Beschreibung

Fluidsystem

Die Erfindung betrifft eine Drosselvorrichtung für Fluid- systeme .

Auf dem Gebiet der Fluidsysteme besteht häufig die Anforderung Anschlüsse von Hochdruck führenden Fluidspeichern mit Drosseln zu versehen. Gedrosselte Hochdruck führende FIu- idspeicher finden vielfältigen Einsatz. Beispielsweise werden sie eingesetzt als Railgrundkörper im Rahmen von Common-Rail- Diesel-Einspritzsystemen . Beim öffnen von Ausgangsventilen, wie zum Beispiel den Einspritzdüsen eines Railgrundkörpers, kann man dem Auftreten von Druckschwankungen, insbesondere einem Druckabfall in dem Railkörper, mittels Drosseln entgegenwirken. Ein stabiler Raildruck ist die Voraussetzung für geringe Streuungen zwischen den Einspritzmengen der einzelnen Zylinder .

Es existieren Drosseln, die in Anschlussstutzen, insbesondere in Fittingen, von Railgrundkörpern eingearbeitet sind. Es handelt sich dabei beispielsweise um Bohrungen in den Fittingen oder um in die Fittinge eingebrachte Einpressteile, so genannte Reduzierungshülsen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosselvorrichtung für Fluidsysteme zu schaffen, die eine zuverlässige Drosselung von Fluidleitungen ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Fluidsystem mit einer Grundeinheit, die eine Kavität aufweist, und zumindest eine Anschlussausnehmung, die sich von einem Koppelbereich in die Kavität erstreckt. Ferner ist eine Widerstandseinheit

vorgesehen, die zumindest ein hydraulisches Widerstandselement aufweist. Das Widerstandselement ist angeordnet an einer Wandung der Kavität zur hydraulischen Kopplung der Anschluss- ausnehmungen mit der Kavität. Die Anordnung der Widerstands- einheit in der Kavität ermöglicht einen einfachen Aufbau des hydraulischen Widerstandselements. Beispielsweise können hochgenau gefertigte Einpressteile entbehrlich sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Widerstands- einheit so ausgebildet, dass sie auf der Länge ihrer Ausdehnung vollflächig an der Wandung der Kavität anliegt. Der Vorteil ist, dass einer Relativbewegung der Widerstandseinheit gegenüber der Kavität durch die maximale Ausbildung von Haftreibungskräften entgegengewirkt wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Widerstandseinheit rohrförmig ausgebildet. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der Widerstandseinheit und eine hohe mechanische Stabilität.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Grundeinheit aus einem Material höherer Festigkeit ausgebildet als die Widerstandseinheit. Dies ermöglicht eine Verringerung des Autofrettagedrucks zur Einbringung von Druckeigenspannungen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Widerstandseinheit so ausgebildet und weist ihr Material eine derartige Festigkeit auf, dass sie unter Einwirkung von Druck in der Kavität derart verformbar ist, dass sie ohne Material- bruch bündig an der Wandung der Kavität anliegt. Der Vorteil ist, dass die Widerstandseinheit aus einem Werkstoff gefertigt sein kann, der sich unter Druck verformt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Element in einem Abschlussbereich so ausgebildet, dass es die Widerstandseinheit in der Kavität mechanisch fixiert. Dies ermöglicht besonders einfach die Vermeidung von Versatz der Widerstandseinheit in der Kavität.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Abschlusselement in dem Abschlussbereich so ausgebildet, dass es eine hydraulische Kopplung einer Fluidzufuhr mit der Kavi- tat ermöglicht. Dies ermöglicht die Montage eines hydraulischen Anschlusses.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mindestens zwei hydraulische Widerstandselemente jeweils einer An- schlussausnehmung zugeordnet. Dies ermöglicht die Anordnung von mehreren hydraulischen Widerstandselementen an einer Widerstandseinheit .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :

Figur 1 ein Fluidsystem

Figur 2 einen Ausschnitt A aus dem Fluidsystem

Elemente gleicher Konstruktion oder gleicher Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .

Figur 1 zeigt ein Fluidsystem, das eine Grundeinheit 2 mit einer Kavität 4 umfasst. Die Grundeinheit 2 kann beispielsweise als Railgrundkörper ausgebildet sein. Railgrundkörper werden eingesetzt im Rahmen von Common-Rail-Diesel- Einspritzsystemen. Ein Railgrundkörper umfasst eine Kraftstoff-Hochdruckleitung mit Anschlüssen zur Versorgung von Zylindern einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff.

Eine Anschlussausnehmung 6 erstreckt sich von einem Koppelbe- reich 8 in die Kavität 4. Der Koppelbereich 8 umfasst beispielsweise einen Vorsprung, insbesondere kann es sich dabei um einen Fitting handeln. Die Anschlussausnehmung 6 kann bei-

spielsweise zur Kopplung über den Koppelbereich 8 mit einem Injektor vorgesehen sein.

Eine Widerstandseinheit 10 ist in der Kavität 4 der Grundein- heit 2 angeordnet. Bevorzugt ist sie rohrförmig ausgebildet, sie kann jedoch auch eine Stützkonstruktion umfassen. Insbesondere kann die Widerstandseinheit 10 so ausgebildet sein, dass sie sich über mehrere Mündungen der Anschlussausnehmung 6 in die Kavität 4 erstreckt. Die Widerstandseinheit 10 ist bevorzugt einteilig ausgebildet, sie kann jedoch auch mehrere separate Elemente umfassen. Bevorzugt liegt die Widerstandseinheit 10 vollflächig an der Wandung der Kavität 4 an, es können sich jedoch zwischen der Widerstandseinheit 10 und der Kavität 4 auch Hohlkammern ausbilden.

Das Material der Widerstandseinheit 10 kann sich in seiner Festigkeit von dem Material der Grundeinheit 2 unterscheiden. Eine Ausbildung von Materialien unterschiedlicher Festigkeit hat den Vorteil, dass nur eines der eingesetzten Materialien hochfest ausgebildet sein muss, um einem Betriebsdruck entgegen zu wirken. Das Material geringerer Festigkeit kann dann vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden. Beispielsweise kann das Material geringerer Festigkeit aus Automatenstahl gefertigt sein mit einer Festigkeit von beispielsweise in etwa 350 Newton pro Quadratmillimeter. Es kann jedoch auch aus Kunststoff gefertigt sein. Das hochfeste Material weist beispielsweise eine Festigkeit auf in einem Bereich von in etwa 600 bis 950 Newton pro Quadratmillimeter bei einer Härte von beispielsweise 300 der Vickershärte, HV.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Material der Widerstandseinheit 10 eine geringere Festigkeit auf, als das Material der Grundeinheit 2. Dies ermöglicht es, die Widerstandseinheit 10 in einem nicht spanenden Prozess herzustel- len. Das kann beispielsweise ein Ziehprozess sein. Gegenüber einem Herstellungsprozess einer aus hochfestem Material gefertigten Widerstandseinheit 10 kann eine Tieflochbohrung entbehrlich sein. Auf diese Weise können Kosten reduziert

werden. Die Widerstandseinheit 10 kann beispielsweise aus Automatenstahl gefertigt sein, sie kann jedoch auch aus Kunststoff gefertigt sein.

Bei dieser Ausführungsform können Bohrungsverschneidungen, die zwischen der Anschlussausnehmung 6 und der Kavität 4 auftreten, beispielsweise entgratet werden durch ein kostengünstiges mechanisches Entgraten. Ferner werden Kerbspannungen an den Bohrungsverschneidungen dadurch gering gehalten, dass das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Anschlussausnehmung 6 und dem Durchmesser der Kavität 4 konstant ausgebildet sein kann .

Die Grundeinheit 2 kann aus einem hochfesten Material gefer- tigt sein. Sie kann beispielsweise aus einem ausscheidungs- härtenden ferritisch-perlitischen Stahl, kurz AFP-Stahl, gefertigt sein. Die chemische Zusammensetzung richtet sich dabei beispielsweise nach den Normen DIN EN 10267 oder DIN EN 10297-1.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Widerstandseinheit 10 aus einem Material gleicher oder höherer Festigkeit ausgebildet, wie die Grundeinheit 2. Dies ermöglicht eine kostengünstige Ausbildung der Grundeinheit 2, die beispielsweise aus einem Material geringer Festigkeit gefertigt sein kann. Dabei kann es sich beispielsweise um Automatenstahl handeln, der einfach entgratet werden kann.

Für den Fall, dass zwischen der Widerstandseinheit 10 und der Wandung der Kavität 4 Hohlkammern ausgebildet sind, muss zumindest ein teilweiser Druckausgleich zwischen der Kavität 4 und den Hohlkammern möglich sein. Aus diesem Grund wird das Material der Widerstandseinheit 10 bevorzugt so gewählt, dass es unter Druck verformbar ist. Nach einem zumindest teilwei- sen Druckausgleich zwischen der Kavität 4 und den Hohlkammern liegt die Widerstandseinheit bevorzugt ohne Materialbruch bündig an der Wandung der Kavität 4 an.

Die Widerstandseinheit 10 weist zumindest ein hydraulisches Widerstandselement 12 auf (Figur 2). Dieses ist zur hydraulischen Kopplung mit der Anschlussausnehmung 6 ausgebildet und an einer Wandung der Kavität 4 angeordnet. Bei dem hydrauli- sehen Widerstandselement 12 kann es sich beispielsweise um eine Ausnehmung handeln. Die Ausnehmung weist einen Durchmesser auf, der bevorzugt so zu wählen ist, dass er kleiner ist als der Durchmesser der Anschlussausnehmung 6. Auf diese Weise kann die angestrebte Drosselcharakteristik des hydrauli- sehen Widerstandselements 12 erreicht werden. Bei der Ausnehmung kann es sich beispielsweise um eine Bohrung handeln. Die Anschlussausnehmung 6 weist beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 5 mm auf und der Durchmesser der Drosselbohrung hat beispielsweise eine Größe von 0,8 bis 1 mm.

Ein Abschlusselement 14 ist in einem Abschlussbereich 16 ausgebildet. Es fixiert die Widerstandseinheit 10 in der Kavität 4 mechanisch. Beispielsweise kann das Abschlusselement 14 als separates Element ausgebildet und so angeordnet sein, dass es mit der Widerstandseinheit 10 mechanisch koppelt. Die mechanische Kopplung kann beispielsweise kraftschlüssig ausgebildet sein. Dadurch kann eine Axialverschiebung der Widerstandseinheit 10 in der Kavität 4 einfach verhindert werden. Es ist jedoch auch eine formschlüssige und/oder Stoffschlüs- sige Kopplung möglich. Dadurch kann besonders einfach eine

Rotationsverschiebung der Widerstandseinheit 10 in der Kavität 4 verhindert werden.

Ferner kann das Abschlusselement 14 in dem Abschlussbereich 16 so ausgebildet sein, dass es eine hydraulische Kopplung einer Fluidzufuhr mit der Kavität 4 ermöglicht. Insbesondere ist das Abschlusselement 14 so ausgebildet, dass es die Kavität 4 gegenüber der Umgebung des Fluidsystems abdichtet.

Die Grundeinheit 2 kann eine oder mehrere Anschlussausnehmun- gen 6 aufweisen und die Widerstandseinheit 10 kann ein oder mehrere hydraulische Widerstandselemente 12 aufweisen, so dass jeweils ein hydraulisches Widerstandselement 12 einer

Anschlussausnehmung 6 zugeordnet ist. Die Grundeinheit 2 kann wie in Figur 1 gezeigt beispielsweise drei Anschlussausneh- mungen 6 aufweisen und die Widerstandseinheit 10 kann beispielsweise drei hydraulische Widerstandselemente 12 aufwei- sen .

Bezugszeichenliste

(2) Grundeinheit

(4) Kavität (6) Anschlussausnehmung

(8) Koppelbereich

(10) Widerstandseinheit

(12) hydraulisches Widerstandselement

(14) Abschlusselement (16) Abschlussbereich