EP1421273B1 - Ausgleichselement für ein brennstoffeinspritzventil - Google Patents

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EP1421273B1
EP1421273B1 EP02754193A EP02754193A EP1421273B1 EP 1421273 B1 EP1421273 B1 EP 1421273B1 EP 02754193 A EP02754193 A EP 02754193A EP 02754193 A EP02754193 A EP 02754193A EP 1421273 B1 EP1421273 B1 EP 1421273B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compensation element
fuel injection
injection valve
element according
intermediate ring
Prior art date
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Application number
EP02754193A
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English (en)
French (fr)
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EP1421273A1 (de
Inventor
Martin Scheffel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1421273B1 publication Critical patent/EP1421273B1/de
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F02M69/045—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the combustion chamber
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/167—Means for compensating clearance or thermal expansion
    • 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
    • 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 invention relates to a compensation element for a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • a Brennstöffeinspritzstrom which has a compensating element which consists of a supporting body which has a dome-shaped support surface.
  • a fuel injection valve is supported via this compensating element in a receiving bore of a cylinder head. Since the fuel injection valve rests on the spherical shaped Kalotten specifications with a support surface, the fuel injection valve can be mounted to a certain angular deviation from the axis of the receiving bore and firmly pressed into the receiving bore by suitable means, such as a clamping claw.
  • suitable means such as a clamping claw.
  • the disadvantage is that the support body is expensive to manufacture and requires a precisely manufactured spherical surface.
  • the rigid support body can not be compressed and thus there is no compensation in the axial direction of the receiving bore.
  • the compensation of tolerances can also be done only on the given geometry of the spherical surface. It is not radial to the receiving bore compensation movement possible.
  • JP 11 210885 A describes a gasket having a gasket main body consisting of three layered thin plates. Furthermore, the gasket has a holding member surrounding the gasket main body. Two of the thin platelets have compressible U-shaped or V-shaped cross-sections and are arranged symmetrically with respect to the third thin platelet. Since air layers are formed between the thin plates and the holding member, little heat is transferred from the combustion chamber to a pressure valve or the like inside the fuel injection device.
  • US 5 129 658 A discloses a gasket which defines a cylindrical reinforcement of approximately L-shaped cross-section, the short leg of which defines an annular bearing surface for abutment against an end bearing surface of the injector or injector.
  • An elastomeric seal adheres to the long leg of the reinforcement, which has an inner annular sealing bearing surface which ensures sealing contact with the peripheral surface of the injector or injection carrier.
  • the reinforcement has at least one sealing lip which projects outwardly, which is preferably arranged near the free end of the long leg of the reinforcement and ensures a sealing contact with the cylindrical wall of the housing of the injector in the cylinder head.
  • the compensation element according to the invention for a fuel injection valve with the characterizing features of the main claim has the advantage that an intermediate ring is provided with webs which extend parallel to a valve housing of the fuel injector and in turn are associated with part-circular support segments, which surround the fuel injection valve and thereby provide a spacing in accordance with the force acting on the fuel injection valve forces from a wall of a receiving bore of a cylinder head of an internal combustion engine.
  • the compensation element ensures both a compensation of manufacturing tolerances of the individual components and tolerances that are due to the heating of the fuel injection valve during operation and thus prevents tilting and misalignments.
  • the intermediate ring has a quarter-circle-shaped cross-section and is arranged between the fuel injection valve and the wall of the receiving bore, that the fuel injection valve is flexible in the receiving bore balanced.
  • the intermediate ring can be produced in a simple manner from plastic.
  • the webs may be integrally formed with the intermediate ring or molded onto this.
  • the support segments in their entirety form a circle which completely surrounds the fuel injection valve.
  • the number of support segments is preferably four, which are supported by two or four webs.
  • the webs can be extended and have .. a retaining collar, which allows a fixation of the compensating element on the fuel injection valve.
  • FIG. 1A shows a schematic partial section through a first embodiment of an inventively designed compensating element 1, which is particularly suitable for aligning a fuel injector in a receiving bore of a cylinder head of a mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine.
  • the compensating element 1 is formed in the form of an intermediate ring 2, which has a cross section which corresponds to a quarter circle in the present first embodiment.
  • the intermediate ring 2 is in the assembled state to a not shown in Fig. 1A shoulder of a receiving bore of a cylinder head of an internal combustion engine.
  • webs 3 are formed, which are sprayed on the preferably made of plastic.
  • Intermediate ring 2 molded or can be made in one piece with this.
  • the number in the preferred embodiment is two, support segments 4 are provided, which surround the fuel injection valve in the mounted state of the compensation element 1 and provide for a spacing of the fuel injection valve from a wall 12 of the receiving bore of the cylinder head.
  • the number of Support segments 4 is four in the preferred embodiment.
  • the support segments 4 are formed in the form of quarter circles, so together form a fuel injection valve encompassing circle, which is slotted at equal intervals. Two of the support segments 4 are each connected to one of the webs 3.
  • FIG. 1B shows in a partial sectional view of a second embodiment of an inventively designed compensating element 1.
  • Components that match the embodiment shown in Fig. 1A are provided with matching reference numerals.
  • the second embodiment of a compensating element 1 according to the invention also has an intermediate ring 2, on which webs 3 are formed.
  • webs 3 are formed.
  • four webs 3 are provided, of which two opposing webs 3 are designed as holding webs 3a and slotted webs 3b.
  • the holding webs 3a are extended relative to the webs 3 described in FIG. 1A and provided with a retaining collar 5, which can be used for example by means of clipping onto a shoulder of the fuel injection valve for fastening the compensating element 1 thereto.
  • the retaining collar 5 is designed partially circular and may have a width corresponding to the width of the retaining webs 3a. For better fixation of the compensating element 1, the retaining collar 5 can also be radially widened.
  • the slotted webs 3b are designed to stabilize the support segments 4 and designed so that they are not slotted on a side facing the intermediate ring 2 and are slotted on a side facing the support segments 4 side.
  • each of the quarter-circle-shaped support segments 4 is fixed at one end to one of the retaining webs 3a and at the other end to one of the slotted webs 3b.
  • the support segments 4 are better supported and obtained the shape of the compensating element 1, which in turn allows for easier installation, since the compensating element 1 is not so sensitive to bending or warping during assembly.
  • FIGS. 2A and 2B The installation position and the function of the compensating element 1 according to the invention is shown in more detail in FIGS. 2A and 2B and explained in detail in the following description.
  • the intermediate ring 2 illustrated in FIGS. 1A and 1B which has a cross section corresponding to a quarter circle, can also have a polygonal cross section, as in the detail denoted IC in FIG. 1A, which is shown enlarged in FIG. 1C.
  • the height h of the intermediate ring 2 is variable and can be selected according to the structural conditions of the fuel injection valve and the receiving bore of the cylinder head.
  • Fig. 2A and Fig. 2B show in a cross-sectional view of a compensation element 1 according to FIG. 1A, which is mounted with a fuel injection valve 6 in a receiving bore 11 of a cylinder head 7 of an internal combustion engine.
  • FIG. 2A shows an installation situation in which the compensating element 1 and the fuel injection valve 6 are uniformly spaced from a wall 12 of the receiving bore 11 of the cylinder head 7 or centering of the compensation element 1 and fuel injector 6 total component in the receiving bore 11 is centered.
  • Fig. 2B the situation is shown for example after the connection of the fuel injection valve 6 to a fuel distribution line, not shown, whereby the Fuel injection valve 6 has emigrated and is no longer centered in the receiving bore 11 of the cylinder head 7.
  • the fuel injection valve 6 is designed in the form of a direct-injection fuel injection valve 6 and installed in a cylinder head 7 of an internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 6 has, at an inlet-side end 8, a plug-in connection to a fuel distributor line (not shown) which can be sealed, for example, by a seal between the fuel distributor line and a supply nozzle 9 of the fuel injection valve 6.
  • the fuel injection valve 6 has an electrical connection 10 for the electrical contact for actuation of the fuel injection valve 6.
  • the fuel injection valve 6 further has a valve housing 14 and a downstream of this outstanding nozzle body 13. On the nozzle body 13, a seal 15 is arranged, which the seal the cylinder head 7 is used against the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel injection valve 6 has on its valve housing 14 a shoulder 16 which is inclined, for example, at an angle of 45 °. Usually, this shoulder 16 rests against an at least similarly inclined shoulder 17 of the receiving bore 11 of the cylinder head 7. A tolerance compensation between the fuel injection valve 6 and the Aufnalimebohrung 11 is possible only very inadequate.
  • the shoulder 17 is formed at right angles in conjunction with the inventive compensation element 1, so that the intermediate ring 2 of the compensating element 1 rests with its flat side on the shoulder 17 and the part-circular curved side supports the fuel injection valve 6.
  • the compensation element 1 is placed on the shoulder 17 of the cylinder head 7 and attached to the valve housing 14, whereby the previous shoulder connection between the fuel injection valve 6 and the receiving bore. 11 is opened to a distance corresponding to the diameter of the intermediate ring 2 of the compensating element 1.
  • Fig. 2A shows the corresponding installation situation before the connection of the fuel injection valve 6 to the 'not shown fuel distributor line.
  • the position of the intermediate ring 2 allows this to assume an optimal position corresponding to the circumstances, which may for example also lead to the compensating element 1 with the fuel injection valve 6 with respect to a longitudinal axis 18 of the fuel injection valve 6 and the receiving bore 11 may be tilted.
  • the desired tolerance compensation which prevents build up radial stresses and subsequent malfunction of the fuel injection valve 6, for example a tilting of components in the interior of the same occur.
  • the compensating element 1 according to FIG. 1A or FIG. 1B fulfills several functions. On the one hand can be achieved by a spacing of the fuel injection valve 6 from a wall 12 of the receiving bore 11 of the cylinder head 7, a centering of the fuel injection valve 6, the excessive tilting of the fuel injection valve 6, for example in the region Nozzle body 13 of the fuel injection valve 6 counteracts and thus contributes to the sealing effect of a plugged onto the nozzle body 13 sealing ring 15, which seals the cylinder head 7 against the combustion chamber of the engine, not shown, contributes.
  • the compensation element 1 manufacturing tolerances of the individual components, such as the nozzle body 13 or the valve housing 14, which lead to asymmetries in the fuel injector 6, without costly reworking of the components are necessary.
  • temperature-related tolerances that occur, for example, by the heating of the fuel injection valve 6 and the cylinder head 7 during operation of the internal combustion engine can be compensated by the compensation element 1. Tolerances of this kind can, for example, lead to stresses and strains of the connector between the fuel injection valve 6 and the fuel distributor not shown.
  • the fit of the compensating element 1 to the fuel injection valve 6 can be done either by clearance fit or by plug-in.
  • the clearance which allows the compensating element 1 to assume an optimal position in accordance with the prevailing conditions, is particularly suitable for embodiments of compensating elements 1 according to FIG. 1A, while the plug-in fit is particularly easy to implement in compensating elements 1 according to FIG. 1B, since the retaining collar 5 of the retaining webs 3a holds the compensating element 1 on the fuel injection valve 6 and thus in addition to the spacing of the fuel injection valve 6 against the wall 12 of the receiving bore 11 also provide effective protection against the loss of the compensating element 1 during installation and removal of the fuel injector 6.
  • the support segments 4, not shown in FIGS. 2A and 2B, can always ensure optimal spacing of the fuel injection valve 6 from the wall 12 of the receiving bore 11, while the intermediate ring 2 of the compensation element 1 a balanced compensation of taking place at the inlet end 8 of the fuel injection valve 6 Movements as well as caused by heating tolerances allows.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiments and, for example, also suitable for compensating elements 1 with differently shaped intermediate rings 2 and more or fewer support segments 4 and webs 3.
  • the invention for any construction of fuel injection valves 6, for example, for fuel injection valves 6 for injection into the Combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine, applicable.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Ausgleichselement für ein Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Aus der DE 197 35 665 A1 ist eine Brennstöffeinspritzanlage bekannt, die ein Ausgleichselement aufweist, das aus einem Stützkörper besteht, der eine kalottenförmige Stützfläche hat. Ein Brennstoffeinspritzventil stützt sich über dieses Ausgleichselement in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes ab. Da das Brennstoffeinspritzventil auf der kugelförmig ausgeformten Kalottenfläche mit einer Stützfläche aufliegt, kann das Brennstoffeinspritzventil bis zu einer gewissen Winkelabweichung zur Achse der Aufnahmebohrung montiert werden und fest in die Aufnahmebohrung durch geeignete Mittel, beispielsweise eine Spannpratze gedrückt werden. Somit wird eine einfache Anpassung an die Brennstoffzuleitungen ermöglicht. Toleranzen bei der Fertigung und bei der Montage der Brennstoffeinspritzventile können ausgeglichen werden.
  • Nachteilig ist jedoch, daß der Stützkörper aufwendig zu fertigen ist und eine genau herzustellende Kugelfläche erfordert. Der starre Stützkörper kann nicht zusammengedrückt werden und es erfolgt somit kein Ausgleich in axialer Richtung der Aufnahmebohrung. Der Ausgleich von Toleranzen kann auch nur auf der vorgegebenen Geometrie der Kugelfläche erfolgen. Es ist keine zur Aufnahmebohrung radiale Ausgleichsbewegung möglich.
  • Um die Wärmeübertragung von einer Verbrennungskammer auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu reduzieren, wird in JP 11 210885 A eine Dichtung beschrieben, welche einen Dichtungshauptkörper aufweist, welcher aus drei geschichteten dünnen Plättchen besteht. Weiterhin weist die Dichtung ein Halteelement auf, das den Dichtungshauptkörper umgibt. Zwei der dünnen Plättchen weisen kompressible U-förmige oder V-förmige Querschnitte auf und sind symmetrisch bezüglich des dritten dünnen Plättchens angeordnet. Da zwischen den dünnen Plättchen und dem Halteelement Luftschichten gebildet werden, wird nur wenig Wärme von der Verbrennungskammer zu einem Druckventil oder ähnlichem in Inneren der Kraftstoffeinspritzvorrichtung übertragen.
  • In US 5 129 658 A wird eine Dichtung beschrieben, die eine zylindrische Verstärkung mit in etwa L-förmigem Querschnitt, deren kurzes Bein eine ringförmige Lagerfläche zum Anliegen gegen eine Endlagerfläche des Einspritzers oder des Einspritzträgers definiert. An dem langem Bein der Verstärkung haftet eine Elastomer-Dichtung an, welche eine innere ringförmige Dichtlagerfläche aufweist, welche einen dichtenden Kontakt mit der peripheren Oberfläche des Einspritzers oder des Einspritzträgers sicherstellt. Darüber hinaus weist die Verstärkung zumindest eine Dichtlippe auf, welche nach außen hervorsteht, welche vorzugsweise nahe des freien Endes des langen Beines der Verstärkung angeordnet ist und einen dichtenden Kontakt mit der zylindrischen Wand des Gehäuses des Einspritzers in dem Zylinderkopf sicherstellt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Ausgleichselement für ein Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Zwischenring mit Stegen versehen ist, die sich parallel zu einem Ventilgehäuse des Brennstoffeinspritzventils erstrecken und ihrerseits mit teilkreisförmigen Stützsegmenten in Verbindung stehen, die das Brennstoffeinspritzventil umgreifen und dadurch für eine Beabstandung gemäß den auf das Brennstoffeinspritzventil wirkenden Kräften von einer Wandung einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine sorgen.
  • Das Ausgleichselement sorgt dabei sowohl für einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile sowie von Toleranzen, die auf die Erwärmung des Brennstoffeinspritzventils während des Betriebs zurückzuführen sind und beugt somit Verkanten und Fehlstellungen vor.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ausgleichselements möglich.
  • Von Vorteil ist insbesondere, daß der Zwischenring einen viertelkreisförmigen Querschnitt aufweist und so zwischen dem Brennstoffeinspritzventil und der Wandung der Aufnahmebohrung angeordnet ist, daß das Brennstoffeinspritzventil flexibel in der Aufnahmebohrung ausbalancierbar ist.
  • Weiterhin ist von Vorteil, daß der Zwischenring in einfacher Weise aus Kunststoff herstellbar ist. Die Stege können einteilig mit dem Zwischenring ausgebildet oder an diesen angespritzt sein.
  • Vorteilhafterweise bilden die Stützsegmente in ihrer Gesamtheit einen Kreis, der das Brennstoffeinspritzventil vollständig umgibt. Die Anzahl der Stützsegmente beträgt vorzugsweise vier, welche von zwei oder vier Stegen unterstützt werden.
  • Die Stege können dabei verlängert sein und.einen Haltekragen aufweisen, welcher eine Fixierung des Ausgleichselements am Brennstoffeinspritzventil ermöglicht.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1A
    eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements für ein Brennstoffeinspritzventil in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,
    Fig. 1B
    eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements für ein Brennstoffeinspritzventil in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,
    Fig. 1C
    einen schematischen Ausschnitt aus dem in Fig. 1A dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements im Bereich IC in Fig. 1A,
    Fig. 2A
    ein mit dem in Fig. 1A dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements zentriert montiertes Brennstoffeinspritzventil, und
    Fig. 2B
    ein mit dem in Fig. 1A dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements montiertes Brennstoffeinspritzventil unter Inanspruchnahme der Toleranzen.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1A zeigt einen schematisierten Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements 1, welches insbesondere zur Ausrichtung eines Brennstoffeinspritzventils in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine geeignet ist.
  • Das Ausgleichselement 1 ist in Form eines Zwischenrings 2 ausgebildet, welcher einen Querschnitt aufweist, der im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel einem Viertelkreis entspricht. Der Zwischenring 2 liegt in montiertem Zustand an einer in Fig. 1A nicht dargestellten Schulter einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine an. An dem Zwischenring 2 sind Stege 3 ausgebildet, welche an dem vorzugsweise aus Kunststoff gespritzten. Zwischenring 2 angespritzt oder mit diesem einteilig hergestellt sein können.
  • An den Stegen 3, deren Anzahl im bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei beträgt, sind Stützsegmente 4 vorgesehen, welche im montierten Zustand des Ausgleichselements 1 das Brennstoffeinspritzventil umschließen und für eine Beabstandung des Brennstoffeinspritzventils von einer Wandung 12 der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes sorgen. Die Anzahl der Stützsegmente 4 beträgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel vier. Die Stützsegmente 4 sind dabei in Form von Viertelkreisen ausgebildet, bilden also gemeinsam einen das Brennstoff einspritzventil umgreifenden Kreis, der in gleichmäßigen Abständen geschlitzt ist. Jeweils zwei der Stützsegmente 4 sind dabei mit je einem der Stege 3 verbunden.
  • Zur Montage des Ausgleichselements 1 wird dieses auf das zu montierende Brennstoffeinspritzventil aufgesteckt und mit diesem zusammen in der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes 7, wie in Fig. 2A näher dargestellt, montiert.
  • Fig. 1B zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausgleichselements 1. Bauteile, die mit dem in Fig. 1A dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmen, sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ausgleichselements 1 weist ebenfalls einen Zwischenring 2 auf, an welchem Stege 3 ausgebildet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Stege 3 vorgesehen, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Stege 3 als Haltestege 3a und geschlitzte Stege 3b ausgeführt sind.
  • Die Haltestege 3a sind dabei gegenüber den in Fig. 1A beschriebenen Stegen 3 verlängert und mit einem Haltekragen 5 versehen, welcher beispielsweise mittels Aufklipsen auf eine Schulter des Brennstoffeinspritzventils zur Befestigung des Ausgleichselements 1 an diesem herangezogen werden kann. Der Haltekragen 5 ist dabei teilkreisförmig ausgeführt und kann eine Breite aufweisen, die der Breite der Haltestege 3a entspricht. Zur besseren Fixierung des Ausgleichselements 1 kann der Haltekragen 5 auch radial verbreitert sein.
  • Die geschlitzten Stege 3b sind zur Stabilisierung der Stützsegmente 4 konzipiert und so ausgebildet, daß sie an einer dem Zwischenring 2 zugewandten Seite ungeschlitzt und an einer den Stützsegmenten 4 zugewandten Seite geschlitzt sind. Dadurch wird jedes der viertelkreisförmigen Stützsegmente 4 mit einem Ende an einem der Haltestege 3a und mit dem anderen Ende an einem der geschlitzten Stege 3b fixiert. Dadurch werden die Stützsegmente 4 besser unterstützt und die Form des Ausgleichselements 1 erhalten, was wiederum eine einfachere Montage ermöglicht, da das Ausgleichselement 1 nicht so empfindlich auf ein Verbiegen oder Verziehen bei der Montage ist.
  • Die Einbaulage und die Funktion des erfindungsgemäßen Ausgleichselements 1 ist in den Fig. 2A und 2B näher dargestellt und in der nachfolgenden.Beschreibung im Detail erläutert..
  • Der in Fig. 1A und 1B dargestellte Zwischenring 2, welcher einen Querschnitt aufweist, der einem Viertelkreis entspricht, kann, wie in dem in Fig. 1A mit IC bezeichneten Ausschnitt, welcher in Fig. 1C vergrößert dargestellt ist, auch einen eckigen Querschnitt aufweisen. Die Höhe h des Zwischenrings 2 ist dabei variabel und kann entsprechend den baulichen Gegebenheiten des Brennstoffeinspritzventils und der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes gewählt werden.
  • Fig. 2A und Fig. 2B zeigen in einer aus zugsweisen Schnittdarstellung ein Ausgleichselement 1 gemäß Fig. 1A, welches mit einem Brennstoffeinspritzventil 6 in einer Aufnahmebohrung 11 eines Zylinderkopfes 7 einer Brennkraftmaschine montiert ist.
  • Dabei zeigt Fig. 2A eine Einbausituation, bei welcher das Ausgleichselement 1 und das Brennstoffeinspritzventil 6 von einer Wandung 12 der Aufnahmebohrung 11 des Zylinderkopfes 7 gleichmäßig beabstandet sind bzw. das aus Ausgleichselement 1 und Brennstoffeinspritzventil 6 bestehende Gesamtbauteil in der Aufnahmebohrung 11 zentriert ist. In Fig. 2B ist die Situation beispielsweise nach dem Anschluß des Brennstoffeinspritzventils 6 an eine nicht dargestellte Brennstoffverteilerleitung gezeigt, wodurch das Brennstoffeinspritzventil 6 ausgewandert ist und sich nicht mehr zentriert in der Aufnahmebohrung 11 des Zylinderkopfes 7 befindet.
  • Bevor im Einzelnen auf die oben angegebenen Einbausicuationen eingegangen wird, erfolgt eine kurze Beschreibung der wesentlichen Teile eines für die Montage mit dem erfindungsgemäßen Ausgleichselement 1 geeigneten Brennstoffeinspritzsystems.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 6 ist dabei in Form eines direkt einspritzenden Brennstoffeinspritzventils 6 ausgeführt und in einem Zylinderkopf 7 einer Brennkraftmaschine eingebaut. Das Brennstoffeinspritzventil 6 weist an einem zulaufseitigen Ende 8 eine Steckverbindung zu einer nicht weiter dargestellten Brennstoffverteilerleitung auf, die beispielsweise durch eine Dichtung zwischen der Brennstoffverteilerleitung und einem Zuleitungsstutzen 9 des Brennstoffeinspritzventils 6 abgedichtet sein kann. Das Brennstoffeinspritzventil 6 verfügt über einen elektrischen Anschluß 10 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 6. Das Brennstoffeinspritzventil 6 verfügt weiterhin über ein Ventilgehäuse 14 sowie einen abströmseitig aus diesem herausragenden Düsenkörper 13. An dem Düsenkörper 13 ist eine Dichtung 15 angeordnet, welche der Abdichtung des Zylinderkopfes 7 gegen den Brennraum der Brennkraftmaschine dient.
  • Das Brennstoffeinspritzventil 6 weist an seinem Ventilgehäuse 14 eine Schulter 16 auf, die beispielsweise in einem Winkel von 45° geneigt ist. Gewöhnlich liegt diese Schulter 16 an einer zumindest ähnlich geneigten Schulter 17 der Aufnahmebohrung 11 des Zylinderkopfes 7 auf. Ein Toleranzausgleich zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 6 und der Aufnalimebohrung 11 ist dabei nur sehr unzureichend möglich.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schulter 17 in Verbindung mit dem erfindungsgemäß Ausgleichselement 1 rechtwinklig ausgebildet, so daß der Zwischenring 2 des Ausgleichselements 1 mit seiner flachen Seite auf der Schulter 17 anliegt und die teilkreisförmig gewölbte Seite das Brennstoffeinspritzventil 6 unterstützt.
  • Zur Montage wird das Ausgleichselement 1 auf die Schulter 17 des Zylinderkopfes 7 gelegt bzw. auf das Ventilgehäuse 14 aufgesteckt, wodurch der vorherige Schulterschluß zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 6 und der Aufnahmebohrung. 11 auf eine Distanz, die dem Durchmesser des Zwischenrings 2 des Ausgleichselements 1 entspricht, geöffnet wird. Fig. 2A zeigt die entsprechende Einbausituation vor dem Anschluß des Brennstoffeinspritzventils 6 an die' nicht dargestellte Brennstoffverteilerleitung.
  • Die Lage des Zwischenrings 2 ermöglicht diesem, eine den Gegebenheiten entsprechende optimale Lage einzunehmen, was beispielsweise auch dazu führen kann, daß das Ausgleichselement 1 mit dem Brennstoffeinspritzventil 6 gegenüber einer Längsachse 18 des Brennstoffeinspritzventils 6 bzw. der Aufnahmebohrung 11 verkippt sein kann. Gemeinsam mit den an den sich parallel zu dem Ventilgehäuse 14 des Brennstoffeinspritzventils 6 erstreckenden Stegen 3 flexibel befestigten Stützsegmenten 4, welche das Ventilgehäuse 14 umgreifen, ermöglicht dies den gewünschten Toleranzausgleich, der verhindert, daß sich radiale Spannungen aufbauen und nachfolgend Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils 6 beispielsweise durch ein Verkanten von Bauteilen im Inneren desselben auftreten.
  • Das erfindungsgemäße Ausgleichselement 1 gemäß Fig. 1A oder Fig. 1B erfüllt dabei mehrere Funktionen. Einerseits kann durch eine Beabstandung des Brennstoffeinspritzventils 6 von einer Wandung 12 der Aufnahmebohrung 11 des Zylinderkopfes 7 eine Zentrierung des Brennstoffeinspritzventils 6 erreicht werden, die einem zu starken Verkanten des Brennstoffeinspritzventils 6 beispielsweise im Bereich des Düsenkörpers 13 des Brennstoffeinspritzventils 6 entgegenwirkt und somit zur Dichtwirkung eines auf den Düsenkörper 13 aufgesteckten Dichtrings 15, der den Zylinderkopf 7 gegen den nicht weiter dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine abdichtet, beiträgt.
  • Weiterhin können durch das Ausgleichselement 1 Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile, beispielsweise des Düsenkörpers 13 oder des Ventilgehäuses 14, die zu Asymmetrien im Brennstoffeinspritzventil 6 führen, ausgeglichen werden, ohne daß aufwendige Nachbearbeitungen der Bauteile notwendig sind.
  • Auch temperaturbedingte Toleranzen, die beispielsweise durch die Erwärmung des Brennstoffeinspritzventils 6 und des Zylinderkopfes 7 während des Betriebs der Brennkraftmaschine auftreten, können durch das Ausgleichselement 1 kompensiert werden. Toleranzen dieser Art können beispielsweise zu Belastungen und Verspannungen der Steckverbindung zwischen dem Brennstoffeinspritzventil 6 und der nicht weiter dargestellten Brennstoffverteilerleitung führen.
  • Die Passung des Ausgleichselements 1 zum Brennstoffeinspritzventil 6 kann entweder durch Spielpassung oder durch Steckpassung erfolgen. Die Spielpassung, die dem Ausgleichselement 1 erlaubt, eine optimale Lage gemäß den herrschenden Bedingungen einzunehmen, bietet sich insbesondere für Ausführungsbeispiele von Ausgleichselementen 1 gemäß Fig. 1A an, während die Steckpassung bei Ausgleichselementen 1 gemäß Fig. 1B besonders einfach realisierbar ist, da der Haltekragen 5 der Haltestege 3a das Ausgleichselement 1 am Brennstoffeinspritsventil 6 hält und somit neben der Beabstandung des Brennstoffeinspritzventils 6 gegenüber der Wandung 12 der Aufnahmebohrung 11 auch einem wirksamen Schutz gegen den Verlust des Ausgleichselements 1 beim Ein- und Ausbau des Brennstoffeinspritzventils 6 bieten.
  • Wenn das Brennstoffeinspritzventil 6, wie in Fig. 2B gezeigt, beispielsweise durch den Anschluß einer nicht weiter dargestellten Brennstoffverteilerleitung in der Aufnahmebohrung 11 verkippt wird, geschieht dies im Rahmen von vorgegebenen Toleranzwerten, die durch die Geometrie des Ausgleichselements 1 und der Aufnahmebohrung 11 begrenzt sind. Das Brennstoffeinspritzventil 6 befindet sich dann zwar nicht mehr zentriert in der Aufnahmebohrung 11, sondern ist um einen Maximalwert von beispielsweise ± 0,2 mm ausgewandert und/oder zusätzlich unter einem Winkel verkippt, die Funktion des Brennstoffeinspritzventils 6 und weiterer Komponenten, wie z. B. des Dichtrings 15, werden jedoch nicht beeinflußt, da das Brennstoffeinspritzventil 6 nach wie vor in sich gerade ist und das Ventilgehäuse 14 und der Düsenkörper 13 nicht durch Axialkräfte gebogen werden. Bei genügender Flexibilität des Dichtrings 15 kann nach wie vor eine zufriedenstellende Abdichtung des Zylinderkopfes 7 gegenüber dem Brennraum erfolgen. Die Längsachse 18 des Brennstoffeinspritzventils 6 ist demnach gegenüber der in Fig. 2A eingenommenen Position leicht verkippt, was jedoch die Funktion der einzelnen Bauteile nicht beeinträchtigt.
  • Die in Fig. 2A und 2B nicht dargestellten Stütz segmente 4 können dabei immer für eine optimale Beabstandung des Brennstoffeinspritzventils 6 von der Wandung 12 der Aufnahmebohrung 11 sorgen, während der Zwischenring 2 des Ausgleichselements 1 eine balancierte Kompensation der am zulaufseitigen Ende 8 des Brennstoffeinspritzventils 6 stattfindenden Bewegungen wie auch durch Erwärmung verursachter Toleranzen ermöglicht.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und beispielsweise auch für Ausgleichselemente 1 mit unterschiedlich geformten Zwischenringen 2 und mehr oder weniger Stützsegmenten 4 bzw. Stegen 3 geeignet. Ebenso ist die Erfindung für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 6, beispielsweise für Brennstoffeinspritzventile 6 zur Einspritzung in den Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, anwendbar.

Claims (11)

  1. Ausgleichselement (1) zur Lagerung eines Brennstoffeinspritzventils (6) in einem Zylinderkopf (7) einer Brennkraftmaschine, wobei das Ausgleichselement (1) in Form eines Zwischenrings (2) ausgebildet und zwischen einem Ventilgehäuse (14) des Brennstoffeinspritzventils (6) und einer Wandung (12) einer Aufnahmebohrung (11) des Zylinderkopfes (7) angeordnet ist, wobei das Ausgleichselement (1) an dem Zwischenring (2) Haltestege (3a) aufweist, die sich entlang des Ventilgehäuses (14) erstrecken und an denen Stützsegmente (4) fixiert sind, die das Ventilgehäuse (14) umgreifen, wodurch das Ventilgehäuse (14) von der Wandung (12) der Aufnahmebohrung (11) beabstandet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jeweils zwei einander gegenüberliegende geschlitzte Stege (3b) ausgebildet sind, wobei die Stützsegmente (4) jeweils mit einem Ende an einem der Haltestege (3a) und mit dem anderen Ende an einem der geschlitzten Stege (3b) fixiert sind.
  2. Ausgleichselement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zwischenring (2) aus Kunststoff gespritzt ist.
  3. Ausgleichselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haltestege (3a) an dem Zwischenring (2) angespritzt oder mit diesem einteilig ausgebildet sind.
  4. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zwischenring (2) einen viertelkreisförmigen Querschnitt aufweist.
  5. Ausgleichselement nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zwischenring (2) mit der viertelkreisförmigen Wölbung an einer Schulter (16) des Brennstoffeinspritzventils (6) und mit einer der flachen Seiten an einer Schulter (17) der Aufnahmebohrung (11) des Zylinderkopfes anliegt.
  6. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zwischenring (2) einen trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt der axialen Höhe (h) aufweist.
  7. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stützsegmente (4) gemeinsam einen Kreis bilden.
  8. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet
    dass die Anzahl der Haltestege (3a) zwei beträgt.
  9. Ausgleichselement nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stutzsegmente (4) mit jeweils einem Ende an einem der Haltestege (3a) fixiert sind.
  10. Ausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet
    dass die Anzahl der Haltestege (3a) vier beträgt.
  11. Ausgleichselement nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an den Haltestegen (3a) ein Haltekragen (5) ausgebildet ist.
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