorrichtung 10 enthält ebenfalls ein Zwischenstück 44, das mit einer durchgehenden Bohrung 45 versehen ist, die mit der Düsenaufnahmebohrung 15 im Zylinderkopf 12 genau zusammenpasst. Die Bohrung 45 weist eine konisch zusarjnenlaüfende innere Wandung 46 auf,die mit der zusammenlaufenden Umfangsflache 34 des Schulterabschnittes 30 übereinstimmt und einen engen Sitz zur Aufnahme des Schulterabschnittes 30 bildet. Das Zwischenstück 44 enthält auch einen, mit einem Innengewinde und mit einem grösseren Durchmesser versehenen Vorsprung 47, der sich oberhalb der Bohrung 45 koaxial zu dieser erstreckt und zur Aufnahme des Gewindeabschnittes 41 des rohrförmigen Befe3tigungsteile3 dient. Am äusseren, oberen Ende de3 Vorsprunges 47 ist eine umlaufende Schutzkappenhaltelippe 48 angeordnet. Durch das Zwischenstück 44 urstreckt sich eine radial angeordnete Bohrung 49 » die sich in die Bohrung 45 erstreckt und mit der umlaufenden Nut 35 in Schulterabschnitt 30 der üinspritzdüss 26 zusammenwirkt, iüine Treibstoffzufuhrleitung 50 ist mit der Bohrung
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des Zwischenstückes 44 durch Hartlöten oder dergleichen verbunden. um Treibstoff von einer konventionellen, nicht gezeigten Trcibstoffpumpe durch die umlaufende Wut 35 und die Bohrung 56 in Schulterabschnitt 30 zur Einspritzdüse 26 zu befördern. Wie dies üblicherweise der Pail ist, wird die Zuführleitung 50 unter der Kipphobelwello 24 durchgeführt.· Das Zwischenstück 44 ist auch mit einer Bohrung 51 versehen, die mit der Bohrung 21 im Zylinderkopf 12 in üebereinstimmung bringbar ist.
Ein mit Gewinden versehener Bolzen 52 ist mit einem Ende 53 in die Gewindebohrung 21 im Zylinderkopf 12 eingeschraubt und das davon entfernt gelegene Ende 54 befindet sich in eineza vorbestimmten Abstand über dem Zylinderkopf 12. Der Bolzen 52 erstreckt sich durch die Bohrung 51 im Zwischenstück 44 und durch ein rohrfömiiges Distanzstück 55» das sich koaxial zur Oeffnung 51 oberhalb de3 Zwischenstückes 44 erstreckt. Eine erste Mutter 56 ist auf das Ende 54 des Bolzens 52 aufgeschraubt,um das Zwischenstück 44 durch eine über das Distanzstück 55 übertragene Klemmkraft am Zylinderkopf 12 zu befestigen.
Eine Federklammer 58 ist mit einem Ende mittels einer zweiten Kutter 59 am oberen Ende 54 des Bolzen 52 befestigt. Das andere Ende der Federklammer 58 ist über einer Treibstofileckloitung 61 angeordnet . Die Federklammer 58 übt eine nach unten gerichtete Kraft auf die Leckleitung 61 und die Einspritzdüse 26. Die Leckleitung 61 ist mittels eines strichliert dargestellten Nippels 62 mit der Einspritzdüse 26 gekuppelt, wobei sich dor Nippol 62 in das Leck— leitungaanschlussende 29 erstreckt, sodass jeder inneren Lecktreib-
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stoff auf konventionelle Wöise abfliessen kann. Jeder äussere Lecktreibstoff ist innerhalb einer elastomorischen Schutzkappe eingeschlossen, die am Vorsprung 47 befestigt ist, indem die Schutzkappe 63 komplett über das obere Ende der Einspritzdüse 26 und über die Lippe 48 des Vorsprunges 47 gezogen wird. Der Nippel 62 der Leckleitung 61 erstreckt sich durch eine Oeffnung in dem Teil der Schutzkappe 63,der über dem Ende 29 der Einspritzdüse 26 liegt,damit wie oben beschrieben, der innere Lecktreibstoff zur Leekleitung 6t geleitet werden kann.
Eine Dichtung 64 ist um die Einspritzdüse 26 herum zwischen dem Zwischenstück 44 und dem Zylinderkopf 12 angeordnet, um einerseits zusätzlich jedes Auslecken von Treibstoff von der Einspritzdüse
26 nach Aussen zu verhindern und andererseits um den Austritt von Gasen aus dem Verbrennungsraum 16 zu verhindern. Um den Körper
27 der Einspritzdüse 26 ist angrenzend an das Leckleitungs- Anschlussende 29 ein Abziehring 65 angeordnet.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Befestigungsvorrichtung ist wie nachstehend beschrieben.
Wenn sich die erfindungsgemässe Befestigungsvorrichtung 10 in. dem in der Zeichnung gezeigten, operativen Zustand befindet, bewirkt diese, da33 die bleistiftartige Einspritzdüse 26 in ihrer richtigen axial verlängerten Position in der Düsenaufnahmebohrung 15 im Zylinderkopf 12 montiert ist. Die Einspritzdüse 26 wird durch Einschrauben des rohrförmigen Befestigungsteiles 38 in den Vorsprung 47 im Zwischenstück 44 befestigt . Der Befestigungsteil 38 wird so angezogen,
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dass sein unteres Ende 40 mit dem reduzierten Durchmesser am oberen Ende 32 des Schulterabschnittes 30 anliegt und eine axial gerichtete Kraft darauf ausübt, um die konisch zusammenlaufenden Oberflächen 34 und 46 des Schulterabschnittes 30 und der Bohrung in Dichtungskontakt miteinander zu bringen. Dadurch wird das Auslecken von Treibstoff verhindert, der durch die Bohrung 49 und die umlaufende Nut 35 vom Zwischenstück 44 zur Einspritzdüse 26 strömt.
Das Zwischenstück 44 wiederum ist unabhängig am Zylinderkopf 12 befestigt, in dem die erste Mutter 56 auf dem Bolzen 52 über das Distanzatück 55 eine nach unten gerichtete Klemmkraft auf das Zwischenstück 44 ausübt. Durch die Federklammer 58, die über die Leckleitung 61 eine axiale Kraft auf die Einspritzdüse 26 ausübt, wird eine zusätzliche nach unten gerichtete Kraft auf das Zwischenstück 44 ausgeübt.
Wie für den Durchschnittsfachmann leicht ersichtlich, ermöglicht die Befestigungsvorrichtung 10 die Entfernung der Einspritzdüse 26 aus dem Zylinderkopf 16 ohne die Treibstoffzuführleitung 50 zu verletzen oder die Kipphebelwelle 24 auszubauen. Das Entfernen der Einspritzdüse 26 erfolgt dadurch, dass zuerst der Zylinderkopfdeckel 22 vom Zylinderkopf 12 auf die übliche Vioise abgenommen wird, um den Zugang zu der Einspritzdüse 26 zu ermöglichen. Danach wird durch Entfernen der zweiten Mutter 59 auf dem Bolzen 52 die Federklammer 58 abgenommen, wodurch es möglich ist, dass die Leckleitung 61 aus dem oberen Ende der Einspritzdüse 26 herausgezogen und auf eine Seite der Einspritzdüse 26 geschoben wird. Dann wird die Schutzkappe 63 vom Vorsprung 47 des Zwischenstückes 44 abgezogen und vom oberen
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• 3 ·
Ende der Einspritzdüse 26 entfernt. Auf dies© Vfeise wird der kerb— verzahnte Abschnitt 39 des rohrförmigen Befestigungsteiles 38 frei gelegt, aodass ein dazupassendes Werkzeug aufgesetzt und der Bßfesti— gungsteil 38 aus dem Vorsprung 47 hercusgesschraubt werden kann. Nachdem diese relativ einfache Prozedur beendet ist, kann die Einspritzdüse 26 aus der Düsenaufnahmebohrung 50 im Zylinderkopf 12 und aus dem Zwischenstück 44 herausgezogen werden. Falls es notwendig ist, die Einspritzdüse 26 loszulösen, sollte ein geeignetes Ziehwerkzeug verwendet werden, das am Abziehring 65 angesetzt werden kann, im eine Beschädigung der Einspritzdüse 26 zu verhindern. Das Zwischenstück 44 bleibt durch die unveränderte erste Kutter 56 au^ dom Bolzen 52 am Zylinderkopf 12 befestigt. Die Einspritzdüse 25 wird natürlich durch Umkehrung der vorstehend beschriebenen Schritte wieder eingebaut.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Befestigungsvorrichtung 10 für die Befestigung einer Treibstoffeinspritzdüse 26 in ihrer Düsenauf nahmebohrung 15 im Zylinderkopf 12 eines Kotors 13, welche die jederzeitige Entfernung der Einspritzdüse 26 aus dem Zylinderkopf 12 ermöglicht, ohne dass die treibstoffzuführleitung 50 oder andere angrenzende Motorenteile entfernt werden müssen.
Obwohl die Erfindung in bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass Aenderungen möglich sind,die in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen, die nicht auf die bevorzugte Ausführungsfora beschränkt ist.
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Claims (1)

  1. PATENTA Ή SP? UECH
    Befestigungsvorrichtung zur Befestigung einer Einspritzdüse ari Zylinderkopf eines Kotors, wobei der Zylinderkopf eine iia v/eoeatlichen glatte Düsenaufnahmobohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenstück (4-4) vorgesehen ist, das einen Anschluss (49) für eine Treibstoffzuführleitung (5θ) und eine durchgehende Bohrung (45) aufweist, die ait dor Düsenaufnahnebohrung (ip) im Zylinderkopf (12) genau zusammenpasst, dass in einem Abstand zur Bohrung (45) Mittel (21,51,52,55,56) zur Befestigung des Zwischenstückes (44) am Zylinderkopf (I2) angeordnet sind und dass die sich in einem vorbestimmten Verhältnis axial in die Düsonaufnahnebolirung (15) des Zylinderkopfes (12) erstreckende Einspritzdüse (26) mittels einer Befestigungseinrichtung (38,47) in der Bohrung (45) des Zwischenstückes (44) lösbar befestigt ist, um ein w&hlvcisos Herausnehmen der Einspritzdüse (26) aus der Diisenaufnahmebohrung (15) ohne Entfernung des Zwischenstückes (44) der Treibstoffzuführleitung (50) oder der angrenzenden Motorenteile zu gestatten.
    2) Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (38,47) zur lösbaren Befestigung der Einspritzdüse (26) in der Bohrung (45) des Zwiachenatückos (44) einen mit einem Innengewinde versehenen, auf dem Zv/ischenstuck (44) angeordneten sich koaxial zur Bohrung (45) erstreckenden Vorsprung (47) und einen dazupassenden, mit einem Aussengewinde versehenen, um die Einspritzdüse (26) angeordneten Befestigungateil (38) enthält, welcher zum Kuppeln der Einspritzdüse (26) mit des Zwischenstück (44)
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    in den Vorsprung (4?) einschraubbar ist.
    3) Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung von Treibstoff aus der Treibstoffleitung (50) in das Innere der Einspritzdüse (26) je eine von zwei Bohrungen (36,49) im Zwischenstück (44) und in der Einspritzdüse (26) angeordnet ist und dass je eine von zwei übereinstimmenden, konisch zusammenlaufenden Oberflächen (34,46) in der Bohrung (45) des Zwischenstückes (44) und an der Einspritzdüse (26) angeordnet ist, wobei die Bohrungen (36,49) durch die konischen Oberflächen (34,46) in zentral angeordneter, radial ausgerichteter Beziehung zusammenpassen und die Oberflächen (34,46) um die Bohrungen (36,49) in. Dichtungskontakt bringbar sind, um ein Ausströmen von Treibstoff zu verhindern.
    4) Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 3 f dadurch gekennzeichnet, dass die konisch zusammenlaufende Oberfläche (34) dor Einspritzdüse (26) durch einen radial um die Einspritzdüse (26) angeordneten Schulterabschnitt (30) gebildet ist, der ein oberes, vom Zylinderkopf (12) entfernt liegendes Ende (32)aufweist, dass der mit einen Aussengewinde versehene Befestigungsteil (48) rohrförmig ausgebildet und lose um die Einspritzdüse (26) angeordnet "ist, wobei ein Ende des 3efestigungsteiles(38) Mittel (39) zur Aufnahme eines Werkzeuges sum Drehen des Befestigungsteiles (38; aufweist und das andere, an den Schulterabschnitt (30) angrenzende Ende (40) mit dem oberen Ende (32) des Schulterabschnittes (30) in Uirkverbindung bringbar ist, um die konisch zusammenlaufenden OberflHchen (34,46) durch Einschrauben des Befestigungsteiles (38) in den Vorsprung (47) in ^ichtungskontakt zu bringen.
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    5) Befestigungsvorrichtung nach einen: oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die KjLttel (21,51,52,55,56) zur Befestigung des Zwischenstückes (44) an Zylinderkopf (i2; eine , im Zylinderkopf (12) von der Düsenaufnahmebohrunj ^,j) seitlich versetzt angeordnete, parallel zu dieser verlaufende Gewindebohrung (21)j eine mit der Gewindebohrung (21) zusammenpassende Bohrung (51 ) durch das Zwischenstück (44) und einen Crrfindobolzen (52) enthalten, der in die Gewindebohrung (21)eingeschraubt ist und sich durch die Bohrung (51) im Zwischenstück (44) erstreckt, um das Zwischenstück (44) unabhängig von der Befestigungseinrichtung (58,47) zur Befestigung der Einspritzdüse (26) in der Bohrung (45) des Zwischenstückes (44) am Zylinderkopf (12) zu montieren.
    6) Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem in die Gewindebohrung (21) im Zylinderkopf (12) eingeschraubten, durch die Bohrung (51) in Zwischenstück (44) ragenden Befestigungsbolzen (52) ein auf dem Zwischenstück (44) aufliegendes rohrförmiges Distanzstück (55) angeordnet ist und dass zur Befestigung des Zwischenstückes (54) aß Zylinderkopf (12) eine erste Mutter (56) auf das obere Ende (54) des Gewindobolzens (52) aufgeschraubt ist, die über das Distanzstück (55) eine axial gerichtete Kraft ausübt.
    7) Befestigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dajs die Einspritzdüse (26) mit einem Anschlussendstück (29) versahen ist, das in einem Abstand über dem Zwischenstück (44) liegt und da£y eine Lockleitung (61 )
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    sit den imschlussendstück (o1 ) verbunden iöt, u.u "O-den inneren Leck^reibotoff aus dor Einspritzdüse (2ό) abzuführen.
    δ) BefOoti^nr^avorx-ichtuiij nach eine Ei oder mehreren dor Anüprüchö
    1 bis 7 , dadurch jekcnnze-ichnet, dass Eiitte-ls einer av/eiten I-luttor (59) eine Fodcrklar.iraer (5o) ani oberen. Ende (54) des üoicrci^jungsbolsens (52) bex^esti^c iat, die axt dar Lecklcit-an^· (61) in ^virkvorbindun^ steht und diese an der -χηαρχ'χΐ^αίώώ (26) bafeGti^'i und die eine axial nach unten gerichtete liraft auf die Sincpritsdüiie (2o) ausübt j um den Befestiguxigsbolzen (52) ^ur Lofestiaung dcG Zviiichen3tücke3 (44) am Zylinderkopf (i2) au unterstiltaen.
    9) Befestigungsvorrichtung nach einen oder mehreren der Ansprüche
    1 bis δ , dadurch gekennzeichnet, dass eine über das Anschlussendstück (25) der üi/nspritzdüse (26) angeordnete Schutskappe (S3) aa Vorsprung (47) des Zwischenstückes (44) befestigt ist, um jeden L'usseren Lecktreibatoff von der Einspritzdüse (2b) einauschliessen.
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