DE10017113B4

DE10017113B4 - Spannmutter

Info

Publication number: DE10017113B4
Application number: DE2000117113
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Kölbl; Jürgen Engel; Norbert Radinger; Hans-Jörg Dipl.-Ing. Zielfleisch; Rainer Dipl.-Ing. Pflug
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: DE10017113A1

Abstract

Spannmutter (1) zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff, vorzugsweise für eine qualitätsgeregelte Brennkraftmaschine, welche Spannmutter (1) hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel (3) ein Gewinde (4) zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel (12) in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist und wobei sie, zumindest mittelbar, im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) einerseits am Innenmantel (3) eine Innenringfläche (10) für eine dichtende Anlage einer Stirnseite des Düsenkörpers und andererseits am Außenmantel (12) eine Außenringfläche (11) zur dichtenden Anlage an einem Ringabsatz der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (1) aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde (4) besteht, wobei ihr Außenmantel (12) ein einteilig mit dieser verbundenes Mitnehmermittel (13) zum Verschrauben des Gewindes (4) mit dem Düsengrundkörper hat und wobei die Spannmutter (1) im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) in einen zumindest annähernd orthogonal zu...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Spannmutter zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff, vorzugsweise für eine qualitätsgeregelte Brennkraftmaschine, welche Spannmutter hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel ein Gewinde zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist und wobei sie, zumindest mittelbar, im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite einerseits am Innenmantel eine Innenringfläche für eine dichtende Anlage einer Stirnseite des Düsenkörpers und andererseits am Außenmantel eine Außenringfläche zur dichtenden Anlage an einem Ringabsatz der Brennkraftmaschine aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Eine Spannmutter aus tiefgezogenem Stahlblech geht aus der nachveröffentlichten DE 199 08 154 A1 hervor. Diese wird für eine kraftstoffdichte Verbindung eines eine Düsennadel umschließenden Düsenkörper mit einem Düsengrundkörper einer Einheit zur Einspritzung von Kraftstoff verwendet. Die Spannmutter ist in einem Zylinderkopf bzw. einer Umgebungskonstruktion befestigbar. Sie hat an ihrem Innenmantel eine konische Anlage für den Düsenkörper.

Von Nachteil ist es bei der vorgenannten Spannmutter, dass aufgrund deren konischer Anlage die Fertigungskosten erhöht sind. Es kann im Bereich der Anlage zu unerwünschten Spannungen und Rissen beim Tiefziehen kommen. Außerdem ist der Düsenkörper nur relativ aufwändig in seiner Höhe einstellbar. Zudem wird festgestellt, dass sich beim Übergang von bisher spanend ausgeführten Spannmuttern zu solchen aus tiefgezogenem Blechwerkstoff in der Regel auch eine konstruktive Änderung der Spannmutter bzw. des Düsengrundkörpers als erforderlich erweist.

Ein massiv gefertigtes Spannelement geht zudem aus der GB 21 33 479 A hervor. Für die Großserienfertigung bedeutet dessen massive Ausbildung einen erheblichen Materialeinsatz bei relativ hohen Fertigungskosten. Des Weiteren ist festzustellen, dass die Materialstruktur durch die spanende Bearbeitung geschwächt ist und dass im Bereich der dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite der Spannmutter ein relativ massiv ausgebildeter Ringkragen zur Bildung einer Dichtfläche zwischen dem Düsenkörper und der Spannmutter vorliegt. Diese Dichtfläche kann zum anderen nicht problemlos radial erweitert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spannmutter der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach besteht die Spannmutter aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde, wobei ihr Außenmantel ein einteilig mit dieser verbundenes Mitnehmermittel zum Verschrauben des Gewindes mit dem Düsengrundkörper hat und wobei die Spannmutter im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite in einen zumindest annähernd orthogonal zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Kragen übergeht, an dessen Innenseite ein separates Ringteil mit einer Bohrung für den Düsenkörper angelegt ist, an welchem Ringteil axial innen die Innenringfläche für den Düsenkörper verläuft.

Durch diese Ausbildung sind die eingangs zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt. Die nunmehr tiefgezogene Spannmutter lässt sich vergleichsweise kostengünstig fertigen. Zum anderen besitzt sie eine ausreichend gute Festigkeit, da während des Umformvorgangs deren Materialfasern quasi erhalten bleiben.

Das Gewinde zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper kann gleich beim Umformvorgang spanlos, beispielsweise durch Einwalzen/Rollieren, hergestellt werden. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, das Gewinde durch einen spanabhebenden Vorgang wie Schneiden zu schaffen.

Gleichzeitig ist durch den orthogonalen Kragen eine hervorragende Anlagefläche für das Ringteil hergestellt. Dieser Kragen kann relativ dünnwandig gefertigt werden, wobei er in etwa eine gleiche Wandstärke besitzt, wie die Spannmutter im Bereich der düsenkörperseitigen Stirnseite.

Durch das separate Ringteil kann die erfindungsgemäße Spannmutter an die jeweiligen Gegebenheiten am Düsenkörper adaptiert werden. Mit anderen Worten gesagt können konstruktive Änderungen an diesem Teil entfallen. Gleichzeitig lassen sich durch das separate Ringteil relativ einfach die stirnseitigen Dichfflächen zum Düsenkörper bzw. zum Absatz am Zylinderkopf den Erfordernissen anpassen. Somit sind relativ breite Dichfflächen mit einer hierdurch erzielbaren geringen Flächenpressung herstellbar.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, das Ringteil am Innenmantel der Spannmutter über eine Preßpassung bzw. eine Verstemmung/Verprägung, beispielsweise dichtend, anzuordnen. Hierdurch liegt eine verliersichere Einheit vor, wodurch sich ein Transport oder eine Montage einfacher und sicherer gestaltet. Alternativ ist es vorgesehen, das Ringteil über eine Übergangs- bzw. Spielpassung am Innenmantel der Spannmutter zu führen und die dichtende Verbindung erst beim Verspannen des Düsenkörpers mit dem Düsengrundkörper zu schaffen.

Als Anlage der Spannmutter am Absatz der Brennkraftmaschine bzw. konkreter gesagt am Absatz des Zylinderkopfes ist entweder eine Außenseite des Kragens bzw. eine Außenringfläche eines das Ringteil axial verlängernden Axialansatzes vorgeschlagen. Letztere Maßnahme hat den Vorteil, dass die Spannmutter lediglich die Zugkraft aus der Verschraubung mit dem Düsengrundkörper aufnehmen muss. Die Kräfte auf die Dichtflächen werden durch das separate Ringteil aufgenommen. Somit können hier ggf. geeignete Verschleißschutzmaßnahmen appliziert werden, die sich ansonsten bei Anbringung an der Spannmutter (z. B. Härten dieser) als relativ aufwändig darstellen würden.

Vorgeschlagen ist es zwar, dass der Axialansatz einteilig mit dem Ringteil verbunden ist, jedoch ist es alternativ auch vorgesehen, den Axialansatz separat gegenüber dem Ringteil auszubilden.

Als Mitnehmermittel zum Verschrauben der Spannmutter mit dem Düsengrundkörper sind erfindungsgemäß Einprägungen/Einformungen oder Mehrkantausbildungen vorgesehen. Dem Fachmann erschließen sich an dieser Stelle selbstverständlich noch weitere Maßnahmen wie Laschen, rändel- oder bördelartige Gestaltungen, Nasen und Ähnliches. Die Mitnehmermittel können am gesamten Außenmantel der Spannmutter angeordnet sein.

Erfindung bezieht sich zwar insbesondere auf Spannmuttern zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Dieselkraftstoff (zeit- oder kantengesteuerte Einspritzsysteme). Jedoch gibt es eine Vielzahl von weiteren Anwendungsmöglichkeiten. So ist beispielsweise auch an Spannelemente für Injektoren bei quantitätsgeregelten Brennkraftmaschinen gedacht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1a bis 1c eine erfindungsgemäße Spannmutter mit separatem Ringteil und
2a bis 2c die Spannmutter nach 1, deren Ringteil einen Axialansatz besitzt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Spannmutter 1 nach den Figuren ist aus dünnwandigem Blechwerkstoff in einem Tiefziehverfahren hergestellt. Sie hat im Bereich einer einem Düsengrundkörper zugewandten Stirnseite 2 an ihrem Innenmantel 3 ein Gewinde 4. Das Gewinde 4 wird, muss jedoch nicht, vorteilhafterweise gleich beim Tiefziehen auf einer Umformmaschine mit eingewalzt. Somit entfällt ein separater Bearbeitungsvorgang. Durch das Einwalzen wird gleichzeitig Spanabfall vermieden.
Im Bereich ihrer weiteren Stirnseite 5, welche einem zeichnerisch nicht offenbarten Düsenkörper zugewandt ist (siehe auch Beschreibungseinleitung), besitzt die Spannmutter 1 einen Kragen 6. Letzterer verläuft hier senkrecht zu einer Längserstreckung der Spannmutter 1 und erstreckt sich radial nach innen. Er hat eine Innenseite 7. An dieser Innenseite 7 liegt ein separates Ringteil 8 mit einer Bohrung 9 für den Düsenkörper an. Das Ringteil 8 ist beispielsweise über eine Preßpassung am Innenmantel 3 der Spannmutter 1 dichtend geführt. Es hat eine Innenringfläche 10. Diese dient bei einer Verschraubung der Spannmutter 1 mit dem Düsengrundkörper über das Gewinde 4 als Anlage- und Dichtfläche für den zuvor eingelegten Düsenkörper.
Des Weiteren ist am Kragen 6 eine Außenringfläche 11 gebildet. Über diese ist die Spannmutter 1 im verschraubten Zustand mit dem Düsengrundkörper dichtend an einem Absatz einer komplementären Aufnahme der Brennkraftmaschine anordenbar. Denkbar und vorgesehen ist beispielsweise ein Einschrauben der vorgenannten Einheit.
Ein Außenmantel 12 der Spannmutter 1 ist weitestgehend glattflächig hergestellt. Er hat jedoch im Bereich der Stirnseite 5 ein Mitnehmermittel 13 zum Eingriff eines Werkzeuges für das Verschrauben der Spannmutter 1 mit dem Düsengrundkörper. Zeichnerisch offenbart ist, dass das Mitnehmermittel 13 beispielsweise aus ringförmig am Außenmantel 12 verteilten Einprägungen/Einformungen besteht. Denkbar ist es jedoch auch, Mehrkantprofile und Ähnliches am Außenmantel 12 zu applizieren.
Durch das separate Ringteil 8 kann die nunmehr aus Blech hergestellte Spannmutter 1 leicht an bisher ausgeführte Düsenkörper, ohne deren Änderungen, adaptiert werden. Zum anderen lassen sich mit geringem Fertigungsaufwand hervorragende Dichtflächen (Innenringfläche 10, Außenringfläche 11) schaffen. Da die Spannmutter 1 aus einem Blechwerkstoff besteht und in einem Tiefziehverfahren gefertigt wird, sind deren Fertigungskosten, bei ausreichender bzw. guter Steifigkeit, relativ gering.
Die 2a bis 2c offenbaren eine Spannmutter 1 ähnlich der vorgenannten. Einziger Unterschied ist es, dass das Ringteil 8 im Bereich des Kragens 6 axial aus diesem herausgeführt ist und einen Axialansatz 14 hat. Somit umschließt dieser Axialansatz 14 mit seiner Bohrung 9 den Düsenkörper mit Düsennadel. Die o. g. Außenringfläche 11 ist nunmehr stirnseitig am Axialansatz 14 ausgebildet und nicht mehr unmittelbarer Bestandteil der Spannmutter 1. Die Spannmutter 1 muss nur noch die Zugkraft aus der Verschraubung aufnehmen. Die Kräfte auf die vorgenannten Dichtflächen 10, 11 werden durch das separate Ringteil 8 übertragen.

1: Spannmutter
2: Stirnseite
3: Innenmantel
4: Gewinde
5: Stirnseite
6: Kragen
7: Innenseite
8: Ringteil
9: Bohrung
10: Innenringfläche
11: Außenringfläche
12: Außenmantel
13: Mitnehmermittel
14: Axialansatz

Claims

Spannmutter (1) zum Verbinden eines Düsenkörpers mit einem Düsengrundkörper eines Injektors für Kraftstoff, vorzugsweise für eine qualitätsgeregelte Brennkraftmaschine, welche Spannmutter (1) hülsenartig ausgebildet ist und an ihrem Innenmantel (3) ein Gewinde (4) zum Verschrauben mit dem Düsengrundkörper hat, wobei sie mit ihrem Außenmantel (12) in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einbaubar ist und wobei sie, zumindest mittelbar, im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) einerseits am Innenmantel (3) eine Innenringfläche (10) für eine dichtende Anlage einer Stirnseite des Düsenkörpers und andererseits am Außenmantel (12) eine Außenringfläche (11) zur dichtenden Anlage an einem Ringabsatz der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (1) aus tiefgezogenem, dünnwandigen Stahlblech mit eingearbeitetem Gewinde (4) besteht, wobei ihr Außenmantel (12) ein einteilig mit dieser verbundenes Mitnehmermittel (13) zum Verschrauben des Gewindes (4) mit dem Düsengrundkörper hat und wobei die Spannmutter (1) im Bereich ihrer dem Düsenkörper zugewandten Stirnseite (5) in einen zumindest annähernd orthogonal zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Kragen (6) übergeht, an dessen Innenseite (7) ein separates Ringteil (8) mit einer Bohrung (9) für den Düsenkörper angelegt ist, an welchem Ringteil (8) axial innen die Innenringfläche (10) für den Düsenkörper verläuft.
Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenringfläche (11) unmittelbar durch den Kragen (6) gebildet ist (1b).
Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenringfläche (11) an einem Axialansatz (14) des Ringteils (8) verläuft, welcher den Kragen (6) axial durchragt (2b).
Spannmutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialansatz (14) einteilig mit dem Ringteil (8) verbunden ist.
Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringteil (8) am Innenmantel (3) der Spannmutter (1) über eine Preßpassung bzw. eine Verstemmung/Verprägung dichtend geführt ist.
Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (13) aus ringförmigen Einprägungen/Einformungen oder aus einem Mehrkant wie einem Vier- bzw. Sechskant besteht.
Spannmutter nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmermittel (13) im Bereich der Stirnseite (5) der Spannmutter (1) positioniert ist, welche dem Düsenkörper zugewandt ist.
Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (4) durch Walzen, Rollieren oder Schneiden hergestellt ist.