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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Erfindung bezieht sich auf die Bereitstellung von elektrischen Verbindungen,
die mit Zylinderkopfhaubenanordnungen zur Verwendung mit Verbrennungsmotoren
mit elektrischer Ausrüstung, wie
etwa galvanisch verbundenen Kraftstoffeinspritzdüsen, in der Zylinderhaube in
Verbindung stehen.
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HINTERGRUND
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Es
gibt eine allgemeine Entwicklung zu der Verwendung von elektrisch
gesteuerten Kraftstoffeinspritzdüsen
in Dieselmotoren, die durch den anhaltenden Drang nach geringeren
Abgasen angeregt wurde.
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Da
die Kraftstoffeinspritzdüsen
für gewöhnlich auf
dem Zylinderkopf innerhalb einer Zylinderkopfhaube (Kipphebelabdeckung)
positioniert sind, ist es somit nötig, elektrische Verdrahtung
von den einzelnen Kraftstoffeinspritzdüsen an der Zylinderkopfhaube
vorbei zu einer externen Steuerschaltung zu trassieren. Das Volumen,
das von der Zylinderkopfhaube eingefasst wird, enthält Schmierölbahnen für die Nockenwelle
und Ventilkomponenten und auch eine Entlüfteranordnung für die Gasrückführung. Folglich
ist es nötig,
dass die Zylinderkopfhaube auf eine fluidundurchlässige Art
und Weise an dem Zylinderkopf angebracht ist.
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Es
ist bekannt, die elektrische Verdrahtung für die Kraftstoffeinspritzdüsen durch
eine Öffnung
in der Zylinderkopfhaube zu trassieren. Dies erfordert eine Öffnung,
die größer ist
als jedwedes Verbindungsstück
an einem oder dem anderen Ende der Verdrahtung, und es ist schwierig,
eine derartige Öffnung
abzudichten. Es ist ebenfalls bekannt, die Verdrahtung durch eine
Durchführungstülle, die
in eine Aussparung, die sich von einer Kante der Zylinderkopfhaube
erstreckt, eingeführt
wird, zu trassieren. Dies ist schwierig einzusetzen und ist kompliziert
auf eine derartige Art und Weise umzusetzen, um eine fluidundurchlässige Abdichtung
zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
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JP 2001161138 offenbart
eine Zylinderkopfhaube, die auf einen Zylinderkopf montiert werden kann,
um einen geschlossenen Raum zu definieren. Ein Verbindungsstück wird
zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zu der Außenseite
der Zylinderkopfhaube an ein Ende der Zylinderkopfhaube platziert.
Dieses Verbindungsstück
wird fixiert und kann mit Bezug auf die Zylinderkopfhaube nicht
bewegt werden, unabhängig
der Positionierung der Zylinderkopfhaube auf dem Zylinderkopf.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Zylinderkopfhaubenanordnung bereit,
die eine Trassenführung
für elektrische
Verbindungen bereitstellt, die leicht einzusetzen ist und eine wirksame
Abdichtung aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Zylinderkopfhaubenanordnung zur
Verwendung mit einem Verbrennungsmotor bereit. Die Anordnung beinhaltet
eine Zylinderkopfhaube, die auf einem Zylinderkopf positioniert
werden kann, um einen geschlossenen Raum zu definieren.
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Ein
erstes Verbindungsstück
weist eine elektrische Verdrahtung auf, die sich davon erstreckt,
die mindestens ein distales Ende aufweist, welches bei Betrieb des
Motors mit mindestens einer elektrischen Vorrichtung, die innerhalb
des geschlossenen Raums angeordnet ist, verbunden werden kann.
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Die
Zylinderkopfhaube definiert eine Öffnung durch diese mit einer
geschlossenen Peripherie, wobei in diese Öffnung das erste Verbindungsstück eingreifen
kann, um entfernbar auf der internen Oberfläche der Zylinderkopfhaube angrenzend
an der geschlossenen Peripherie aufzuliegen.
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Das
erste Verbindungsstück
kann mit Bezug auf die Zylinderkopfhaube bewegt werden, um in die Öffnung einzugreifen,
nachdem die Zylinderkopfhaube auf dem Zylinderkopf positioniert
ist.
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Von
einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden
von mindestens einer elektrischen Vorrichtung, die innerhalb einer Zylinderhaube
angeordnet ist, mit einer Stelle extern der Zylinderhaube bereit.
Bei dem Verfahren wird ein Verbindungsstück, das über eine elektrische Verdrahtung
mit einem ersten Verbindungsstück
gekoppelt ist, an mindestens einer elektrischen Vorrichtung angebracht.
Die Zylinderkopfhaube ist auf einem Zylinderkopf positioniert, um
einen geschlossenen Raum zu definieren. Das erste Verbindungsstück greift
anschließend
in eine Öffnung
ein, die in der Zylinderkopfhaube bereitgestellt ist, wobei das
erste Verbindungsstück
entfernbar auf einer internen Oberfläche der Zylinderkopfhaube angrenzend
an der Öffnung
aufliegt.
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Optional
wird dann ein zweites Verbindungsstück an der Öffnung von außerhalb
der Zylinderkopfhaube angelegt, um in das erste Verbindungsstück einzugreifen
und elektrisch mit diesem gekoppelt zu sein.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren des Trennens von
mindestens einer elektrischen Vorrichtung, die innerhalb einer Zylinderkopfhaube
angeordnet ist, von einer Stelle extern der Zylinderkopfhaube bereit,
wobei sich die Zylinderkopfhaube auf einem Zylinderkopf befindet, um
einen geschlossenen Raum zu definieren, wobei in der Zylinderkopfhaube
mindestens eine elektrische Vorrichtung, die an der elektrischen
Verdrahtung angebracht ist, angeordnet ist, wobei die Verdrahtung
mit einem ersten Verbindungsstück
gekoppelt ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Lösen und
Entfernen eines zweiten Verbindungsstücks, das durch eine Öffnung,
welche in der Zylinderkopfhaube bereitgestellt ist, in das erste
Verbindungsstück
eingreift, wodurch das erste und das zweite Verbindungsstück elektrisch
entkoppelt werden.
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Dann
wird verursacht, dass sich das erste Verbindungsstück von einer
internen Oberfläche
der Zylinderkopfhaube angrenzend an der Öffnung weg bewegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine isometrische Ansicht eines Teils einer Zylinderkopfanordnung,
die eine Ausführungsform
der Erfindung bildet;
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2 ist
eine isometrische Ansicht einer Zylinderkopfhaube, die ein Teil
dieser Ausführungsform bildet;
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3 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 aus 2;
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4 ist
ein bruchstückartiger
Aufriss in der Richtung des Pfeils 4 aus 3;
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5A, 5B und 5C sind
ein vorderer, seitlicher bzw. hinterer Aufriss eines Teils eines Verbindungsstücks, das
in dieser Ausführungsform verwendet
wird;
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6 ist
eine teilweise Querschnittsansicht entlang derselben Richtung wie 3,
wobei sie jedoch ein erstes und ein zweites Verbindungsstück in Position
zeigt; und
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7 ist
eine Seitenansicht eines Werkzeugs zur Verwendung mit der Ausführungsform
aus 1 bis 6.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft
beschrieben.
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1 zeigt
ein Teil eines Zylinderkopfs 10, der durch Befestigungselemente 12 an
einem Zylinderblock 11 angebracht ist. Kraftstoffeinspritzdüsen (nicht
gezeigt) werden über
die elektrische Verdrahtung in der Form von Einspritzdüsenverbindungsstücken 14 und
Zuführungen 18,
die in einen Kabelbaum 20 gesammelt werden, elektrisch
gesteuert. Der Kabelbaum 20 ist auf einer Kabelbaumstütze 22,
die an dem Zylinderkopf 10 gesichert ist, montiert. Der
Kabelbaum 20 umfasst eine äußere Abdeckung, die durch relativ
biegsame röhrenförmige Teilabschnitte 24 und
relativ feste Winkelteilabschnitte 26 gebildet ist.
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Unter
Hinwendung auf 2 ist eine Zylinderkopfhaube 28 bereitgestellt,
die an dem Zylinderkopf 10 gesichert werden kann, um einen
geschlossenen Raum zu bilden, in dem die elektrischen Vorrichtungen
in der Form der Kraftstoffeinspritzdüsen und die elektrische Verdrahtung
in der Form der Zuführungen 18 und
des Kabelbaums 20 angeordnet sind. In dem geschlossenen
Raum können
sich andere elektrische Vorrichtungen (nicht gezeigt) als die elektrisch
gesteuerten Kraftstoffeinspritzdüsen
oder zusätzliche
dazu befinden und über
die elektrische Verdrahtung gesteuert werden; zum Beispiel elektrisch
gesteuerte Motorbetätigungsventile
oder Kompressionsfreigabeverzögerer.
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Die
Zylinderkopfhaube 28 bei dieser Ausführungsform ist eine Kunststoffform
und umfasst eine Entlüfterrohrverbindung 30 und
eine Öffnung 32.
Wie ebenfalls in 3 und 4 zu sehen
ist, ist die Öffnung 32 innerhalb
eines ausgesparten Abschnitts 34 der Zylinderkopfhaube 28 angeordnet,
wobei der ausgesparte Abschnitt 34 auf jeder Seite der Öffnung 34 auch
Durchgangslöcher 36 unterbringt.
Da sich die Öffnung 32 innerhalb
des ausgesparten Abschnitts 34 an einer Stelle, die von
der Kante der Zylinderkopfhaube 28 mit Abstand angeordnet
ist, befindet, weist die Öffnung 32 eine
geschlossene Peripherie 33 auf.
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Zu 1 zurückkehrend
endet der Kabelbaum 20 in einem ersten Verbindungsstück 38.
Eine Verbindungsstückmontage
wird durch eine Vielzahl, in diesem Beispiel ein Paar, von Stäben 40,
die sich von dem ersten Verbindungsstück 38 erstrecken,
und eine Klammer 42, in die die Stäbe 40 eingreifen,
gebildet, wie unten detaillierter beschrieben wird. Die Klammer 42 ist
an einer Kipphebelachse 44, die an dem Zylinderkopf 10 fixiert
ist, gesichert. Es versteht sich, dass die Klammer 42 stattdessen
an jedweder anderen Komponente, die an dem Zylinderkopf 10 fixiert
ist, oder an einem anderen fixierten Teil des Motors gesichert werden
kann.
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Das
erste Verbindungsstück 38 ist
in 5 detaillierter zu sehen. Das erste
Verbindungsstück 38 weist
einen Körperabschnitt 46 auf.
Ein Verbindungsstückblock 48 steht
von dem Körperabschnitt 46 nach vorne
vor und enthält
Verbindungsstückstifte 50,
wobei jeder davon elektrisch mit einer zugehörigen Drahtaufnahme 52,
auf die von der Hinterseite des ersten Verbindungsstücks 38 zugegriffen
werden kann, verknüpft
ist.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich der Körperabschnitt 46 des
ersten Verbindungsstücks 38 von
dem Verbindungsstückblock 48 nach
außen,
um eine nach vorne ausgerichtete Flanschoberfläche 54 bereitzustellen.
Die Flanschoberfläche 54 trägt eine
Dichtung 58. Es kann über
die Flanschoberfläche 54 und
die Dichtung 58 auf ein Paar Metalleineinsätze 56 mit
Schraubgewinde in dem Körperabschnitt 46 zugegriffen
werden. Die Stäbe 40 sind
in dem Körperabschnitt 46 gesichert
und erstrecken sich von seiner hinteren Oberfläche.
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Das
gezeigte erste Verbindungsstück 38 ist eine
abgewandelte Version eines Verbindungsstücks des Typs DT04-12PA-LE10
von Deutsch Ltd. aus East Grinstead, Sussex, England, UK, es können jedoch
andere Formen eines elektrischen Verbindungsstücks verwendet werden. Die Erfindung
ist nicht auf das bestimmte Verbindungsstück, das in den Figuren dargestellt
ist, beschränkt,
und es versteht sich, dass die Erfindung jedwedes elektrische Verbindungsstück, das
zum Verbinden mit einem zweiten Verbindungsstück 60, das mit einer
elektrischen Steuerschaltung (nicht gezeigt) verknüpft ist, geeignet
ist, einschließt.
Das erste und das zweite Verbindungsstück können eine Außen- und
eine Innen- bzw.
eine Innen- und eine Außenkomponente von
jedwedem bekannten Verbindungsstücksystem, wie
etwa Steckverbindungsstücke,
Stiftverbindungsstücke,
Hülsenverbindungsstücke, Mehrfachsteckverbindungsstücke oder
Reihenklemmenverbindungsstücke,
sein. Die Anzahl an und die Spannungs- und Stromkapazität von Pfaden
durch das Verbindungsstück
werden von den elektrischen Charakteristiken der elektrisch gesteuerten
Vorrichtungen innerhalb der Zylinderkopfhaube 28 bestimmt
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Es
ist möglich,
zusätzlich
zu oder anstelle der Dichtung 58 eine Dichtung (nicht gezeigt)
zwischen dem zweiten Verbindungsstück 60 und der äußeren Oberfläche der
Zylinderkopfhaube 28 bereitzustellen.
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Die
Stäbe 40 auf
dem ersten Verbindungsstück 38 greifen
in die Klammer 42, die so gewinkelt ist, dass sich das
erste Verbindungsstück 38 axial
in Richtung der Öffnung 32 und
von ihr weg bewegt, ein. Der Eingriff wird eingerichtet, um ausreichend Reibung
aufzuweisen, um das erste Verbindungsstück 38 in der Öffnung 32 zu
halten, während
die Schrauben 62 während
der Verbindung eines zweiten Verbindungsstücks in die Einsätze 56 des
ersten Verbindungsstücks 38 eingreifen,
was unten beschrieben ist.
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Das
erste Verbindungsstück 38 kann
am praktischsten mittels eines Werkzeugs 64, wie in 7 zu
sehen ist, mit Bezug auf die Öffnung 32 verändert werden.
Das Werkzeug 64 weist einen verlängerten Griff 66 und
einen Kopf 68 auf. Der Kopf 68 ist angepasst,
um das erste Verbindungsstück
zu greifen, wenn er daran anstößt, zum
Beispiel dadurch, dass er gefederte Aufnahmen aufweist, die eingerichtet
sind, um manche oder alle der Verbindungsstückstifte 50 zu greifen,
oder dadurch, dass er gefederte Klemmbacken oder Halter aufweist,
um in den Verbindungsstückblock 48 einzugreifen.
Bei einer bestimmten Ausführungsform
kann der Kopf 68 eine angewandelte Version eines zweiten
Verbindungsstücks 60 sein,
das gestaltet ist, um als ein Mitverbindungsstück mit dem ersten Verbindungsstück 38 zu wirken,
zum Beispiel das entsprechende Innenverbindungsstück, falls
das erste Verbindungsstück 38 ein
Außenverbindungsstück ist.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Wie
am einfachsten unter Bezugnahme auf 6 zu verstehen
ist, kann das erste Verbindungsstück 38, sobald die
Zylinderkopfhaube 28 auf dem Zylinderkopf 10 in
Position ist, aus einer anfänglichen Position,
die durch gestrichelte Linien angezeigt ist, bewegt werden, bis
die Flanschoberfläche 54 in
die interne Oberfläche
der Zylinderkopfhaube 28, mit der Dichtung 58 dazwischen,
eingreift. Das Werkzeug 64 kann verwendet werden, um das
erste Verbindungsstück 38 in
die Öffnung 32 und
gegen die Zylinderkopfhaube 28 zu ziehen, an welchem Punkt
weitere Spannung das Werkzeug 64 von dem ersten Verbindungsstück 32 entfernt.
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Ein
zusammenpassendes zweites Verbindungsstück 60, das durch Verdrahtung 70 elektrisch mit
einer elektrischen Steuerschaltung (nicht gezeigt) gekoppelt ist,
wird von außerhalb
an der Öffnung 32 angelegt.
Die Befestigungselemente mit Gewinde in der Form von Schrauben 62 werden
durch die Durchgangslöcher 36 in
die Metalleinsätze 56 eingeführt und
befestigt, um das erste und das zweite Verbindungsstück fest
aneinanderzuziehen, um sowohl eine galvanische Verbindung als auch
ein Schließen der Öffnung 32 zu
bewirken.
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Wenn
es gewünscht
ist, Zugriff auf den Zylinderkopf 11 zu erhalten, werden
die Schrauben 62 aus den Metalleinsätzen 56 und den Durchgangslöchern 36 entfernt,
das zweite Verbindungsstück 60 wird
entfernt, das erste Verbindungsstück 32 wird auf den Stäben 40 nach
innen gestoßen,
wo die Klammer 42 verhindert, dass es sich von den Stäben 40 löst, und die
Zylinderkopfhaube 28 wird entfernt.
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Folglich
ermöglicht
es die Erfindung, dass eine Zylinderkopfhaube 28, durch
die Verdrahtung führt,
auf eine einfache und schnelle Art und Weise angefügt wird
und dass eine fluidundurchlässige
Einfassung erzielt wird.
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Die
Erfindung kann in Dieselmotoren, die eine elektrisch gesteuerte
Kraftstoffeinspritzung aufweisen, wie auch in Verbrennungsmotoren
im Allgemeinen, die elektrisch gesteuerte Zylinderkopfvorrichtungen
aufweisen, verwendet werden.