Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zur Montage und Demontage eines Brennstoffeinspritzventils, insbesondere eines Hochdruck-Direkt-Einspritzventils, in bzw. aus einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine. Durch das Hochdruck-Direkt-Einspritzventil wird Brennstoff unmittelbar in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Die Erfindung geht aus von einer Montagevorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits aus der DE 197 05 990 A1 eine Montagevorrichtung mit einem das Brennstoffeinspritzventil zumindest teilweise umgebenden Mantelkörper bekannt, wobei an einem ersten Ende des Mantelkörpers ein nach innen gerichteter Kragenabschnitt und an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Mantelkörpers ein nach außen gerichteter Kragenabschnitt ausgebildet sind. Während der radial nach innen gerichtete Kragenabschnitt in eine Nut des Brennstoffeinspritzventils einsetzbar ist, ragt der nach außen gerichtete Kragenabschnitt aus der Aufnahmeöffnung des Brennstoffeinspritzventils heraus. An dem aus der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes herausragenden Kragenabschnitt kann ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Montiereisen angreifen, um die Montagevorrichtung mitsamt dem Brennsroffeinspritzventil aus der Aufnahmebohrung herauszuhebeln. Da die Brennstoffeinspritzventile in ihrer Aufnahmebohrung festbacken können, sind teilweise erhebliche Demontagekräfte erforderlich. Durch das Montiereisen oder andere Hebelwerkzeuge können bei der Demontage des Brennstoffeinspritzventils deshalb Beschädigungen an dem beispielsweise aus einem Leichtmetall bestehenden Zylinderkopf hervorgerufen werden, was nachteilig ist. Ferner ist bei der bekannten Montagevorrichtung nachteilig, daß die Montagevorrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine keine Niederhaltekraft auf das Brennstoffeinspritzventil überträgt, sondern das Brennstoffeinspritzventil und die Montagevorrichtung lediglich aufgrund eines Reibschlusses in der Aufnahmebohrung gehalten werden, was ebenfalls unbefriedigend ist.
Aus der US-PS 4,561,159 ist eine Demontagevorrichtung für ein Diesel-Einspritzventil bekannt. Ein der Abspritzöffnung gegenüberliegender Endbereich des Brennstoffeinspritzventils ist in einen Schlitz der Demontagevorrichtung seitlich einführbar. Die Demontagevorrichtung wird dabei nicht in die Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes eingeführt und verbleibt im montierten Zustand nicht in der Aufnahmebohrung. Die aus der US-PS 4,561,159 hervorgehende Demontagevorrichtung ist vielmehr eine Werkzeugverlängerung, die vor der Demontage des Brennstoffeinspritzventils an dem Brennstoffeinspritzventil befestigt wird. Die Übertragung einer Niederhaltekraft auf das Brennstoffeinspritzventil über die Demontagevorrichtung ist nicht vorgesehen. Die Verbindung der Demontagevorrichtung mit dem Brennstoffeinspritzventil ist relativ umständlich.
Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die zumindest eine an einem Gewinde des Kragenabschnitts angreifende Demontageschraube eine einfache und beschädigungsfreie Demontage der Montagevorrichtung mitsamt dem in die Montagevorrichtung eingesetzten Brennstoffeinspritzventil ermöglicht wird. Die Demontage erfolgt in der Weise, daß durch Anziehen der zumindest einen Demontageschraube bzw. der vorzugsweise mehreren Demontageschrauben die Montagevorrichtung mit dem Brennstoffeinspritzventil kontinuierlich aus der Aufnahmebohrung herausgezogen wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Montagevorrichtung möglich.
Durch umfänglich an dem Kragenabschnitt verteilt angeordnete Gewinde für jeweils eine Demontageschraube, insbesondere durch zwei diametral gegenüberliegende Gewinde für zwei Demontageschrauben, kann sichergestellt werden, daß die durch das Anziehen der mehreren Demontageschrauben sich ergebende resultierende Demontagekraft axial ausgerichtet ist, so daß ein erhöhter Reibschluß aufgrund einer radialen Kraftkomponente vermieden wird. Durch gleichzeitiges Anziehen der Demontageschrauben wird eine symmetrische, kontinuierliche Zugkraft erzielt. Alternativ kann die Demontage auch durch ein abwechselndes Anziehen der mehreren Demontageschrauben erfolgen.
Besonders vorteilhaft sind an dem Kragenabschnitt auch Öffnungen vorzugsweise in Form von Bohrungen vorgesehen, durch welche in ein Gewinde des Zylinderkopfes eingreifende Montageschrauben hindurchgreifen. Durch Anziehen dieser Montageschrauben wird auf die Montagevorrichtung und somit auf das Brennstoffeinspritzventil eine ausreichende Niederhaltekraft übertragen, um das Brennstoffeinspritzventil beim Betrieb der Brennkraftmaschine gegen den in dem Brennraum herrschenden Verbrennungsdruck niederzuhalten. Vorzugsweise sind die Gewinde und die Öffnungen in dem Kragenabschnitt so dimensioniert, daß die Montageschrauben gleichzeitig als Demontageschrauben verwendet werden können. Dazu müssen die Gewinde in dem Zylinderkopf und dem Kragenabschnitt der Montagevorrichtung den gleichen Durchmesser und die gleiche Steigung aufweisen und die Öffnungen müssen so bemessen sein, daß die entsprechenden Schraubendurchmesser durch diese hindurch-passen. Bei der Demontage des Brennstoffeinspritzventils werden dann zunächst die Montageschrauben gelöst und die dann als Demontageschrauben dienenden Montageschrauben in die Gewinde des Kragenabschnitts eingeführt und angezogen, wodurch die Montagevorrichtung mit dem Brennstoff-einspritzventil aus der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes herausgezogen wird. Besondere Demontageschrauben müssen nicht bereitgestellt werden.
Vorzugsweise sind zumindest drei Öffnungen für die Montageschrauben vorgesehen, die einen Winkelabstand von mehr als 90° aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, daß die Niederhaltekraft an der Montagevorrichtung und somit an dem Brennstoffeinspritzventil umfänglich gleichmäßig angreift.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausbildung weist der an dem Brennstoffeinspritzventil angreifende Angriffsabschnitt der Montagevorrichtung einen radial nach innen gerichteten Überstand und einen sich axial über den radialen Überstand hinaus erstreckenden axialen Fortsatz auf. Dabei dient der axiale Fortsatz zum Übertragen der Niederhaltekraft auf das Brennstoffeinspritzventil, während der radiale Überstand in eine Nut des Brennstoffeinspritzventils eingreift, um auf das Brennstoffeinspritzventil die Demontagekraft zu übertragen. Die Funktionen des Niederhaltens und der Demontage sind an dem an dem Brennstoffeinspritzventil angreifenden Angriffsabschnitt der Montagevorrichtung getrennt. Dies hat den Vorteil, daß der Bereich der Demontagenut des Brennstoffeinspritzventils durch eine Kunststoffumspritzung realisiert werden kann und nur der Bereich des Brennstoffeinspritzventils, an welchem der axiale Fortsatz angreift, aus Metall bestehen muß. Dies führt zu einer einfachen und kostengünstigen Fertigung des Ventilgehäuses des Brennstoffeinspritzventils.
Die Montagevorrichtung kann kostengünstig durch Tiefziehen aus einem Metallblech gefertigt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zylinderkopf 2 einer Brennkraftmaschine und durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 1 sowie ein nicht geschnitten dargestelltes, in die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 eingesetztes Brennstoffeinspritzventil 3.
Das Brennstoffeinspritzventil 3 dient zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum 4 der Brennkraftmaschine. Der Zylinderkopf 2 weist eine Aufnahmebohrung 5 zur Aufnahme des Brennstoffeinspritzventils 3 auf, die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in einen verengten Abschnitt 6 zur Aufnahme eines Abspritzabschnitts 7 des Brennstoffeinspritzventils 3, einen erweiterten Abschnitt 8 zur Aufnahme eines Demontageabschnitts 9, eines Brennstoffzulaufabschnitts 10 und eines Gehäusekörpers 27 sowie der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 1, sowie einen den erweiterten Abschnitt 8 mit dem verengten Abschnitt 6 verbindenden konischen Abschnitt 11 gliedert.
Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 hat einen das Brennstoffeinspritzventil 3 zumindest teilweise umgebenden Mantelkörper 12, an welchem ein aus der Aufnahmebohrung 5 herausgerichteter Kragenabschnitt 13 angeformt ist, der sich von dem Mantelkörper 12 radial nach außen erstreckt. An dem dem Kragenabschnitt 13 gegenüberliegenden Ende ist an dem Mantelkörper 12 ein Angriffsabschnitt 14 ausgebildet, über welchen die Montagevorrichtung 1 an dem Brennstoffeinspritzventil 3 angreift.
Der Angriffsabschnitt 14 weist einen radial nach innen gerichteten radialen Überstand 15 und einen sich axial über den radialen Überstand 15 hinauserstreckenden axialen Fortsatz 16 auf. Der radiale Überstand 15 greift in eine Demontagenut 17 des Brennstoffeinspritzventils 3 ein, um eine Demontagekraft auf das Brennstoffeinspritzventil 3 zu übertragen. Der axiale Fortsatz 16 hingegen greift an einer Niederhaltefläche 18 des Brennstoffeinspritzventils 3 an, um auf das Brennstoffeinspritzventil 3 eine Niederhaltekraft zu übertragen.
An dem Kragenabschnitt 13 der Montagevorrichtung 1 sind zumindest eine, vorzugsweise jedoch mehrere gewindelose Öffnungen 19 und zumindest eine, vorzugsweise jedoch mehrere Öffnungen mit Gewinde 20 vorgesehen. Die Öffnungen 19 sind im Ausführungsbeispiel als gewindelose Bohrungen ausgebildet, durch welche Montageschrauben 21 hindurchgreifen, die in Gewindebohrungen 22 des Zylinderkopfes 2 einschraubbar sind. Die Öffnungen 19 können beispielsweise jedoch auch als Langlöcher, Schlitze, nach außen offene Ausnehmungen oder dergleichen ausgebildet sein.
Die Gewinde 20 sind vorzugsweise in Gewindebohrungen ausgebildet, wobei das Gewinde 20 direkt in den Kragenabschnitt 13 eingeschnitten ist. Es ist jedoch auch denkbar, Gewindebuchsen oder Muttern an dem Kragenabschnitt 13 der Montagevorrichtung 1 anzubringen.
Bei der Montage des Brennstoffeinspritzventils 3 wird zunächst das Brennstoffeinspritzventil 3 so in die Montagevorrichtung 1 eingesetzt, daß der radiale Überstand 15 in die Demontagenut 17 des Brennstoffeinspritzventils 3 eingreift. Sodann wird die Montagevorrichtung 1 mitsamt dem Brennstoffeinspritzventil 3 in die Aufnahmebohrung 5 des Zylinderkopfes 2 eingesetzt. Schließlich werden die Montageschrauben 21 durch die Öffnungen 19 des Kragenabschnitts 13 hindurchgeführt und in das Gewinde 22 des Zylinderkopfes 2 eingeschraubt. Durch Anziehen der Montageschrauben 21 kommen die Schraubenköpfe 23 der Montageschrauben 21 auf dem Kragenabschnitt 13 zur Anlage und üben auf die Montagevorrichtung 1 eine durch den Pfeil 24 veranschaulichte Niederhaltekraft FN aus, die über den axialen Fortsatz 16 auf die Niederhaltefläche 18 des Brennstoffeinspritzventils 3 übertragen wird. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird deshalb das Brennstoffeinspritzventil 3 gegen den in dem Brennraum 4 herrschenden Verbrennungsdruck in der Aufnahmebohrung 5 niedergehalten.
Zur Demontage des Brennstoffeinspritzventils 3 und der Montagevorrichtung 1 werden zunächst die Montageschrauben 21 gelöst und aus dem Gewinde 22 des Zylinderkopfes 2 entfernt. Sodann werden in die Gewinde 20 des Kragenabschnitts 13 Demontageschrauben 25 eingesetzt, die sich an dem Zylinderkopf 2 anstützen. Durch Anziehen der Demontageschrauben 25 wird auf die Montagevorrichtung 1 eine durch den Pfeil 26 veranschaulichte Demontagekraft FD ausgeübt, die über den radialen Überstand 15 auf die Demontagenut 17 des Brennstoffeinspritzventils 3 übertragen wird. Dadurch wird die Montagevorrichtung 1 mitsamt dem Brennstoffeinspritzventil 3 aus der Aufnahmebohrung 5 des Zylinderkopfes 2 herausgezogen, ohne daß es eines Montiereisens oder anderer Hebelwerkzeuge bedarf. Durch die Demontageschrauben 25 können relativ große Demontagekräfte FD auf die Montagevorrichtung 1 und das Brennstoffeinspritzventil 3 ausgeübt werden, so daß das Brennstoffeinspritzventil 3 zu Wartungs- oder Austauschzwecken auch dann sicher demontierbar ist, wenn das Brennstoffeinspritzventil 3 in der Aufnahmebohrung 5 festgebacken ist.
Dadurch daß an dem Angriffsabschnitt 14 der Montagevorrichtung 1 sowohl ein radialer Überstand 15 als auch ein axialer Fortsatz 16 ausgebildet sind, sind die Funktionen des Niederhaltens und der Demontage voneinander getrennt. Während der Gehäusekörper 27 des Brennstoffeinspritzventils 3, an welchem die Niederhaltefläche 18 ausgebildet ist, vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl besteht, um auf das Brennstoffeinspritzventil 3 eine hohe Niederhaltekraft übertragen zu können, kann der Demontageabschnitt 9 des Brennstoffeinspritzventils, an welchem die Demontagenut 17 ausgebildet ist, als Kunststoffspritzgussteil gefertigt werden, da die Demontagekraft FD wesentlich kleiner ist als die Niederhaltekraft FN. Dadurch wird eine kostengünstige Fertigung des Brennstoffeinspritzventils 3 ermöglicht.
Fig. 2 zeigt ein gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gering modifiziertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 1 in einer Draufsicht. Erkennbar sind der radiale Überstand 15, der Kragenabschnitt 13, die an dem Kragenabschnitt 13 ausgebildeten Gewinde 20 und die an dem Kragenabschnitt 13 in Form von gewindelosen Bohrungen ausgebildeten Öffnungen 19. Die Modifikation gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß zwei in Gewindebohrungen ausgebildete Gewinde 20 an dem Kragenabschnitt 13 diametral gegenüberliegend in der Schnittebene III-III ausgebildet sind, während bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zur besseren Veranschaulichung der Erfindung in der Schnittebene III-III ein Gewinde 20 und eine gewindelose Öffnung 19 angeordnet sind.
Während die beiden Gewinde 20 an dem Kragenabschnitt 13 diametral gegenüberliegend angeordnet sind, sind drei gewindelose Öffnungen 19 an dem Kragenabschnitt 13 nahezu umfänglich gleichmäßig verteilt so angeordnet, daß der Winkelabstand zwischen den einzelnen Öffnungen 19 zumindest 90°, idealerweise 120°, beträgt. Auf diese Weise kann über die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 auf das Brennstoffeinspritzventil 3 eine umfänglich gleichmäßige Niederhaltekraft übertragen werden.
Wie aus Fig. 2 ebenfalls zu erkennen, umgibt der radiale Überstand 15 bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das in Fig. 2 nicht dargestellte Brennstoffeinspritzventil 3 in einem geringeren Winkelbereich als der Mantelkörper 12 bzw. der an dem Mantelkörper 12 angeformte Kragenabschnitt 13. Dies erleichtert das Einsetzen des Brennstoffeinspritzventils 3 in die Montagevorrichtung 1.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2. Die Darstellung entspricht weitgehend der Darstellung der Montagevorrichtung 1 in Fig. 1 mit dem Unterschied, daß, wie erläutert, in der Schnittebene III-III zwei Gewinde 20 anstatt einem Gewinde 20 und einer gewindelosen Öffnung 19 angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 kann kostengünstig als Blechtiefziehteil hergestellt werden. Vorzugsweise weisen die Gewinde 22 an dem Zylinderkopf 2 und die Gewinde 20 an dem Kragen 13 der Montagevorrichtung 1 den gleichen Durchmesser und die gleiche Steigung auf, so daß die Montageschrauben 21 gleichzeitig als Demontageschrauben 25 verwendet werden können. Zur Demontage der Montagevorrichtung 1 und des Brennstoff-einspritzventils 3 werden daher zunächst die Montageschrauben 21 gelöst und entfernt und sodann in die Gewinde 20 eingesetzt und angezogen.
Mit der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung 1 können auf das Brennstoffeinspritzventil 3 hohe symmetrische und axial ausgerichtete Demontagekräfte übertragen werden, wobei an dem beispielsweise aus einem Leichtmetall bestehenden Zylinderkopf 2 Beschädigungen vermieden werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann der radiale Überstand 15 auch durch Ausklinkungen an dem Mantelkörper 12 realisiert werden, die so gebogen werden, daß sie radial nach innen ragen.