INJEKTORVERPRATZUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Injektorverpratzung mit einer Pratzenschraube an einer Brennkraftmaschine.

[0002] Derartige Injektorverpratzungen an einer Brennkraftmaschine sind beispielsweise bekannt aus der DE 102007050512A1.

[0003] Aus der US 6,170,467 B1 ist eine Vorrichtung zur Befestigung einer Kraftstoffeinspritzdüse in einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors bekannt. Die Kraftstoffeinspritzdüse durchdringt den Zylinderkopf und ist mit einem Gabelelement mit einer Schraube gegenüber dem Zylinderkopf verspannt ist. Das Gabelelement besteht dabei aus zwei Schenkeln, die sich beiderseits der Kraftstoffeinspritzdüse auf Kragen der Kraftstoffeinspritzdüse abstützen.

[0004] Die EP 1 887 215 A1 offenbart eine Klemmvorrichtung zum Klemmen eines Injektors gegen einen Injektorsitz umfassend: eine Schraube, ein elastisches Element, eine Unterlegscheibe und eine Gabel. Die Schraube weist einen Schraubenkopf und einen zylindrischen Schraubenkörper auf. Das elastische Element wird von dem Schraubenkörper durchdrungen und ist zwischen dem Schraubenkopf und der Unterlegscheibe angeordnet. Die Unterlegscheibe liegt auf der Gabel auf und beaufschlagt diese mit der Spannkraft der Schraube. Die Gabel hat zwei Zinken, die sich beidseitig an dem Injektor abstützen.

[0005] Weiter offenbart die EP 2 113 654 B1 einen Montageverbund zum Befestigen eines oder mehrerer Einspritzdüsenhalter an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine.

[0006] Auch die DE 10340911 B4 zeigt eine derartige Injektorverpratzung an einer Brennkraftmaschine.

[0007] Eine Vorrichtung zur Befestigung eines Einspritzdüsenhalters am Zylinderkopf mittels einer zweiarmigen Spannpratze und einer Spannschraube ist beispielsweise aus der DE 195 21 363 C1 bekannt. Bei der Montage müssen allerdings vor Ort für jedes Einspritzventil der Brennkraftmaschine die gabelförmigen Pratzenarme der Spannpratze am Einspritzdüsenhalter und die Spannschraube an der Spannpratze eingefädelt werden, da sie durch ihre konstruktiv vorgegebene Form nicht gemeinsam montiert werden können. Dies verhindert eine automatische Montage des Einspritzdüsenhalters am Zylinderkopf.

[0008] Aus der US 7,334,572 B1 ist darüber hinaus ein System und ein Verfahren zum Befestigen eines Kraftstoffeinspritzventils in einem Verbrennungsmotor bekannt, die eine Schelle zum Befestigen angrenzender Einspritzventile an einem Zylinderkopf umfassen.

[0009] Aus der EP 0 751 290 B1 ist eine Anordnung zum Festklemmen von zwei oder drei Kraftstoffeinspritzdüsen mit einer Düsenklemmeinrichtung bekannt. Hierbei weist die Düsenklemmeinrichtung Kontaktteile auf, die auf Klemmaufnahmesitzen der Kraftstoffeinspritzdüsen aufsitzen. Zwischen den Kontaktteilen weist die Düsenklemmeinrichtung ein Bolzeneinsatzloch auf, in das ein Klemmbolzen eingeführt ist, um einen Druck gegen die Kraftstoffeinspritzdüsen auszuüben und Abdichtlasten abzugeben. Die Düsenklemmeinrichtung beinhaltet ein Spiel, welches die Druckkraft auf die Kraftstoffeinspritzdüsen verringert, so dass bei einem vorbestimmten Grad an Bolzenanziehkraft eine im Wesentlichen gleiche Druckkraft auf den drei Kraftstoffeinspritzdüsen auftritt. Alternativ ist die Düsenklemmeinrichtung aus einem Federmaterial derart hergestellt, dass die Düsenklemmeinrichtung leicht gebogen wird.

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die o. g. Nachteile zu vermeiden und eine Brennkraftmaschine der o. g. Art hinsichtlich Montage und Wartungsfreundlichkeit zu verbessern, die gleichzeitig die Elastizität und die Stabilität des Schraubenverbandes erhöht.

[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 und dem Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

[0012] Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1:

eine Injektorverpratzung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2:

eine Injektorverpratzung,

Fig. 3:

die Injektorverpratzung aus Fig. 2 im Schnitt.

[0013] In Fig. 1 wird eine Einspritzinjektorverpratzung gezeigt, die mit einer Pratze 1 einen Injektor 3 an einem Zylinderkopf einer Dieselbrennkraftmaschine befestigt. Dabei stützt ein balkenähnliches Element die Spannpratze 1 mit einem Ende auf einer Auflagefläche 2 am Injektor 3 ab, während das zweite Ende am Zylinderkopf 4 auf einer Fläche 5 zur Auflage kommt. Eine zwischen beiden Enden angeordnete Schraube 7 drückt die Pratze 1 gegen die Auflageflächen, woraus am Injektor die zur Abdichtung axiale Druckkraft resultiert und den Injektor in der Aufnahmebohrung 9 fixiert.

[0014] Die Aufnahmebohrung 9 für den Injektor 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel nur teilweise durch eine Bohrung im Zylinderkopf realisiert. Es gibt hier keine durchgängige Gusspfeife durch den Wassermantel. Stattdessen wird in eine Bohrung durch den Wassermantel eine Kupferhülse 10 verbaut, deren Innenraum die Aufnahmebohrung für den Injektor 3 bildet. In dieser Kupferhülse 10 kommt auch der Dichtring 11 des Injektors 3 zur Auflage, welcher den Brennraum gegen den ringförmigen Kraftstoffraum zwischen Injektor 3 und Kupferhülse 10 abdichtet. Durch die hohe Verpressung an der Dichtringauflage auf Seiten der Kupferhülse kann es zu Setzerscheinungen und in dessen Folge zu einem Abfall der Dichtkraft am Injektor kommen. Die Folge sind Undichtigkeiten.

[0015] Im Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 2 und 3 dargestellt wird, ist eine Pratzenverschraubung zu sehen, die zu einer erhöhten Elastizität des Schraubverbandes führt, so dass der Verlust an Dichtkraft infolge des Setzens deutlich gemindert wird. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 1 wird bei der Injektorverpratzung nach Fig. 2 zwischen Schraubenkopfbund 17 und Spannpratze 1 eine Hülse 12 verbaut. Die Schraube 7 wird mit reduziertem Schaftdurchmesser als Dehnschraube 7 ausgeführt. Die durch die Hülse 12 stark erhöhte Schraubenlänge und der reduzierte Schaftdurchmesser der Dehnschraube 7 erhöht die Elastizität des Schraubenverbandes wesentlich. Ein weiterer Beitrag zur Elastizitätssteigerung wird durch die Hülse 12 selbst erreicht. Das Resultat ist eine stark erhöhte Gesamtelastizität im Schraubenverband, womit der Vorspannkraftverlust bei Setzerscheinungen deutlich vermindert wird.

[0016] Fig. 2 zeigt eine Einspritzinjektorverpratzung, die mit einer Pratze 1 einen Injektor 3 an einem Zylinderkopf einer Dieselbrennkraftmaschine befestigt.

[0017] Dabei stützt die Spannpratze 1 mit einem Ende auf einer Auflagefläche 2 am Injektor 3 ab, während das zweite Ende am Zylinderkopf 4 auf einer Fläche 5 zur Auflage kommt. Eine zwischen beiden Enden angeordnete Schraube 7 drückt die Pratze 1 mittels einer Hülse 12, die zwischen Pratzenschraube 7 und Spannpratze 1 konzentrisch um die Pratzenschraube 7 angeordnet ist, gegen die Auflageflächen 2 und 5, woraus am Injektor die zur Abdichtung axiale Druckkraft resultiert und den Injektor 3 in der Aufnahmebohrung 9 fixiert. Die Pratzenschraube 7 wird als Dehnschraube mit reduziertem Schaftdurchmesser ausgeführt. Die Hülse 12 hat an der Unterseite eine kegelige Fläche 18 zur Auflage auf der balligen Gegenfläche der Spannpratze 1. Auf der Oberseite hat die Hülse eine ebene Kontaktfläche 16 zum Schraubenkopfbund 17 hin, so dass die Kontaktfläche 16 senkrecht zur Schraubenachse angeordnet ist und planparallel am Schraubenkopfbund anliegt.

[0018] Die Aufnahmebohrung 9 für den Injektor 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel nur teilweise durch eine Bohrung im Zylinderkopf realisiert. Es gibt hier keine durchgängige Gusspfeife durch den Wassermantel. Stattdessen wird in eine Bohrung durch den Wassermantel eine Kupferhülse 10 verbaut, deren Innenraum die Aufnahmebohrung für den Injektor 3 bildet. In dieser Kupferhülse 10 kommt auch der Dichtring 11 des Injektors 3 zum Einsatz, welcher den Brennraum gegen den ringförmigen Kraftstoffraum zwischen Injektor 3 und Kupferhülse 10 abdichtet. Die Pratzenschraube 7 verfügt über drei Bünde 13, 14, 15 am Schaft. Der untere Bund 13 dient zur Zentrierung der Spannpratze 1. Der mittlere Bund 14 und der obere Bund 15 dienen zur Zentrierung der Hülse 12, womit ein stabiler Aufbau der Verbindung erreicht wird. Wegen der kegeligen Form der Hülse an der Kontaktfläche 18 zur Pratze 1 darf die Hülse 12 nicht falsch herum, das heißt mit der kegeligen Auflage 18 zum Schraubenkopf hin, eingebaut werden. Dazu wird die Bohrung der Hülse 12 gestuft ausgeführt. Der untere Teil 19 der Bohrung ist dabei im Durchmesser kleiner als der des mittleren Zentrierbundes 14 der Schraube 7. Wird die Hülse 12 falsch herum auf die Schraube 7 aufgesteckt, so lässt sich diese nur bis zum mittleren Bund 14 aufstecken. Die Position des mittleren Bundes 14 ist so gewählt, dass dabei das Gewinde der Schaube 7 nicht in die Gewindebohrung am Zylinderkopf 4 eingreifen kann, um eine Falschmontage zu verhindern.

Bezugszeichenliste

[0019] 

1

Spannpratze

2

Auflagefläche am Injektor

3

Injektor zur Kraftstoffeinspritzung

4

Zylinderkopf

5

Auflagefläche am Zylinderkopf

7

Pratzenschraube (Dehnschraube)

9

Aufnahmebohrung

10

Kupferhülse

11

Dichtring des Injektors

12

Hülse

13

unterer Bund

14

mittlerer Zentrierbund

15

oberer Bund

16

ebene Kontaktfläche

17

Schraubenkopfbund

18

Kontaktfläche (keglige)

19

unterer Teil der Bohrung

Ansprüche

1. Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Arbeitszylinder und

einem den Arbeitszylinder verschließenden Zylinderkopf (4), in dem für den Arbeitszylinder ein Injektor (3) zur Kraftstoffeinspritzung (3) angeordnet ist,

wobei für die Fixierung des Injektors (3) zur Kraftstoffeinspritzung eine Spannpratze (1) derart vorgesehen ist, dass deren eines Ende mit zwei Armen den Injektor (3) umfasst und

über Auflageflächen (2) den Injektor (3) dichtend gegen einen Sitz bzw. eine Dichtung (11) im Zylinderkopf (4) drückt,

wobei sich das andere Ende der Spannpratze (1) auf einer Auflagefläche (5) am Zylinderkopf (4) abstützt,

wobei die Spannkraft der Spannpratze (1) mittels einer als Durchsteckverschraubung ausgeführten Pratzenschraube (7) mit Schraubenkopfbund (17) und mit korrespondierendem Gewinde im Zylinderkopf (4) aufgebracht wird,

wobei sich die Position der Pratzenschraube (7) zwischen den Auflageflächen (2) am Injektor (3) und der Auflageflächen (5) am Zylinderkopf (4) befindet,

wobei zwischen dem Schraubenkopfbund (17) der Pratzenschraube (7) und der Spannpratze (1) eine Hülse (12) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Pratzenschraube (7) einen unteren Bund (13), einen mittleren Bund (14) und eine oberen Bund (15) an einem Schaft aufweist, wobei der untere Bund (13) die Spannpratze (1) zentriert und der mittlere Bund (14) und der obere Bund (15) die Hülse (12) zentrieren.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pratzenschraube (7) eine Dehnschraube ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Schraubenkopfbund (17) und der Spannpratze (1) die Hülse (12) konzentrisch um die Pratzenschraube (7) herum angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Pratzenschrauben-Hülsen-Kombination (7/12) die Dehnschraube einer plastischen Verformung unterliegt.

5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (12) an ihrer der Spannpratze (1) zugewandten Seite eine kegelige Fläche (18) aufweist, welche auf eine ballige Gegenfläche an der Spannpratze (1) zur Anlage kommt.

6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Hülse (12) zwei unterschiedliche Innendurchmesser in Form einer gestuften Bohrung aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Position des mittleren Bundes (14) am Schaft der Pratzenschraube (7) derart gewählt ist, dass das Gewinde der Pratzenschraube (7) nicht am Gewinde des Zylinderkopfes (4) greift, wenn die Hülse (12) falsch herum montiert wird.

8. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche zum Einsatz kommt.

Claims

1. An internal combustion engine, in particular a diesel engine, in particular of a motor vehicle, the internal combustion engine comprising at least one working cylinder and

a cylinder head (4) which seals the working cylinder, an injector (3) for fuel injection (3) for the working cylinder being arranged in the cylinder head,

wherein a clamping claw (1) is provided for fixing the injector (3) for fuel injection in such a way that one end of the clamping claw clasps the injector (3) with two arms and,

using contact surfaces (2), presses the injector (3), with sealing effect, against a seat or a seal (11) in the cylinder head (4),

wherein the other end of the clamping claw (1) is supported on the cylinder head (4) on a contact surface (5),

wherein the clamping force of the clamping claw (1) is applied using a claw bolt (7), which is designed as a through-bolt with a bolt head collar (17), and using a corresponding threading in the cylinder head (4),

wherein the position of the claw bolt (7) is located between the contact surfaces (2) on the injector (3) and the contact surfaces (5) on the cylinder head (4),

wherein a sleeve (12) is arranged between the bolt head collar (17) of the claw bolt (7) and the clamping claw (1),

characterized in that

the claw bolt (7) comprises a lower collar (13), a middle collar (14) and an upper collar (15) on a shaft, the lower collar (13) centering the clamping claw (1) and the middle collar (14) and the upper collar (15) centering the sleeve (12).

2. The internal combustion engine according to claim 1,
characterized in that
the claw bolt (7) is an expansion bolt.

3. The internal combustion engine according to claim 1 or 2,
characterized in that
the sleeve (12) is arranged concentrically about the claw bolt (7) between the bolt head collar (17) and the clamping claw (1).

4. The internal combustion engine according to claim 2 or 3,
characterized in that
the expansion bolt is subject to a plastic deformation in the claw bolt-sleeve combination (7/12).

5. The internal combustion engine according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
the sleeve (12) has a conical surface (18) on its side facing the clamping claw (1), the conical surface resting on a convex mating surface on the clamping claw (1).

6. The internal combustion engine according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
the sleeve (12) has two different inner diameters in the form of a stepped bore.

7. The internal combustion engine according to one or more of the preceding claims,
characterized in that
the position of the middle collar (14) on the shaft of the claw bolt (7) is selected such that the threading of the claw bolt (7) does not engage with the threading of the cylinder head (4) when the sleeve (12) is installed backward.

8. A method for operating an internal combustion engine,
characterized in that
an internal combustion engine according to one or more of the preceding claims is being used.

Revendications

1. Moteur à combustion interne, en particulier moteur diesel, en particulier d'un véhicule automobile, avec au moins un cylindre de travail et

une culasse (4) fermant le cylindre de travail, dans laquelle est disposé, pour le cylindre de travail, un injecteur (3) destiné à l'injection de carburant (3),

où une bride de serrage (1) est prévue pour la fixation de l'injecteur (3) destiné à l'injection de carburant de telle sorte que l'une des extrémités de celle-ci entoure l'injecteur (3) avec deux bras et,

par l'intermédiaire de surfaces d'appui (2), presse l'injecteur (3) de manière étanche contre un logement ou un joint d'étanchéité (11) dans la culasse (4),

où l'autre extrémité de la bride de serrage (1) s'appuie sur une surface d'appui (5) au niveau de la culasse (4),

où la force de serrage de la bride de serrage (1) est appliquée au moyen d'une vis de bride (7) réalisée sous forme de vissage traversant avec un collet de tête de vis (17) et avec un filetage correspondant dans la culasse (4),

où la position de la vis de bride (7) se trouve entre les surfaces d'appui (2) au niveau de l'injecteur (3) et les surfaces d'appui (5) au niveau de la culasse (4),

où une douille (12) est disposée entre le collet de tête de vis (17) de la vis de bride (7) et la bride de serrage (1),

caractérisé en ce que

la vis de bride (7) présente une collerette inférieure (13), une collerette médiane (14) et une collerette supérieure (15) sur une tige, où la collerette inférieure (13) centre la bride de serrage (1) et où la collerette médiane (14) et la collerette supérieure (15) centrent la douille (12).

2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la vis de bride (7) est une vis d'extension.

3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
entre le collet de tête de vis (17) et la bride de serrage (1), la douille (12) est disposée de manière concentrique autour de la vis de bride (7).

4. Moteur à combustion interne selon la revendication 2 ou 3,
caractérisé en ce que
dans le cas de la combinaison vis de bride/douille (7/12), la vis d'extension est soumise à une déformation plastique.

5. Moteur à combustion interne selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la douille (12) présente, sur son côté tourné vers la bride de serrage (1), une surface conique (18) venant en appui sur une contre-surface bombée au niveau de la bride de serrage (1).

6. Moteur à combustion interne selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la douille (12) présente deux diamètres intérieurs différents sous la forme d'un alésage étagé.

7. Moteur à combustion interne selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la position de la collerette médiane (14) sur la tige de la vis de bride (7) est choisie de telle sorte que le filetage de la vis de bride (7) ne s'engage pas dans le filetage de la culasse (4) lorsque la douille (12) est montée dans le mauvais sens.

8. Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne,
caractérisé en ce que
un moteur à combustion interne selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes est utilisé.

Zeichnung