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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung
zur Befestigung eines Injektors an einem Zylinderkopf gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In Fig. 4 ist eine Befestigungsanordnung zur Befestigung
eines Injektors an einem Zylinderkopf gemäß dem Stand der
Technik dargestellt. Der Injektor 1 besteht dabei in bekannter
Weise aus mehreren Injektormodulen 7, 2, 3, welche in
Axialrichtung M-M des Injektors nacheinander angeordnet sind. Die
Hauptkomponenten des Injektors sind dabei ein Injektorkörper
7, eine Anschlagscheibe 2, eine Einspritzdüse 3 und eine
Düsenspannmutter 4, welche die Injektormodule 7, 2, 3
gegeneinander verspannt. Dabei bringt die Düsenspannmutter 4 eine
vordefinierte Axialkraft FV auf. Die Axialkraft FV ist dabei
derart ausgelegt, dass sowohl eine Dichtfunktion an den
Trennflächen zwischen den einzelnen Injektormodulen erfüllt
ist, als auch eine Verformung und Belastung im Inneren der
Injektormodule ein vorbestimmtes Maß nicht übersteigt, um
Beschädigungen der Bauteile zu verhindern. Der derart
vorgespannte Injektor 1 wird über eine Dichtscheibe 5 am
Zylinderkopf 6 abgedichtet. Die zur Abdichtung notwendige Kraft F
wird dabei direkt auf den Injektorkörper 1 aufgebracht. Um
hierbei Beschädigungen der Bauteile des Injektors 1 zu
verhindern, muss diese Befestigungskraft F limitiert werden.
Dadurch ist jedoch auch die Abdichtung zwischen dem
Zylinderkopf 6 und dem Injektor 1 limitiert. Dadurch können zwischen
dem Zylinderkopf 6 und dem Injektor 1 ungewünschte
Undichtigkeiten und Leckagen auftreten.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Injektors an einem
Zylinderkopf bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und
einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine verbesserte
Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Injektor
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche
zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung zur Befestigung
des Injektors am Zylinderkopf ist dabei derart ausgebildet,
dass eine Befestigungskraft zur Befestigung des Injektors
mittelbar oder unmittelbar am Vorspannelement des Injektors
angreift. Dadurch kann verhindert werden, dass die
Befestigungskraft direkt auf die Injektormodule wirkt. Somit ist es
möglich, dass eine höhere Befestigungskraft als im Stand der
Technik eingesetzt wird, so dass sich eine verbesserte
Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Injektor ergibt.
Da die Befestigungskraft nicht mehr direkt auf die
Injektormodule aufgebracht wird, kann auch eine Beschädigung der
Injektormodule sicher verhindert werden. Durch die Einleitung
der Kraft auf das Vorspannelement des Injektors kann somit
die Befestigungskraft vollständig zur Abdichtung verwendet
werden.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung wird die Befestigungskraft vorzugsweise in
Richtung der Krafteinleitung an einer Position eingebracht,
welche nach einem ersten Verspannkontakt zwischen dem
Vorspannelement und den Injektormodulen liegt. Dadurch wird
erreicht, dass die Befestigungskraft vollständig an den
Injektormodulen vorbeigeleitet wird, da die Kraft in Richtung der
Krafteinleitung an der Düsenspannmutter erst nach dem ersten
Verspannkontakt eingebracht wird. Dadurch kann insbesondere
die Tatsache ausgenutzt werden, dass das Vorspannelement des
Injektors nicht vollständig starr ist, sondern eine gewisse
Flexibilität aufweist. Durch die vorteilhaft gewählte
Position der Krafteinleitung kann diese Flexibilität
erfindungsgemäß ausgenutzt werden, so dass sich keine zusätzlichen
Auswirkungen auf die durch das Vorspannelement verspannten
Injektormodule ergibt.
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Um eine einfache Vorbeileitung der Befestigungskraft an den
Elektromodulen zu ermöglichen, wird die Befestigungskraft
vorzugsweise über ein zusätzliches, hülsenartiges Bauteil
eingebracht. Besonders bevorzugt greift das hülsenartige
Bauteil dabei an einem am Vorspannelement ausgebildeten Bund an.
Dadurch wird die Befestigungskraft über das hülsenartige
Bauteil und den Bund des Vorspannelements direkt auf den
Zylinderkopf übertragen. Es sei angemerkt, dass zwischen dem
Vorspannelement und dem Zylinderkopf zur besseren Abdichtung
noch eine Dichtscheibe angeordnet sein kann.
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Um sicherzustellen, dass die Befestigungskraft keine
Auswirkungen auf die Injektormodule hat, ist der Bund an einem
unteren Endbereich des Vorspannelements angeordnet. Dadurch
kann die durch die gesamte Länge des Vorspannelements
bereitgestellte Flexibilität des Vorspannelements ausgenutzt
werden, um eine Krafteinleitung auf die anderen Bauteile des
Injektors zu verhindern.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung ist zwischen dem Vorspannelement und dem
hülsenartigen Bauteil ein ringförmiges Element angeordnet. Um
dabei eine auf das Vorspannelement eingeleitete
Radialkomponente der Befestigungskraft möglichst klein zu halten, weist
das ringförmige Element vorzugsweise einen kreisförmigen oder
ovalen Querschnitt auf. Das ringförmige Element kann
beispielsweise als Prägering oder als geschlitzter Ring
ausgebildet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung ist das ringförmige Element als Mutter ausgebildet,
welche auf einem Außengewinde am Vorspannelement aufgeschraubt
ist. Die Befestigungskraft kann dann über die Mutter auf das
Vorspannelement eingeleitet werden. Bei Verwendung eines
hülsenartigen Bauteils hat die Verwendung der Mutter gegenüber
der Ausbildung eines Bundes am Vorspannelement den Vorteil,
dass das hülsenartige Bauteil auch erst nach der Montage des
Injektors aufgesteckt werden kann. Bei einer Verwendung eines
Bundes muss das hülsenartige Bauteil schon vor der Endmontage
des Injektors aufgesteckt werden, da nach der Endmontage des
Injektors ein Aufstecken des hülsenartigen Bauteils von der
dem Bund gegenüberliegenden Seite nicht möglich ist, da ja am
Injektor üblicherweise vorstehende Bauteile für z. B.
elektrische Anschlüsse oder Kraftstoffzuleitungen angeordnet sind.
Die Verwendung der Mutter hat somit montagebedingte Vorteile.
Das Außengewinde zur Befestigung der Mutter ist dabei
vorzugsweise an einer Position des Vorspannelements angeordnet,
welche in Richtung der Krafteinleitung an einer Position nach
dem ersten Verspannkontakt des Vorspannelements mit den
Injektormodulen ist. Besonders bevorzugt ist das Außengewinde
am unteren Endbereich des Vorspannelements angeordnet.
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Um einen einfachen Aufbau des Injektors und der
Befestigungsanordnung zu ermöglichen, ist das Vorspannelement
vorzugsweise als Düsenspannmutter ausgebildet. Dabei erfolgt ein erster
Verspannkontakt vorteilhaft über ein Gewinde und ein zweiter
Verspannkontakt wird durch einen Absatz an der
Düsenspannmutter bereitgestellt.
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Vorzugsweise wird die Befestigungskraft auf das
Vorspannelement mittels einer am Zylinderkopf befestigten Pratze
aufgebracht. Die Pratze kann dabei beispielsweise am Zylinderkopf
verschraubt oder verstemmt oder beliebig anders befestigt
sein.
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Durch die erfindungsgemäße Krafteinleitung der
Befestigungskraft über das Vorspannelement des Injektors können somit
höhere Axialkräfte zur Abdichtung zwischen dem Injektor und dem
Zylinderkopf als im Stand der Technik realisiert werden.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Einbringung der
Befestigungskraft auf das Vorspannelement nach einem ersten
Verspannkontakt, um eine Krafteinleitung auf Bauteile des
Injektors vollständig auszuschließen. Dabei kann eine gewisse
Flexibilität des Vorspannelements ausgenutzt werden. Wenn der
erste Verspannkontakt zusätzlich noch aus Gewinde ausgebildet
ist, kann die ausnutzbare Flexibilität weiter erhöht werden,
da das Gewinde ein starres Verhalten des Vorspannelements
weiter verringert. Dies gilt in gleicher Weise, wenn am
Vorspannelement eine Mutter vorgesehen ist, über welche die
Befestigungskraft eingeleitet wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung ist:
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Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer
Befestigungsanordnung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer
Befestigungsanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer
Befestigungsanordnung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
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Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer
Befestigungsanordnung gemäß dem Stand der Technik.
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In Fig. 1 ist eine Befestigungsanordnung zur Befestigung
eines Injektors 1 an einem Zylinderkopf 6 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Der Injektor 1 besteht aus mehreren Injektormodulen 7, 2, 3,
welche in Axialrichtung nacheinander angeordnet sind. Genauer
sind die Injektormodule als Injektorkörper 7, als
Anschlagscheibe 2 und als Einspritzdüse 3 ausgebildet. Die
Injektormodule 7, 2, 3 werden in bekannter Weise mittels einer
Düsenspannmutter 4 gegeneinander verspannt, wobei an der
Düsenspannmutter 4 ein erster Verspannkontakt 13 und ein zweiter
Verspannkontakt 14 zu den Injektormodulen ausgebildet ist.
Der erste Verspannkontakt 13 ist dabei als Gewinde
ausgebildet und der zweite Verspannkontakt 14 ist als ein Absatz in
der Düsenspannmutter 4 ausgebildet.
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Die Verspannung der Injektormodule erfolgt nun einfach durch
Aufschrauben der Düsenspannmutter auf das Gewinde 13. Dadurch
wird eine Axialkraft FV zur Verspannung erzeugt, welche
derart ausgelegt ist, dass sowohl die Dichtfunktion zwischen den
Trennflächen der einzelnen Injektormodule erfüllt wird, als
auch eine Verformung und übermäßige Belastung der einzelnen
Injektormodule nicht auftritt.
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Die Befestigungsanordnung zur Befestigung des Injektors 1 am
Zylinderkopf 6 besteht nun hauptsächlich aus einer Hülse 8,
welche auf einem an der Düsenspannmutter 4 ausgebildeten Bund
9 anliegt. Der Bund 9 ist dabei an einem unteren Endbereich
10 an der Außenseite der Düsenspannmutter 4 gebildet.
Erfindungsgemäß wird nun die Befestigungskraft F auf die Hülse 8
eingebracht, so dass die Krafteinleitung über die Hülse 8,
den Bund 9 und eine zwischen der Düsenspannmutter 4 und dem
Zylinderkopf 6 angeordneten Dichtscheibe 5 auf den
Zylinderkopf 6 erfolgt. Dadurch erfolgt die Einbringung der
Befestigungskraft F in Richtung der Krafteinleitung (in Fig. 1 in
Richtung des Pfeils F nach unten) an einer Position, welche
in Richtung der Krafteinleitung nach dem ersten
Verspannkontakt 13 liegt (vgl. Fig. 1).
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Da die Düsenspannmutter 4 kein vollständig starres Bauteil
ist, sondern, wenn auch nur im geringen Maße, eine gewisse
Flexibilität aufweist, kann durch die Krafteinleitung hinter
dem Verspannkontakt 13 erreicht werden, dass die
Befestigungskraft F keine negativen Auswirkungen auf die einzelnen
Injektormodule 7, 2, 3 hat. Dadurch ist es möglich, dass die
Befestigungskraft F größer als im Stand der Technik gewählt
wird, bei der die Befestigungskraft über die Injektormodule
wirkt (vgl. Fig. 4). Die Verwendung einer höheren
Befestigungskraft F ermöglicht es somit, dass eine verbesserte
Abdichtung an der Dichtscheibe 5 zwischen dem Injektor 1 und
dem Zylinderkopf 6 möglich ist. Dabei wird die Flexibilität
durch die Verwendung des Gewindes als ersten Verspannkontakt
13 noch weiter vergrößert. Erfindungsgemäß wird dabei die
Befestigungskraft F an den Injektormodulen vorbeigeleitet.
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In Fig. 2 ist eine Befestigungsanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Dabei sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den
gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel
bezeichnet.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist im Unterschied zum ersten
Ausführungsbeispiel zwischen der Hülse 8 und der Düsenmutter 4 ein
geschlitzter Prägering 11 angeordnet. Somit wird die
Befestigungskraft F über die Hülse 8 und den Prägering 11 auf den
Bund 9 der Düsenspannmutter 4 und anschließend auf die
Abdichtungsbereiche zwischen dem Injektor 1 und dem
Zylinderkopf übertragen.
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Durch die Verwendung des Prägerings 11 ergibt sich eine
resultierende Krafteinleitung FG auf die Düsenspannmutter 4,
welche aus einer Axialkraft FA und einer Radialkraft FR
zusammengesetzt ist. Um dabei die Radialkraftkomponente FR
möglichst gering zu halten, ist, wie im Detail X von Fig. 2
gezeigt, der Kontaktbereich zwischen der Hülse 8 und dem
Prägering 11 derart ausgebildet, dass die Hülse 8 der Außenkontur
des Prägerings 11 entspricht. Um dabei möglichst kleine
Radialkraftkomponenten zu erhalten, ist der Querschnitt des
Prägerings vorzugsweise kreisförmig oder oval. Es sei angemerkt,
dass der Verbindungsbereich zwischen der Hülse 8 und dem
Prägering 11 auch als Schräge ausgebildet sein kann. Wie im
ersten Ausführungsbeispiel, kann durch die erfindungsgemäße
Anordnung der Einleitung der Befestigungskraft F an einem
unteren Endbereich 10 der Düsenspannmutter 4 eine größere
Befestigungskraft eingesetzt werden und dadurch eine verbesserte
Abdichtung des Injektors 1 am Zylinderkopf 6 erreicht werden.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine
Befestigungsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei sind gleiche bzw.
funktional gleiche Teile wieder mit den gleichen
Bezugszeichen wie in den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen
bezeichnet.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, ist beim dritten Ausführungsbeispiel
an Stelle eines Bundes an der Außenseite der Düsenspannmutter
eine Mutter 12 vorgesehen, welche auf ein Außengewinde 15 am
unteren Endbereich 10 der Düsenspannmutter 4 aufgeschraubt
ist. Die Mutter 12 übernimmt dabei die Funktion des Bundes 9
in den vorherigen Ausführungsbeispielen. Die
Befestigungskraft F wird somit über die Hülse 8 und die Mutter 12 über
den unteren Bereich der Düsenspannmutter 4 auf die
Abdichtflächen übertragen. Im Vergleich mit den beiden
vorhergehenden Ausführungsbeispielen ergibt sich beim dritten
Ausführungsbeispiel insbesondere ein montagetechnischer Vorteil
dahingehend, dass die Hülse 8 nicht schon während der Montage
des Injektors 1 aufgesteckt werden muss, sondern auch nach
der Montage des Injektors aufgesteckt werden kann.
Anschließend wird dann die Mutter 12 auf das Außengewinde 15 an der
Düsenspannmutter 4 aufgeschraubt.
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Es sei angemerkt, dass die Befestigungskraft F bei allen oben
beschriebenen Ausführungsbeispielen beispielsweise mittels
einer Pratze erzeugt wird, welche am Zylinderkopf 6 befestigt
ist.
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Die Mutter 12 kann beispielsweise als Nutmutter ausgebildet
sein, welche Aussparungen an ihren Auflageflächen aufweist,
so dass sie mittels einer Spezialwerkzeugs aufschraubbar ist.
Dadurch kann verhindert werden, dass die bei einer Verwendung
einer normalen Mutter mögliche Einbringung von zu großen
Radialkräften verhindert wird.
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Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine
Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Injektors 1 an einem
Zylinderkopf 6. Der Injektor 1 weist mehrere in Axialrichtung
aufeinanderfolgende Injektormodule 7, 2, 3 auf, die mittels einer
Vorspannelements 4 gegeneinander verspannt sind. Eine
Befestigungskraft F zur Befestigung des Injektors 1 greift am
Vorspannelement 4 an, um nachteilige Krafteinflüsse auf die
Injektormodule zu verhindern.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können verschiedene
Abweichungen und Änderungen ausgeführt werden, ohne den
Erfindungsumfang zu verlassen.