EP1446574A1

EP1446574A1 - Einspannvorrichtung f r ein kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: EP1446574A1
Application number: EP02760097A
Authority: EP
Inventors: Peter Heinrich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-07-13
Publication date: 2004-08-18
Also published as: JP2005510656A; US20040040542A1; WO2003046365A1; DE10155678A1; US6786204B2

Abstract

Einspannvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil (5) in einer Bohrung (3) im Zylinderkopf (1) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (5) eine Längsachse (6) aufweist. Eine Spannpratze (20) wird von einer Einspannkraft beaufschlagt, wobei die Spannpratze (20) mit wenigstens einer Abstützfläche (30) an einer Auflagestelle (32) des Kraftstoffeinspritzventils (5) anliegt, so dass die Spannpratze (20) mit der Abstützfläche (30) gegen die Auflagestelle (32) gepresst wird. Die Auflagestelle (32) am Kraftstoffeinspritzventil (5) ist linienförmig ausgebildet, wobei die Linie gerade ist und sich in ihrer gedachten Verlängerung mit der Längsachse (6) des Kraftstoffeinspritzventils (5) schneidet.

Description

Einspannvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Einspannvorrichtung für ein

Kraftstoffeinspritzventil aus, die der Gattung des Patentanspruchs 1 entspricht. Eine derartige Einspannvorrichtung ist beispielsweise aus der Schrift DE 195 21 363 Cl bekannt. Bei der dort gezeigten Einspannvorrichtung wird ein Kraftstoff- einspritzventil in einer Bohrung im Zylinderkopf einer

Brennkraftmaschine eingespannt, wobei das eine Längsachse aufweisende Kraftstoffeinspritzventil mit einer Spannpratze befestigt ist. Die Spannpratze weist eine Abstutzflache auf, mit der sie an einer Anlagestelle des Kraftstoffeinspritz- ventils anliegt. Die Spannpratze wird in ihrer Mitte von einer Einspannkraft beaufschlagt, wobei die Einspannkraft durch eine Schraube ausgeübt wird, die die Spannpratze gegen den Zylinderkopf drückt . Durch die Einspannkraft wird die Spannpratze mit der Abstützfläche gegen die Auflagestelle des Kraftstoffeinspritzventils gepresst und drückt dieses in die Bohrung im Zylinderkopf. In der Schrift DE 195 21 363 Cl ist die Abstützfläche der Spannpratze ballig ausgebildet und liegt auf einer ebenen Auflagestelle des Kraftstoffeinspritzventils auf. Hierbei wird darauf geachtet, dass die Stelle, an der die Spannpratze an der Auflagestelle des Kraftstoffeinspritzventils aufliegt, genau in Richtung der Längsachse des Kraftstoffeinspritzventils ausgerichtet ist, ^■ so dass sich durch die Einspannkraft kein Kippmoment auf das Kraftstoffeinspritzventil ergibt. In der dort gezeigten Konstruktion ist dies jedoch nicht immer sicher zu verhindern: Durch thermische Ausdehnung der Spannpratze oder sonstiger Teile der Brennkraftmaschine, durch Erschütterungen oder Verschiebungen kann es vorkommen, dass die Abstützfläche der Spannpratze am Kraftstoffeinspritzventil verschoben wird und die Anpresskraft nicht mehr genau mittig in Richtung der Längsachse in das Kraftstoffeinspritzventil eingeleitet wird. Dadurch kann es zu einem Kippmoment des Kraftstoffeinspritzventils in der Bohrung kommen und damit zu einer ungleichen mechanischen Belastung, was die Funktion der beweglichen Teile im Kraftstoffeinspritzventil erheblich beeinträchtigen kann.

Eine ähnliche Einspannvorrichtung ist auch aus der Schrift US 6 196 194 Bl bekannt. Die dort gezeigte Spannpratze weist an ihrer Abstützfläche ebenfalls eine ballige Form auf und ist gegabelt ausgebildet, so dass sie an zwei Auflagestellen des Kraftstoffeinspritzventils, die einander diametral gegenüberliegen, angreift. Die Einspannkraft wird hierbei nicht in der Mitte der Spannpratze eingeleitet, sondern an dem der Abstützfläche gegenüberliegenden Ende der Spannpratze, wobei die Spannschraube die Spannpratze vom Zylinderkopf weg drückt. Die Anpresskraft wird über ein Widerlager erreicht, an dem die Spannpratze im Mittelbereich anliegt. Auch diese Einspannvorrichtung weist den Nächteil auf, dass die Anpresskraft nicht immer zentrisch auf das Kraftstoffeinspritzventil wirkt, so dass es, wie bereits oben geschildert, zu einem Kippmoment auf das Kraftstoffeinspritzventil kommen kann und zu den damit verbundenen Nachteilen. Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil weist den Vorteil auf, dass die Einspann- kraft auf das Kraftstoffeinspritzventil stets symmetrisch, ausgeübt wird, so dass durch die Einspannvorrichtung kein oder nur ein sehr geringes Kippmoment ausgeübt wird. Hierzu ist am Kraftstoffeinspritzventil eine Auflagestelle ausgebildet, die eine gerade Linie bildet, die in einer Ebene mit der Längsachse des Kraftstoffeinspritzventils liegt. Hierdurch wird die Einspannkraft in einer Symmetrieebene des Kraftstoffeinspritzventils eingeleitet. Die Spannpratze weist eine Abstützfläche auf, die bei einer eventuellen horizontalen Verschiebung, also senkrecht zur Längsachse des Kraftstoffeinspritzventils, über die Auflagestelle gleitet, so dass der Punkt, an dem die Einspannkraft in das Kraftstoffeinspritzventil eingeleitet wird, ortsfest bleibt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist die Abstützfläche an der Spannpratze eben ausgebildet, damit sie leicht auf der linienförmigen Auflage- stelle des Kraftstoffeinspritzventils abgleiten kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spann- pratze als zweiarmiger Hebel ausgebildet, an dessen einem ^• Ende die Abstützstelle ausgebildet ist und dessen anderes Ende am Zylinderkopf aufliegt, wobei die Einspannkraft zwischen den beiden Enden des Hebels eingeleitet wird. Durch diese Ausführung lässt sich die bereits bekannte Spannpratze durch eine leichte Abwandlung an der Abstützfläche für die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung verwenden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die linienförmige Auflagestelle am Kraftstoffeinspritzventil ein Grat, der durch zwei Anschrägungen gebildet wird. Durch diese Ausbil- düng lässt sich die linienförmige Auflagestelle einfach fertigen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind am Kraft- 5 stoffeinspritzventil zwei sich diametral bezüglich der

Längsachse gegenüberliegende Auflagestellen ausgebildet, die jeweils als ein durch zwei Anschrägungen gebildeter Grat ausgebildet sind. Dadurch lässt sich die Einspannkraft auf zwei Seiten des Kraftstoffeinspritzventils symmetrisch ein- L0 bringen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Spannpratze an dem Ende, an dem sich die Abstützfläche befindet, gegabelt ausgebildet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aufla- L5 gestelle am Kraftstoffeinspritzventil als Mantellinie an einem Auflägezylinder ausgebildet, wobei sich die Längsachse des Auflagezylinders mit der Längsachse des Kraftstoffeinspritzventils schneidet. Dies hat den Vorteil, dass die in horizontaler Richtung sich eventuell verschiebende Spann- 20 pratze mit ihrer Abstützfläche über den Zylinder abrollt und so keine horizontalen Kräfte auf das Kraftstoffeinspritzventil ausüben kann. Hierdurch werden eventuell noch auftretende Kippmomente auf das Kraftstoffeinspritzventil weiter vermindert. Auch hierbei kann es vorteilhafterweise vorgesehen 25 sein, zwei Auflägezylinder anzuordnen, die koaxial hintereinander auf je einer Seite des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet sind.

Zeichnung

50

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Einspannvorrichtung dargestellt. Es zeigt

Figur 1 einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit darin angeordneten Kraftstoffein- $5 spritzventil, Figur 2 ehre Vergrößerung von Figur 1 im Bereich der Auflagestelle des Kraftstoffeinspritzventils, Figur 3 eine Draufsicht auf die Einspannvorrichtung und den Zylinderkopf,

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei derselbe Ausschnitt wie in Figur 2 gezeigt ist und Figur 5 eine perspektivische Darstellung des brennraumab- gewandten Endbereichs des Kraftstoffeinspritzventils mit der erfindungsgemäßen Auflagestelle.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch den Zylinderkopf 1 einer Brennkraf maschine dargestellt . Im Zylinderkopf 1 der ansonsten nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine ist eine Bohrung 3 ausgebildet, die unter Bildung eines Ringabsatzes 8 gestuft ausgebildet ist, wobei der Ringabsatz 8 dem Brennraum zugewandt ist. In der Bohrung 3 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 5 angeordnet, das eine Längsachse 6 aufweist und an dessen Außenmantelfläche eine Ringschulter 10 ausgebildet ist, mit der das Kraftstoffeinspritzventil 5 unter Zwischenlage einer Dichtscheibe 12 am Ringabsatz 8 der Bohrung 3 anliegt. Am brennraumabgewandten Ende des Kraft- stoffeinspritzventils 5, das im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist, sind zwei sich diametral gegenüberliegende Abflachungen 29, 29 ^λ ausgebildet. Zur Vereinfachung sind die Anschlüsse für den Kraftstoff und sonstige. Verbindungen des Kraftstoffeinspritzventils 5 in der Zeichnung nicht dargestellt.

An der brennraumabgewandten Seite des Zylinderkopfs 1 ist eine Spannpratze 20 angeordnet, die als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Die Spannpratze 20 weist mittig eine Bohrung 22 auf, durch die eine Spannschraube 24 geführt ist, welche an ihrem Ende ein Außengewinde 28 aufweist. Die Spannschraube 24 ist mit dem Außengewinde 28 in ein Aufnahmegewinde 26 im Zylinderkopf 1 eingeschraubt, so dass über ein entsprechendes Drehmoment auf die Spannschraube 24 eine Einspannkraft auf die Spannpratze 20 ausgeübt werden kann, 5 die diese in Richtung des Zylinderkopfs 1 drückt. Die Spannpratze 20 stützt sich mit ihrem dem Kraftstoffeinspritzventil 5 abgewandten Hebel mit einem Gegenlager 35 am Zylinderkopf 1 ab. Der dem Kraftstoffeinspritzventil 5 zugewandte Hebel weist eine Abstützfläche 30 auf, mit der die Spann-

L0 pratze 20 an einer Auflagestelle 32 des Kraftstoffeinspritzventils 5 aufliegt. Figur 2 zeigt eine Vergrößerung von Figur 1 im Bereich dieser Auflagestelle 32. Die dem Brennraum zugewandte Endfläche der Abflachung 29 ist durch zwei An- schrägungen 37 giebelförmig zugespitzt. Durch die Anschrä-

L5 gungen 37 wird ein Grat gebildet, der die gerade, linienför- mige Auflagestelle 32 bildet. Die Spannpratze 20 übt durch die Einspannkraft der Spannschraube 24 eine Kraft auf das Kraftstoffeinspritzventil 5 aus, mit der dieses mit der Ringschulter 10 gegen den Ringabsatz 8 gepresst wird.

20

Die der in der Figur 2 gezeigten Abflachung 29 diametral gegenüberliegende weitere Abflachung 29' ist identisch mit der ersten Abflachung 29. Figur 3 zeigt hierzu eine Draufsicht auf die Spannpratze 20 und auf den entsprechenden Ausschnitt

25 des Zylinderkopfs 1. Die Spannpratze 20 ist an ihrem dem

Kraftstoffeinspritzventil 5 zugewandten Ende gegabelt ausgebildet, so dass zwei gegabelte Enden 120 gebildet werden. Beide gegabelten Enden 120 weisen eine Abstützfläche 30 auf, die sich an jeweils einer Auflagestelle 32 des Kraftstoff -

30 einspritzventils 5 abstützt. Dadurch wird die Einspannkraft auf das Kraftstoffeinspritzventil 5 sowohl in Richtung der linienförmigen Anlagestelle 32 als auch senkrecht dazu symmetrisch in das Kraftstoffeinspritzventil 5 eingeleitet. Es ist hierbei entscheidend, dass sich beide Auflägestellen 32 in einer Ebene mit der Längsachse 6 befinden. Nur so ist gewährleistet, dass die Einspannkraft genau symmetrisch in das Kraftstoffeinspritzventil 5 eingebracht wird, so dass die ringscheibenförmige Ringschulter 10 über ihren gesamten Umfang gleichmäßig gegen den Ringabsatz 8 gepresst wird.

Figur 4 zeigt den gleichen Ausschnitt wie Figur 2 eines weiteren Ausführungsbeispiels. Am brennraumzugewandten Ende ist an der Abflachung 29 eine halbzylinderförmige Aufnahme 46 ausgebildet, in die ein Auflagezylinder 42 eingelegt ist, der eine Achse 44 aufweist. Der Auflagezylinder 42 weist hierbei denselben Durchmesser auf wie die halbzylinderförmige Aufnahme 46, so dass er in der Aufnahme 46 drehbar um seine Achse 44 gelagert ist. Die Achse 44 schneidet sich hierbei in ihrer gedachten Verlängerung mit der Längsachse 6 des Kraftstoffeinspritzventils 5. Die Spannpratze 20 liegt mit ihrer Abstützfläche 30 an einer Mantellinie des Auflage- zylinders 42 auf, so dass diese Mantellinie die linienförτni- ge Auflagestelle 32 bildet. Diese Auflagestelle 32 in Form einer Mantellinie schneidet sich in ihrer gedachten Verlängerung mit der Längsachse 6 des Kraftstoffeinspritzventils 5, um die Krafteinleitung auch hier genau in der Ebene der Längsachse 6 zu erreichen. Verschiebt sich die Spannpratze 20 in horizontaler Richtung, also senkrecht zur Achse 44 des Auflagezylinders 42 bzw. senkrecht zur Längsachse 6, so kann sich der Auflagezylinder 42 in der Aufnahme 46 drehen, so dass sich keine Querkräfte auf das Kraftstoffeinspritzventil 5 ergeben. Es kann hierbei auch vorgesehen sein, dass der Auflagezylinder 42 mittels einer Schraube, die den Auflagezylinder 42 in seiner Mitte in Richtung der Achse 44 durchdringt, am Kraftstoffeinspritzventil 5 befestigt ist. An der diametral gegenüberliegenden Seite des Kraftstoffeinspritzventils 5 ist, gleich wie bei der gratförmigen Auflagestelle 32, ein zweiter Auflagezylinder 42 angeordnet, auf dem das andere gegabelte Ende 120 der Spannpratze 20 aufliegt.

Figur 5 verdeutlicht noch einmal die Ausbildung der Abfla- chung 29 am Kraftstoffeinspritzventil 5. Es ist in Figur 5 der brennraumabgewandte Endbereich des Kraftstoffeinspritz- ventils 5 gezeigt, wobei die Spannpratze 20 und der Zylinderkopf 1 der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind. Es wird die Ausbildung der Anschrägungen 37 deutlich und der Grat zwischen den Anschrägungen 37, der die Auflagestelle 32 bildet . In Figur 5 ist eine Verlängerung der linienförmigen Auflagestelle 32 gezeichnet, die sich mit der Längsachse 6 des Kraftstoffeinspritzventils 5 schneidet. Die Längsachse 6 und die Verlängerung der Auflagestelle 32 spannen so eine Ebene auf, die eine Symmetrieebene des Kraftstoffeinspritzventils 5 ist.

Die Einspannkraft kann außer mit einer Spannschraube auch auf andere Weise in die Spannpratze 20 eingeleitet werden. Es kommen dafür beispielsweise auch eine Klemmvorrichtung, eine Spannfeder oder eine sonstige Vorrichtung in Frage, die eine ausreichende Einspannkraft auf die Spannpratze ausüben kann.

Neben der Ausbildung der Auflagestelle als linienförmiger

Grat auf beiden Seiten des Kraftstoffeinspritzventils 5 kann es auch vorgesehen sein, die Anschrägungen 37 über die gesamte Breite des Kraftstoffeinspritzventils 5 zu erstrecken, so dass der entsprechend dadurch gebildete Grat einen Durch- messer des Kraftstoffeinspritzventils 5 bildet. Die Spann- pratze 20 ist in diesem Fall an ihrer Abstützfläche 30 nicht mehr gegabelt ausgebildet, sondern weist nur eine ebene Abstützfläche 30 auf. Diese Ausgestaltung kommt vor allem dann in Frage, wenn der Kraftstoffanschluss und sonstige, bei- spielsweise elektrische Anschlüsse seitlich in das Kraftstoffeinspritzventil 5 münden.

Claims

Ansprüche

1. Einspannvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil (5) in einer Bohrung (3) im Zylinderkopf (1) einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (5) eine Längsachse (6) aufweist, und mit einer Spannpratze (20) , die mit wenigstens einer Abstützfläche (30) an ei- ner Auflagestelle (32) des Kraftstoffeinspritzventils (5) anliegt und die -von einer Einspannkraft beaufschlagt ist, welche die Spannpratze (20) mit der Abstützfläche (30) gegen die Auflagestelle (32) presst, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagestelle (32) am Kraftstoffeinspritz- ventil (5) linienförmig ausgebildet ist, wobei diese Linie gerade ist und in einer Ebene mit der Längsachse (6) des Kraftstoffeinspritzventils (5) liegt.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (30) eben ausgebildet ist.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannpratze (20) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, an- dessen einem Ende die Abstützfläche (30) ausgebildet ist und dessen anders Ende zumindest mittelbar am Zylinderkopf (1) aufliegt, wobei die Einspannkraft zwischen den beiden Enden der Spannpratze (20) eingeleitet wird.

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die linienför ige Auflagestelle (32) am Kraftstoffeinspritzventil (5) ein Grat ist, der durch zwei An- schrägungen (37) gebildet wird. Einspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei diametral bezüglich der Längsachse (6) des Kraftstoffeinspritzventils (5) gegenüberliegenden Seiten je eine gratförmige Auflagestelle (32) ausgebildet ist .

Einspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das am Kraftstoffeinspritzventil (5) anliegende Ende der Spannpratze (20) gegabelt ist, wobei an jedem gegabelten Ende (120) je eine Abstützfläche (30) ausgebildet ist.

Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagestelle (32) am Kraftstoffeinspritzventil (5) als Mantellinie an einem Auflagezylinder (42) ausgebildet ist, dessen Längsachse (44) sich mit der Längsachse (6) des Kraftstoffeinspritzventils (5) schneidet.

Einspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Auflagezylinder (42) Toaxial hintereinander am Kraftstoffeinspritzventil (5) angeordnet sind, wobei sich je ein Auflagezylinder (42) auf jeder Seite des Kraftstoffeinspritzventils (5) befindet.