EP1338783A2 - Anordnung mit einem Injektor und einer Zylinderkopfabdichtung sowie entsprechendes Montageverfahren - Google Patents

Anordnung mit einem Injektor und einer Zylinderkopfabdichtung sowie entsprechendes Montageverfahren Download PDF

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EP1338783A2
EP1338783A2 EP03100347A EP03100347A EP1338783A2 EP 1338783 A2 EP1338783 A2 EP 1338783A2 EP 03100347 A EP03100347 A EP 03100347A EP 03100347 A EP03100347 A EP 03100347A EP 1338783 A2 EP1338783 A2 EP 1338783A2
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adapter
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Martin Simmet
Willibald Dr. Schürz
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Continental Automotive GmbH
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Siemens AG
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    • F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors
    • 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
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/858—Mounting of fuel injection apparatus sealing arrangements between injector and engine

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement with a Injector according to the preamble of claim 1 and a corresponding assembly process.
  • the object of the present invention is a Generic arrangement and to simplify their assembly.
  • a sealing element arranged in the radial direction between the Adapter and the cylinder head cover. This allows axial tolerances or tolerances be easily compensated in the longitudinal direction of the injector. This is particularly ensured if there is a difference between the adapter and the cylinder head cover on the circumference Axial direction extends a sealing surface whose Extension in the axial direction is greater than the strength of the Cylinder head cover.
  • the Adapter be designed as a profile part.
  • the adapter has a circular surface shape, and that the The injector sits at the center of the adapter. Through this regarding the axis of the injector is rotationally symmetrical This arrangement is completely independent of the rotational position of the injector.
  • the injector 1 is a fuel injector 1 and a so permanently connected aluminum adapter 3 on a cylinder head (not shown) mounted.
  • the upper part of the injector 1 protrudes through an oval opening 5 also on the Cylinder head attached aluminum cylinder head cover 7.
  • the injector 1 points to the upper one in a manner known per se Part on a separate plug 6, which is known in itself Way for feeding electronics, feeding Fuel under high pressure as well as the discharge of a Leakage fuel flow is used.
  • At the injector 1 is in height the opening 5 or the implementation through the Cylinder head cover 7 of the adapter 3 is permanently installed.
  • the Assembly of the adapter can be done by a latch, by a Press on or done by caulking.
  • the adapter is designed as a U-profile, its top is flat designed and slightly above the top of the Cylinder head cover 7 arranged.
  • the seal between the injector 1 and the adapter 3 are made by a Injector sealing element 9, e.g. an o-ring.
  • the Cylinder head cover 7 points in the area of bushing 5 a rubber seal 11 on the adapter 3 out seals around the circumference. There are none to assemble the arrangement additional parts required. Possibly. occurring axial Manufacturing tolerances are automatically compensated. Minor position tolerances are due to the radial Seal or the rubber seal 11 balanced.
  • the adapter 3 can be made of plastic, for example PA 66, consist or alternatively as shown in Fig. 1 from a Be made of aluminum sheet.
  • the material selection for the The adapter is to the material of the cylinder head cover 7 customized. Is the cover 7, for example Aluminum, then the adapter 3 is made of aluminum sheet manufactured.
  • the goal is one at least approximately same thermal expansion of adapter 3 and cover 7 too to reach.
  • the T-shape of the seal 11 shown in FIG. 1 is to the Cylinder head cover 7 made of aluminum sheet adapted there a corresponding groove for attaching the Rubber seal 11 easily inserted into the cover can be.
  • the height of the seal 11 or its extent in the longitudinal direction of the injector 1 and the height of the The counter surface of the adapter 3 is chosen to be significantly larger than the thickness s of the cover. This is in the axial direction a sufficiently high sealing surface 12 is formed on the circumference.
  • the rubber seal 11 is also by the assembly of the Cover 7 occurring forces safely in the axial direction the cylinder head cover.
  • the adapter 3 has one flat surface above the surface of the Cover 7 is arranged and merges smoothly into this. So also prevents dirt (or water) from getting into the Sealing area can accumulate on repair the cylinder head could fall.
  • the rubber gasket 11 can also be glued directly to the plastic.
  • the Base area of the adapter 3 is larger than that corresponding base area of that held in the adapter Injector 1 selected. If there is enough space, can the opening 5 and the adapter 3 in deviation from the representations in FIGS. 1 and 2 also circular be formed and the injector 1 at the center of the Adapters 3 and the opening 5 may be arranged.
  • the circular shape offers the advantage that an error results from a Rotation position of the injector 1 presents no problems, whereby the assembly of the arrangement is facilitated overall.
  • the adapter 3 is in accordance with Fig. 2 made of plastic and together with the Plug coating 5 made in one piece.
  • the connection of the plastic adapter 3 with the injector is through a Latching realized, for which the injector 1 holes has, in the springs of the adapter 3 are snapped (Not shown).
  • this has stiffening ribs.
  • Between the bottom the cover 7 and the top of the adapter 3 is the annular seal 11 arranged.
  • the arrangement can be easily compensated. Different coefficients of thermal expansion of adapter 3 and cover 7 are not so because of the displaceability critical as in the arrangement according to the first Embodiment. Therefore adapter and cover could also consist of completely different materials.

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Abstract

Bekannt ist eine Anordnung mit einem Injektor (1), der in einer Öffnung (5) einer Zylinderkopfabdeckung (7) in einem Zylinderkopf gehaltert ist. Um diese Anordnung sowie deren Montage zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit dem Injektor ein Adapter (3) fest verbunden ist, der die Öffnung der Zylinderkopfabdeckung (7) verschließt und abdichtet. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Injektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein entsprechendes Montageverfahren.
Die Konstruktion moderner Vierventilmotoren benötigt eine Positionierung des Kraftstoffinjektors im Zylinderkopf zentral zum Verbrennungsraum. Der obere Teil des Injektorkörpers mit den Anschlüssen für den Kraftstoff und die Elektrik ragt dabei über die Zylinderkopfabdichtung hinaus, um die Zugänglichkeit ohne Demontage der Zylinderkopfabdeckung zu gewährleisten. Die Durchführung des Injektors durch die Zylinderkopfabdeckung muss dabei abgedichtet sein. Aktuell wird für diese Abdichtung ein zusätzlicher Deckel verwendet. Am Injektorkörper ist an entsprechender Stelle eine Dichtfläche für den Deckel integriert. Bei der Motormontage wird nach der Montage der Zylinderkopfabdeckung der Injektor eingebaut und anschließend der Deckel mit mehreren Schrauben an der Zylinderkopfabdeckung befestigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung sowie deren Montage zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß ist dies bei einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie einem Montageverfahren nach Patentanspruch 12 erreicht. Das Problem wird dadurch gelöst, dass ein Adapter mit dem Injektor fest verbunden wird und die Öffnung der Zylinderkopfabdeckung verschließt bzw. abdichtet. Dieser Adapter kann entsprechend der jeweiligen Einbausituation gestaltet werden. Je nach Anforderungen des Motorherstellers kann nun die Dichtung zwischen dem Injektor und der Zylinderkopfabdeckung radial oder axial ausgeführt sein. Dadurch verringert sich die Anzahl der erforderlichen Bauteile. Weiterhin können alle Injektoren mit dem jeweils daran befestigten Adapter im Motor montiert werden und anschließend wird die Zylinderkopfabdeckung darüber montiert.
Vorteilhafterweise ist in radialer Richtung zwischen dem Adapter und der Zylinderkopfabdeckung ein Dichtungselement angeordnet. Dadurch können axiale Toleranzen bzw. Toleranzen in Längsrichtung des Injektors einfach ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere dann sichergestellt, wenn sich zwischen dem Adapter und der Zylinderkopfabdeckung umfangsseitig in axialer Richtung eine Dichtfläche erstreckt, deren Erstreckung in axialer Richtung größer ist als die Stärke der Zylinderkopfabdeckung. Um Material sparen zu können, kann der Adapter als Profilteil ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Adapter eine Kreisflächenform aufweist, und dass der Injektor im Mittelpunkt des Adapters sitzt. Durch diese bzgl. der Injektorachse rotationssymmetrische Ausbildung der Anordnung ist diese völlig unabhängig von der Drehposition des Injektors.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung mit dem Injektor sowie ein entsprechendes Montageverfahren beschrieben; es zeigen:
Fig. 1
in einer perspektivischen Ansicht, teilweise als Schnittdarstellung ausschnittsweise die Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, sowie
Fig. 2
in einer Darstellung gemäß Fig. 1 die Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Gemäß Fig. 1 ist ein Kraftstoffinjektor 1 sowie ein damit fest verbundener Aluminium-Adapter 3 an einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) montiert. Der obere Teil des Injektors 1 ragt durch eine ovale Öffnung 5 einer ebenfalls an dem Zylinderkopf befestigten Aluminium-Zylinderkopfabdeckung 7. Der Injektor 1 weist in an sich bekannter Weise an dem oberen Teil einen separaten Stecker 6 auf, der in an sich bekannter Weise für die Zuführung der Elektronik, die Zuführung von Kraftstoff unter hohem Druck sowie die Abführung eines Leckagekraftstoffstromes dient. An dem Injektor 1 ist in Höhe der Öffnung 5 bzw. der Durchführung durch die Zylinderkopfabdeckung 7 der Adapter 3 fest montiert. Die Montage des Adapters kann durch eine Verklinkung, durch ein Aufpressen oder durch ein Verstemmen geschehen. Der Adapter ist als U-Profil ausgebildet, seine Oberseite ist eben gestaltet sowie geringfügig oberhalb der Oberseite der Zylinderkopfabdeckung 7 angeordnet. Die Abdichtung zwischen dem Injektor 1 und dem Adapter 3 erfolgt durch ein Injektordichtungselement 9, z.B. einen O-Ring. Die Zylinderkopfabdeckung 7 weist im Bereich der Durchführung 5 eine Gummidichtung 11 auf, die zum Adapter 3 hin umfangsseitig abdichtet. Zur Montage der Anordnung sind keine weiteren Teile erforderlich. Evtl. auftretende axiale Fertigungstoleranzen werden automatisch ausgeglichen. Geringfügige Positionstoleranzen werden durch die radiale Abdichtung bzw. die Gummidichtung 11 ausgeglichen.
Der Adapter 3 kann aus Kunststoff, beispielsweise PA 66, bestehen oder alternativ wie in Fig. 1 gezeigt aus einem Aluminiumblech gefertigt sein. Die Materialauswahl für den Adapter ist dabei an das Material der Zylinderkopfabdeckung 7 angepasst. Besteht die Abdeckung 7 beispielsweise aus Aluminium, dann wird auch der Adapter 3 aus Aluminiumblech gefertigt. Ziel ist es jeweils eine zumindest annähernd gleiche Wärmeausdehnung von Adapter 3 und Abdeckung 7 zu erreichen. Die T-Form der Dichtung 11 gemäß Fig. 1 ist an die Zylinderkopfabdeckung 7 aus Aluminium-Blech angepasst, da dabei eine entsprechende Nut für die Befestigung der Gummidichtung 11 in die Abdeckung problemlos eingebracht werden kann. Die Höhe der Dichtung 11 bzw. deren Erstreckung in Längsrichtung des Injektors 1 sowie die Höhe der Gegenfläche des Adapters 3 sind deutlich größer gewählt als die Stärke s der Abdeckung. Dadurch ist in axialer Richtung umfangsseitig eine ausreichend hohe Dichtfläche 12 gebildet. Zudem ist die Gummidichtung 11 auch bei durch die Montage der Abdeckung 7 auftretende Kräfte in axialer Richtung sicher an der Zylinderkopfabdeckung gehalten. Der Adapter 3 weist eine plane Oberfläche auf, die oberhalb der Oberfläche der Abdeckung 7 angeordnet ist und weich in diese übergeht. So ist auch verhindert, dass sich Schmutz (oder Wasser) im Dichtungsbereich ansammeln kann, der bei einer Reparatur auf den Zylinderkopf fallen könnte. Bei einer Zylinderkopfabdeckung 7 aus Kunststoff kann die Gummidichtung 11 dagegen auch mit dem Kunststoff direkt verklebt sein.
Bei der Montage der Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2 wird zunächst der Injektor 1 mit dem Adapter 3 in einer Vormontage fest verbunden. Diese vormontierte Einheit wird angeliefert und mit einem Befestigungselement 13 (lediglich in Fig. 2 dargestellt) im Zylinderkopf festgeschraubt. Anschließend wird die Zylinderkopfabdeckung 7 in an sich bekannter Weise über Schrauben am Motorblock festgeschraubt (nicht gezeigt). Die Abdeckung 7 wird dabei einfach von oben über den Adapter 3 gestülpt. Dabei hängt die Größe der Öffnung 5 der Abdeckung 7 von der Form des Injektors 1 bzw. des Steckers 6 ab. Bevorzugt wird, die Zylinderkopfabdeckung 7 über eine gerade Aufsteckbewegung auf dem Zylinderkopf zu montieren. Die Grundfläche des Adapters 3 ist dazu größer als die entsprechende Grundfläche des im Adapter gehalterten Injektors 1 gewählt. Falls ausreichend Platz vorhanden ist, können die Öffnung 5 sowie der Adapter 3 in Abweichung von den Darstellungen in Fig. 1 und 2 auch kreisförmig ausgebildet sein und der Injektor 1 im Mittelpunkt des Adapters 3 bzw. der Öffnung 5 angeordnet sein. Die Kreisform bietet den Vorteil, dass ein Fehler in Folge einer Verdrehposition des Injektors 1 keine Probleme bereitet, wodurch die Montage der Anordnung insgesamt erleichtert ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Adapter 3 gemäß Fig. 2 aus Kunststoff ausgeführt und zusammen mit der Steckerumspritzung 5 einteilig hergestellt. Die Verbindung des Kunststoff-Adapters 3 mit dem Injektor ist durch eine Verklinkung realisiert, wozu der Injektor 1 Bohrungen aufweist, in die Federn des Adapters 3 eingeschnappt sind (nicht gezeigt). Zur Steigerung der Stabilität des Adapters 3 weist dieser Versteifungsrippen auf. Zwischen der Unterseite der Abdeckung 7 und der Oberseite des Adapters 3 ist die ringförmige Dichtung 11 angeordnet. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können insbesondere radiale Toleranzen der Anordnung problemlos ausgeglichen werden. Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Adapter 3 und Abdeckung 7 sind aufgrund der Verschiebbarkeit nicht so kritisch wie in der Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb könnten Adapter und Abdeckung auch aus völlig unterschiedlichen Materialien bestehen.
Es sind auch Ausführungen der Anordnung möglich, welche eine kombinierte axiale und radiale Abdichtung zur Zylinderkopfabdeckung aufweisen (nicht gezeigt).

Claims (12)

  1. Anordnung mit einem Injektor (1), der in einer Öffnung (5) einer Zylinderkopfabdeckung (7) in einem Zylinderkopf gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Injektor ein Adapter (3) fest verbunden ist, der die Öffnung der Zylinderkopfabdeckung (7) verschließt und abdichtet.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) einstückig mit einer Steckerumspritzung (5) des Injektors ausgeformt ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien des Adapters (1) und der Zylinderkopfabdeckung (7) zumindest ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung zwischen dem Adapter (3) und der Zylinderkopfabdeckung (7) ein Dichtungselement (11) angeordnet ist.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung zwischen dem Adapter (3) und der Zylinderkopfabdeckung (7) ein Dichtungselement (11) angeordnet ist.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) als Profilteil ausgebildet ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Adapter (3) und der Zylinderkopfabdeckung (7) umfangsseitig in axialer Richtung eine Dichtfläche (12) ausgebildet ist, deren Erstreckung in axialer Richtung größer ist als die Stärke (s) der Zylinderkopfabdeckung (7).
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundfläche des Adapters (3) größer ist als eine entsprechende Grundfläche des im Adapter gehalterten Injektors (1).
  9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter und die Öffnung der Abdeckung eine Kreisflächenform aufweisen, und dass der Injektor im Mittelpunkt des Adapters bzw. der Öffnung angeordnet ist.
  10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) eine ebene Oberfläche aufweist, die sich zumindest auf gleicher Höhe erstreckt wie die Oberfläche der Zylinderkopfabdeckung (7).
  11. Adapter zur Verwendung in einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Verfahren zur Montage eines Injektors (1) in einer Öffnung einer Zylinderkopfabdeckung (7), wobei zunächst ein Adapter (3) fest mit dem Injektor (1) verbunden wird, anschließend der vormontierte Injektor am Zylinderkopf montiert wird, und danach die Zylinderkopfabdeckung (7) am Zylinderkopf montiert wird, wobei der Adapter die Öffnung (5) in der Abdeckung (7) dicht verschließt.
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