DE102005007807A1

DE102005007807A1 - Haltevorrichtung, durch die ein Befestigungselement vor der Montage eines Werkstücks in einer Durchgangsöffnung des Werkstücks zur Aufbewahrung gehalten werden kann, sowie Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit einer solchen Haltevorrichtung

Info

Publication number: DE102005007807A1
Application number: DE102005007807A
Authority: DE
Inventors: Heinz Siegel; Markus Schaumann; Bruno Holzwarth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

Durch eine Haltevorrichtung (28) kann ein Befestigungselement (30) vor der Montage eines Werkstücks in einer Durchgangsöffnung (24a) des Werkstücks zur Aufbewahrung gehalten werden. Die Haltevorrichtung (28) umfasst einen ringförmigen Körper (32), dessen Wand mindestens einen sich radial nach innen erstreckenden und vorzugsweise elastischen Halteabschnitt (36c, 36d) aufweist, durch den das Befestigungselement (30) an der Haltevorrichtung (28) gehalten werden kann. Die Wand des ringförmigen Körpers (32) ist ferner wenigstens bereichsweise so ausgebildet, dass durch sie der ringförmige Körper (32) in der Durchgangsöffnung (24) des Werkstücks gehalten werden kann. Es wird vorgeschlagen, dass an der Wand (34a, 34c) des ringförmigen Körpers (32) ein Rastmittel (38) vorhanden ist, welches in Einbaulage mit einem werkstückseitigen komplementären Rastmittel (52) zusammenarbeitet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft zunächst eine Haltevorrichtung, durch die ein Befestigungselement vor der Montage eines Werkstücks in einer Durchgangsöffnung des Werkstücks zur Aufbewahrung gehalten werden kann, mit einem ringförmigen Körper, dessen Wand mindestens einen sich radial nach innen erstreckenden und vorzugsweise elastischen Halteabschnitt aufweist, durch den das Befestigungselement an der Haltevorrichtung gehalten werden kann, wobei die Wand so ausgebildet ist, dass durch sie der ringförmige Körper in der Durchgangsöffnung des Werkstücks gehalten werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse mit einem Befestigungsflansch zur Befestigung des Gehäuses an einem Motorblock der Brennkraftmaschine, und mit mindestens einer in dem Befestigungsflansch vorhandenen Durchgangsöffnung für ein Befestigungselement, insbesondere einen Bolzen, eine Schraube oder einen Niet.
Moderne Hochdruck-Kraftstoffpumpen für Brennkraftmaschinen werden vormontiert und in vormontiertem Zustand an den Hersteller der Brennkraftmaschine geliefert. Dort wird die Hochdruck-Kraftstoffpumpe über einen an deren Gehäuse festgeschweißten Blechflansch mittels zwei Befestigungsschrauben befestigt. Diese Befestigungsschrauben mussten bisher beim Hersteller der Brennkraftmaschine separat bereitgestellt werden.

Aus der US 5,395,194 ist eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, mit der beispielsweise eine Schraube in einer Durchgangsöffnung eines Werkstücks gehalten werden kann. Die Haltevorrichtung besteht aus einem Kunststoffring, der im Presssitz in die Durchgangsöffnung eingeführt wird. Zur exakten axialen Positionierung der Haltevorrichtung muss die Durchgangsöffnung als Stufenbohrung ausgeführt sein. Der Innendurchmesser des Kunststoffrings ist etwas kleiner als der Außendurchmesser der Schraube. Wird die Schraube in den Kunststoffring eingesteckt, wird sie in diesem ebenfalls im Presssitz gehalten. Die bekannte Haltevorrichtung hat den Vorteil, dass das Werkstück, beispielsweise eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, einschließlich der bereits vorpositionierten Befestigungsschrauben geliefert werden kann, so dass zur Montage des Werkstücks eine separate Bereitstellung der Befestigungsschrauben entfallen kann.

Damit der aus der US 5,395,194 bekannte Kunststoffring in der Durchgangsöffnung des Werkstücks sicher gehalten werden kann, muss diese Durchgangsöffnung eine bestimmte Tiefe aufweisen. Darüber hinaus ist die Realisierung einer Stufenbohrung erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie auch an Durchgangsöffnungen eingesetzt werden kann, welche nur eine geringe Tiefe und keine Stufe aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei einer Haltevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der Außenwand des ringförmigen Körpers ein Rastmittel vorhanden ist, welches in Einbaulage mit einem werkstückseitigen komplementären Rastmittel zusammenarbeitet. Bei einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Durchgangsöffnung eine Haltevorrichtung der oben genannten Art angeordnet ist, und die Durchgangsöffnung ein entsprechendes komplementäres Rastmittel aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die Verwendung eines Rastmittels als Teil einer Rasteinrichtung zur Halterung der Haltevorrichtung an oder in der Durchgangsöffnung ermöglicht eine exakte axiale Positionierung, ohne dass eine Stufe in der Durchgangsbohrung erforderlich ist. Dies reduziert die Fertigungskosten des entsprechenden Werkstücks. Da der ringförmige Körper der Haltevorrichtung in der Durchgangsöffnung bei der vorliegenden Erfindung nicht durch einen Presssitz und den hierdurch erzeugten Reibschluss gehalten wird sondern durch eine Rasteinrichtung, welche das vorrichtungsseitige und das werkstückseitige Rastmittel umfasst, kann die Haltevorrichtung auch bei Durchgangsöffnungen mit sehr geringer Tiefe verwendet werden, wie sie beispielsweise bei dünnwandigen Blechteilen vorhanden ist. Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist daher gegenüber der herkömmlichen Haltevorrichtung deutlich erweitert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Außenseite der Wand des ringförmigen Körpers eine Nut vorhanden ist, welche mindestens Teil des Rastmittels ist. Eine solche Nut kann preiswert hergestellt werden. Das werkstückseitige komplementäre Rastmittel ist in diesem Fall ein Vorsprung, ein Zapfen, ein Bund oder ähnliches, der in die Nut eingreifen kann. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch den kinematisch umgekehrten Fall erfasst, bei dem die Nut am Werkstück vorhanden ist. Auch kann anstelle einer Nut eine andersartige Vertiefung vorgesehen sein, solange sie mit einem entsprechenden werkstückseitigen komplementären Rastmittel in der erfindungsgemäß vorgesehenen Art und Weise zusammenarbeiten kann.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die seitlichen Begrenzungswände der Nut mit der Längsachse des ringförmigen Körpers einen Winkel von ungefähr 15° bis ungefähr 40°, vorzugsweise von ungefähr 15° bis ungefähr 25°, einschließen. Bei diesen Winkeln können Fertigungstoleranzen gut ausgeglichen werden, bei einer dennoch zuverlässigen axialen Positionierung und Halterung des ringförmigen Körpers.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Wand des ringförmigen Körpers mindestens im Bereich des Rastmittels in radialer Richtung elastisch bewegbar ist. Dies ist konstruktiv und/oder durch eine entsprechende Materialwahl einfach zu realisieren und erleichtert die Installation der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an den ringförmigen Körper mindestens ein sich nach radial außen erstreckender Anlageabschnitt angeformt ist, der mit einer axialen Fläche in Einbaulage an einer Wand des Werkstücks anliegt. Durch einen solchen Anlageabschnitt wird die Ausrichtung der Längsachse der Haltevorrichtung stabilisiert, was bei der Montage des Werkstücks Vorteile bietet.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass an den Anlageabschnitt mindestens ein vorzugsweise radial außen liegender Versteifungssteg angeformt ist. Die Genauigkeit bei der axialen Ausrichtung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung wird hierdurch nochmals erhöht.

Der Anlageabschnitt kann insoweit zu einer Vereinfachung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung führen, als das Rastmittel dann einen Absatz umfassen kann, der zwischen einem zum Anlageabschnitt benachbarten Bereich der Wand mit kleinerem Durchmesser und einem vom Anlageabschnitt entfernt angeordneten Bereich der Wand mit größerem Durchmesser gebildet ist.

Besonders preiswert kann die erfindungsgemäße Haltevorrichtung als integrales Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt werden.

In Weiterbildung zu der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird vorgeschlagen, dass der Befestigungsflansch ein dünnwandiges Blechteil ist.

Ferner kann der Befestigungsflansch im Bereich der Durchgangsöffnung zur Stabilisierung und beispielsweise zur Aufnahme des Anlageabschnitts der Haltevorrichtung im Bereich der Durchgangsöffnung eine Sicke aufweisen.

Zeichnungen
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit einem Befestigungsflansch und einer Haltevorrichtung für ein Befestigungsmittel;
2 eine vergrößerte Darstellung des Befestigungsflansches, der Haltevorrichtung und des Befestigungsmittels von 1;
3 einen Schnitt durch den Befestigungsflansch im Bereich der Haltevorrichtung;
4 eine perspektivische Darstellung der Haltevorrichtung von 1;
5 eine Ansicht von unten auf die Haltevorrichtung von 1;
6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI von 5;
7 eine Detaildarstellung VII von 6; und
8 eine Darstellung ähnlich 7 einer alternativen Ausführungsform einer Haltevorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10, ein Motorblock, an dem diese Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 befestigt ist, und der nur als strichpunktierte Linie angedeutet ist, insgesamt das Bezugszeichen 12. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 dient zur Kraftstoffversorgung eines nicht gezeigten Kraftstoffsystems für Kraftstoff-Direkteinspritzung. Sie umfasst ein in etwa zylindrisches Gehäuse 14, an welches ein flügelartiger Befestigungsflansch 16 aus einem dünnwandigen Blech angeschweißt ist. Ein Befestigungsstutzen 18 des Gehäuses 14 ist in eine Aufnahmeöffnung 20 im Motorblock 12 eingeführt. Ein Kolben 22 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ragt aus dem Befestigungsstutzen 18 in die Aufnahmeöffnung 20 hinein und arbeitet mit einer nicht gezeigten motorseitigen Antriebsvorrichtung, beispielsweise einer Exzenter- oder Nockenwelle, zusammen.
Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, umfasst der Befestigungsflansch 16 zwei diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnungen 24a und 24b. Diese sind identisch ausgestaltet, so dass nachfolgend der Einfachheit halber nur noch auf die Durchgangsöffnung 24a Bezug genommen wird. Im Bereich der Durchgangsöffnung 24a weist der Befestigungsflansch 16 eine vom Motorblock 12 wegweisende Sicke 26 auf. In der Durchgangsöffnung 24a ist eine Haltevorrichtung 28 angeordnet, durch die ein vorliegend als Schraube 30 ausgebildetes Befestigungselement auf noch näher darzustellende Art und Weise zur Aufbewahrung vor der Montage der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 am Motorblock 12 gehalten wird.
Der genaue Aufbau und die Funktionsweise der Haltevorrichtung 28 ergeben sich vor allem aus den 3 bis 7. Danach umfasst die Haltevorrichtung 28 einen ring- oder auch rohrförmigen Körper 32, der, wie insbesondere aus den 4 und 5 hervorgeht, vier nach radial außen gekrümmte Wandabschnitte 34a bis d aufweist, die wiederum durch vier nach radial innen gekrümmte Verbindungsabschnitte 36a bis d miteinander verbunden sind.
Im Bereich des vom Motorblock 12 abgewandten axialen Endes des ringförmigen Körpers 32 ist in den Wandabschnitten 34a bis 34d auf deren Außenseite 39 eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 38 vorhanden. Deren genaue Ausgestaltung geht aus 7 hervor: Danach wird die Nut 38 durch zwei Seitenwände 40 und 42 und eine Basis 44 begrenzt. Die beiden Seitenwände 40 und 42 schließen bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Längsachse des ringförmigen Körpers 32 einen Winkel von 20° ein. Denkbar ist jedoch auch ein Winkel im Bereich von ungefähr 15° bis ungefähr 40°. Auf der Außenseite 39 sind die Wandabschnitte 34a bis d im Bereich ihres vom Motorblock 12 abgewandten Endes mit einer Einführschräge 46 versehen, die mit der Längsachse des ringförmigen Körpers 32 ebenfalls einen Winkel von ungefähr 20° einschließt.
Etwa auf Höhe der axialen Mitte des ringförmigen Körpers 32 ist an dessen Wandabschnitt 34a bis 34d jeweils ein sich nach radial außen erstreckender Anlageabschnitt 48a bis 48d angeformt, der in der in 3 gezeigten Einbaulage der Haltevorrichtung 28 gegenüber dem Befestigungsflansch 16 im Bereich von dessen Sicke 26 ein sehr geringes Spiel aufweist oder sogar an diesem anliegt, um eine Schrägstellung der Schraube 30 gering zu halten oder sogar ganz auszuschließen. Radial außen ist an die Anlageabschnitte 48a bis d jeweils ein sich in axialer Richtung in Einbaulage zum Motorblock 12 hin erstreckender Versteifungssteg 50a bis d angeformt. Die Haltevorrichtung 28 ist insgesamt als integrales Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt.
Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, ist die Begrenzungsfläche der Durchgangsöffnung 24a nicht gerade, sondern mit einem umlaufenden Vorsprung 52 ausgebildet, der zu der Nut 38 in den Wandabschnitten 34a bis d komplementär ist. Der Vorsprung 52 in der Durchgangsöffnung 24a und die Nut 38 in den Wandabschnitten 34a bis d bilden Rastmittel einer Rasteinrichtung 54. Dies bedeutet, dass der Außendurchmesser der Wandabschnitte 34a bis d in etwa dem Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 24a entspricht.
Die Herstellung der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 und ihre Montage am Motorblock 12 erfolgt folgendermaßen: Nach dem Zusammenbau der Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird in jede Durchgangsöffnung 24a und 24b im Befestigungsflansch 16 eine Haltevorrichtung 28 eingeschoben, bis der Vorsprung 52 der jeweiligen Durchgangsöffnung 24a und 24b in der Nut 38 des ringförmigen Körpers 32 der entsprechenden Haltevorrichtung 28 einrastet. Das Einführen des ringförmigen Körpers 32 in die Durchgangsöffnung 24a beziehungsweise 24b wird dabei durch die Einführschräge 46 erleichtert.
Während des Einführvorganges werden die Wandabschnitte 34a bis 34d vom Vorsprung 52 der Durchgangsöffnung 24a beziehungsweise 24b elastisch radial nach innen bewegt, was durch eine entsprechende Verformung der elastischen Verbindungsabschnitte 36a bis d ermöglicht wird. Durch die Verbindungsabschnitte 36a bis 36d wird innerhalb des ringförmigen Körpers 32 eine Öffnung 56 gebildet (vergleiche 5 und 6), deren lichte Weite etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Schraube 30. Wird nun die Schraube 30 in die Öffnung 56 eingesteckt, werden die Verbindungsabschnitte 36a bis d elastisch verformt. Entsprechend liegen die Verbindungsabschnitte 36a bis d mit ihrer Innenseite zumindest bereichsweise an der Schraube 30 an und halten diese im Reibschluss fest.
Nun kann die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 einschließlich der bereits eingesteckten Schrauben 30 an den Hersteller der Brennkraftmaschine, in die die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 eingebaut werden soll, versandt werden. Für die Montage der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 muss diese nur noch am Motorblock 12 positioniert werden, und anschließend können mittels eines geeigneten Werkzeugs die Schrauben 30 in entsprechende Gewindebohrungen 58 im Motorblock 12 eingeschraubt werden (vergleiche 3).
Trotz der Dünnwandigkeit des Befestigungsflansches 16 wird dabei eine gute axiale Ausrichtung der Haltevorrichtung 28 durch die Anlageabschnitte 48a bis d gewährleistet, die wenigstens in etwa am Befestigungsflansch 16 anliegen. Die axiale Gesamterstreckung der Haltevorrichtung 28 ist dabei etwas kleiner als die Höhe der Sicke 26 zuzüglich der Dicke des Befestigungsflansches 16. Hierdurch wird gewährleistet, dass beim Festschrauben des Befestigungsflansches 16 am Motorblock 12 die Haltevorrichtung 28 nicht aus der Sicke 26 übersteht und einen vollflächigen Kontakt des Befestigungsflansches 16 am Motorblock 12 verhindert.
Eine alternative Ausführungsform einer Haltevorrichtung ist in 8 gezeigt. Dabei gilt, dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert sind.
Anders als bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel umfasst das Rastmittel keine Nut, sondern nur einen schrägen Absatz 38, der zwischen einem zum Anlageabschnitt 48a benachbarten Bereich 60 mit kleinerem Außendurchmesser und einem vom Anlageabschnitt 48a entfernt angeordneten Bereich 62 des Wandabschnitts 34a mit größerem Außendurchmesser gebildet ist.

Claims

Haltevorrichtung (28), durch die ein Befestigungselement (30) vor der Montage eines Werkstücks (10) in einer Durchgangsöffnung (24) des Werkstücks (10) zur Aufbewahrung gehalten werden kann, mit einem ringförmigen Körper (32), dessen Wand mindestens einen sich radial nach innen erstreckenden und vorzugsweise elastischen Halteabschnitt (36) aufweist, durch den das Befestigungselement (30) an der Haltevorrichtung (28) gehalten werden kann, wobei die Wand so ausgebildet ist, dass durch sie der ringförmige Körper (32) in der Durchgangsöffnung (24) des Werkstücks (10) gehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wand (34) des ringförmigen Körpers (32) ein Rastmittel (38) vorhanden ist, welches in Einbaulage mit einem werkstückseitigen komplementären Rastmittel (52) zusammenarbeitet.
Haltevorrichtung (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite (39) der Wand (34) des ringförmigen Körpers (32) eine Nut (38) vorhanden ist, welche mindestens Teil des Rastmittels ist.
Haltevorrichtung (28) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungswände (40, 42) der Nut (38) mit der Längsachse des ringförmigen Körpers (32) einen Winkel von ungefähr 15° bis ungefähr 40°, vorzugsweise von ungefähr 15° bis ungefähr 25°, einschließen.
Haltevorrichtung (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (34) des ringförmigen Körpers (32) mindestens im Bereich des Rastmittels (38) in radialer Richtung elastisch bewegbar ist.
Haltevorrichtung (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den ringförmigen Körper (32) mindestens ein sich nach radial außen erstreckender Anlageabschnitt (48) angeformt ist, der mit einer axialen Fläche in Einbaulage an einer Wand des Werkstücks (10) anliegt.
Haltevorrichtung (28) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Anlageabschnitt (48) mindestens ein vorzugsweise radial außen liegender Versteifungssteg (50) angeformt ist.
Haltevorrichtung (28) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel einen Absatz (38) umfasst, der zwischen einem zum Anlageabschnitt (48) benachbarten Bereich (60) der Wand (34) mit kleinerem Außendurchmesser und einem vom Anlageabschnitt (48) entfernt angeordneten Bereich (62) der Wand (34) mit größerem Außendurchmesser gebildet ist.
Haltevorrichtung (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein integrales Kunststoff-Spritzgussteil ist.
Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10), insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse (14) mit einem Befestigungsflansch (16) zur Befestigung des Gehäuses (14) an einem Motorblock (12) der Brennkraftmaschine, und mit mindestens einer in dem Befestigungsflansch (16) vorhandenen Durchgangsöffnung (24) für ein Befestigungselement, insbesondere einen Bolzen, eine Schraube (30), oder einen Niet, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchgangsöffnung (24) eine Haltevorrichtung (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist und die Durchgangsöffnung (24) ein entsprechendes komplementäres Rastmittel (52) aufweist.
Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (16) ein dünnwandiges Blechteil ist.
Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (16) im Bereich der Durchgangsöffnung (24) eine Sicke (26) aufweist.