EP1134407A1 - Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse in/an einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse in/an einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1134407A1
EP1134407A1 EP01102653A EP01102653A EP1134407A1 EP 1134407 A1 EP1134407 A1 EP 1134407A1 EP 01102653 A EP01102653 A EP 01102653A EP 01102653 A EP01102653 A EP 01102653A EP 1134407 A1 EP1134407 A1 EP 1134407A1
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EP
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pressure sleeve
injection nozzle
receiving bore
ring
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Karl Mayr
Rüdiger Tangemann
Günter Watzinger
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors

Definitions

  • the invention relates to a preamble of claim 1 Fastening device for a fuel injection nozzle in / on an internal combustion engine, in which the injection nozzle by means of one under the axial action of a Clamping device against a pressure sleeve bearing on the nozzle-side clamping shoulder with a free, stepped end section clamped in a stepped receiving bore is arranged, being between the receiving bore and the inserted A radial clearance is provided in the pressure sleeve.
  • Such a device is known for example from DE 195 11 703 A1, at which is the clamping force on the injector via one of the system of the injector achieved in the stepped mounting hole slightly spaced clamping shoulder is, however, the injection nozzle in the pressure sleeve and this in the receiving bore the internal combustion engine over a considerable longitudinal extent are arranged swingable.
  • the free swing length of an injection nozzle is according to one of the EP 0 774 579 A1 known, non-generic fastening device avoided that the tensioning device immediately on an outside of the Receiving hole arranged clamping shoulder of the injection nozzle acts, however the clamping force applied by means of the clamping device over a considerable Length of the injector the support in the stepped receiving bore supplied is. Depending on the rigidity of the clamping device, this can be done with radial Play injector arranged in the receiving bore to vibrate their entire length be excited.
  • the invention has for its object a generic fastening device to further develop such that the oscillation lengths of the injection nozzle are shortened.
  • pressure sleeve is equipped with means, each under the axial action of the clamping device radial deformation until it rests against the wall of the mounting hole and are subject to contact with the injection nozzle.
  • a cylindrical designed pressure sleeve in three telescopically guided sections is divided, with a radially inward between the first pair of end faces Injector deformable crimp ring and between the second pair of faces arranged a radially outward deformable pinch ring is.
  • the respective squeeze ring is preferably an O-ring made of a rubber-elastic one or elastomeric material.
  • DE-AS 1 097 760 is a fastening device for a fuel injector known on an internal combustion engine in which a screw-in Pressure sleeve in the mounting hole near a centering using a sealing ring is sealed and also the injection nozzle arranged in the pressure sleeve is sealed against the pressure sleeve via a further sealing ring, however this document gives no indication that such sealing rings as radial Crimp rings for positive and non-positive connection between the pressure sleeve and the receiving bore on the one hand and the pressure sleeve and the injection nozzle on the other hand, to shorten the free oscillation lengths of the injection nozzle use.
  • pressure sleeve in two sections is divided, the one section over a slotted explosive cone section into a slit formed in a collar of the other section Spreading cone section engages, the spreading cone section radially outward to the receiving bore and the explosive cone section radially inward to the injection nozzle is deformed.
  • a one-piece pressure sleeve between a pressure ring and a sleeve portion a bellows-like section made of truncated cones has, abutting base diameter of two adjacent truncated cones limit an expansion collar and also abutting tip diameters a centering collar on the nozzle side of two adjacent truncated cones limit, the bellows-like section is provided with longitudinal slots.
  • DE 195 08 305 A1 describes a fastening device for a fuel injector known in / on an internal combustion engine, in which one of the Injection nozzle with clearance through a bellows-like extension and an intermediate pressure ring on the clamping shoulder of the injection nozzle works, but here the abutment of the bulging shaft sections serves Development of a high axial compressive stress. Centering the injector is not recognizable over the bellows-like section.
  • a fastening device 1 for a fuel injector 2 in / on a Internal combustion engine 3 provides that the injection nozzle 2 by means of one under the axial action of a clamping device 4 against one nozzle-side clamping shoulder 5 adjacent pressure sleeve 6 with a free, stepped End section 7 is arranged clamped in a stepped receiving bore 8, a between the receiving bore 8 and the inserted pressure sleeve 6 Radial play is given.
  • the Pressure sleeve 6 to a relatively close to the support of the injector 2 in the stepped Receiving hole 8 spaced clamping shoulder 5, which is above the clamping shoulder 5 in the direction of the clamping device 4 for the injection nozzle 2 and of the pressure sleeve 6 that defines it in sections is a relatively long one Vibration length results due to at least that between the pressure sleeve 6 and the Location bore 8 given radial play.
  • the invention proposed that the respective pressure sleeve 6 ', 6 ". 6" with means is equipped, each under the axial action of the clamping device 4 radial deformation up to the wall 9 of the receiving bore 8 and subject to contact with the injector 2.
  • FIG. 2a shows the composite pressure sleeve 6 'according to the invention with below the effect of the clamping device 4, not shown, radially outwards and radially inwardly deformed crimp rings 14 and 12, the deformed Crush ring 14, the pressure sleeve 6 'against the wall 9 of the receiving bore 8 supports and the deformed crimp ring 12, the injector 2 relative to the pressure sleeve 6 'centered.
  • the respective squeeze ring 12 or 14 is preferably an O-ring made of one rubber-elastic or elastomeric material.
  • a further embodiment of the invention shows in FIG. 3 a cylindrical one Pressure sleeve 6 ", which is divided into two sections 15 and 15 '.
  • the upper section 15 has a slotted explosive cone section 16, which in one in a collar 17 of the other section 15 'formed, slotted expansion cone section 18th engages, the expansion cone section 18 or the collar 17 radially outward Receiving bore 8 of Figure 1 and the explosive cone section 16 radially inward is deformed to the injector 2 of Figure 1.
  • Under the action of the tensioning device 4 of FIG. 1 cause the explosive cone section 16 and the expanding cone section 18 a radial according to the action reaction in the mounting arrangement shown in FIG. 3a Outward deformation to the receiving bore 8 and a radial deformation towards the injector 2.
  • FIG. 4 shows a one-piece pressure sleeve 6 '' 'which is between a pressure ring 19 and a sleeve section 20 a bellows-like section 21 of mutually directed truncated cones 22, 22 'and 22 " limit abutting base diameters of two adjacent truncated cones 22 and 22 'an expanding collar 23 and abutting tip diameters two adjacent truncated cones 22 'and 22 "a centering collar on the nozzle side 24.
  • the bellows-like section 21 is provided with longitudinal slots 25, order with appropriate wall thickness of the truncated cones 22, 22 'and 22 "in the axial Force introduction by means of the clamping device 4 of Figure 1 a radial expansion to achieve the expansion collar 23 and a radial constriction of the centering collar 24, on the one hand to fix the injection nozzle 2 relative to the pressure sleeve 6 '' 'and on the other hand, the pressure sleeve 6 ′′ ′′ relative to the receiving bore 8 in FIG. 1 to establish vibration-free.

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Abstract

Für eine Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse in/an einer Brennkraftmaschine mit über eine Druckhülse (6,6') eingespannt angeordneter Einspritzdüse (2) wird zur schwingungsfreien Anordnung der Einspritzdüse (2) vorgeschlagen, dass die Druckhülse (6,6') mit Mitteln (12,14) ausgerüstet ist, die unter einer axialen Einwirkung einer Spanneinrichtung (4) auf die Druckhülse (6,6') jeweils einer radialen Verformung bis zur Anlage an einer Wandung (9) einer Aufnahmebohrung (8) und zur Anlage an der Einspritzdüse (2) unterliegen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse in/an einer Brennkraftmaschine, bei der die Einspritzdüse mittels einer unter der axialen Wirkung einer Spanneinrichtung gegen eine düsenseitige Spannschulter anliegende Druckhülse mit einem freien, gestuften Endabschnitt in einer gestuften Aufnahmebohrung eingespannt angeordnet ist, wobei zwischen der Aufnahmebohrung und der eingeführten Druckhülse ein Radialspiel vorgesehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 11 703 A1 bekannt, bei der zwar die Spannkraft auf die Einspritzdüse über eine der Anlage der Einspritzdüse in der gestuften Aufnahmebohrung gering beabstandeten Spannschulter erzielt ist, jedoch die Einspritzdüse in der Druckhülse und diese in der Aufnahmebohrung der Brennkraftmaschine jeweils über eine erhebliche Längserstreckung frei schwingbar angeordnet sind.
Die freie Schwinglänge einer Einspritzdüse ist gemäß einer aus der EP 0 774 579 A1 bekannten, gattungsfremden Befestigungs-Vorrichtung zwar dadurch vermieden, dass die Spanneinrichtung unmittelbar auf eine außerhalb der Aufnahmebohrung angeordnete Spannschulter der Einspritzdüse einwirkt, jedoch die mittels der Spanneinrichtung aufgebrachte Spannkraft über eine erhebliche Länge der Einspritzdüse deren Auflage in der gestuften Aufnahmebohrung zugeleitet ist. In Abhängigkeit der Steifigkeit der Spanneinrichtung kann diese mit radialem Spiel in der Aufnahmebohrung angeordnete Einspritzdüse zu Schwingungen über ihre gesamte Länge angeregt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Befestigungs-Vorrichtung derart weiterzubilden, dass Schwinglängen der Einspritzdüse verkürzt sind.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die Druckhülse mit Mitteln ausgerüstet ist, die unter der axialen Wirkung der Spanneinrichtung jeweils einer radialen Verformung bis zur Anlage an der Wandung der Aufnahmebohrung und zur Anlage an der Einspritzdüse unterliegen.
Mit der Erfindung ist in besonders vorteilhaft einfacher Weise eine Verkürzung der Schwinglängen der Einspritzdüse erzielt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine zylindrisch gestaltete Druckhülse in drei miteinander teleskopisch geführte Abschnitte unterteilt ist, wobei zwischen dem ersten Stirnflächenpaar ein radial einwärts zur Einspritzdüse verformbarer Quetschring und zwischen dem zweiten Stirnflächenpaar ein radial auswärts zur Aufnahmebohrung verformbarer Quetschring angeordnet ist. Vorzugsweise ist der jeweilige Quetschring ein O-Ring aus einem gummielastischen oder elastomeren Material.
Zwar ist aus der DE-AS 1 097 760 eine Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse an einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine einschraubbare Druckhülse in der Aufnahmebohrung nahe einer Zentrierung mittels eines Dichtringes abgedichtet ist und ferner die in der Druckhülse angeordnete Einspritzdüse gegenüber der Druckhülse über einen weiteren Dichtring abgedichtet ist, jedoch ist dieser Druckschrift kein Hinweis dafür zu entnehmen, derartige Dichtringe als radiale Quetschringe zur form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Druckhülse und der Aufnahmebohrung einerseits und der Druckhülse und der Einspritzdüse andererseits zur Verkürzung der freien Schwinglängen der Einspritzdüse zu verwenden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Druckhülse kennzeichnet sich dadurch, dass eine zylindrisch gestaltete Druckhülse in zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei der eine Abschnitt über einen geschlitzten Sprengkegelabschnitt in einen in einem Bund des anderen Abschnittes ausgebildeten, geschlitzten Spreizkegelabschnitt eingreift, wobei der Spreizkegelabschnitt radial auswärts zur Aufnahmebohrung und der Sprengkegelabschnitt radial einwärts zur Einspritzdüse verformt ist.
Schließlich ist für eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass eine einteilig gestaltete Druckhülse zwischen einem Druckring und einem Hülsenabschnitt einen balgartigen Abschnitt aus gegeneinander gerichteten Kegelstümpfen aufweist, wobei aneinanderstoßende Basisdurchmesser zweier benachbarter Kegelstümpfe einen Spreizbund begrenzen und ferner aneinanderstoßende Spitzendurchmesser zweier benachbarter Kegelstümpfe einen düsenseitigen Zentrierbund begrenzen, wobei der balgartige Abschnitt mit Längsschlitzen versehen ist.
Zwar ist aus der DE 195 08 305 A1 eine Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse in/an einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine von der Einspritzdüse mit Spiel durchsetzte Hohlschraube über einen balgartigen Fortsatz und einem zwischengeschalteten Druckring auf die Spannschulter der Einspritzdüse wirkt, jedoch dient hierbei die Anlage der ausbauchenden Wellenabschnitte dem Aufbau einer hohen axialen Druckspannung. Eine Zentrierung der Einspritzdüse über den balgartigen Abschnitt ist nicht erkennbar.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
Figur 1
eine Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse mit einer im Stand der Technik bekannten Druckhülse,
Figuren 2, 2a
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckhülse mit gummielastischen Quetschringen,
Figuren 3, 3a
eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckhülse mit Spreng- und Spreizkegelabschnitten,
Figur 4
ein drittes Ausführungbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckhülse mit einem balgartigen Abschnitt mit einem radial auswärts wirkenden Spreizbund und einem radial einwärts wirkenden Zentrierbund.
Bei einer Befestigungs-Vorrichtung 1 für eine Kraftstoff-Einspritzdüse 2 in/an einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine 3 ist vorgesehen, dass die Einspritzdüse 2 mittels einer unter der axialen Wirkung einer Spanneinrichtung 4 gegen eine düsenseitige Spannschulter 5 anliegende Druckhülse 6 mit einem freien, gestuften Endabschnitt 7 in einer gestuften Aufnahmebohrung 8 eingespannt angeordnet ist, wobei zwischen der Aufnahmebohrung 8 und der eingeführten Druckhülse 6 ein Radialspiel gegeben ist.
Wie aus der den Stand der Technik vermittelnden Figur 1 erkennbar ist, wirkt die Druckhülse 6 auf eine relativ nahe der Abstützung der Einspritzdüse 2 in der gestuften Aufnahmebohrung 8 beabstandete Spannschulter 5, wodurch sich oberhalb der Spannschulter 5 in Richtung der Spanneinrichtung 4 für die Einspritzdüse 2 und der abschnittsweise sie umgrenzenden Druckhülse 6 eine relativ lange Schwinglänge ergibt aufgrund zumindest des zwischen der Druckhülse 6 und der Aufnahmebohrung 8 gegebenen Radialspiels.
Zur aufgabengemäßen Verkürzung der Schwinglänge der Einspritzdüse 2 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die jeweilige Druckhülse 6', 6". 6" mit Mitteln ausgerüstet ist, die unter der axialen Wirkung der Spanneinrichtung 4 jeweils einer radialen Verformung bis zur Anlage an der Wandung 9 der Aufnahmebohrung 8 und zur Anlage an der Einspritzdüse 2 unterliegen.
Gemäß einem ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist eine zylindrisch gestaltete Druckhülse 6' in drei miteinander teleskopisch geführte Abschnitte 10, 10' und 10" unterteilt, wobei zwischen dem ersten Stirnflächenpaar 11, 11' ein radial einwärts zur nicht dargestellten Einspritzdüse 2 verformbarer Quetschring 12 und zwischen dem zweiten Stirnflächenpaar 13, 13' ein radial auswärts zur nicht aufgezeigten Aufnahmebohrung 8 verformbarer Quetschring 14 angeordnet ist.
Die Figur 2a zeigt die erfindungsgemäße, zusammengesetzte Druckhülse 6' mit unter der Wirkung der nicht dargestellten Spanneinrichtung 4 radial nach außen sowie radial nach innen verformten Quetschringe 14 und 12, wobei der verformte Quetschring 14 die Druckhülse 6' gegen die Wandung 9 der Aufnahmebohrung 8 abstützt und der verformte Quetschring 12 die Einspritzdüse 2 relativ zur Druckhülse 6' zentriert.
Der jeweilige Quetschring 12 bzw. 14 ist vorzugsweise ein O-Ring aus einem gummielastischen oder elastomeren Material.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeigt in Figur 3 eine zylindrisch gestaltete Druckhülse 6", die in zwei Abschnitte 15 und 15' unterteilt ist. Der obere Abschnitt 15 weist einen geschlitzten Sprengkegelabschnitt 16 auf, der in einen in einem Bund 17 des anderen Abschnittes 15' ausgebildeten, geschlitzten Spreizkegelabschnitt 18 eingreift, wobei der Spreizkegelabschnitt 18 bzw. der Bund 17 radial auswärts zur Aufnahmebohrung 8 der Figur 1 und der Sprengkegelabschnitt 16 radial einwärts zur Einspritzdüse 2 der Figur 1 verformt ist. Unter der Wirkung der Spanneinrichtung 4 der Figur 1 bewirken der Sprengkegelabschnitt 16 und der Spreizkegelabschnitt 18 gemäß Aktio-Reaktio in der in Figur 3a dargestellten Montageanordnung eine radiale Verformung nach außen zur Aufnahmebohrung 8 und eine radiale Verformung nach innen zur Einspritzdüse 2.
Schließlich zeigt die Figur 4 eine einteilig gestaltete Druckhülse 6''', die zwischen einem Druckring 19 und einem Hülsenabschnitt 20 einen balgartigen Abschnitt 21 aus gegeneinander gerichteten Kegelstümpfen 22, 22' und 22" aufweist. Hierbei begrenzen aneinander stoßende Basisdurchmesser zweier benachbarter Kegelstümpfe 22 und 22' einen Spreizbund 23 und aneinander stoßende Spitzendurchmesser zweier benachbarter Kegelstümpfe 22' und 22" einen düsenseitigen Zentrierbund 24. Ferner ist der balgartige Abschnitt 21 mit Längsschlitzen 25 versehen, um bei entsprechender Wandstärke der Kegelstümpfe 22, 22' und 22" bei axialer Krafteinleitung mittels der Spanneinrichtung 4 der Figur 1 eine radiale Aufweitung des Spreizbundes 23 und eine radiale Einschnürung des Zentrierbundes 24 zu erzielen, um einerseits die Einspritzdüse 2 relativ zur Druckhülse 6''' zu fixieren und andererseits die Druckhülse 6''' relativ zur Aufnahmebohrung 8 der Figur 1 schwingungsfrei festzulegen.

Claims (5)

  1. Befestigungs-Vorrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzdüse in/an einer Brennkraftmaschine,
    bei der die Einspritzdüse (2) mittels einer unter der axialen Wirkung einer Spanneinrichtung (4) gegen eine düsenseitige Spannschulter (5) anliegende Druckhülse (6) mit einem freien, gestuften Endabschnitt (7) in einer gestuften Aufnahmebohrung (8) eingespannt angeordnet ist, wobei zumindest
    zwischen der Aufnahmebohrung (8) und der eingeführten Druckhülse (6) ein Radialspiel gegeben ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckhülse (6', 6", 6"') mit Mitteln ausgerüstet ist, die
    unter der axialen Wirkung der Spanneinrichtung (4) jeweils einer radialen Verformung bis zur Anlage an der Wandung (9) der Aufnahmebohrung (8) und zur Anlage an der Einspritzdüse (2) unterliegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine zylindrisch gestaltete Druckhülse (6') in drei miteinander teleskopisch geführte Abschnitte (10, 10', 10") unterteilt ist, wobei
    zwischen dem ersten Stirnflächenpaar (11, 11') ein radial einwärts zur Einspritzdüse (2) verformbarer Quetschring (12) und
    zwischen dem zweiten Stirnflächenpaar (13, 13') ein radial auswärts zur Aufnahmebohrung (8) verformbarer Quetschring (14) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Quetschring (12, 14) ein O-Ring aus einem gummielastischen oder elastomeren Material ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine zylindrisch gestaltete Druckhülse (6") in zwei Abschnitte (15, 15') unterteilt ist, wobei
    der eine Abschnitt (15) über einen geschlitzten Sprengkegelabschnitt (16) in einen in einem Bund (17) des anderen Abschnittes (15') ausgebildeten, geschlitzten Spreizkegelabschnitt (18) eingreift, wobei
    der Spreizkegelabschnitt (18) radial auswärts zur Aufnahmebohrung (8) und der Sprengkegelabschnitt (16) radial einwärts zur Einspritzdüse (2) verformt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine einteilig gestaltete Druckhülse (6"') zwischen einem Druckring (19) und einem Hülsenabschnitt (20) einen balgartigen Abschnitt (21) aus gegeneinander gerichteten Kegelstümpfen (22, 22', 22") aufweist, wobei
    aneinander stoßende Basisdurchmesser zweier benachbarter Kegelstümpfe (22, 22') einen Spreizbund (23) und
    aneinander stoßende Spitzendurchmesser zweier benachbarter Kegelstümpfe (22', 22") einen einspritzdüsenseitigen Zentrierbund (24) begrenzen, wobei
    der balgartige Abschnitt (21) mit Längsschlitzen (25) versehen ist.
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