EP2705246B1 - Brennstoffverteiler - Google Patents

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EP2705246B1
EP2705246B1 EP12711376.9A EP12711376A EP2705246B1 EP 2705246 B1 EP2705246 B1 EP 2705246B1 EP 12711376 A EP12711376 A EP 12711376A EP 2705246 B1 EP2705246 B1 EP 2705246B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distributor
piece
fuel
clamping part
valve
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP12711376.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2705246A1 (de
Inventor
Markus Feigl
Holger UHRIG
Helmut Schneider
Nikolaus Hautmann
Dietmar Uhlenbrock
Martin GOEHNER
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to PL12711376T priority Critical patent/PL2705246T3/pl
Publication of EP2705246A1 publication Critical patent/EP2705246A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2705246B1 publication Critical patent/EP2705246B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • 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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
    • 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
    • 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
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9015—Elastomeric or plastic materials

Definitions

  • the invention relates to a fuel distributor, which is used in particular for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems designed as medium-pressure systems.
  • a fuel rail used for high pressure steel or aluminum applications may be used.
  • a compressive strength for pressures of, for example, 20 MPa (200 bar) can be achieved.
  • Such a high-pressure steel rail can be produced as a soldering rail.
  • a steel tube serves as a base to which the individual components, such as e.g. Caps, screw-on, a high pressure port and interfaces to the injection valve, so-called cups, are soldered.
  • this embodiment is associated with high production costs. Specifically, a drawn pipe must be cut to size. Furthermore, the ends must be processed and appropriate outlets drilled.
  • connection caps can be configured as turned or deep-drawn parts, while the connections can be configured as turned parts.
  • fuel rail assemblies may be used for low pressure applications at 0.3 MPa (3 bar) to 0.5 MPa (5 bar) for related applications.
  • the scope of such fuel rail for low pressure applications is limited to this low pressure range.
  • the mounting device comprises spring elements which each extend between each one of each fuel injection valve associated spring receptacle of the fuel rail and a spring receiving the associated fuel injection valve. Further, the mounting device comprises a mounting bracket common to all fuel injection valves, which extends from a mounting bracket receptacle of the fuel rail to the mounting bracket receptacle of the fuel injection valves. The spring elements clamp the fuel rail and the fuel injectors against each other so that the fuel rail and fuel injectors are held in frictional engagement with their associated mounting bracket receptacles and the mounting bracket is releasable and removable upon compression of the spring members.
  • the fuel distributor according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that a fuel distributor with comparatively low production costs can be created, which may be suitable in particular for a medium pressure.
  • the fuel distributor can be designed particularly low by the individual components, in particular the valve cups, are attached with an advantageous connection technology to a distributor to be produced inexpensively. As a result, the fuel distributor can be produced inexpensively while achieving the desired strength and pressure resistance.
  • the secure connection of the juxtaposed items under operating conditions and the attachment of the fuel distributor to an engine block or the like can be done via the clamping part.
  • the clamping part may in this case be formed in an advantageous manner as a punched and bent part.
  • the clamping part can be configured in an advantageous manner as a clamping plate. Such a clamping plate secures over the bias of the elastic deformation of the geometry of the secure connection of the assembled items. In this case, a simple assembly technique can be used, in which the items are arranged on the manifold and then fixed on the clamping part to the manifold.
  • the distributor piece is formed from at least one plastic.
  • the valve cups are formed from at least one plastic and optionally as an injection molded part.
  • the manifold can be designed as a tubular manifold, that is, as a manifold.
  • Such a tubular distributor piece can be designed, for example, as a thick-walled plastic tube produced by the extrusion method. In order to achieve a sufficient compressive strength, in this case preferably several fabric layers with different winding angles are incorporated. This thick-walled plastic pipe is deflected to the desired length and provided with mounting holes for the valve cups.
  • the manifold can be made particularly inexpensive and easily adapted to the particular application, in particular the desired pressure range.
  • the clamping part can be formed in an advantageous manner from a non-alloy steel sheet. As corrosion protection here is optionally a surface coating of Steel sheet possible. Thus, the clamping part can be made particularly inexpensive. The clamping part then secures the joined assembly parts at operating pressure and allows the attachment of the fuel distributor on the engine block or the like.
  • valve cups each have a hollow mandrel which is inserted into a provided for the respective valve cup bore of the manifold.
  • a sealing ring is provided for each valve cup, which bears against an outer side of the manifold and the hollow mandrel of the respective valve cup surrounds, and that due to the bias of the clamping part of the sealing ring between the outside of the manifold and the respective valve cup a bias voltage is applied.
  • the bias of the sealing ring is not necessarily equal to the bias that exerts the clamping part on the valve cup.
  • an annular receiving groove may be provided on the valve cup, in which the sealing ring is at least partially inserted in order to limit compression of the sealing ring and thus the bias of the sealing ring.
  • a defined pretensioning of the sealing ring is made possible so that an overstress is avoided and the sealing effect can be maintained over the service life.
  • the bias of the clamping member initially that is, during assembly, then be set correspondingly large, so that even with decreasing over time bias of the clamping part, the required for the sealing ring bias is still guaranteed.
  • the sealing effect between the individual valve cups and the manifold can be chosen so large that the required operating pressure can be reliably achieved.
  • a corresponding configuration, in particular with regard to the hollow mandrel and / or the sealing ring can also be used in other attachments, in particular a closure plug and a connection piece.
  • valve cups each have a channel which extends from the respective hollow mandrel to a valve receptacle and that the channel is angled at least approximately 90 °. This results in a space-saving design in which in particular a distance between the manifold and an engine block can be optimized.
  • an end plug is provided, which closes a tubular ausgestaltetes manifold at one end, and that the clamping member biases the end plug against the tubular manifold with a bias.
  • the end plug can also be fixed on the clamping piece on the manifold.
  • the required sealing effect on the clamping part can be ensured.
  • the stopper can hereby in appropriate Sealed via a sealing ring which is disposed between the end plug and the tubular manifold.
  • a connecting piece is provided, which is arranged at one end of the tubular distributor piece, and that the clamping part biases the connecting piece against the tubular distributor piece with a bias.
  • the connection piece can also be fixed to the tubular distributor piece via the clamping part.
  • a sealing ring may also be provided.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a fuel distributor 1 of the invention in a schematic, partial sectional view.
  • the fuel distributor 1 can be configured in particular in the form of a fuel distributor strip 1.
  • the fuel distributor 1 is particularly suitable for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the fuel distributor 1 is suitable for a medium-pressure system.
  • the mean pressure for such a medium-pressure system can be in the range of 3 MPa to 10 MPa or 30 bar to 100 bar.
  • the mean pressure may be in the range of 5 MPa to 7 MPa or 50 bar to 70 bar.
  • the fuel distributor 1 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the fuel distributor 1 is designed in several pieces.
  • the fuel distributor 1 has a tubular distributor piece 2 and a plurality of valve cups 3, 4, 5, 6 arranged on the distributor piece 2.
  • four valve cups 3 to 6 are provided.
  • two or more such valve cups 3 to 6 may generally be provided here. Due to the multi-piece design of the fuel distributor 1 in this case a modular design is possible, so that among other things, a plurality of valve cups can be produced and the required number of such valve cups in the assembly of the respective fuel distributor 1 is used.
  • the tubular distributor piece 2 of the fuel distributor 1 is formed from a plastic.
  • the production preferably takes place by means of a plurality of fabric layers, which are incorporated at different winding angles. In this way, a thick-walled plastic pipe can be produced, from which the tubular distributor piece 2 is produced in the desired length by cutting to length.
  • the valve cups 3 to 6 are preferably formed as injection molded parts from a plastic.
  • the fuel distributor 1 also has a clamping part 10.
  • the clamping part 10 is preferably formed from a steel sheet, in particular a non-alloy steel sheet.
  • the clamping member 10 may be formed as a punched and bent part.
  • the clamping part 10 can be inexpensively formed as a clamping plate 10.
  • the clamping part 10 may also have a coating and possibly also a plastic coating.
  • the clamping part 10 is then formed substantially as a clamping plate 10.
  • the configuration of the fuel distributor 1 of the embodiment is also described below with reference to FIGS Fig. 2 and 3 further described.
  • Fig. 2 shows the in Fig. 1 shown fuel distributor 1 in a schematic sectional view along the section line designated II.
  • Fig. 3 shows the in Fig. 1 shown fuel distributor 1 in a schematic, excerpted sectional view of the designated III direction of view.
  • the clamping part 10 has notches 11, 12, of which for simplicity of illustration only the cuts 11, 12 are marked. Through the cuts 11, 12, it is possible that fastening portions 13, of which only the fastening portion 13 is shown, are formed by bending.
  • Such a fastening section 13 may, for example, have a fastening bore 14, which is located in an installed position below the tubular distributor piece 2. As a result, an attachment of the clamping part 10 at an internal combustion engine or the like possible.
  • the incisions 11, 12 allow the forming of clamping angles 15, 16, 17, 18, which engage behind the individual cups 3 to 6 viewed from the manifold 2 from.
  • the clamping part 10 has a curved, cup-shaped receptacle 19. The receptacle 19 serves to receive the tubular distributor piece 2 and engages around this on an outer surface 20 of the tubular distributor piece 2.
  • the clamping part 10 is slightly bent, so that the clamping angle 15 to 18, the individual valve cups 3 to 6 act against the tubular manifold 2 with a bias.
  • the clamping member 10 is then biased.
  • the valve cups 3 to 6 each have a hollow mandrel 21, 22.
  • the hollow mandrels 21, 22 extend through bores 23, 24 of the tubular distributor piece 2.
  • the valve cups 3 to 6 are inserted with their hollow mandrels 21, 22 into the bores 23, 24 of the distributor piece 2.
  • a sealing ring 25, 26 is provided for each valve cup 3 to 6.
  • the sealing rings 25, 26 are in the mounted state on the outer surface (outer side) 20 of the tubular manifold 2 on. Further, the sealing rings 25, 26 surround the respective hollow mandrel 21, 22 of the valve cups 3 to 6.
  • the bias voltage, with which the sealing rings 25, 26 respectively acted upon may be less than is possible by the bias of the clamping member 10. As a result, an overload, in particular overpressure, the sealing rings 25, 26 is avoided.
  • 3 to 6 annular grooves 27, 28 are provided for this purpose on the valve cups.
  • the sealing rings 25, 26 are at least partially inserted. During assembly, then the bias of the sealing rings 25, 26.
  • the structural design of the grooves 27, 28 in this case the maximum stress of the sealing rings 25, 26, that is, the generated bias, which acts on the sealing rings 25, 26 limited ,
  • the valve cups 3 to 6 each have a channel 29, 30.
  • the channel 29 extends through the hollow mandrel 21 and is also angled at least approximately at 90 °.
  • an axis 31 of a valve receptacle 32 of the valve cup 5 is at least approximately parallel to a mounting axis 33, which is fixed in this embodiment by the mounting hole 14. This results a compact design.
  • the channel 30 of the valve cup 6 is angled at least approximately 90 °.
  • the fuel distributor 1 also has an end plug 40 and a fitting 41.
  • the stopper 40 is attached to one end 42 of the tubular manifold 2, while the fitting 41 is attached to an end 43 remote from the end 42 of the tubular manifold 2.
  • the tubular distributor piece 2 can be produced particularly inexpensively. Namely, after cutting the tubular manifold 2 to length and reworking the ends 42, 43 if necessary, the end plug 40 and the fitting 41 can be mounted. At a suitable time, preferably after cutting, the bores 23, 24 are mounted for the individual valve cups 3 to 6.
  • the stopper 40 closes the end 42 of the tubular manifold 2.
  • a sealing ring 44 is provided between the stopper 40 and the end 42 of the manifold 2, which improves the seal.
  • the end plug 40 is fixed by a bracket 45 of the clamping member 10 and applied to the end 42 of the manifold 2 with a certain bias.
  • a sealing ring 46 is also provided between the connecting piece 41 and the end 43 of the distributor piece 2, which improves the sealing at the end 43.
  • the connecting piece 41 is in this case acted upon by a bracket 47 of the clamping member 10 with a certain bias against the end 43 of the manifold 2.
  • the closure plug 40 is preferably designed as a free-falling injection molded part 40.
  • the selected arrangement of a sealing ring groove 48 into which the sealing ring 44 is inserted, or of the sealing ring 44, ensures that there is no degree of separation in the sealing area.
  • the end plug 40 may have a blind hole in the radial guide.
  • the sealing ring 44 is preferably designed as an O-ring 44.
  • the connecting piece 41 may be formed as an automatic turning part made of corrosion-resistant metal. Here, a standardized high-pressure connection can be selected.
  • the sealing ring 46 is also preferably designed as an O-ring 46.
  • valve cups 3 to 6 can be designed as freely falling injection molded parts 3 to 6.
  • the grooves 27, 28 serving as sealing grooves 27, 28 preferably no mold separation is provided.
  • they are preferable given uniform wall thicknesses.
  • the sealing rings 25, 26 are preferably also designed as O-rings 25, 26.
  • the assembly of the fuel distributor 1 can for example be done on a Montagerundtisch with two working positions.
  • the previously mounted tubular manifold 2 may be tightly tested.
  • the corresponding sealing rings 44, 46 are pushed.
  • the stopper 40 and the fitting 41 are pushed into the tubular manifold 2.
  • the tubular distributor piece 2 can be pushed onto the hollow mandrels 21, 22 of the valve cups 3 to 6 serving as connecting pins.
  • the clamping part 10 can then be joined in a spreading device and pushed in the spread state together with the spreading over the joined components of the fuel distributor 1.
  • the spreading device is withdrawn.
  • the joined clamping part 10 secures by the elastic deformation of its geometry then a secure connection of the individual components of the fuel distributor 1 even at operating pressure, in particular a medium pressure.

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Brennstoffverteiler, der insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen dient. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der als Mitteldrucksysteme ausgestalteten Brennstoffeinspritzanlagen.
  • Bei Brennstoffeinspritzanlagen von Kraftfahrzeugen ist es denkbar, dass eine Brennstoffverteilerleiste zum Einsatz kommt, die für Hochdruckanwendungen aus Stahl oder Aluminium ausgebildet ist. Hierdurch kann eine Druckfestigkeit für Drücke von beispielsweise 20 MPa (200 bar) erreicht werden. Solch ein Hochdruckrail aus Stahl kann als Lötrail hergestellt werden. Hierbei dient ein Stahlrohr als Basis, an das die einzelnen Komponenten, wie z.B. Verschlusskappen, Anschraubhalter, ein Hochdruckanschluss und Schnittstellen zum Einspritzventil, sogenannte Tassen, angelötet werden. Diese Ausgestaltung ist allerdings mit hohen Herstellungskosten verbunden. Speziell muss ein gezogenes Rohr auf Maß abgelängt werden. Ferner müssen die Enden bearbeitet und entsprechende Abgänge gebohrt werden. Ferner müssen die Tassen und Halter aus nachbearbeiteten Stahlgussteilen, kleinen Montagebaugruppen oder als Tiefziehteile hergestellt werden. Die Anschlusskappen können als Dreh- oder Tiefziehteile ausgestaltet werden, während die Anschlüsse als Drehteile ausgestaltet werden können. Vor dem abschließenden Lötprozess müssen die einzelnen Anbauteile fixiert werden. In der Summe ergibt sich somit ein äußerst kostenintensiver Herstellungsprozess mit vielen Arbeitsschritten.
  • Ferner können Brennstoffverteilerleisten für Niederdruckanwendungen bei 0,3 MPa (3 bar) bis 0,5 MPa (5 bar) für diesbezügliche Anwendungen zum Einsatz kommen. Der Anwendungsbereich solcher Brennstoffverteilerleisten für Niederdruckanwendungen ist allerdings auf diesen Niederdruckbereich begrenzt.
  • Aus der DE 197 56 102 A1 ist bereits eine Montagevorrichtung zum Montieren von Brennstoffeinspritzventilen zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine und einer Brennstoff-Verteilerleitung an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine bekannt. Die Montagevorrichtung umfasst Federelemente, die sich jeweils zwischen jeweils einer jedem Brennstoffeinspritzventil zugeordneten Federaufnahme der Brennstoff-Verteilerleitung und einer Federaufnahme des zugeordneten Brennstoffeinspritzventils erstrecken. Ferner umfasst die Montagevorrichtung einen sämtlichen Brennstoffeinspritzventilen gemeinsamen Montagebügel, der sich von einer Montagebügelaufnahme der Brennstoff-Verteilerleitung bis zur Montagebügelaufnahme der Brennstoffeinspritzventile erstreckt. Die Federelemente verspannen die Brennstoff-Verteilerleitung und die Brennstoffeinspritzventile so gegeneinander, dass die BrennstoffVerteilerleitung und die Brennstoffeinspritzventile in ihren zugeordneten Montagebügelaufnahmen in kraftschlüssiger Anlage gehalten sind und der Montagebügel nach Komprimieren der Federelemente lösbar und entfernbar ist.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Brennstoffverteiler mit den Merkmalendes Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Brennstoffverteiler mit vergleichsweise niedrigen Herstellungskosten geschaffen werden kann, der insbesondere für einen Mitteldruck geeignet sein kann.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffverteilers möglich.
  • Der Brennstoffverteiler kann besonders günstig ausgestaltet werden, indem die einzelnen Bauteile, insbesondere die Ventiltassen, mit einer vorteilhaften Verbindungstechnik an einem kostengünstig herzustellenden Verteilerstück angebracht werden. Hierdurch kann der Brennstoffverteiler kostengünstig hergestellt werden und gleichzeitig die gewünschte Festigkeit und Druckbeständigkeit erzielen. Die sichere Verbindung der aneinander gefügten Einzelteile unter Betriebsbedingungen und die Befestigung des Brennstoffverteilers an einen Motorblock oder dergleichen kann hierbei über das Spannteil erfolgen. Das Spannteil kann hierbei in vorteilhafter Weise als Stanz- und Biegeteil ausgebildet sein. Ferner kann das Spannteil in vorteilhafter Weise als Spannblech ausgestaltet sein. Solch ein Spannblech sichert über die Vorspannung aus der elastischen Verformung der Geometrie die sichere Verbindung der montierten Einzelteile. Hierbei kann eine einfache Montagetechnik zum Einsatz kommen, bei der die Einzelteile an dem Verteilerstück angeordnet werden und dann über das Spannteil an dem Verteilerstück fixiert werden.
  • In vorteilhafter Weise ist das Verteilerstück aus zumindest einem Kunststoff gebildet. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Ventiltassen aus zumindest einem Kunststoff und gegebenenfalls als Spritzgussteil gebildet sind. Speziell kann das Verteilerstück als rohrförmiges Verteilerstück, das heißt als Verteilerrohr, ausgestaltet sein. Solch ein rohrförmiges Verteilerstück kann beispielsweise als im Extrudierverfahren hergestelltes dickwandiges Kunststoffrohr ausgestaltet sein. Um eine ausreichende Druckfestigkeit zu erzielen, sind hierbei vorzugsweise mehrere Gewebelagen mit unterschiedlichen Wickelwinkeln eingearbeitet. Dieses dickwandige Kunststoffrohr wird auf die gewünschte Länge abgelenkt und mit Aufnahmebohrungen für die Ventiltassen versehen. Somit kann das Verteilerstück besonders kostengünstig hergestellt werden und in einfacher Weise an den jeweiligen Anwendungsfall, insbesondere den gewünschten Druckbereich, angepasst werden.
  • Das Spannteil kann in vorteilhafter Weise aus einem unlegiertem Stahlblech gebildet sein. Als Korrosionsschutz ist hierbei gegebenenfalls eine Oberflächenbeschichtung des Stahlblechs möglich. Somit kann das Spannteil besonders kostengünstig hergestellt werden. Das Spannteil sichert dann die gefügten Montageteile bei Betriebsdruck und ermöglicht die Befestigung des Brennstoffverteilers am Motorblock oder dergleichen.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass die Ventiltassen jeweils einen Hohldorn aufweisen, der in eine für die jeweilige Ventiltasse vorgesehene Bohrung des Verteilerstücks eingefügt ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass für jede Ventiltasse ein Dichtring vorgesehen ist, der an einer Außenseite des Verteilerstücks anliegt und den Hohldorn der jeweiligen Ventiltasse umschließt, und dass auf Grund der Vorspannung des Spannteils der Dichtring zwischen der Außenseite des Verteilerstücks und der jeweiligen Ventiltasse mit einer Vorspannung beaufschlagt ist. Die Vorspannung des Dichtrings ist hierbei nicht notwendigerweise gleich der Vorspannung, die das Spannteil auf die Ventiltasse ausübt. Insbesondere kann an der Ventiltasse eine ringförmige Aufnahmenut vorgesehen sein, in die der Dichtring zumindest teilweise eingesetzt ist, um ein Zusammenpressen des Dichtrings und somit die Vorspannung des Dichtrings zu begrenzen. Hierdurch wird zum einen eine definierte Vorspannung des Dichtrings ermöglicht, so dass eine Überbeanspruchung vermieden ist und die Dichtwirkung über die Lebensdauer aufrechterhalten werden kann. Außerdem kann die Vorspannung des Spannteils anfangs, das heißt bei der Montage, dann auch entsprechend groß vorgegeben sein, so dass selbst bei im Laufe der Zeit nachlassender Vorspannung des Spannteils die für den Dichtring erforderliche Vorspannung weiterhin gewährleistet ist. Somit kann die Dichtwirkung zwischen den einzelnen Ventiltassen und dem Verteilerstück so groß gewählt werden, dass der erforderliche Betriebsdruck zuverlässig erreicht werden kann. Eine entsprechende Ausgestaltung, insbesondere bezüglich des Hohldorns und/oder des Dichtrings, kann auch bei anderen Anbauteilen, insbesondere einem Abschlussstopfen und einem Anschlussstück, zum Einsatz kommen.
  • Vorteilhaft ist es, dass die Ventiltassen jeweils einen Kanal aufweisen, der sich von dem jeweiligen Hohldorn zu einer Ventilaufnahme erstreckt und dass der Kanal zumindest näherungsweise um 90° abgewinkelt ist. Hierdurch ergibt sich eine platzsparende Ausgestaltung, bei der insbesondere ein Abstand zwischen dem Verteilerstück und einem Motorblock optimiert werden kann.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass ein Abschlussstopfen vorgesehen ist, der ein rohrförmig ausgestaltetes Verteilerstück an einem Ende verschließt, und dass das Spannteil den Abschlussstopfen gegen das rohrförmige Verteilerstück mit einer Vorspannung beaufschlagt. Somit kann der Abschlussstopfen ebenfalls über das Spannteil an dem Verteilerstück fixiert werden. Ferner kann auch die erforderliche Dichtwirkung über das Spannteil gewährleistet werden. Der Abschlussstopfen kann hierbei in entsprechender Weise über einen Dichtring, der zwischen dem Abschlussstopfen und dem rohrförmigen Verteilerstück angeordnet ist, abgedichtet werden. Entsprechend ist es vorteilhaft, dass ein Anschlussstück vorgesehen ist, das an einem Ende des rohrförmigen Verteilerstücks angeordnet ist, und dass das Spannteil das Anschlussstück gegen das rohrförmige Verteilerstück mit einer Vorspannung beaufschlagt. Hierdurch kann auch das Anschlussstück über das Spannteil an dem rohrförmigen Verteilerstück fixiert werden. Über die Vorspannung des Spannteils wird hierbei die gewünschte Dichtwirkung erzielt. Hierbei kann ebenfalls ein Dichtring vorgesehen sein.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugzeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1 einen Brennstoffverteiler in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Brennstoffverteiler in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie und
    • Fig. 3 den in Fig. 1 dargestellten Brennstoffverteiler in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung aus der mit III bezeichneten Blickrichtung.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffverteilers 1 der Erfindung in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung. Der Brennstoffverteiler 1 kann insbesondere in Form einer Brennstoffverteilerleiste 1 ausgestaltet sein. Der Brennstoffverteiler 1 eignet sich besonders für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Speziell eignet sich der Brennstoffverteiler 1 hierbei für ein Mitteldrucksystem. Der Mitteldruck für solch ein Mitteldrucksystem kann hierbei im Bereich von 3 MPa bis 10 MPa beziehungsweise 30 bar bis 100 bar liegen. Insbesondere kann der Mitteldruck im Bereich von 5 MPa bis 7 MPa beziehungsweise 50 bar bis 70 bar liegen. Der erfindungsgemäße Brennstoffverteiler 1 eignet sich allerdings auch für andere Anwendungsfälle.
  • Der Brennstoffverteiler 1 ist mehrstückig ausgestaltet. Hierbei weist der Brennstoffverteiler 1 ein rohrförmiges Verteilerstück 2 und mehrere an dem Verteilerstück 2 angeordnete Ventiltassen 3, 4, 5, 6 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Ventiltassen 3 bis 6 vorgesehen. Je nach Anwendungsfall können hierbei allgemein zwei oder mehr solcher Ventiltassen 3 bis 6 vorgesehen sein. Durch die mehrstückige Ausgestaltung des Brennstoffverteilers 1 ist hierbei ein modularer Aufbau möglich, so dass unter anderem eine Vielzahl von Ventiltassen hergestellt werden kann und die jeweils erforderliche Anzahl an solchen Ventiltassen bei der Montage des jeweiligen Brennstoffverteilers 1 zum Einsatz kommt.
  • Das rohrförmige Verteilerstück 2 des Brennstoffverteilers 1 ist aus einem Kunststoff ausgebildet. Hierbei erfolgt die Herstellung vorzugsweise mittels mehrerer Gewebelagen, die unter unterschiedlichen Wickelwinkeln eingearbeitet werden. Hierdurch kann ein dickwandiges Kunststoffrohr hergestellt werden, aus dem durch Ablängen das rohrförmige Verteilerstück 2 in der gewünschten Länge hergestellt wird. Die Ventiltassen 3 bis 6 sind vorzugsweise als Spritzgussteile aus einem Kunststoff gebildet.
  • Der Brennstoffverteiler 1 weist außerdem ein Spannteil 10 auf. Das Spannteil 10 ist vorzugsweise aus einem Stahlblech, insbesondere einem unlegierten Stahlblech, gebildet. Hierbei kann das Spannteil 10 als Stanz- und Biegeteil ausgebildet sein. Hierdurch kann das Spannteil 10 kostengünstig als Spannblech 10 ausgebildet werden. Je nach Anwendungsfall kann das Spannteil 10 allerdings auch eine Beschichtung und gegebenenfalls auch eine Kunststoffbeschichtung aufweisen. Das Spannteil 10 ist dann im Wesentlichen als Spannblech 10 ausgebildet.
  • Die Ausgestaltung des Brennstoffverteilers 1 des Ausführungsbeispiels ist im Folgenden auch unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 weiter beschrieben.
  • Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Brennstoffverteiler 1 in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie. Fig. 3 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Brennstoffverteiler 1 in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung aus der mit III bezeichneten Blickrichtung. Das Spannteil 10 weist Einschnitte 11, 12 auf, von denen zur Vereinfachung der Darstellung nur die Einschnitte 11, 12 gekennzeichnet sind. Durch die Einschnitte 11, 12 ist es möglich, dass Befestigungsabschnitte 13, von denen nur der Befestigungsabschnitt 13 dargestellt ist, durch Biegen ausgeformt werden. Solch ein Befestigungsabschnitt 13 kann beispielsweise eine Befestigungsbohrung 14 aufweisen, die sich in einer Einbaulage unter dem rohrförmigen Verteilerstück 2 befindet. Hierdurch ist eine Befestigung des Spannteils 10 an einer Brennkraftmaschine oder dergleichen möglich. Außerdem ermöglichen die Einschnitte 11, 12 das Ausformen von Spannwinkeln 15, 16, 17, 18, die die einzelnen Tassen 3 bis 6 von dem Verteilerstück 2 aus betrachtet hintergreifen. Außerdem weist das Spannteil 10 eine gebogene, schalenförmige Aufnahme 19 auf. Die Aufnahme 19 dient zum Aufnehmen des rohrförmigen Verteilerstücks 2 und umgreift dieses an einer Außenfläche 20 des rohrförmigen Verteilerstücks 2.
  • Bei der Montage wird das Spannteil 10 etwas aufgebogen, so dass die Spannwinkel 15 bis 18 die einzelnen Ventiltassen 3 bis 6 gegen das rohrförmige Verteilerstück 2 mit einer Vorspannung beaufschlagen. Das Spannteil 10 ist dann vorgespannt.
  • Die Ventiltassen 3 bis 6 weisen jeweils einen Hohldorn 21, 22 auf. Die Hohldorne 21, 22 erstrecken sich durch Bohrungen 23, 24 des rohrförmigen Verteilerstücks 2. Bei der Montage werden die Ventiltassen 3 bis 6 mit ihren Hohldornen 21, 22 in die Bohrungen 23, 24 des Verteilerstücks 2 eingefügt.
  • Außerdem ist für jede Ventiltasse 3 bis 6 ein Dichtring 25, 26 vorgesehen. Die Dichtringe 25, 26 liegen im montierten Zustand an der Außenfläche (Außenseite) 20 des rohrförmigen Verteilerstücks 2 an. Ferner umschließen die Dichtringe 25, 26 den jeweiligen Hohldorn 21, 22 der Ventiltassen 3 bis 6. Durch die Vorspannung des Spannteils 10 werden die Dichtringe 25, 26 zwischen der Außenseite 20 des Verteilerstücks 2 und der jeweiligen Ventiltasse 3 bis 6 mit einer Vorspannung beaufschlagt. Die Vorspannung, mit der die Dichtringe 25, 26 jeweils beaufschlagt sind, kann hierbei geringer sein, als dies durch die Vorspannung des Spannteils 10 möglich ist. Hierdurch wird eine Überlastung, insbesondere Überpressung, der Dichtringe 25, 26 vermieden. In diesem Ausführungsbeispiel sind hierfür an den Ventiltassen 3 bis 6 ringförmige Aufnahmenuten 27, 28 vorgesehen. In diese ringförmigen Aufnahmenuten 27, 28 der Ventiltassen 5 bis 6 sind die Dichtringe 25, 26 zumindest teilweise eingesetzt. Bei der Montage ergibt sich dann die Vorspannung der Dichtringe 25, 26. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Aufnahmenuten 27, 28 ist hierbei die maximale Beanspruchung der Dichtringe 25, 26, das heißt die erzeugte Vorspannung, die auf die Dichtringe 25, 26 wirkt, begrenzt.
  • Die Ventiltassen 3 bis 6 weisen jeweils einen Kanal 29, 30 auf. Hierbei erstreckt sich der Kanal 29 durch den Hohldorn 21 und ist außerdem zumindest näherungsweise um 90° abgewinkelt. Dadurch ist eine Achse 31 einer Ventilaufnahme 32 der Ventiltasse 5 zumindest näherungsweise parallel zu einer Befestigungsachse 33, die in diesem Ausführungsbeispiel durch die Befestigungsbohrung 14 festgelegt ist. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Ausgestaltung. Entsprechend ist auch der Kanal 30 der Ventiltasse 6 um zumindest näherungsweise 90° abgewinkelt.
  • Der Brennstoffverteiler 1 weist außerdem einen Abschlussstopfen 40 und ein Anschlussstück 41 auf. Der Abschlussstopfen 40 ist an einem Ende 42 des rohrförmigen Verteilerstücks 2 angebracht, während das Anschlussstück 41 an einem von dem Ende 42 abgewandten Ende 43 des rohrförmigen Verteilerstücks 2 angebracht ist. Dadurch kann das rohrförmige Verteilerstück 2 besonders kostengünstig hergestellt werden. Nach dem Ablängen des rohrförmigen Verteilerstücks 2 und einer gegebenenfalls erforderlichen Nachbearbeitung der Enden 42, 43 können nämlich der Abschlussstopfen 40 und das Anschlussstück 41 montiert werden. Zu einem geeigneten Zeitpunkt, vorzugsweise nach dem Ablängen, werden die Bohrungen 23, 24 für die einzelnen Ventiltassen 3 bis 6 angebracht.
  • Der Abschlussstopfen 40 verschließt das Ende 42 des rohrförmigen Verteilerstücks 2. Hierbei ist zwischen dem Abschlussstopfen 40 und dem Ende 42 des Verteilerstücks 2 ein Dichtring 44 vorgesehen, der die Abdichtung verbessert. Außerdem wird der Abschlussstopfen 40 durch einen Bügel 45 des Spannteils 10 fixiert und gegenüber dem Ende 42 des Verteilerstücks 2 mit einer gewissen Vorspannung beaufschlagt. Außerdem ist auch zwischen dem Anschlussstück 41 und dem Ende 43 des Verteilerstücks 2 ein Dichtring 46 vorgesehen, der die Abdichtung an dem Ende 43 verbessert. Das Anschlussstück 41 wird hierbei über einen Bügel 47 des Spannteils 10 mit einer gewissen Vorspannung gegen das Ende 43 des Verteilerstücks 2 beaufschlagt.
  • Der Abschlussstopfen 40 ist vorzugsweise als frei fallendes Spritzgussteil 40 ausgestaltet. Die gewählte Anordnung einer Dichtringnut 48, in die der Dichtring 44 eingesetzt ist, beziehungsweise des Dichtrings 44 stellt sicher, dass im Dichtbereich kein Formtrenngrad ist. Zur Gewichtsreduktion und um möglichst gleiche Wandstärken zu erreichen, kann der Abschlussstopfen 40 im Bereich der radialen Führung eine Sackbohrung aufweisen. Der Dichtring 44 ist vorzugsweise als O-Ring 44 ausgeführt.
  • Das Anschlussstück 41 kann als Automatendrehteil aus korrosionsfestem Metall ausgebildet sein. Hierbei kann ein genormter Hochdruckanschluss gewählt werden. Der Dichtring 46 ist ebenfalls vorzugsweise als O-Ring 46 ausgeführt.
  • Außerdem können auch die Ventiltassen 3 bis 6 als frei fallende Spritzgussteile 3 bis 6 ausgeführt sein. Im Bereich der als Dichtringnuten 27, 28 dienenden Aufnahmenuten 27, 28 ist vorzugsweise keine Formtrennung vorgesehen. Außerdem sind vorzugsweise einheitliche Wandstärken vorgegeben. Die Dichtringe 25, 26 sind vorzugsweise ebenfalls als O-Ringe 25, 26 ausgeführt.
  • Die Montage des Brennstoffverteilers 1 kann beispielsweise auf einem Montagerundtisch mit zwei Arbeitsstellungen erfolgen. Während der Montage eines Brennstoffverteilers 1 kann das zuvor montierte rohrförmige Verteilerstück 2 dichtgeprüft werden. Dann werden die Ventiltassen 3 bis 6 mit jeweils einem Dichtring 25, 26 bestückt und in der Montagevorrichtung positioniert. Auch auf den Abschlussstopfen 40 und das Anschlussstück 41 werden die entsprechenden Dichtringe 44, 46 aufgeschoben. Dann werden der Abschlussstopfen 40 und das Anschlussstück 41 in das rohrförmige Verteilerstück 2 geschoben. Dann kann das rohrförmige Verteilerstück 2 auf die als Anschlusszapfen dienenden Hohldorne 21, 22 der Ventiltassen 3 bis 6 geschoben werden. Das Spannteil 10 kann dann in eine Spreizvorrichtung gefügt und im gespreizten Zustand zusammen mit der Spreizvorrichtung über die gefügten Bauteile des Brennstoffverteilers 1 geschoben werden. Dann wird die Spreizvorrichtung abgezogen. Das gefügte Spannteil 10 sichert durch die elastische Verformung seiner Geometrie dann eine sichere Verbindung der einzelnen Bauteile des Brennstoffverteilers 1 auch bei Betriebsdruck, insbesondere einem Mitteldruck.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (10)

  1. Brennstoffverteiler (1), insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen, mit einem Verteilerstück (2), mehreren an dem Verteilerstück (2) angeordneten Ventiltassen (3 - 6) und einem Spannteil (10), wobei sich das Spannteil (10) an dem Verteilerstück (2) und den Ventiltassen (3 - 6) abstützt und wobei das Spannteil (10) vorgespannt ist und die Ventiltassen (3 - 6) mit der Vorspannung gegen das Verteilerstück (2) beaufschlagt.
  2. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verteilerstück (2) aus zumindest einem Kunststoff gebildet ist und/oder dass die Ventiltassen (3 - 6) aus zumindest einem Kunststoff und/oder als Spritzgussteil gebildet sind.
  3. Brennstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Spannteil (10) zumindest im Wesentlichen als Spannblech (10) und/oder als Stanz- und Biegeteil (10) ausgebildet ist.
  4. Brennstoffverteiler nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Spannteil (10) zumindest im Wesentlichen aus einem unlegiertem Stahlblech (10) gebildet ist.
  5. Brennstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ventiltassen (3 - 6) jeweils einen Hohldorn (21, 22) aufweisen, der zumindest teilweise in eine für die jeweilige Ventiltasse (3 - 6) vorgesehene Bohrung (23, 24) des Verteilerstücks (2) eingefügt ist.
  6. Brennstoffverteiler nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass für jede Ventiltasse (3 - 6) ein Dichtring (25, 26) vorgesehen ist, der an einer Außenseite (20) des Verteilerstücks (2) anliegt und den Hohldorn (21, 22) der jeweiligen Ventiltasse (3 - 6) umschließt, und dass auf Grund der Vorspannung des Spannteils (10) der Dichtring (25, 26) zwischen der Außenseite (16) des Verteilerstücks (2) und der jeweiligen Ventiltasse (3 - 6) mit einer Vorspannung beaufschlagt ist.
  7. Brennstoffverteiler nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an den Ventiltassen (3 - 6) ringförmige Aufnahmenuten (27, 28) vorgesehen sind, in die der jeweilige Dichtring (25, 26) zumindest teilweise eingesetzt ist.
  8. Brennstoffverteiler nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ventiltassen (3 - 6) jeweils einen Kanal (29, 30) aufweisen, der sich von dem jeweiligen Hohldorn (21, 22) zu einer Ventilaufnahme (32) erstreckt und dass der Kanal (29, 30) zumindest näherungsweise um 90° abgewinkelt ist.
  9. Brennstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verteilerstück (2) als zumindest im Wesentlichen rohrförmiges Verteilerstück (2) ausgestaltet ist.
  10. Brennstoffverteiler nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Abschlussstopfen (40) vorgesehen ist, der das rohrförmige Verteilerstück (2) an einem Ende (42) verschließt, und dass das Spannteil (10) den Abschlussstopfen (40) gegen das rohrförmige Verteilerstück (2) mit einer Vorspannung beaufschlagt,
    und/oder
    dass ein Anschlussstück (41) vorgesehen ist, das an einem Ende (43) des rohrförmigen Verteilerstücks (2) angeordnet ist, und dass das Spannteil (10) das Anschlussstück (41) gegen das rohrförmige Verteilerstück (2) mit einer Vorspannung beaufschlagt.
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