DE69817266T2

DE69817266T2 - Federklemme zum Befestigen von einem Brennstoffeinspritzventil in einem Anschlusstutzen eines Brennstoffverteilers

Info

Publication number: DE69817266T2
Application number: DE69817266T
Authority: DE
Inventors: Jack R. Lorraine; Ronald G. Fly
Original assignee: Ford Motor Co; Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Ford Motor Co; Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: US5803052A; DE69817266D1; EP0887543A2; EP0887543A3; EP0887543B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Montage einer Kraftstoffeinspritzdüse in einer Kraftstoffverteilerleitungs-Schale und insbesondere eine verbesserte Klammer zum Festhalten einer zugehörigen Kraftstoffeinspritzdüse in einer entsprechenden Kraftstoffverteilerleitungs-Schale, so dass eine axiale Bewegung und relative Umfangsdrehung verhindert wird.
Hintergrund der Erfindung
In der Technik ist im Zusammenhang mit der Montage einer Kraftstoffeinspritzdüse in einer Kraftstoffverteilerleitungs-Schale die Verwendung einer U-förmigen Federklammer als verbindendes Element bekannt. Bei derzeit eingesetzten Baugruppen, bei denen eine Kraftstoffförderung mit geteilter oder gekrümmter Strömung zur Anwendung kommt, ist es erforderlich, eine exakte Ausrichtung der Kraftstoffeinspritzdüse relativ zur Kraftstoffverteilerleitungs-Schale zu gewährleisten. Diese genaue Ausrichtung der Einspritzdüse muss während des Betriebs aufrechterhalten werden.
Es sind verschiedene Anordnungen von Verbindungen von Klammer, Kraftstoffeinspritzdüse und Kraftstoffverteilerleitungs-Schale zur Anwendung gekommen.
Ein Typ von Anordnung sieht einen ebenen Abschnitt einer unteren Klammer-Nut in einer Einspritzdüse vor, oder einen sich radial erstreckenden ebenen Abschnitt einer Einspritzdüse, welcher sich mit einem entsprechenden ebenen Abschnitt der Klammer im Eingriff befindet. Dieser Eingriff mit dem ebenen Abschnitt soll dazu dienen zu verhindern, dass sich die Einspritzdüse dreht, um sicherzustellen, dass der Kraftstoffstrahl in die richtige Richtung zielt. Bei wiederholtem Drehen der Einspritzdüse tritt jedoch ein Verschleiß der Abflachungen an der Einspritzdüse oder dem sich radial erstreckenden Abschnitt auf, und es kommt zu einer falschen Ausrichtung der Einspritzdüse.
Bei anderen Anforderungen umfasst die Federklammer in der Klammer ausgebildete hochgezogene Lappen, welche mit einem entsprechenden Merkmal an der Kraftstoffeinspritzdüse und der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale zum Eingriff gelangen, um die Einspritzdüse in der Schale auszurichten. Bei dieser Anwendung hat man festgestellt, dass die Anwendung einer Rotationskraft auf die Einspritzdüse ein Verbiegen der Lappen verursacht und es ermöglicht, dass die Einspritzdüse während des Betriebs eine falsche Ausrichtung erhält.
Bei gegenwärtig verwendeten Anordnungen ist eine Einspritzdüsenöffnung bezüglich eines elektrischen Verbinders ausgerichtet. Der elektrische Verbinder ist in einer bestimmten Position bezüglich einer Klammernut in der Einspritzdüse angeordnet, und die Einspritzdüsenklammer ist durch die Klammernut ausgerichtet. Merkmale innerhalb der Klammer bringen das Klammernut-Fixierungsmerkmal in eine bestimmte Position zu den Klammerseiten. Die Klammerseiten sind bezüglich einer Nase an der Einspritzdüsen-Schale fixiert, und die Einspritzdüsen-Schale ist nach dem Befestigungsmerkmal der Kraftstoff-Verteilerleitung ausgerichtet, bei dem es sich etwa um Schraubenlöcher handeln kann. Die Kraftstoff-Verteilerleitung ist bezüglich des Krümmers ausgerichtet, und der Krümmer ist bezüglich des Kopfes und eventuell bezüglich der Einlassventile, des gewünschten Ziels, ausgerichtet. Diese Anordnung hat eine große kumulative Ausrichtungstoleranz zur Folge. Die Fixierung wird durch dasjenige Merkmal begrenzt, das sich am leichtesten überwinden lässt, welches die Grenzfläche zwischen der Klammer und der Klammernut ist, die im Allgemeinen bei der erstmaligen Drehung ein Widerstands-Drehmoment von ungefähr 11 bis 15 in·lb [ca. 1,24 bis 1,69 N·m] aufweist. Nachdem die Einspritzdüse einmal gedreht worden ist, nimmt der Widerstand gegen nachfolgende Drehungen beträchtlich ab.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Federklammer nach Anspruch 1 zum Zusammenhalten einer Kraftstoffeinspritzdüse und einer Kraftstoffverteilerleitungs-Schale bereit, welche eine zugehörige Kraftstoffeinspritzdüse gegen axiale Bewegung und Drehbewegung relativ zu einer entsprechenden Kraftstoffverteilerleitungs-Schale sichert. Genauer, die erfindungsgemäße Federklammer umfasst ein Keil-Merkmal oder eine Öffnung zur Aufnahme und zum Festhalten von entsprechenden radial vorstehenden Keilen einer Einspritzdüse und einer Kraftstoffverteilerleitungs-Schale, welche einen erhöhten Widerstand gegen Drehung der Einspritzdüse in der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale gewährleistet.
Bei der Ausführung der Erfindung umfasst die Federklammer eine erste und eine zweite Seitenwand, die parallel zueinander und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und eine dritte Seitenwand, welche die erste und die zweite Seitenwand auf eine elastische Weise miteinander verbindet, so dass ein im Allgemeinen U-förmiges Teil mit einer offenen Seite gebildet wird. Die erste und die zweite Seitenwand, die parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, umfassen Flansche, welche sich von einander gegenüberliegenden unteren Rändern der Seitenwände nach innen aufeinander zu erstrecken. Die Flansche sind so gestaltet, dass sie mit einer Außenfläche der zugehörigen Kraftstoffeinspritzdüse zusammenwirken, um die Einspritzdüse axial relativ zur Klammer zu fixieren. Die erste und die zweite Seitenwand, die parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, umfassen außerdem Schlitze, die so angeordnet sind, dass sie einen Flanschabschnitt der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale aufnehmen, so dass die Klammer axial relativ zur Schale fixiert ist, wodurch sie die besagte Einspritzdüse axial relativ zur Schale fixiert. Eine Öffnung in der dritten Seitenwand nimmt sowohl einen radial vorstehenden Ausrichtungskeil der Einspritzdüse als auch einen entsprechenden Ausrichtungskeil der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale auf.
Wenn die Einspritzdüse in der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale montiert ist, kann die Klammer auf die Baugruppe aufgesteckt werden, so dass sie die Einspritzdüse gegen axiale Bewegung und Drehbewegung relativ zur Kraftstoffverteilerleitungs-Schale fixiert. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Klammer jedoch so konstruiert, dass sie zuerst an der Einspritzdüse in ihrer richtigen Position angebracht werden kann. Danach wird die Einspritzdüse mit der an ihr befestigten Klammer in die Kraftstoffverteilerleitungs-Schale eingesetzt, und die Klammer rastet über den Flanschen der Schale ein, während ihr radial vorstehender Keil in die Ausrichtungs-Öffnung der Federklammer geführt wird. Diese Ausführungsform wird durch nach außen abgewinkelte obere Abschnitte der drei Seitenwände der Klammer möglich gemacht. Diese gestatten es, dass die parallelen Seitenwände nach außen federn, um die Einführung des Flansches der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale zu ermöglichen, während der Keil-Abschnitt der Schale in die Öffnung der Klammer durch einen sich radial erstreckenden Abschnitt hindurch eingreift, der durch nach außen erfolgende Abwinkelung des oberen Randes der Öffnung mit dem oberen Abschnitt der dritten Seitenwand, in welcher die Öffnung ausgebildet ist, gebildet wird.
Bei dieser Anordnung befindet sich die Öffnung in der dritten Seitenwand der Klammer in den ebenen Teilen der dritten Seitenwand. Die Öffnung umgibt die vorstehenden Keile einer Einspritzdüse und Kraftstoffverteilerleitungs-Schale und gewährleistet dabei einen großen Umfang des Eingriffs mit der dritten Seitenwand. Die Öffnung in der dritten Seitenwand verhindert dadurch eine Drehung der Kraftstoffeinspritzdüse relativ zur Kraftstoffverteilerleitungs-Schale, da die Wirkung einer auf die Einspritzdüse angewendete Rotationskraft durch den von der Öffnung in der dritten Seitenwand ausgeübten Zwang begrenzt wird. Bei einer herkömmlichen Klammer können sich der Ausrichtung dienende Lappen verbiegen, und Ausrichtungs-Merkmale können einem Verschleiß unterliegen, wodurch eine Drehung der Einspritzdüse in der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale relativ zu dieser ermöglicht wird, was eine falsche Ausrichtung der Einspritzdüse in der Schale zur Folge hat.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung sowie den beigefügten Zeichnungen noch umfassender verständlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen ist:
1 eine Perspektivansicht in Form einer Explosionsdarstellung einer Baugruppe, welche eine Einspritzdüse, eine Kraftstoffverteilerleitungs-Schale und eine Federklammer umfasst, die entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert sind.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Es wird nun im Einzelnen auf die Zeichnungen Bezug genommen; eine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruierte Federklammer ist allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet und wird verwendet, um eine zugehörige Kraftstoffeinspritzdüse 12 und eine Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 zusammenzuhalten.
Wie nachfolgend genauer beschrieben wird, gewährleistet die Federklammer 10 ein verbessertes Festhalten der Kraftstoffeinspritzdüse 12 in der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14, indem sie die Einspritzdüse gegen axiale und Rotationsbewegung relativ zur Kraftstoffverteilerleitungs-Schale sichert.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Klammer 10 eine erste und ein zweite Seitenwand 16, 18, die zueinander parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind und die sich in der Baugruppe axial bezüglich der Achse der Einspritzdüse 12 erstrecken und auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten der Einspritzdüse angeordnet sind. Eine dritte Seitenwand 20 verbindet die erste und die zweite Seitenwand 16, 18 auf eine elastische Weise miteinander und erstreckt sich ebenfalls axial bezüglich der Achse der Einspritzdüse 12. Die erste, zweite und dritte Seitenwand 16, 18, 20 bilden ein im Allgemeinen U-förmiges Teil mit offenen Seite in 22, welche der dritten Seitenwand 20 diametral gegenüberliegt und welche es den Seitenwänden 16, 18 der Klammer 10 ermöglicht, nach außen zu federn, so dass sie beim Zusammenbau über der Einspritzdüse 12 und der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 aufgenommen werden.
Die erste und die zweite Seitenwand 16, 18, die parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, umfassen Flansche 24, 26, welche sich von einander gegenüberliegenden unteren Rändern 28, 30 der Seitenwände nach innen aufeinander zu erstrecken. Die Flansche 24, 26 umfassen bogenförmige innere Ränder 32, 34, welche so gestaltet sind, dass sie mit einem Merkmal der Außenfläche oder einer Einspritzdüsen-Nut 36 der Kraftstoffeinspritzdüse 12 zusammenwirken, um die Einspritzdüse axial relativ zur Klammer 10 zu fixieren. Dabei sind die Ränder 32, 34 bogenförmig und ermöglichen die Fixierung in einer Umfangsnut, welche ein Oberflächenmerkmal 36 definiert.
Die erste und die zweite Seitenwand 16, 18, die parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, umfassen Schlitze, die parallel zueinander und quer zur Achse der Einspritzdüse verlaufen und so angeordnet sind, dass sie einen Flanschabschnitt 42 der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 aufnehmen. Die Schlitze 38, 40 fixieren die Klammer 10 axial relativ zur Schale 14, wodurch sie die Kraftstoffeinspritzdüse 12 axial relativ zur Schale fixieren. Die dritte Seitenwand 20 umfasst eine Öffnung 44 zur Aufnahme sowohl eines radial vorstehenden Ausrichtungskeils oder Einspritzdüsen-Keils 46 der Einspritzdüse 12 als auch eines entsprechenden Ausrichtungskeils 48 der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14. Die Öffnung 44 ist als im Allgemeinen von rechteckiger Form dargestellt, obwohl auch anders geformte Öffnungen verwendet werden können. Die Ausrichtungskeile 46, 48 gewährleisten, wenn sie winklig ausgerichtet sind, eine einwandfreie Sicherung der Einspritzdüse 12 in der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 gegen Verdrehen.
Vorzugsweise umfassen die Seitenwände 16, 18, 20 der Klammer 10 abgewinkelte obere Abschnitte 50, 52, 54, welche nach außen abgewinkelt sind, um ein bevorzugtes Montageverfahren zu ermöglichen. Der obere Teil der Öffnung 44 ist ebenfalls zusammen mit dem oberen Abschnitt 54 nach außen abgewinkelt, um den Montagevorgang zu erleichtern. Wie abgebildet, entspricht die Querschnittsform der vorstehenden Ausrichtungskeile 46, 48 im Allgemeinen der Form der Öffnung 44, so dass die Teile genau zusammenpassen. Die Klammer 10 kann aus Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff gefertigt sein, vorausgesetzt, dass der Werkstoff eine ausreichende Elastizität besitzt, um ihre U-Form zu erhalten.
Der Einbau der Kraftstoffeinspritzdüse 12 in die Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 erfolgt durch axiales Vorwärtsbewegen des Einlassendes 56 der Einspritzdüse in die Kraftstoffverteilerleitungs-Schale, bis die entsprechenden Ausrichtungskeile 46, 48 einander berühren und dabei axial zueinander ausgerichtet sind, wodurch sichergestellt ist, dass sich die Einspritzdüse in der richtigen Drehungsposition (oder Winkelposition) in der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale befindet.
Bei einem bevorzugten Montageverfahren wird die Federklammer 10 zuerst an der Einspritzdüse 12 angebracht, indem die offene Seite 22 radial vorwärtsbewegt wird, so dass die Flansche 24, 26 in die Einspritzdüsen-Nut 36 eingeführt werden und einrasten, wobei die bogenförmigen Ränder 32, 34 die Nut 36 fest umschließen, der Ausrichtungskeil 46 sich in die Öffnung 44 hinein erstreckt und die abgewinkelten oberen Abschnitte 50, 52, 54 axial in der Richtung des Einlassendes 56 der Einspritzdüse angeordnet sind. Anschließend wird die Einspritzdüse 12 wie oben beschrieben mit der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 zusammengebaut, wobei die abgewinkelten Abschnitte 50, 52 bewirken, dass die Seiten 16, 18 leicht nach außen federn. Dies ermöglicht es, dass die Seitenwände 16, 18 über den Flansch 42 der Schale 14 gleiten, bis der Flansch in den Schlitzen 38, 40 aufgenommen wird, welche dann eine weitere axiale Bewegung der Einspritzdüse verhindern. Während dieses Montageschrittes wird der am Flansch der Schale ausgebildete Keil 48 axial in die Öffnung 44 in der Seitenwand 20 der Klammer bewegt. Dies ist möglich, weil der obere Teil der Öffnung 44 zusammen mit dem abgewinkelten Abschnitt 54 der Seitenwand 20 nach außen abgewinkelt ist, so dass der Keil 48 axial in die Öffnung gleiten kann. Wenn dann der Flansch 42 in die Schlitze 38, 40 einrastet, verriegelt die Klammer die Einspritzdüse 12 mit der Schale 14 und verhindert dabei eine weitere axiale Bewegung oder Drehung.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Klammer 10 nach dem Zusammenbau der Einspritzdüse 12 und der Schale 14 anzubringen. Bei diesem Verfahren wird die offene Seite 22 der Klammer 10 radial in Richtung der aus Einspritzdüse und Schale bestehenden Baugruppe geschoben. Die Flansche 24, 26 rasten in die Umfangsnut 36 ein, und die sich vorwärts bewegende Klammer 10 spreizt die Flansche auseinander, so dass sie in eine Position auf der Einspritzdüse gelangen können. Während die Klammer 14 radial zur Einspritzdüse 12 hin bewegt wird, bewegen sich die Schlitze 38, 40 über den Flanschabschnitt 42 der Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14. Gleichzeitig nimmt die Öffnung 44 die vorstehenden Ausrichtungskeile 46, 48 auf. Wenn die Klammer 10 noch weiter vorwärts bewegt wird, rastet sie auf der Baugruppe ein, so dass sie die Einspritzdüse 12 gegen axiale Bewegung und Drehbewegung relativ zur Kraftstoffverteilerleitungs-Schale 14 fixiert.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform beschrieben wurde, können selbstverständlich im Rahmen der beschriebenen erfinderischen Konzepte zahlreiche Änderungen vorgenommen werden. Dementsprechend soll die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt sein, sondern den vollen Umfang haben, der durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Federklammer zum Zusammenhalten einer Kraftstoffeinspritzdüse (12) und einer Kraftstoffverteilerleitungs-Schale (14), wobei die besagte Klammer umfasst: eine erste und eine zweite Seitenwand (16; 18), die parallel zueinander und in einem Abstand voneinander angeordnet sind; und eine dritte Seitenwand (20), welche die erste und die zweite Seitenwand auf eine elastische Weise miteinander verbindet, so dass ein im Allgemeinen U-förmiges Teil mit einer offenen Seite gebildet wird; wobei die besagte erste und die zweite Seitenwand (16; 18), die parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, Flansche (24; 26) umfassen, welche sich von einander gegenüberliegenden unteren Rändern der besagten Seitenwände nach innen aufeinander zu erstrecken, wobei die besagten Flansche so gestaltet sind, dass sie mit einer Außenfläche der zugehörigen Kraftstoffeinspritzdüse zusammenwirken, um die besagte Einspritzdüse axial relativ zu der besagten Klammer zu fixieren; wobei die besagte erste und die zweite Seitenwand, die parallel und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, außerdem Schlitze (38, 40) umfassen, die so angeordnet sind, dass sie einen Flanschabschnitt (42) der besagten Kraftstoffverteilerleitungs-Schale aufnehmen, so dass die besagte Klammer axial relativ zu der besagten Schale fixiert ist, wodurch sie die besagte Einspritzdüse axial relativ zu der besagten Schale fixiert; dadurch gekennzeichnet, dass die besagte dritte Seitenwand (20) eine Öffnung (44) zur Aufnahme sowohl eines radial vorstehenden Ausrichtungskeils (46) der besagten Einspritzdüse als auch eines entsprechenden Ausrichtungskeils (48) der besagten Kraftstoffverteilerleitungs-Schale aufweist; wodurch, wenn die besagte Einspritzdüse und die besagte Klammer mit der besagten Kraftstoffverteilerleitungs-Schale zusammengebaut werden, die besagte Klammer bewirkt, dass sie die besagte Einspritzdüse gegen axiale Bewegung und Drehbewegung relativ zu der besagten Kraftstoffverteilerleitungs-Schale fixiert.
Federklammer nach Anspruch 1, wobei die besagten Flansche im Allgemeinen bogenförmige innere Ränder umfassen, welche so gestaltet sind, dass sie mit einer zugehörigen Umfangsnut in der Außenfläche der Kraftstoffeinspritzdüse zusammenwirken.
Federklammer nach Anspruch 1, wobei die besagten Schlitze parallel zueinander und quer zur Achse der Einspritzdüse angeordnet sind.
Federklammer nach Anspruch 1, wobei die besagte Öffnung im Allgemeinen von rechteckiger Form ist, um die besagten Ausrichtungskeile in einer Weise aufzunehmen, in der die Teile genau zusammenpassen.
Federklammer nach Anspruch 1, wobei die besagten Seitenwände nach außen abgewinkelte obere Abschnitte aufweisen, die es ermöglichen, dass die Klammer zunächst an einer Einspritzdüse angebracht wird und dann auf dem Flansch der Schale einrastet, wenn das Einlassende der Einspritzdüse in die Schale eingesetzt wird.
Federklammer nach Anspruch 5, wobei sich die besagte Öffnung in den abgewinkelten oberen Abschnitt der dritten Seitenwand hinein erstreckt, wodurch eine radiale Verlängerung der Öffnung gebildet wird, welche die axiale Einführung des Ausrichtungskeils der besagten Schale in die besagte Öffnung ermöglicht.
Federklammer nach Anspruch 1, wobei nach dem zuvor durchgeführten Einbau der besagten Einspritzdüse in die besagte Kraftstoffverteilerleitungs-Schale die besagte Klammer auf die Baugruppe aufgedrückt werden kann, um die Einspritzdüse so festzuhalten, dass eine Bewegung in der Schale verhindert wird.