EP1907688A1

EP1907688A1 - Niederhaltevorrichtung

Info

Publication number: EP1907688A1
Application number: EP06763477A
Authority: EP
Inventors: Ingo Rettig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2026-06-02
Also published as: EP1907688B1; US20090188470A1; DE102005033139A1; JP2009501291A; WO2007009839A1

Abstract

Eine Niederhaltevorrichtung (10) zur elastischen Befestigung mehrerer Brennstoffeinspritzventile (1), welche zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine in einem Zylinderkopf (2) der Brennkraftmaschine mit Federelementen (11) niedergehalten sind, ist schienenförmig mit Ausnehmungen (13) zur Aufnahme der mehreren Brennstoffeinspritzventile (1) ausgebildet.

Description

Niederhaltevorrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Niederhaltevorrichtung zur Befestigung eines oder mehrerer Brennstoffeinspritzventile in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Niederhaltesysteme dieser Art sind meistens für jedes Brennstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine einzeln konzipiert. Das Brennstoffeinspritzventil wird dabei entweder direkt mit der Brennstoffverteilerleitung verbunden und über ein Niederhalteelement durch die Brennstoffverteilerleitung in den Zylinderkopf eingedrückt oder durch eine Spannpratze, die sich an einer Schulter des Brennstoffeinspritzventils abstützt, im Zylinderkopf niedergehalten.

Beispielsweise geht aus der DE 101 33 264 Al eine Befestigungsvorrichtung zur wechselseitigen Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine sowie zur Fixierung an einer Brennstoffverteilerleitung hervor. Die Befestigungsvorrichtung ist dabei in Form einer Federklammer ausgeführt, welche elastisch zwischen je einer Schulter des Brennstoffeinspritzventils und der Brennstoffverteilerleitung eingespannt ist.

Weiterhin ist aus der DE 101 12 665 Al eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Brennstoffeinspritzventils zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine bekannt. Die

Befestigungsvorrichtung umfasst einen Niederhalter, der auf das Brennstoffeinspritzventil aufgesteckt ist, wobei der Niederhalter als flaches Bauteil ausgebildet ist und sich an einer das Brennstoffeinspritzventil umgreifenden Hülse abstützt, die an einem vorzugsweise metallischen Bund des Brennstoffeinspritzventils anliegt.

Nachteilig an den bekannten Befestigungsvorrichtungen ist einerseits der hohe Herstellungs- und Montageaufwand durch viele einzelne Bauteile. Zudem ist nachteilig, dass bedingt durch immer höher werdende Brennstoff- und Brennraumdrücke bereits kleine Versätze der Brennstoffeinspritzventile durch Querkräfte beispielsweise der mit den Brennstoffeinspritzventilen verbundenen Brennstoffverteilerleitung ausreichen können, eine Undichtigkeit zwischen Brennstoffeinspritzventil und Zylinderkopf bzw. Undichtigkeiten im Bereich der O-Ring- Dichtung zwischen Brennstoffeinspritzventil und Brennstoffverteilerleitung herbeizuführen, was unerwünschte Auswirkungen auf den Brennstoffverbrauch, die Abgasemission sowie das Laufverhalten der Brennkraftmaschine hat.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Niederhaltevorrichtung für ein Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass mehrere Brennstoffeinspritzventile, beispielsweise alle Brennstoffeinspritzventile einer Zylinderbank, durch einen gemeinsamen Niederhalter in einfacher und sicherer Weise niedergehalten werden können und demzufolge eine einzelne, aufwendige Befestigung der Brennstoffeinspritzventile am Zylinderkopf entfällt.

Die Niederhaltevorrichtung sorgt sowohl für einen Übertrag der Niederhaltekraft auf die Brennstoffeinspritzventile als auch für eine Toleranzen und Versätze ausgleichende flexible Fixierung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Niederhaltevorrichtung möglich.

Von Vorteil ist insbesondere, dass zwischen der Niederhaltevorrichtung und den Brennstoffeinspritzventilen eine formschlüssige Verbindung durch die geeignete Gestaltung von Ausnehmungen ermöglicht wird. Vorteilhafterweise ist die Niederhaltevorrichtung mit einem U-förmigen Profil versehen, welches in einfacher Weise beispielsweise durch Biegen und Stanzen herstellbar ist.

Weiterhin ist von Vorteil, dass flexible Federelemente vorgesehen sind, die entweder einstückig mit der Niederhaltevorrichtung ausgebildet sind oder zwischen der Niederhaltevorrichtung und den Brennstoffeinspritzventilen angeordnet sind und dadurch einen Toleranzausgleich bei gleichzeitiger einfacher Herstellung und Montage ermöglichen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. IA-B zwei schematische Darstellungen gängiger Niederhaltekonzepte gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Niederhaltevorrichtung für Brennstoffeinspritzventile, und

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Niederhaltevorrichtung für Brennstoffeinspritzventile.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bevor anhand der Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß ausgestalteter Niederhaltevorrichtungen dargestellt werden, werden zur besseren Verständlichkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen die gängigen Niederhaltekonzepte anhand von Fig. IA und IB kurz erläutert. - A -

Fig. IA und IB zeigen schematisierte Teilschnitte durch Ausfuhrungsbeispiele von Niederhaltevorrichtungen für jeweils ein Brennstoffeinspritzventil gemäß dem Stand der Technik.

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 bzw. selbstzündenden Brennkraftmaschine in einen Zylinderkopf 2 eingebaut ist. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist an einem zulaufseitigen Ende 3 eine Schraubverbindung zu einer nicht weiter dargestellten Brennstoffleitung auf. Das Brennstoffeinspritzventil 1 verfügt über einen elektrischen Anschluss 4 für die elektrische Kontaktierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 1.

Bei direkteinspritzenden Brennstoffeinspritzventilen 1 wird gemäß dem Stand der Technik pro Brennstoffeinspritzventil 1 eine eigene Brennstoffleitung montiert. Die Brennstoffeinspritzventile 1 werden jeweils einzeln im Zylinderkopf 2 gesichert. Dies kann beispielsweise, wie in Fig. IA dargestellt, eine Spannschraube 5 mit einer Niederhaltepratze 6 sein, welche an einer Schulter 7 des Brennstoffeinspritzventils 1 anliegt und das Brennstoffeinspritzventil 1 durch die Spannschraube 5 unter bedingter Aufnahme von Querkräften in den Zylinderkopf 2 drückt.

Eine ähnliche Möglichkeit ist die Fixierung durch einen Flansch 8, welcher sich an einer im Zylinderkopf 2 gelagerten Druckhülse 9 abstützt und ebenfalls mit Spannschrauben 5 gesichert ist. Auch hier ist nur eine bedingte Aufnahme von Querkräften möglich.

Diese bekannten Niederhaltekonzepte haben den Nachteil, dass einerseits Querkräfte auf die

Brennstoffeinspritzventile 1 vom Zylinderkopf 2 nur unzureichend aufgenommen werden können, was zu Beschädigungen der Brennstoffeinspritzventile 1 sowie zu Undichtigkeiten in der Verbindung zwischen Brennstoffeinspritzventil 1 und Brennstoffleitung führen kann. Insbesondere letzteres ist im Hinblick auf steigende Brennstoff- und Brennraumdrücke und immer schärfere Richtlinien bezüglich der Abgas- und Brennstoffemissionen zu beachten. Zudem ergeben sich durch den Anschluss von Brennstoffeinspritzventilen 1 in Aufnahmen einer alle Brennstoffeinspritzventile 1 versorgenden Brennstoffverteilerleitung, welche gewöhnlich rohrformig ausgebildet ist und sich entlang des Zylinderkopfes 2 erstreckt, nachteilige Einbausituationen, da der zur Verfügung stehende Platz im Motorraum vieler Kraftfahrzeuge zunehmend geringer wird. Kann die Brennstoffverteilerleitung jedoch bedingt durch die

Einbausituation nicht direkt über den Brennstoffeinspritzventilen 1 angeordnet werden, ergeben sich wiederum Dichtigkeitsprobleme durch unzureichende Niederhaltekräfte. Es wird also ein Ersatz der railförmigen, direkt über den Brennstoffeinspritzventilen 1 angeordneten Brennstoffverteilerleitung mit Aufhahmetassen für die Brennstoffeinspritzventile 1 zugunsten einzelner Brennstoffleitungen angestrebt, welche in eine Brennstoffverteilerleitung münden, die abseits der üblichen Montageposition angeordnet werden kann.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, mehrere Brennstoffeinspritzventile 1, beispielsweise alle Brennstoffeinspritzventile 1 einer Zylinderbank, durch eine gemeinsame Niederhaltevorrichtung 10 mit Federelementen 11 zu fixieren. Die Federelemente 11 dienen dabei dem Ausgleich fertigungs- und einbaubedingter Axial- und Radialtoleranzen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung reduziert und vereinfacht die benötigten Bauteile, deren Herstellungs- und Montageaufwand einschließlich der Herstellungskosten sowie die Bearbeitung der Anschlussgeometrien an der Brennkraftmaschine.

Ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Niederhaltevorrichtung 10 ist in Fig. 2 in einer schematischen perspektivischen Darstellung gezeigt.

Die Niederhaltevorrichtung 10 weist dabei eine einfache Grundform auf, welche beispielsweise schienenförmig mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet sein kann, wobei sich die

U-Form abgewandt vom Zylinderkopf 2 öffnet. Eine solche Form ist in einfacher Weise z.B. durch Stanzen und Biegen herstellbar und kann in beliebiger Weise abweichend von der dargestellten geraden Form an die Konturen des Zylinderkopfs 2 angepasst werden.

Die Niederhaltevorrichtung 10 wird dabei mittels Spannschrauben 5 am Zylinderkopf 2 montiert, wodurch die Lage der Brennstoffeinspritzventile 1 zueinander sowie relativ zum Zylinderkopf 2 definiert werden kann. Die Anzahl der Spannschrauben 5 beträgt dabei zumindest zwei, da die Niederhaltevorrichtung 10 eine längliche Form besitzt. Im Ausführungsbeispiel sind dabei drei Spannschrauben 5 vorgesehen.

Zur korrekten Platzierung der Niederhaltevorrichtung 10 relativ zum Zylinderkopf 2, zur Beabstandung von diesem und zur Führung der Spannschrauben 5 können an der

Niederhaltevorrichtung 10 Hülsen 12 vorgesehen sein, welche von den Spannschrauben 5 durchgriffen werden.

Die Niederhaltevorrichtung 10 weist weiterhin Ausnehmungen 13 auf, deren Anzahl der Anzahl der Brennstoffeinspritzventile 1 entspricht. Die Ausnehmungen 13 sind dabei so ausgebildet, dass sie zusammen mit den Schultern 7 der Brennstoffeinspritzventile 1 eine formschlüssige Verbindung bilden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Position der Niederhaltevorrichtung 10 relativ zu den Brennstoffeinspritzventilen 1 bzw. die Position der Brennstoffeinspritzventile 1 zueinander nicht verändern kann. Zudem können so die Anzugsdrehmomente der z.B. durch Überwurfmuttern 14 ausgebildeten Schraubverbindungen sowie die Querkräfte der durch die Schraubverbindungen an den Brennstoffeinspritzventilen 1 fixierten Brennstoffleitungen 15 aufgenommen, ausgeglichen und übertragen werden. Die Ausnehmungen 13 können ebenfalls durch Stanzen in die Niederhaltevorrichtung 10 eingebracht werden.

Bei der Montage der Niederhaltevorrichtung 10 wird zwischen dieser und den Brennstoffeinspritzventilen 1 jeweils ein Federelement 11 pro Brennstoffeinspritzventil 1 eingelegt, welche die Niederhaltekraft auf die Brennstoffeinspritzventile 1 übertragen. Die Federelemente 11 werden dabei elastisch oder auch plastisch-elastisch verformt. Die Federelemente 11 können dabei hülsenförmig mit Federzungen I Ia ausgebildet sein, welche an der Niederhaltevorrichtung 10 anliegen. Die Federzungen IIa können jedoch auch in Richtung auf die Brennstoffeinspritzventile 1 ausgerichtet sein und sich an den Schultern 7 der Brennstoffeinspritzventile 1 abstützen.

Unterschiedliche Ausführungsformen der Federelemente 11 sowohl hinsichtlich der Form als auch des verwendeten Materials ermöglichen dabei eine Anpassung der Niederhaltekräfte sowie des möglichen Toleranzausgleichs. Fig. 3 zeigt in gleicher Ansicht wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Niederhaltevorrichtung 10. Gleiche Bauteile sind dabei der Übersichtlichkeit halber mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.

Im Gegensatz zu dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausfuhrungsbeispiel weist das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Niederhaltevorrichtung 10 einstückig mit dieser ausgebildete Federelemente 11 auf.

Während in Fig. 2 die Federelemente 11 hülsenförmig mit Federzungen IIa ausgebildet sind, welche an der Niederhaltevorrichtung 10 anliegen und durch ihre federnde Ausbildung die Aufnahme der wirkenden Kräfte ermöglichen, sind in Fig. 3 lediglich Federbügel 1 Ib vorgesehen, welche vorteilhafterweise einstückig mit der Niederhaltevorrichtung 10 ausgebildet oder separat hergestellt und mit der Niederhaltevorrichtung 10 in geeigneter Weise verbunden sind.

Die Niederhaltevorrichtung 10 weist ebenfalls eine U-förmige Form auf, ist jedoch im zweiten Ausführungsbeispiel mit der Öffnung der U-Form zum Zylinderkopf 2 orientiert. Dies bietet sich an, da sich die Federbügel 1 Ib sinnvollerweise an den aufgebogenen Schenkeln 16 der U- förmigen Niederhaltevorrichtung 10 abstützen bzw. sich direkt aus diesen fortsetzen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und beispielsweise auch für Niederhaltevorrichtungen 10 für Brennstoffeinspritzventile 1 zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine anwendbar.

Claims

Ansprüche

1. Niederhaltevorrichtung (10) zur elastischen Befestigung mehrerer Brennstoffeinspritzventile (1), welche zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine in einem Zylinderkopf (2) der Brennkraftmaschine mit Federelementen (11) niedergehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) schienenförmig mit Ausnehmungen (13) zur Aufnahme der mehreren Brennstoffeinspritzventile (1) ausgebildet ist.

2. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (13) so ausgebildet sind, dass zwischen der Niederhaltevorrichtung (10) und den mehreren Brennstoffeinspritzventilen (1) eine formschlüssige Verbindung ausgebildet ist.

3. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (13) durch Stanzen in die Niederhaltevorrichtung (10) eingebracht sind.

4. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) ein U-förmiges Profil aufweist.

5. Niederhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Brennstoffeinspritzventilen (1) und der Niederhaltevorrichtung (10) Federelemente (11) ausgebildet sind.

6. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (11) zwischen der Niederhaltevorrichtung (10) und den Brennstoffeinspritzventilen (1) elastisch und/oder plastisch-elastisch verformbar eingespannt sind.

7. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (11) elastische Federzungen (IIa) aufweisen.

8. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzungen (1 Ia) der Federelemente (11) an der Niederhaltevorrichtung (10) oder an Schultern (7) der Brennstoffeinspritzventile (1) anliegen.

9. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) mit einer offenen Seite des U- Profϊls von dem Zylinderkopf (2) abgewandt ist.

10. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (11) einstückig mit der Niederhaltevorrichtung (10) ausgebildet sind.

11. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (11) in Form von Federbügeln (1 Ib) ausgebildet sind.

12. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federbügel (1 Ib) aus Schenkeln der U-förmigen Niederhaltevorrichtung (10) fortsetzen.

13. Niederhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) mit einer offenen Seite des U- Profils dem Zylinderkopf (2) zugewandt ist.

14. Niederhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) mittels zumindest zweier Spannschrauben (5) am Zylinderkopf (2) der Brennkraftmaschine fixiert ist.

15. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) Hülsen (12) aufweist, die von den Spannschrauben (5) durchgriffen sind.

16. Niederhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffeinspritzventile (1) mit Brennstoffleitungen (15) verbunden sind.

17. Niederhaltevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffleitungen (15), die Brennstoffeinspritzventile (1) und die Niederhaltevorrichtung (10) durch Überwurfmuttern (14) verbunden sind.