DE4326162C1 - Kraftstofführung im Zylindergehäuse einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung dieser Kraftstofführung - Google Patents
Kraftstofführung im Zylindergehäuse einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung dieser KraftstofführungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofführung im Zylindergehäuse
einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Herstellung
dieser Kraftstofführung gemäß den im Oberbegriff der Patentan
sprüche 1 und 9 angegebenen Merkmale.
Aus der Firmen-Druckschrift von KHD DEUTZ, "DEUTZ automotive",
DEUTZ-Motorenbaureihen für Nutzfahrzeuge ab 1992, geht das
Schnittbild einer als Steckpumpe ausgebildeten Einzel-Einspritzpumpe mit
einer Kraftstofführung im Zylindergehäuse einer mehrzylindrigen
Brennkraftmaschine hervor, bei der ein im Zylindergehäuse
verlaufender Durchgangskanal der Kraftstofführung die in einer
Aufnahme für die Steckpumpe vorgesehene Aufnahmebohrung kreuzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, am Zylindergehäuse
einer Brennkraftmaschine durch einfache Maßnahmen eine platz
sparende und zugleich gewichtsreduzierende Kraftstofführung zu
erreichen sowie eine problemlose und aufwandarme Herstellung
dieser Kraftstofführung zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im
Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die besondere Anordnung des Längskanals sind keine zu
sätzlichen platzraubenden massiven Rippen bzw. Gußanhäufungen
notwendig und durch die besondere Kraftstoffverbindung zwischen
der Aufnahmebohrung und dem Längskanal sind keine die sonst üblichen
Kugelverschlüsse in den die Aufnahme durchsetzenden Querboh
rungen erforderlich. Ferner ergibt sich durch den abseits von
den Steckpumpen verlaufenden Längskanal, von dem aus Kraftstoff
über die Schrägbohrungen von den Steckpumpen abgezweigt wird,
keine Temperaturzunahme im Kraftstoff.
Dadurch, daß der Verbindungssteg lediglich den Durchgangskanal
aufnimmt (Anspruch 2), kann dieser Verbindungssteg schmal und
somit auch gewichtssparend ausgeführt sein. Der die Aufnahme
mittig kreuzende Durchgangskanal ermöglicht eine diagonale An
ordnung der für die Steckpumpe vorgesehenen Schraubenbefesti
gung auf der Pumpenauflage. Somit ergibt sich keine unvorteil
hafte einseitige Pumpenbefestigung.
Besonders vorteilhaft ist die Positionierung des Längskanals in
einem materialverstärkenden Bereich, bei dem Begrenzungswände
von Nachbarräumen aufeinander zulaufen und quasi einen Knoten
bilden.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 3 führt zu einem behinderungsfreien
Bohren der Schrägbohrung.
In den weiteren Unteransprüchen sind noch förderliche Weiter
bildungen der Erfindung angegeben, wobei gemäß Anspruch 6 bei
einem Zylindergehäuse mit zwei Zylinderreihen die Schrägbohrung
der einen Zylinderreihe und die Befestigungslöcher in der
Pumpenauflage der anderen Zylinderreihe gleichzeitig mit einem
einzigen Bearbeitungskopf zumindest gebohrt und gewindegebohrt
werden können. Somit ergibt sich eine einzige Bearbeitungs
richtung für verschiedene Bearbeitungen bzw. Arbeitsgänge für
beide Zylinderreihen.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Kraftstofführung wird
zunächst der Längskanal und dann erst die Schrägbohrung
gebohrt, damit beim Tieflochbohren unverzichtbares Kühlmittel
nicht über die Schrägbohrungen abfließen kann.
Ein weiterer Arbeitsschritt erfolgt durch das Tieflochbohren
des Durchgangskanals, der die noch als Massivteil bestehende
Aufnahme kreuzt. Danach wird die durchmessermäßig große Auf
nahmebohrung für die Steckpumpe gebohrt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergeben die
Maßnahmen gemäß Anspruch 11, da durch die besondere
Konturgebung des Rohkonturgusses im oberen Bereich der für die
Steckpumpe vorgesehenen Aufnahme als Massivteil die Schrägboh
rung ohne weitere Vorarbeiten gebohrt werden kann.
Die muldenartige Vertiefung mit einer tiefsten Stelle in Auf
nahmemitte dient als Bohrhilfe bzw. Zentrierung der Aufnahme
bohrung.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme gemäß Anspruch 12 führt zu
einer erheblichen Verringerung des Materialabtrags bei Bohren
der großen Aufnahmebohrung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden
näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 die Anordnung einer erfindungsgemäßen Kraft
stofführung in einem mehrzylindrigen Zylinderge
häuse mit einer für eine Steckpumpe vorgesehenen
Aufnahme,
Fig. 2 die montierte Steckpumpe in der Aufnahmebohrung
mit angedeutetem Kraftstoffverlauf,
Fig. 3 die Kraftstofführung nach der Linie III-III in
Fig. 2,
Fig. 4 die Kraftstofführung nach der Linie IV-IV in
Fig. 2,
Fig. 5 das Zylindergehäuse mit V-förmig angeordneten
Zylinderreihen in Draufsicht mit angedeuteter
Kraftstofführung,
Fig. 6 eine andere Ausgestaltung der Kraftstofführung
und
Fig. 7 das Zylindergehäuse als Rohkonturguß.
Ein Zylindergehäuse 1 gemäß Fig. 1, das für eine Brennkraftma
schine mit in Reihe angeordneten Zylindern vorgesehen ist,
enthält eine im wesentlichen aus einem durchgehenden Längskanal
2 als Kraftstoffvorlauf und einem durchgehenden Durchgangskanal
3 als Kraftstoffrücklauf sowie aus Schrägbohrungen 4 bestehende
Kraftstofführung.
An einer Längsseite der Zylinderreihe sind hochstehende Auf
nahmen 5 angeformt, deren Aufnahmebohrungen 6 für Steckpumpen 7
(Fig. 2) vorgesehen sind.
Zwischen den jeweiligen Aufnahmen 5 sind von der Längsseite der
Zylinderreihe abstehende schmale Verbindungsstege 8 angeordnet,
in denen der die Längsachse jeder Aufnahme 5 schneidende
Durchgangskanal 3 verläuft.
Der Längskanal 2 befindet sich in einem Bereich, in dem Be
grenzungswände 9, 10, 11 von Nachbarräumen 12, 13, 14 aufeinander
zulaufen, liegt etwa in Höhe des Durchgangskanals 3 und ver
läuft im Zylindergehäuse 1 neben den Steckpumpen 7.
Kurz unterhalb jeder Pumpenauflage 15 führt die Schrägbohrung 4
von der Aufnahmebohrung 6 weg und mündet in den Längskanal 2.
Die Verlängerung dieser Schrägbohrung 4 liegt innerhalb der
oberen Öffnung 17 der Aufnahmebohrung 6.
In Fig. 2 ist eine Ausführung mit montierter Steckpumpe 7 sowie
der durch Pfeile gekennzeichnete Kraftstoffströmungsverlauf
gezeigt. Die Steckpumpe 7 weist übereinanderliegende Ringnuten
18,19 auf, von denen die obenliegende Kraftstoffringnut 18 mit
der Schrägbohrung 16 und die untenliegende Kraftstoffringnut 19
mit dem Durchgangskanal 3 verbunden ist.
In Fig. 3 ist der zu den Steckpumpen 7 führende Kraftstoffvor
lauf und in Fig. 4 der von den Steckpumpen 7 wegführende
Kraftstoffrücklauf gezeigt. In beiden Fig. 3 und 4 sind die Ver
bindungsstege 8 in Draufsicht zu sehen, in denen die Durch
gangskanäle 3 verlaufen.
Die zuvor beschriebene Kraftstofführung ist in gleicher Weise
bei einem in Draufsicht gezeigten Zylindergehäuse 1 mit
V-förmig angeordneten Zylinderreihen 21, 22 realisiert (Fig. 5).
Längskanal 2 und Durchgangskanal 3 sind jeweils endseitig durch
einen Kugelverschluß 23, 24 abdichtend verschlossen. Ein in
Längsmitte des Längskanals 2 vorgesehener und mit 25, 26 be
zeichneter Anschluß ist für eine Kraftstoffzuführleitung (nicht
dargestellt) und ein mit 27, 28 bezeichneter Anschluß für eine
Kraftstoffrückführleitung (nicht dargestellt) bestimmt. Die
Anschlüsse 27, 28 liegen auf der einen Längshälfte der Brenn
kraftmaschine zwischen den hochstehenden Aufnahmen 5. Die An
schlüsse 27′, 28′ können aber auch hinter der letzten Aufnahme 5
und der Stirnseite der Brennkraftmaschine angeordnet sein,
ebenso die Anschlüsse 25′, 26′. Gegebenenfalls können der je
weilige Längs- und Durchgangskanal beider Zylinderreihen an
mindestens einem Ende ohne Kugelverschluß ausgeführt und durch
Querbohrungen 30, 31 in mindestens einem stirnseitig am Zylin
dergehäuse 2 angebrachten Abschlußdeckel 29 miteinander in
Verbindung stehen (strichpunktiert dargestellt). Die Leitungs
anordnung in mindestens einem Abschlußdeckel kann so getroffen
sein, daß dort die Anschlüsse für die Kraftstoffzuführleitung
und Kraftstoffrückführleitung vorgesehen sind (mit Pfeilen x,y
angedeutet). Anstelle des Abschlußdeckels 29 können auch frei
liegende Verbindungsleitungen vorgesehen sein (nicht darge
stellt).
Die Kraftstoffverbindung beider Zylinderreihen kann auch durch
geradlinig verlaufende Querbohrungen 30′, 31′ innerhalb des Zy
lindergehäuses 1, und zwar im endseitigen Bereich des Zylin
dergehäuses, oder dort durch V-förmige Bohrungen 32, 33 gebildet
sein, die im nahen Bereich einer Lagerstuhlwand 34 aufeinander
zulaufen (Fig. 6).
Die Querbohrungen 30′, 31′ oder die V-förmigen Bohrungen 32, 33
können aber auch bei unterschiedlichen Zylinderabständen zwi
schen Zylindergruppen jeder Zylinderreihe vorgesehen sein
(nicht dargestellt).
Jede Pumpenauflage weist Befestigungslöcher 35, 36 auf, die mit
Bezug auf die Aufnahmebohrung 6 diametral gegenüberliegen und
diagonal zu dem Durchgangskanal 3 angeordnet sind.
In Fig. 7 ist das Zylindergehäuse 1 für eine Brennkraftmaschine
mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen im Rohkonturguß ge
zeigt, bei dem die langgestreckten hochstehenden und teilweise
seitwärts in den V-Raum der Zylinderreihen ragenden Aufnahmen 5
teilweise als Massivteil ausgebildet sind. Die obere Kontur
bzw. Vertiefung 37 jeder Aufnahme 5 ist muldenartig herunter
gezogen und weist eine tiefste Stelle 37a in der Längsachse der
Aufnahme 5 auf. Die untere Kontur bzw. Vertiefung 38 jeder
Aufnahme 5 ist sacklochartig so weit hochgezogen, daß sich
zwischen beiden Vertiefungen 37, 38 das stegähnlich gegossene
Massivteil ergibt.
Ferner ist der Rohkonturguß an den Längsseiten zu schmalen
Verbindungsstegen 8 ausgeformt, die mit benachbarten Aufnahmen
5 verbunden sind. Bei einreihigem Zylindergehäuse bilden die
zwischen den Aufnahmen 5 liegenden Verbindungsstege 8 lediglich
einen Vorsprung an der Längsseite des Zylindergehäuses 1
(Fig. 1). Bei zweireihigem Zylindergehäuse 1 können die Verbin
dungsstege 8 gemäß Fig. 7 in eine zwischen den Zylinderreihen
verlaufende obenliegende Kühlmittelkanalwand 39 übergehen, die
sich längs den Zylinderreihen erstreckt.
Um in den Rohkonturguß die Kraftstofführung einzubringen, kann
als erster Arbeitsschritt eine sämtliche Aufnahmen 5 kreuzender
und in den Verbindungsstegen verlaufender durchgehender Durch
gangskanal 3 von beiden Stirnseiten des Zylindergehäuses 1 be
ginnend gebohrt werden. Der Durchgangskanal 3 schneidet dabei
die Längsachse jeder Aufnahme 5. Der Längskanal 2 kann auf
gleiche Weise gebohrt werden, vorteilhafterweise gleichzeitig
mit dem Durchgangskanal 3. Nachfolgend kann ausgehend von dem
zugleich als Bohransatzfläche dienenden und schräg verlaufenden
Wandbereich 37b der Vertiefung 37 jeder Aufnahme 5 die in den
Längskanal 2 mündende Schrägbohrung 16 und als letztes die für
die Steckpumpe 7 vorgesehene Aufnahmebohrung 6 gebohrt werden,
wobei die tiefste Stelle der Vertiefung 37 in Aufnahmemitte
bzw. in der Längsachse der Aufnahme 5 eine Bohrzentrierhilfe
darstellt. Beim Bohren ergibt sich ein geringer Materialabtrag,
da das Massivteil lediglich einen kleinen Steg in der langge
streckten Aufnahme 5 bildet.
Claims (12)
1. Kraftstofführung im Zylindergehäuse einer Brennkraftma
schine mit in Reihe angeordneten Zylindern und hochstehenden
Aufnahmen mit Aufnahmebohrungen für Steckpumpen, die mit Lei
tungen für den Kraftstoffvorlauf und -rücklauf in Verbindung
stehen, von denen eine als Durchgangskanal die Aufnahmen
kreuzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest annähernd in Höhe des als Kraftstoffrücklauf
vorgesehenen Durchgangskanals (2) ein durchgehender Längskanal
(2) als Kraftstoffvorlauf neben den Steckpumpen (7) im Zylin
dergehäuse (61) angeordnet ist, der mit den Steckpumpen (7) über
zugeordnete Schrägbohrungen (4) in Verbindung steht, von denen
jede Schrägbohrung (4) in ihrer Verlängerung innerhalb der
Öffnung (17) der zugeordneten Aufnahmebohrung (6) liegt.
2. Kraftstofführung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die für die Steckpumpen (7) vorgesehenen Aufnahmen (5) von
der Längsseite der Zylinderreihe abstehen und untereinander
durch von der Längsseite abragende Verbindungsstege verbunden
sind und daß der Durchgangskanal (3) als Kraftstoffrücklauf
durch alle Verbindungsstege (8) und Aufnahmen (5) und letztere
zumindest annähernd mittig kreuzend verläuft.
3. Kraftstofführung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Längskanal (2) in der Kreuzung von Wänden (9, 10, 11)
liegt, die Begrenzungswände von Nachbarräumen bilden.
4. Kraftstofführung nach Anspruch 1, mit einer für die Steck
pumpe vorgesehenen Pumpenauflage an jeder Aufnahme,
dadurch gekennzeichnet,
daß im nahen Bereich jeder Pumpenauflage (15) die mit dem
Längskanal (2) verbundenen Schrägbohrungen (4) in die jeweilige
Aufnahmebohrung (6) münden.
5. Kraftstofführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Längskanal (2) und der Durchgangskanal (3) sich über
die gesamte Länge des Zylindergehäuses (1) erstrecken und je
weils an beiden Kanalenden durch einen Kugelverschluß (23, 24)
abdichtend verschlossen sind.
6. Kraftstofführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
welche für eine Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten
Zylinderreihen vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jedem Zylinder beider Zylinderreihen (21, 22) zugeord
nete Schrägbohrung (4) achsparallel zu den Aufnahmebohrungen
(6) der gegenüberliegenden Zylinderreihe angeordnet ist.
7. Kraftstofführung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Längs- und Durchgangskanal beider Zylinder
reihen durch Querbohrungen (30, 31) miteinander in Verbindung
stehen, die in mindestens einem am Zylindergehäuse stirnseitig
angebrachten Abschlußdeckel verlaufen.
8. Kraftstofführung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Längs- und Durchgangskanal beider Zylinder
reihen durch im Zylindergehäuse (1) angeordnete Querbohrungen
(30′, 31′) miteinander verbunden sind, derart, daß sie entweder
geradlinig verlaufend oder V-förmig (32, 33) im nahen Bereich
einer Lagerstuhlwand (34) des Zylindergehäuses (1) aufeinander
zulaufend ausgeführt sind.
9. Verfahren zur Herstellung einer Kraftstofführung in einem
Zylindergehäuse als Rohkonturguß nach einem der
Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohkonturguß im Bereich jeder für die Steckpumpe (7)
vorgesehenen Aufnahme (5) als Massivteil ausgebildet ist und
der Durchgangskanal (3) sowie der Längskanal (2) im Zylinder
gehäuse durch Tieflochbohren gebohrt wird, daß im Anschluß an
das Tieflochbohren zunächst jede in den Längskanal (2) mündende
Schrägbohrung (4) und schließlich die die Steckpumpe (7) auf
nehmenden Aufnahmebohrungen (6) gebohrt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tieflochbohren des Längs- und Durchgangskanals (2, 3) in
einem Arbeitsgang von beiden Stirnseiten des Zylindergehäuses
(1) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß im oberen Bereich der als Massivteil ausgebildeten Aufnahme
(5) eine muldenartige Vertiefung (37) mit einer tiefsten Stelle
(37a) in Aufnahmemitte aufweist, wobei ein schräg verlaufender
Wandbereich (37b) der Vertiefung zugleich Bohransatzfläche für
die Schrägbohrung (4) ist, die in einem zumindest annähernd
rechten Winkel zur Bohransatzfläche verläuft.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohkonturguß vor dem Bohren der Aufnahmebohrung (6) im
muldenabgewandten Bereich der für die Steckpumpe (7) vorgese
henen Aufnahme (5) hohlgegossen und das Massivteil zwischen dem
Hohlguß und der Vertiefung stegähnlich ausgebildet ist.
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