EP1364123B1 - Befestigungsvorrichtung - Google Patents
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- F02M69/465—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down of fuel rails
Definitions
- the invention is based on a fastening device for fastening a fuel injection valve in a cylinder head of an internal combustion engine and for connecting the fuel injection valve to a fuel distributor line according to the preamble of claim 1.
- Document DE 197 48 593 A discloses a fastening device for fastening an injection valve to a distributor line, wherein the device has a plurality of spring tongues which are bent only in the direction of flow of the fuel.
- DE 29 26 490 C2 discloses a fastening device for a fuel injection valve for attachment to a suction pipe, in which the axial fixation of the fuel injection valve to the fuel rail or to a plug-in nipple by a fastener, which is designed as a U-shaped securing clip which is provided with two radially resilient legs.
- the securing clip engages in the assembled state by corresponding recesses of the plug-in nipple and can be latched in a recess formed as an annular groove in a connecting piece of the fuel injection valve.
- the axial clearance between the recesses and the securing clip and between the annular groove and the securing clip should be kept small in order to achieve an exact fixation of the Fuel injector to achieve without tension of the seal.
- a disadvantage of the fastening device known from DE 29 26 490 C2 is in particular the bracing effect of the various mounting parts on the fuel injection valve.
- the power flow generated in the fuel injection valve leads to deformations and thus changes in the stroke of the valve needle to jamming and to a pressure or bending load of the housing parts, which are generally thin-walled and welded together at several points.
- each fastening measure leads, for example by a support collar to increase the radial extent of the fuel injection valve and thus to an increased space requirement during installation.
- the fastening device according to the invention for a fuel injection valve with the features of claim 1 has the advantage that the fuel injection valve is held down by a clamped between the fuel injection valve and the fuel distributor spring steel sleeve with spring tongues and therefore eliminates attachment of the fuel injection valve on the cylinder head.
- the attachment device provides for the transfer of the hold-down force of the fuel rail to the fuel injector by the elastic spring tongues bent opposite each other.
- omitted in the fastening device according to the invention screws or clamps for attachment to the front side of the cylinder head.
- a further advantage is that the bending of the formed by punching out of the hold-down elastic spring tongues corresponds to the curvature of the hold-down sleeve.
- the spring tongues are bent inwards by approx. 90 °, whereby an optimal spring effect is achieved.
- Fig. 1 shows a schematic partial section through an embodiment of an inventively designed Fastening device for a fuel injection valve on a fuel distribution line.
- a fuel injection valve 1 is designed in the form of a directly injecting fuel injection valve 1, which is installed in a cylinder head 2 for the direct injection of fuel into a combustion chamber of a non-illustrated, in particular mixture-compressing spark-ignition internal combustion engine.
- the fuel injection valve 1 has at a feed-side end 3 a plug connection to a receiving socket of a fuel distributor line 4, which is sealed by a seal 5 between the fuel distributor line 4 and a feed pipe 6.
- the fuel injection valve 1 has an electrical connection 7 for the electrical contacting for actuating the fuel injection valve 1.
- the fuel injection valve 1 has in a receiving bore 9 of the cylinder head 2 an intermediate ring 8, which serves as a bearing for the fuel injection valve 1 in the receiving bore 9.
- the intermediate ring 8 is made of elastic material and ensures centering of the fuel injection valve 1 in the receiving bore.
- the fastening device 10 consists of a hold-down sleeve 11, which is supported on the one hand on a shoulder 12 of the fuel distribution line 4 and on the other hand on a shoulder 13 of the fuel injection valve 1.
- the hold-down sleeve 11 is preferably punched out of spring steel sheet. Also by punching a plurality of elastic spring tongues 14 are dissolved out of the hold-down 11, which are in communication with the hold-down 11 and for a resilient tension of the hold-down sleeve 11 between the both shoulders 12 and 13 provide.
- a detailed illustration of the hold-down sleeve 11 is shown in FIGS. 2 and 3 and the following description.
- the hold-down sleeve 11 has a recess 15, which ensures easier mounting of the fastening device 10.
- the recess 15, which extends for example only over 75 ° of the circumference, has no effect on the reliability of the fastening device 10 due to the spring steel sheet existing hold-down sleeve 11.
- the hold-down sleeve 11 may have at each end lead-in bevels 17 which are formed by a bevel on a radially inner side of the hold-down sleeve 11. This facilitates both the postponement of the hold-down sleeve 11 on the fuel injection valve 1 and the insertion of the receiving nozzle of the fuel distributor line 4 in the hold-down 11th
- Fig. 2 shows a schematic partial section along the line II-II in Fig. 1 by the inventively designed fastening device 10 with a view to the fuel injector 1.
- the same components are provided in all figures with corresponding reference numerals.
- the section through the shoulder 13 of the fuel injection valve 1 facing the end of the hold-down sleeve 11 shows in the preferred embodiment, three elastic spring tongues 14, which are brought by punching out of the hold-down sleeve 11 and subsequent bending in the shape shown.
- the curvature or the slightly curved shape of the elastic spring tongues 14 is achieved in that already curved sleeve sections are punched, as the remaining hole 16 in Fig. 3 indicates.
- the number of elastic spring tongues 14 is arbitrary and can be designed according to the requirements of the fastening device 10.
- the hold-down sleeve 11 can also be produced by means of a deep-drawing punching process.
- FIG. 3 shows a schematic longitudinal section with a schematic partial view through the exemplary embodiment of a fastening device 10 according to the invention shown in FIG. 1.
- the holes 16 formed by the punching and subsequent bending over of the elastic spring tongues 14 are clearly recognizable.
- the elastic spring tongues 14 are bent at an angle of approximately 90 ° into the interior of the hold-down sleeve 11. The bend thus also receives a new spatial position.
- the hold-down effect is achieved, which together with the fuel distributor line 4 facing arrangement of elastic spring tongues 14 which the fuel injection valve 1 and the fuel distributor line 4 results in mutually bracing effect.
- the resilient shape of the hold-down sleeve 11 can be ensured that the hold-down sleeve 11 abuts both the fuel injector 1 and the fuel manifold 4 and thereby exerts a centering effect. As a result, bending forces on the fuel injection valve 1, which can lead to misalignment of the valve needle to jamming, can be avoided.
- the invention is not limited to the illustrated embodiment and, for example, for fuel injection valves 1 for injection into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine applicable.
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Description
- Die Erfindung geht aus von einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sowie zur Verbindung des Brennstoffeinspritzventils mit einer Brennstoffverteilerleitung nach der Gattung des Anspruchs 1.
- Document DE 197 48 593 A offenbart eine Befestigungvorrichtung zur Befestigung eines Einspritzventils an einer Verteilerleitung, wobei die Vorrichtung mehrere Federgungen aufweist, die nur in der Strömungsrichtung des Brennstoffs gebogen sind.
- Es ist bereits aus der DE 29 26 490 C2 eine Befestigungsvorrichtung für ein Brennstoffeinspritzventil zur Befestigung an einem Saugrohr bekannt, bei welcher die axiale Fixierung des Brennstoffeinspritzventils an der Brennstoffverteilerleitung bzw. an einem Stecknippel durch ein Befestigungselement erfolgt, das als U-förmige Sicherungsklammer gestaltet ist, die mit zwei in radialer Richtung federnden Schenkeln versehen ist. Die Sicherungsklammer greift dabei im montierten Zustand durch entsprechende Aussparungen des Stecknippels und ist in eine als Ringnut ausgebildete Ausnehmung in einem Anschlußstutzen des Brennstoffeinspritzventils einrastbar. Das axiale Spiel zwischen den Aussparungen und der Sicherungsklammer sowie zwischen der Ringnut und der Sicherungsklammer soll dabei klein gehalten werden, um eine exakte Fixierung des Brennstoffeinspritzventils ohne Verspannungen der Dichtung zu erreichen.
- Nachteilig an der aus der DE 29 26 490 C2 bekannten Befestigungsvorrichtung ist insbesondere die verspannende Wirkung der verschiedenen Halterungsteile auf das Brennstoffeinspritzventil. Der im Brennstoffeinspritzventil erzeugte Kraftfluß führt zu Verformungen und somit zu Hubänderungen der Ventilnadel bis zum Verklemmen sowie zu einer Druck- oder Biegebelastung der Gehäuseteile, die im allgemeinen dünnwandig und an mehreren Stellen miteinander verschweißt sind. Zudem führt jede Befestigungsmaßnahme beispielsweise durch einen Auflagebund zu einer Vergrößerung der radialen Ausdehnung des Brennstoffeinspritzventils und damit zu einem erhöhten Platzbedarf beim Einbau.
- Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung für ein Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Brennstoffeinspritzventil durch eine zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und der Brennstoffverteilerleitung eingespannte Federstahlhülse mit Federzungen niedergehalten wird und demzufolge eine Befestigung des Brennstoffeinspritzventils am Zylinderkopf entfällt. Die Befestigungsvorrichtung sorgt durch die elastischen Federzungen, die entgegengesetzt zueinander gebogen sind, für einen Übertrag der Niederhaltekraft der Brennstoffverteilerleitung auf das Brennstoffeinspritzventil.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Befestigungsvorrichtung möglich.
- Von Vorteil ist insbesondere, daß sowohl die Befestigungsvorrichtung als auch die elastischen Federzungen in einfacher Weise durch Stanzen aus Blech herstellbar sind.
- Auch eine Herstellung durch Tiefzehen und Stanzen ist möglich.
- Vorteilhafterweise entfallen bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung Schrauben oder Spannpratzen zur Befestigung an der Stirnseite des Zylinderkopfes.
- Von Vorteil ist weiterhin, daß die Biegung der durch Stanzen aus der Niederhaltehülse geformten elastischen Federzungen der Krümmung der Niederhaltehülse entspricht. Die Federzungen werden um ca. 90° nach innen gebogen, wodurch eine optimale Federwirkung erzielt wird.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Befestigungsvorrichtung für ein Brennstoffeinspritzventil an einer Brennstoffverteilerleitung,
- Fig. 2
- einen schematischen Teilschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Befestigungsvorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1, und
- Fig. 3
- einen mit einer schematischen Teilansicht kombinierten schematischen Längsschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
- Fig. 1 zeigt einen schematisierten Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Befestigungsvorrichtung für ein Brennstoffeinspritzventil an einer Brennstoffverteilerleitung.
- Ein Brennstoffeinspritzventil 1 ist dabei in Form eines direkt einspritzenden Brennstoffeinspritzventils 1 ausgeführt, das zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer nicht weiter dargestellten, insbesondere gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine in einen Zylinderkopf 2 eingebaut ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an einem zulaufseitigen Ende 3 eine Steckverbindung zu einem Aufnahmestutzen einer Brennstoffverteilerleitung 4 auf, die durch eine Dichtung 5 zwischen der Brennstoffverteilerleitung 4 und einem Zuleitungsstutzen 6 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschluß 7 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.
- Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist in einer Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 2 einen Zwischenring 8 auf, der als Lager für das Brennstoffeinspritzventil 1 in der Aufnahmebohrung 9 dient. Der Zwischenring 8 besteht aus elastischem Material und sorgt für eine Zentrierung des Brennstoffeinspritzventils 1 in der Aufnahmebohrung 9.
- Um das Brennstoffeinspritzventil 1 in der Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 2 zu fixieren, ist erfindungsgemäß eine Befestigungsvorrichtung 10 vorgesehen. Die Befestigungsvorrichtung 10 besteht aus einer Niederhaltehülse 11, welche sich einerseits an einer Schulter 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 und andererseits an einer Schulter 13 des Brennstoffeinspritzventils 1 abstützt. Die Niederhaltehülse 11 ist vorzugsweise aus Federstahlblech ausgestanzt. Ebenfalls durch Stanzen werden aus der Niederhaltehülse 11 mehrere elastische Federzungen 14 herausgelöst, die in Verbindung mit der Niederhaltehülse 11 stehen und für eine federnde Verspannung der Niederhaltehülse 11 zwischen den beiden Schultern 12 und 13 sorgen. Eine detaillierte Darstellung der Niederhaltehülse 11 ist den Fig. 2 und 3 und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
- Im Bereich des elektrischen Anschlusses 7 weist die Niederhaltehülse 11 eine Aussparung 15 auf, die für eine leichtere Montierbarkeit der Befestigungsvorrichtung 10 sorgt. Die Aussparung 15, die beispielsweise nur über 75° des Umfangs verläuft, hat aufgrund der aus Federstahlblech bestehenden Niederhaltehülse 11 keine Auswirkung auf die Zuverlässigkeit der Befestigungsvorrichtung 10.
- Vorzugsweise kann die Niederhaltehülse 11 an jedem Ende Einführfasen 17 aufweisen, die durch eine Abschrägung an einer radial inneren Seite der Niederhaltehülse 11 ausgebildet sind. Dies erleichtert sowohl das Aufschieben der Niederhaltehülse 11 auf das Brennstoffeinspritzventil 1 als auch das Einschieben des Aufnahmestutzens der Brennstoffverteilerleitung 4 in die Niederhaltehülse 11.
- Fig. 2 stellt einen schematischen Teilschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Befestigungsvorrichtung 10 mit Blickrichtung zum Brennstoffeinspritzventil 1 dar. Gleiche Bauteile sind in allen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
- Der Schnitt durch das der Schulter 13 des Brennstoffeinspritzventils 1 zugewandte Ende der Niederhaltehülse 11 zeigt im bevorzugten Ausführungsbeispiel drei elastische Federzungen 14, die durch Ausstanzen aus der Niederhaltehülse 11 und nachfolgendes Abbiegen in die gezeigte Form gebracht werden. Die Krümmung bzw. die leicht gebogene Form der elastischen Federzungen 14 wird dadurch erzielt, daß bereits gewölbte Hülsenabschnitte ausgestanzt werden, wie dies das verbleibende Loch 16 in Fig. 3 andeutet.
- Dabei ist die Anzahl der elastischen Federzungen 14 beliebig und kann je nach den Anforderungen an die Befestigungsvorrichtung 10 ausgelegt werden. Die Niederhaltehülse 11 kann auch mittels eines Tiefzieh-Stanz-Prozesses hergestellt werden.
- Durch die in leicht gebogener Form an der Schulter 13 des Brennstoffeinspritzventils 1 anliegenden elastischen Federzungen 14 sowie die spiegelbildliche Anordnung von vorzugsweise ebenfalls drei elastischen Federzungen 14, die entgegen der Blickrichtung in leicht gebogener Form an der Schulter 12 der Brennstoffverteilerleitung 4 anliegen, wird die Niederhaltehülse 11 zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 1 und der Brennstoffverteilerleitung 4 eingespannt und drückt dadurch das Brennstoffeinspritzventil 1 in die Aufnahmebohrung 9 des Zylinderkopfes 2. Somit kann die Andruckkraft durch eine entsprechend montierte Brennstoffverteilerleitung 4 reguliert werden.
- Fig. 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt mit einer schematischen Teilansicht durch das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 10.
- Zur Verdeutlichung der Anordnung der elastischen Federzungen 14 ist dabei die Niederhaltehülse 11 geschnitten dargestellt und zusätzlich der dem Betrachter gegenüberliegende Bereich der Niederhaltehülse 11 sowie ein Ausschnitt aus der Schulter 13 des Brennstoffeinspritzventils 1, an der sich die elastischen Federzungen 14 abstützen, mit in die Figur 3 aufgenommen.
- Dabei sind insbesondere die durch das Ausstanzen und nachfolgende Umbiegen der elastischen Federzungen 14 entstandenen Löcher 16 deutlich erkennbar. Die elastischen Federzungen 14 sind unter einem Winkel von ca. 90° in das Innere der Niederhaltehülse 11 hinein abgebogen. Die Biegung erhält dadurch ebenfalls eine neue Raumlage. Dadurch wird die Niederhaltewirkung erzielt, wodurch sich zusammen mit der der Brennstoffverteilerleitung 4 zugewandten Anordnung von elastischen Federzungen 14 die das Brennstoffeinspritzventil 1 und die Brennstoffverteilerleitung 4 gegeneinander verspannende Wirkung ergibt.
- Durch die federnde Form der Niederhaltehülse 11 kann sichergestellt werden, daß die Niederhaltehülse 11 sowohl am Brennstoffeinspritzventil 1 als auch an der Brennstoffverteilerleitung 4 anliegt und dadurch eine zentrierende Wirkung ausübt. Dadurch können Biegekräfte auf das Brennstoffeinspritzventil 1, welche zu Versätzen der Ventilnadel bis hin zum Verklemmen führen können, vermieden werden.
- Zudem können durch die federnde Verspannung der Bauteile gegeneinander Fertigungstoleranzen und Längenänderungen durch Erwärmung beim Betrieb der Brennkraftmaschine ausgeglichen werden.
- Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und beispielsweise auch für Brennstoffeinspritzventile 1 zur Einspritzung in den Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine anwendbar.
Claims (10)
- Befestigungsvorrichtung zur wechselseitigen Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils (1) in einem Zylinderkopf (2) einer Brennkraftmaschine und des Brennstoffeinspritzventils (1) an einer Brennstoffverteilerleitung (4), wobei die Befestigungsvorrichtung (10) in Form einer Niederhaltehülse (11) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einem der Brennstoffverteilerleitung (4) zugewandten Ende der Niederhaltehülse (11) zumindest eine erste elastische Federzunge (14) vorgesehen ist, die entgegen einer Strömungsrichtung des Brennstoffs gebogen ist, und daß an einem der Brennstoffverteilerleitung (4) abgewandten Ende der Niederhaltehülse (11) zumindest eine zweite elastische Federzunge (14) vorgesehen ist, die in einer Strömungsrichtung des Brennstoffs gebogen ist. - Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederhaltehülse (11) mit der zumindest einen elastischen, der Brennstoffverteilerleitung (4) zugewandten ersten Federzunge (14) an einer Schulter (12) der Brennstoffverteilerleitung (4) anliegt. - Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederhaltehülse (11) mit der zumindest einen elastischen, der Brennstoffverteilerleitung (4) abgewandten zweiten Federzunge (14) an einer Schulter (13) des Brennstoffeinspritzventils (1) anliegt. - Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederhaltehülse (11) eine Aussparung (15) zur Aufnahme eines elektrischen Anschlusses (7) aufweist. - Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederhaltehülse (11) aus Federstahlblech ausgestanzt und gebogen bzw. gerollt ist. - Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederhaltehülse (11) durch Tiefziehen hergestellt ist. - Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Federzungen (14) einstückig mit der Niederhaltehülse (11) ausgebildet sind. - Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Federzungen (14) durch Ausstanzen aus der Niederhaltehülse (11) und nachfolgendes Abbiegen hergestellt sind. - Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Federzungen (14) unter einem Winkel von ca. 90° in das Innere der Niederhaltehülse (11) abgebogen sind. - Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffeinspritzventil (1) durch die Niederhaltehülse (11) gegen die Brennstoffverteilerleitung (4) verspannt ist.
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