Beschreibung Verfahren zum Festziehen einer Düsenspannmutter eines Injek- tors für die Kraftstoffeinspritzung sowie Injektor und Düsen- spannmutter Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Festziehen einer Düsenspannmutter eines Injektors für die Kraftstoffeinsprit- zung beziehungsweise von einem Injektor oder einer Düsen- spannmutter nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 10 4und 11 aus. Bei der Montage des Injektors wird üblicher- weise die Düsenspannmutter über ein zylindrisch geformtes Dü- sengehäuse geschoben und in axialer Richtung mit einem Injek- torgehäuse verschraubt. Um die im Innern des Injektorgehäuses verlaufenden Hochdruckleitungen an den Dichtflächen zwischen den beiden Gehäuseteilen Injektorgehäuse und Düsengehäuse ge- gen den hohen Kraftstoffdruck sicher abzudichten, wird die Düsenspannmutter mit einem vorgegebenen Drehmoment festgezo- gen. Allerdings entstehen beim Festziehen der Düsenspannmut- ter erhebliche Reibwiderstände an den Kontaktflächen zwischen dem Düsengehäuse und der Düsenspannmutter, die zum großen Teil das Anzugsdrehmoment vernichten. Ein weiteres Problem besteht auch darin, dass beim Festziehen der Düsenspannmutter das Injektorgehäuse und das Düsengehäuse gegeneinander ver- dreht werden und somit die beiden Baugruppen mit einer Fehl- stellung zueinander montiert werden.

Bisher hat man das gegenseitige Verdrehen der beiden Baugrup- pen dadurch zu lösen versucht, dass ein oder zwei massive Zy- linderstifte als Führungshilfen verbaut wurden, die mit ex- trem eng tolerierter Passung gefertigt werden müssen. Diese Zylinderstifte fangen beim Festziehen der Düsenspannmutter die auftretenden Scherkräfte auf. Bei diesem Montageverfahren ist jedoch nachteilig, dass es durch die Druckkräfte gegen die Zylinderstifte zu Verspannungen innerhalb des Injektorge- häuses und des Düsengehäuses kommt, die sich u. a. ungünstig auf benachbarte Hochdruckdichtflächen auswirken. Hinzu kommt,

dass die passgenauen Zylinderstifte sehr kostenintensiv sind, da sie in einem aufwändigen Prozess mit einer Anschlagscheibe selektiert und gepaart werden müssen. Des weiteren hat sich als ungünstig herausgestellt, dass die Bauteile Düsengehäuse, Injektorgehäuse und Düsenspannmutter praktisch nicht mitein- ander zentriert werden können und es somit leicht zu axialen Fehlstellungen der Bauteile kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Festziehen einer Düsenspannmutter an einem Injektor an- zugeben, mit dem das Festziehen der Düsenspannmutter erheb- lich einfacher und mit größerer Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der neben- geordneten Ansprüche 1, 10 und 11 gelöst.

Bei den erfindungsgemäßen Verfahren zum Festziehen einer Dü- senspannmutter eines Injektors für die Kraftstoffeinspritzung beziehungsweise bei dem Injektor oder der Düsenspannmutter mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprü- che 1, 10 und 11 ergibt sich der Vorteil, dass die Zugvor- richtung beim Festziehen die Düsenspannmutter leicht gedehnt und dadurch den Flächendruck an den Kontaktflächen zwischen der Düsenspannmutter und dem Düsengehäuse stark reduziert wird. Dadurch sinkt der Reibwiderstand an diesen Kontaktflä- chen erheblich. Das aufzubringende Anzugsdrehmoment wird so- mit an den Kontaktflächen weniger stark gedämpft und kann praktisch voll zum Festziehen der Düsenspannmutter verwendet werden. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass durch den verringerten Reibwiderstand auch das Verdrehmoment zwischen den beiden Bauteile Injektorgehäuse und Düsengehäuse erheblich kleiner ist. Dadurch kann auf die massiven und passgenauen Zylinderstifte verzichtet werden. In diesem Fall genügen als Justagehilfe und Verdrehschutz einfache und kos- tengünstige Spiralspannstifte. Des weiteren ergibt sich der Vorteil, dass keine schädlichen Einflüsse auf die Hochdruck- dichtflächen wirken, da kein Spannungseintrag durch die seit- liche Anlage der Spiralspannstifte entsteht. Ebenso wird vor-

teilhaft vermieden, dass durch eine nicht axiale Position der Düsenspannmutter eine einseitige Verspannung der Bauteile nach der Montage auftritt.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüche 1, 10 und 11 angegebenen Ver- fahrens zum Festziehen der Düsenspannmutter beziehungsweise des Injektors oder der Düsenspannmutter gegebenen. Als beson- ders vorteilhaft wird angesehen, dass die Haltefläche als er- habene Kontur oder als Rille ausgebildet sind. Sowohl bei ei- ner erhabenen Kontur als auch bei einer Rille kann die Zug- vorrichtung leicht angesetzt und somit die Zugkraft gezielt auf die Düsenspannmutter beziehungsweise auf das Injektorge- häuse übertragen werden, ohne dass sich im Innern der Bautei- le schädliche Verspannungen ergeben können.

Bei einer einfachen und leicht herzustellenden Ausführungs- form der Haltefläche erfolgt die Anordnung radial zur Achse des Injektorgehäuses. Die Haltefläche ist dabei wenigstens partiell am Umfang der Bauteile ausgebildet und so ausge- formt, dass die Zugkraft möglichst gleichmäßig verteilt auf die Düsenspannmutter und das Injektorgehäuse übertragen wer- den kann.

Als vorteilhafte Lösung wird des weiteren angesehen, einen bereits am Injektorgehäuse vorhandenen Konturenabsatz als Haltefläche für die Zugvorrichtung zu verwenden. Dieses kann beispielsweise eine Verengung im unteren Bereich des Injek- torgehäuses sein, an dem das Gegengewinde für die Düsenspann- mutter eingeschnitten ist. An diesem vorhandenen Gehäuseab- satz kann dann ohne Mehraufwand eine Zug-oder Haltevorrich- tung angesetzt werden.

Eine besonders vorteilhafte Lösung wird auch darin gesehen, als Haltefläche eine oder mehrere Rillen oder erhabene Kontu- ren vorzusehen, die für die Aufnahme der Zugvorrichtung ge-

eignet sind. Insbesondere können im unteren Bereich der Dü- senspannmutter mehrere Rillen oder erhabene Konturen überein- ander angeordnet werden. Das hat den Vorteil, dass die Zug- kraft über eine größere Fläche verteilt übertragen werden kann, so dass das Material bei der Dehnung nicht übermäßig beansprucht wird.

Die Konturen oder Rillen lassen sich besonders einfach mit entsprechenden Werkzeugen mit einem symmetrischen Querschnitt herstellen.

Bei asymmetrisch ausgebildeten Konturen oder Rillen mit einem sägezahnförmigen Querschnitt ergibt sich der Vorteil, dass die Zugkraft in Richtung der Mittelachse des Injektorgehäuses und des Düsengehäuses eingeleitet werden kann. Das erleich- tert die exakte Ausrichtung der Bauteile in Bezug auf die Mittelachse. Eine eventuelle Verschiebung der Bauteile durch einwirkende Querkräfte kann somit vermieden werden.

Als günstige Lösung wird auch angesehen, bei Verwendung meh- rerer Rillen die Kerbtiefe unterschiedliche tief auszubilden.

Dadurch können die bei Zugeinwirkung auftretenden Kraftlinien im Material besser verteilt werden, so dass das Material ge- schont wird.

Durch Verwendung eines Niederhalters kann einerseits das Dü- sengehäuse exakt vorjustiert und in der eingenommenen Positi- on fixiert werden. Andererseits kann über den Niederhalter, der an der unteren Spitze des Düsengehäuses anliegt, das Dü- sengehäuse mit einer axialen Vorspannung gegen das Injektor- gehäuse gepresst werden. Dadurch kann der Reibwiderstand an den Kontaktflächen zwischen der Düsenspannmutter und dem Dü- sengehäuse in vorteilhafter Weise weiter reduziert werden.

Bei der Düsenspannmutter ergibt sich der Vorteil, dass die Halteflächen so ausgebildet werden können, dass über sie auch das Drehmoment zum Festziehen der Düsenspannmutter übertragen

werden kann. Die Ausbildung eines Sechskants, wie er übli- cherweise bisher verwendet wird, ist dann nicht mehr erfor- derlich.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich- nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Schnittbild eines Injektors mit einer Zugvorrichtung, Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit drei Rillen, die einen symmetrischen Querschnitt aufweisen, Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit zwei Rillen, die einen symmetrischen Querschnitt aufweisen, Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit zwei Rillen, bei der die obere Rille einen sägezahnförmigen Quer- schnitt aufweist, Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit zwei Rillen, bei der die obere Rille einen tieferen, u-förmigen Querschnitt aufweist, Figur 6 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit zwei Rillen, bei der die beide Rillen einen u-förmigen Querschnitt aufweisen, Figur 7 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit ei- ner Rille, die einen sägezahnförmigen Querschnitt aufweist, Figur 8 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit ei- ner Rille, die einen symmetrischen Querschnitt aufweist und Figur 9 zeigt eine erfindungsgemäße Düsenspannmutter mit ei- ner erhabenen Kontur als Haltefläche.

Das Schnittbild in Figur 1 zeigt im wesentlichen einen Quer- schnitt durch einen Injektor für die Kraftstoffeinspritzung, der in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine eingebaut wer- den kann. Im oberen Teil von Figur 1 ist der Injektor mit seinem Injektorgehäuse 1 dargestellt. Als wesentliches Ele- ment ist im Innern des Injektorgehäuses 1 u. a. ein Antriebs- element 2 erkennbar, mit dem eine Ventilnadel 4 steuerbar ist, die sich in einen Düsengehäuse 6 am unteren Ende des In- jektorgehäuses 1 befindet und die die Spritzlöcher für die Einspritzung des Kraftstoffs in den Zylinder freigibt oder schließt. Die im Injektor befindlichen Kraftstoffkanäle wur- den aus Übersichtlichkeitsgründen nicht eingezeichnet.

Der untere Teil von Figur 1 zeigt das Düsengehäuse 6, über das von unter her eine Düsenspannmutter 7 aufgeschoben wurde.

Die Düsenspannmutter 7 ist mit einem Gewindeteil 12 ver- schraubt, das an einem Konturenabsatz 8 im unteren Bereich des Injektorgehäuses 1 angeordnet ist. Die Düsenspannmutter 7 ist so geformt, dass das Düsengehäuse 6 mit einem Absatz auf einer inneren Bodenfläche der Düsenspannmutter 7 aufliegt und mit dieser entsprechende Kontaktflächen 11 bildet.

Zwischen dem Düsengehäuse 6 und dem Injektorgehäuse 1 ist ei- ne Anschlagscheibe 13 angeordnet, gegen die das Düsengehäuse beim Festziehen der Düsenspannmutter 7 gepresst wird. Zur Si- cherung gegen ein Verdrehen des Düsengehäuses 6 gegenüber dem Injektorgehäuse 1 sind in der Anschlagscheibe 13 vorzugsweise zwei Spiralspannstifte vertikal eingelegt, die beim Festzie- hen der Düsenspannmutter 7 die relative Position der beiden Bauteile sichern.

Wie Figur 1 weiter entnehmbar ist, ist am Injektorgehäuse 1 eine Haltevorrichtung 3 angeordnet, mit der das Injektorge- häuse 1 für das Festziehen der Düsenspannmutter 7 fest einge- spannt wird. Die Haltevorrichtung 3 greift mit ihrem unteren Ende unter den Konturenabsatz 8 des Injektorgehäuse 1, der

als Widerlager für eine Zugvorrichtung 3a dient und die an der Düsenspannmutter 7 angesetzt wird. Am unteren Ende der Düsenspannmutter 7 ist als Hinterschnitt eine Rille 9 erkenn- bar, in die die Zugvorrichtung 3a eingreift.

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das zwei, drei oder mehrere Rillen 9 verwendbar sind. Des weiteren können erhabene Konturen verwendet werden, wie spä- ter noch erläutert wird.

Nachfolgend wird die Funktionsweise dieser Anordnung näher erläutert. Um den Reibwiderstand an den Kontaktflächen 11 zwischen dem Düsengehäuse 6 und der Düsenspannmutter 7 zu re- duzieren, wird beim Festziehen der Düsenspannmutter 7 eine Zugkraft Fl zwischen der Haltevorrichtung 3 und der Zugvor- richtung 3a vorgegeben, mit der die Düsenspannmutter 7 entge- gen der Schraubrichtung vorgespannt wird. Die Düsenspannmut- ter 7 wird mit der gewünschten Endspannkraft zuzüglich einer Setzkraft vorgespannt. Die durch die Zugkraft entstehende ge- ringe Längenänderung der Düsenspannmutter 7 genügt, um den an sich enormen Reibwiderstand an den Kontaktflächen 11 erheb- lich zu reduzieren. Des weiteren werden in diesem entlasteten Zustand die inneren Bauteile entlastet und können nun sehr leicht mittig zueinander zentriert werden. Insbesondere kann das Düsengehäuse 6 mittig zur Düsenspannmutter 7 zentriert werden. Da die Düsenspannmutter 7 nun mit einem geringeren Drehmoment um einen vorgegebenen Drehwinkel festgezogen wer- den kann, ist die Gefahr, dass sich das Düsengehäuse 6 gegen- über dem Injektorgehäuse 1 dejustiert, erheblich geringer.

Daher können an Stelle der kostenintensiven Zylinderstifte einfache Spiralspannstifte verwendet werden, um die relativen Positionen der Bauteile zu sichern.

Zur Unterstützung dieses Vorgangs ist vorgesehen, unter die Spitze des Düsenkörpers 6 einen Niederhalter 5 aufzusetzen, der mit einer zweiten Kraft F2 in Schraubrichtung drückt und so eine zusätzliche axiale Vorspannkraft auf die inneren Bau-

teile einbringt. Dadurch kann der Reibwiderstand an den Kon- taktflächen 11 weiter reduziert werden.

Nach dem Festziehen wird die Düsenspannmutter 7 wieder ent- lastet, so dass sich die gespeicherte Vorspannkraft auf die betroffenen Bauteile auswirken kann. Insbesondere ist dadurch sichergestellt, dass auch die Abdichtung der Kraftstoff füh- renden Kanäle an der Hochdruckdichtfläche während der Be- triebsdauer des Injektors gewährleistet ist. Die schädlichen Einflüsse auf die Hochdruckdichtigkeit, beispielsweise ein Spannungseintrag durch die Anlage der Spiralspannstifte, eine einseitige Verspannung der Bauteile durch eine deaxiale Posi- tion der Düsenspannmutter 7 oder ein Einfrieren eines uner- wünschten Drehmomentes auf die Bauteile nach der Montage, die zu unkontrollierbaren Verhältnissen während der Betriebs des Injektors führen können, wird zuverlässig vermieden.

Die Figuren 2 bis 9 zeigen alternative Ausführungsformen der Erfindung. Beispielhaft wurden die Rillen 9 oder erhabene Konture 10 für die Düsenspannmutter 7 gezeichnet. Prinzipiell lassen sie sich auch an dem Injektorgehäuse 1 anbringen. Die Rillen 9 beziehungsweise Konturen 10 sind an der Mantelfläche der Düsenspannmutter 7 und/oder dem Injektorgehäuse 1 radial umlaufend angeordnet. Sie können auch segmentiert oder in Form von Bohrungen ausgeführt sein. Die Rillen 9 oder Kontu- ren 10 werden vorzugsweise am unteren Ende der Düsenspannmut- ter 7 angebracht, um einen möglichst langen Dehnungsweg für die Düsenspannmutter 7 zu erhalten.

Figur 2 zeigt eine teilweise angeschnittene Düsenspannmutter 7, an deren unterem Ende drei Rillen 9 eingebracht sind. Wie der Figur 2 entnehmbar ist, sind die Rillen 9 symmetrisch ausgeführt und weisen eine gleiche Kerbtiefe auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 3 ist eine Düsenspann- mutter 7 mit zwei symmetrisch angeordneten Rillen 9 darge- stellt.

Figur 4 zeigt eine Düsenspannmutter 7, bei der-ähnlich wie zu Figur 3 zwei Rillen 9 ausgebildet sind. Die untere Rille 9 ist mit einem symmetrischen Querschnitt ausgebildet, während die obere Rille 9 einen sägezahnförmigen Querschnitt auf- weist.

In Figur 5 sind an der Düsenspannmutter 7 ebenfalls zwei Ril- len 9 angeordnet. Bei diesem Beispiel weist die untere Rille 9 einen sägezahnförmigen Querschnitt auf. Die obere Rille 9 ist dagegen symmetrisch ausgebildet, aber tiefer hinterge- schnitten.

Figur 6 zeigt eine Düsenspannmutter 7, bei der zwei symmet- risch geschnittene Rillen 9 angeordnet sind. Hier ist jedoch bei der unteren Rille 9 die Kerbtiefe geringer ausgebildet.

Figur 7 zeigt eine Düsenspannmutter 7, bei der nur eine Rille 9 ausgebildet ist. Die Rille 9 weist einen sägezahnförmigen Querschnitt auf.

Das Ausführungsbeispiel in Figur 8 ist mit einer Rille 9 ähn- lich ausgebildet wie in Figur 7. Allerdings ist hier die Ril- le 9 symmetrisch ausgeführt.

In Figur 9 ist eine Düsenspannmutter 7 dargestellt, bei der am unteren Rand eine erhabene Kontur 10 ausgebildet ist. Die Kontur 10 ist als Verstärkungsring ausgebildet und radial am Umfang der Düsenspannmutter 7 angeordnet. Die Kontur 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht als geschlossener Ring ausgeführt, sondern weist eine Lücke 14 auf. In die Lücke 14 kann die Zugvorrichtung 3a mit einem entsprechenden Zapfen eingreifen, so dass dadurch das Drehmoment zum Festziehen der Düsenspannmutter 7 schlupffrei übertragen werden kann.