DE19938864C1

DE19938864C1 - Anordnung aus einem Drucksensor und einem Druckspeicher

Info

Publication number: DE19938864C1
Application number: DE1999138864
Authority: DE
Inventors: Christian Taudt; Klaus Ruebling; Helmut Hummel; Andrea Blazejewski; Christian Hoffmann; Martin Hecker; Gerhard Keilwerth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2019-08-18

Abstract

Anordnung aus einem Drucksensor (2) und einem Druckspeicher (1), insbesondere einem Druckspeicher (1) einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, wobei der Druckspeicher (1) eine Wandung mit einem Durchbruch aufweist, in dem der Drucksensor (2) befestigt ist, während der Drucksensor (2) ein durch den Durchbruch in den Druckspeicher (1) hineinragendes Innenteilstück (3) mit einem Sensorelement und ein durch den Durchbruch aus dem Druckspeicher (1) herausragendes Außenteilstück (4, 5) mit einem Kabelanschluß zur Weiterleitung des gemessenen Drucks aufweist, wobei der Drucksensor (2) in dem Durchbruch bezüglich des Druckspeichers (1) verdrehfrei befestigt ist, um eine platzsparende und einfache Montage des Drucksensors (2) in einer vorgegebenen Winkelstellung relativ zu dem Druckspeicher (1) zu ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Drucksensor und einem Druckspeicher, insbesondere einem Druckspeicher ei ner Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine.

Herkömmliche Common-Rail-Einspritzanlage verfügen über einen Druckspeicher (Rail) für den einzuspritzenden Kraftstoff, wo bei der Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher durch einen Drucksensor gemessen wird. Der Druckspeicher ist hierbei in der Regel hohlzylindrisch aufgebaut und weist an einer Stirn seite ein Innengewinde auf, in das der Drucksensor einge schraubt wird, wobei ein metallischer Flachdichtring für eine Abdichtung sorgt.

Nachteilig an dieser beispielsweise aus DE 197 29 392 C2 be kannten Befestigungsart ist die Tatsache, daß der Drucksensor bei der Montage mehrfach um seine Achse gedreht werden muß, so daß ein relativ großer Einbauraum erforderlich ist, was insbesondere bei Drucksensoren mit einem abgewinkelten Ste cker störend ist.

Darüber hinaus ermöglicht diese Befestigungsart keine Montage des Drucksensors in einer vorgegebenen Winkelstellung, da die Winkelstellung durch das Gewinde, das Anzugsmoment und den Anschlagpunkt des Flachdichtrings vorgegebenen ist. Mit einem hohen Fertigungsaufwand läßt sich zwar der Winkelbereich ein schränken, jedoch nicht exakt definieren.

Aus DE 40 32 554 C2 sowie aus DE 41 31 967 A1 ist es bekannt, ein Abzweigrohr bzw. einen Druckregler mittels einer Über wurfmutter an einem Druckspeicher zu befestigen. Nachteilig an dieser Befestigungsart ist jedoch die Tatsache, daß die Überwurfmutter den in dem Hochdruckspeicher herrschenden Druck aufnehmen muß, was eine stabile Ausführung der Über wurfmutter voraussetzt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anord nung aus einem Drucksensor und einem Druckspeicher zu schaf fen, die möglichst wenig Einbauraum benötigt und darüber hin aus eine stabile Montage des Drucksensors in einer vorgegebe nen Winkelstellung relativ zu dem Druckspeicher erlaubt.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die allgemeine technische Lehre ein, den Drucksensor verdrehfrei in einem Durchbruch in der Wan dung des Druckspeichers zu befestigen, um eine platzsparende Montage des Drucksensors und eine Befestigung in einer vorge gebenen Winkelstellung relativ zu dem Druckspeicher zu ermög lichen.

Der Begriff verdrehfrei ist im Rahmen der Erfindung dahinge hend zu verstehen, daß während der Montage keine Verdrehung des Drucksensors relativ zu dem Druckspeicher erforderlich ist. Dies schließt jedoch nicht aus, daß zusätzliche Befesti gungselemente, wie beispielsweise eine Überwurfmutter, wäh rend der Montage gedreht werden.

Gemäß der Erfindung ist der Drucksensor mittels einer Kegel dichtung in dem Druckspeicher befestigt. Hierbei weist der Durchbruch in der Wandung des Druckspeichers einen sich nach innen hin kegelförmig erweiternden Innenquerschnitt und das Innenteilstück des Drucksensors eine sich nach innen hin ke gelförmig erweiternde Mantelfläche auf, die innen an dem Durchbruch anliegt und diesen abdichtet. Vorteilhaft ist an dieser Lösung, daß der im Druckspeicher herrschende Kraft stoffdruck das kegelförmige Teilstück des Drucksensors axial nach außen drückt, so daß die kegelförmige Mantelfläche des Drucksensors an der kegelförmigen Innenfläche des Durchbruchs in der Wandung des Druckspeicher anliegt und den Druchbruch abdichtet. Für die Abdichtung bei drucklosem Zustand ist hier nur noch eine kleine zusätzliche Axialkraft notwendig.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusam men mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anord nung aus einem Drucksensor und einem Druckspeicher mit einer Kegeldichtung im Längsschnitt,

Fig. 1b das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3a in einer axia len Aufsicht entlang III.

Die in den Fig. 1a und 1b dargestellte Anordnung umfaßt einen Druckspeicher 1 einer ansonsten herkömmlichen Common- Rail-Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine sowie einen Drucksensor 2 für die Messung des Kraftstoffdrucks in dem Druckspeicher 1 (engl. Rail)

Das Innenteilstück 3 ragt im montierten Zustand in den Druck speicher 1 hinein und trägt ein Sensorelement für die Messung des Kraftstoffdrucks, wobei das Sensorelement sowie die Ka belzuführung des Sensorelements zur Vereinfachung nicht dar gestellt ist.

Das ebenfalls zylindrische Mittelstück 4 des Drucksensors 2 liegt im montierten Zustand mit seiner ringförmig das Innen teilstück 3 umfassenden Stirnfläche an der Stirnfläche des Druckspeichers 1 an und weist vorzugsweise denselben Außen durchmesser wie der Mantel des Druckspeichers 1 auf, so daß die äußeren Mantelflächen des Druckspeichers 1 und des Mit telstücks 4 bündig aneinander liegen.

Die mechanische Verbindung zwischen dem Druckspeicher 1 und dem Drucksensor 2 sowie die Abdichtung an deren aneinander grenzenden Stoßstelle erfolgt mittels einer Kegeldichtung.

Hierzu ist das Innenteilstück 3 unterteilt in einen zylindri schen, ersten Schaft 7 mit einem Außengewinde, der in ein sich erweiterndes, kegelstumpfförmes Zwischenstück 9 und schließlich in einen zylindrischen, zweiten Schaft 10 mit ei nem im Vergleich zum ersten Schaft 7 größeren Durchmesser ü bergeht. Der erste Kegelwinkel der äußeren Mantelfläche des Zwischenstücks 9 beträgt vorzugsweise etwa 30° gegenüber der Längsachse.

Der rohrförmig ausgebildete Druckspeicher 1 weist an seinem stirnseitigen Ende eine kegelstumpfförmige Verjüngung 11 mit einem zweiten Kegelwinkel von vorzugsweise etwa 30° zur Längsachse auf und geht in eine zylindrischen Abschlußbohrung 12 über.

Der Durchmesser des zweiten Schafts 10 ist größer als der In nenquerschnitt des stirnseitigen Durchbruchs in der Wandung des Druckspeichers 1, so daß das Innenteilstück 3 zur Montage durch eine zusätzliche Öffnung in den Druckspeicher 1 einge bracht werden muß.

Die kegelstumpfförmige Außenfläche des Zwischenstücks 9 des Innenteilstücks 3 liegt im montierten Zustand des Drucksen sors 2 innen an der kegelstumpfförmigen Innenfläche des Druckspeichers 1 an, wodurch die Verbindung des Drucksensors 2 mit dem Druckspeicher 1 abgedichtet wird. Besonders vor teilhaft an dieser Anordnung ist die Tatsache, daß der im In neren des Druckspeichers 1 herrschende Kraftstoffdruck das Innenteilstück 3 axial nach außen drückt, wodurch die Kegel flächen fest zusammengepreßt werden, was zu einer guten Dichtwirkung führt.

In einer Ausführungsform ist der erste Kegelwinkel gleich dem zweiten Kegelwinkel, wodurch eine flächige, kegelstumpfförmi ge Abdichtfläche erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform weicht der erste Kegelwin kel leicht vom zweiten Kegelwinkel ab, so daß eine ringförmig umlaufende Dichtkante mit hoher Flächenpressung und hoher Dichtwirkung zwischen der Innenwandung des Druckspeichers 1 und des Zwischenstücks 9 entsteht. Dabei kann die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kegelwinkel positiv oder negativ sein, so daß die Dichtkante im Bereich des Übergangs zwischen der kegelstumpfförmige Außenfläche des Zwischen stücks 9 und des zweiten Schafts 10 bzw. im Bereich des Über gangs zwischen der Verjüngung 11 und der Abschlußbohrung liegt.

Der Drucksensor 2 weist das zylindrisches Mittelteil 4 mit einem Innengewinde auf, das auf das Außengewinde auf dem zy lindrischen, ersten Schaft 7 des Innenteilstücks 3 aufge schraubt wird, wodurch das Innenteilstück 3 axial nach außen in Richtung des Drucksensors 2 vorgespannt wird, wodurch die Kegeldichtung unabhängig vom Kraftstoffdruck abdichtet.

Claims

1. Anordnung aus einem Drucksensor (2) und einem Druckspei cher (1), insbesondere einem Druckspeicher (1) einer Ein spritzanlage einer Brennkraftmaschine,
wobei der Druckspeicher (1) eine Wandung mit einem Durchbruch aufweist, in dem der Drucksensor (2) befestigt ist,
während der Drucksensor (2) ein druckbeaufschlagtes Innen teilstück (3) mit einem Sensorelement und ein durch den Durchbruch aus dem Druckspeicher (1) herausragendes Außen teilstück (4, 5) mit einem Kabelanschluß zur Weiterleitung des gemessenen Drucks aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (2) in dem Durchbruch bezüglich des Druckspeichers (1) verdrehfrei befestigt ist, um eine platz sparende und einfache Montage des Drucksensors (2) in einer vorgegebenen Winkelstellung relativ zu dem Druckspeicher (1) zu ermöglichen, wobei der Durchbruch in der Wandung des Druckspeichers (1) einen sich nach innen hin kegelförmig er weiternden Innenquerschnitt und das Innenteilstück (3) des Drucksensors (2) eine sich nach innen hin kegelförmig erwei ternde Mantelfläche aufweist, die innen an dem Durchbruch an liegt und diesen abdichtet, während das Außenteilstück (7) des Drucksensors (2) ein Außengewinde trägt, auf dem eine Mutter (4, 5) mit einem entsprechend angepaßten Innengewinde verschraubt ist.

2. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innenquerschnitt des Druckspeichers (1) im Anschluß an den Durchbruch nach innen hin erweitert, um auf grund der verringerten Querschnittsfläche des Durchbruchs bei gleichbleibendem Druck die nach außen wirkende Kraft auf den Drucksensor (2) zu verringern.