Die Erfindung betrifft eine rohrförmige Kraftstoffverteilerleiste, die endseitig mit einem Stopfen verschlossen ist, welcher in die Kraftstoffverteilerleiste eingeschoben und mit dieser verlötet ist.

Die Verteilung von Kraftstoff zu einzelnen Zylindern einer Brennkraftmaschine erfolgt üblicherweise durch eine rohrförmige Kraftstoffverteilerleiste, die in der Nähe eines Zylinderkopfes angeordnet ist und mittels Halteelementen an diesem befestigt wird. Im gleichen Abstandsmaß wie die Zylinder sind an der Kraftstoffverteilerleiste Öffnungen angeordnet, in die Einspritzventile eingesetzt werden, die den Kraftstoff in den Brennraum des jeweiligen Zylinders einspritzen. Endseitig ist die Kraftstoffverteilerleiste mit Stopfen verschlossen. Entweder ist in einen dieser Stopfen auch der Kraftstoffzulauf in die Kraftstoffverteilerleiste integriert oder der Kraftstoffzulauf erfolgt an einer anderen Stelle der Kraftstoffverteilerleiste. Üblicherweise wird als Kraftstoff entweder Benzin oder Diesel verwendet. Dabei wird mittlerweile sowohl bei Dieselmotoren als auch bei modernen Benzinmotoren eine Direkteinspritzung in den Brennraum des jeweiligen Zylinders durchgeführt. Die Betriebsdrücke in der Kraftstoffverteilerleiste differieren zwischen Diesel und Benzin jedoch erheblich. Der nötige Druck für die Diesel-Direkteinspritzung ist relativ hoch. Bei einer sogenannten Common Rail Technologie beträgt er etwa 1800 bar und steigt bis zu 2500 bar bei einer sogenannten Pumpen-Düsen-Technik. Bei Benzin liegen die üblichen Arbeitsdrücke etwa bei 1 bis 100 bar. Erst bei einer Hochdruckdirekteinspritzung in einen Benzinmotor muss die Kraftstoffverteilerleiste auf einen Betriebsdruck von 200 bis 800 bar ausgelegt werden. Daraus resultieren konstruktive Unterschiede in der Kraftstoffverteilerleiste, je nachdem, ob die Kraftstoffverteilerleiste für einen Dieselmotor, einen Benzinmotor oder einen Benzinmotor mit moderner Direkteinspritzung bei relativ hohem Druck eingesetzt wird.

Die DE 10 2009 029 219 A1 zeigt eine Kraftstoffverteilerleiste für eine Diesel- Brennkraftmaschine. Es handelt sich dabei um eine massive Kraftstoffverteilerleiste, bei der alle Anschlüsse für die Einspritzventile einteilig angeformt sind. Endseitig werden Stopfen über ein Gewinde in die Kraftstoffverteilerleiste eingeschraubt. Dabei ist die Wandstärke der Kraftstoffverteilerleiste so stark, dass sowohl eine Rohrwand der Kraftstoffverteilerleiste endseitig innen mit einem Rücksprung versehen ist und der Stopfen mit dem Rücksprung in Eingriff steht als auch in die Rohrwand mit dem Rücksprung das Gewinde eingebracht ist.

Einen ähnlichen Aufbau einer Kraftstoffverteilerleiste für Diesel-Brennkraftmaschinen zeigt die DE 101 62 203 A1 . Bei einem einstückig geschmiedeten Rohr ist eine Rohrwand der Kraftstoffverteilerleiste endseitig innen mit einem Rücksprung und einem Gewinde versehen, in das ein Stopfen eingeschraubt ist.

Derartig starke Wandstärken stehen bei Kraftstoffverteilerleisten für Benzin nicht zur Verfügung, da hier die gesamte Kraftstoffverteilerleiste aufgrund der wesentlich geringeren Betriebsdrücke aus einem verhältnismäßig dünnwandigen Rohr besteht. Bei einem Einspritzdruck von weniger als 10 bar wird eine gattungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste beispielsweise aus einem Edelstahlrohr mit einer Wandstärke unter 1 mm hergestellt. Typischerweise sind endseitige Stopfen mit der Kraftstoffverteilerleiste verlötet. Diese Bauweise ist bei einer Kraftstoffverteilerleiste für eine Hochdruck- Diesel- Anwendung ausgeschlossen, da sie den Betriebsdruck von mehr als 1800 bar nicht aushält.

Die DE 100 42 540 C1 zeigt eine dünnwandige Kraftstoffverteilerleiste, die aus einem Innenrohr und einer dieses umgebenden Verstärkung besteht. Endseitig ist das Innenrohr an einer Seite mit einem Stopfen verschlossen, an der anderen Seite ist ein Stopfen angeordnet, in den eine Anschlussleitung eingesetzt ist. Die Stopfen sind in das Innenrohr eingeschoben und mit diesem stoffschlüssig verbunden.

Ebenso zeigt die DE 10 2008 044 923 A1 eine Kraftstoffverteilerleiste, die endseitig mit jeweils einem Stopfen verschlossen ist. Beide Stopfen sind als napfartiges Tiefzieh- oder Blechbauteil ausgestaltet, in die Kraftstoffverteilerleiste eingeschoben und ebenso wie weitere Anschlussbauteile mit dieser verlötet.

Solange bei Kraftstoffverteilerleisten für Benzinmotoren der Betriebsdruck in einem Bereich von wenigen bar liegt, ist die gerade aufgezeigte Bauart betriebssicher. Wenn jedoch Anforderungen an eine Kraftstoffverteilerleiste für Benzin gestellt werden, einem Betriebsdruck von 200 bis 800 bar sicher standzuhalten, treten Probleme auf, ohne dass es allerdings sinnvoll wäre, auf die im Dieselbereich üblichen Schmiedelösungen auszuweichen, denn dafür ist der Betriebsdruck nicht hoch genug. Insbesondere wird die Fügestelle zwischen Stopfen und Kraftstoffverteilerleiste mit verschiedenen Lastfällen belastet. Die Lastfälle entstehen aus einer Schubkraft, die aus dem Innendruck des Kraftstoffs auf die Innenfläche des Stopfens resultiert, und aus einer Zugkraft in der Fügestelle, die sich aus dem Innendruck im Rohr auf die Innenfläche des Rohres ableitet. Folglich wird der Kraftfluss in der Fügestelle abgelenkt und verursacht somit erhöhte Spannungen in der Fügestelle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße rohrförmige Kraftstoffverteilerleiste, die endseitig mit einem Stopfen verschlossen ist, welcher in die Kraftstoffverteilerleiste eingeschoben und mit dieser verlötet ist, auf einen Betriebsdruck von 200 bis 800 bar auszulegen. Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Demnach ist bei einer rohrförmige Kraftstoffverteilerleiste, die endseitig mit einem Stopfen verschlossen ist, welcher in die Kraftstoffverteilerleiste eingeschoben und mit dieser verlötet ist, eine Rohrwand der Kraftstoffverteilerleiste endseitig innen mit einem Rücksprung versehen und der Stopfen steht mit dem Rücksprung in Eingriff. Dies bedeutet, dass die Rohrwand der Kraftstoffverteilerleiste an den zu verschließenden Enden derart bearbeitet wird, dass sich nach dem Fügen die Rohrwandstärke der Kraftstoffverteilerleiste im Stopfen fortsetzt. Dazu weist der Stopfen auf der in die Kraftstoffverteilerleiste einzuführenden Seite einen Ansatz auf, so dass ein Innendurchmesser des Stopfens an dieser Stelle gleich einem Innendurchmesser der Kraftstoffverteilerleiste ohne Rücksprung ist. Auf diese Weise schließt der Ansatz des Stopfens bündig mit der Rohrwand der Kraftstoffverteilerleiste ab. Dadurch wird der Kraftfluss nicht abgelenkt. In der Kraftstoffverteilerleiste und dem Stopfen bildet sich eine ähnliche Spannungsverteilung aus. Insbesondere entsteht kein Steifigkeitssprung und somit keine Kerbwirkung in der Fügestelle. Dabei weist der Stopfen in einer besonderen Ausführungsform außenumfangsseitig eine innerhalb der Kraftstoffverteilerleiste liegende Nut zur Aufnahme eines Lotrings auf. Der Ansatz am Stopfen verhindert, dass das Lot in das Innere der Kraftstoffverteilerleiste hineinfließt. Das Lot verbleibt im Bereich der Nut und der unmittelbar angrenzenden flächigen Bereiche des Stopfens, so dass sichergestellt ist, dass genügend Lot für eine stoffschlüssige Verbindung von Stopfen und Kraftstoffverteilerleiste zur Verfügung steht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist in dem Stopfen ein Durchtritt für Kraftstoff ausgebildet, wobei bevorzugt der Durchtritt mindestens zwei unterschiedlich große Durchmesser aufweist. Für ein verbessertes Handling weist der Stopfen außenumfangsseitig eine außerhalb der Kraftstoffverteilerleiste liegende Markierung auf. Stopfen und Kraftstoffverteilerleiste sind auf einen Betriebsdruck von 200 bis 800 bar ausgelegt und werden in der Regel für Benzin kraftstoff eingesetzt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Figuren genauer beschrieben. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste (1 ), Figur 2 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste (1 ).

Figur 3 eine Detailansicht der Verbindung von Stopfen (5) aus Figur 2 mit der

Kraftstoffverteilerleiste (1 ),

Figur 4 zeigt den Stopfen (5) aus Figur 3 vergrößert mit eingezeichnetem

Längenverhältnis,

Figur 5 zeigt einen alternativen Stopfen (14) mit eingezeichnetem Längenverhältnis.

In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste (1 ) mit einer Rohrwand (2), Anschlussbuchsen (3) für Einspritzventile und Haltern (4) zum Festlegen an einer Brennkraftmaschine in einer Draufsicht dargestellt. Endseitig ist die Kraftstoffverteilerleiste (1 ) mit zwei verschiedenen Stopfen (5) und (6) verschlossen.

Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste (1 ). Durch den Stopfen (6) ist eine Zuleitung von Kraftstoff über den Durchtritt (12) möglich. Über eine nicht dargestellte Hochdruckpumpe wird dabei in der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) ein Betriebsdruck von 200 bis 800 bar eingestellt. Der Durchtritt (12) weist verschiedene Durchmesser auf, und zwar verringert sich der Durchmesser in Richtung Kraftstoffverteilerleiste (1 ). Dies dient der Drosselung und Beruhigung des einströmenden Kraftstoffs. Im Stopfen (5) befindet sich eine Öffnung (10), in der ein nicht näher dargestellter Drucksensor angeordnet ist, der den Druck im Inneren der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) überwacht. Der Kraftstoff wird über die Anschlussbuchsen (3) nicht näher dargestellten Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt. Alternativ können auch beide Stopfen einen Durchtritt für Kraftstoff aufweisen.

In Figur 3 sind der Stopfen (5) und die Verbindung mit der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) im Detail dargestellt. Der Stopfen (5) weist einen Anschlag (13) auf. Bis zu diesem Anschlag (13) ist der Stopfen (5) in die Kraftstoffverteilerleiste (1 ) eingeschoben. Der Stopfen (5) verfügt endseitig über einen Ansatz (7), welcher sich im Inneren der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) befindet. Die Kraftstoffverteilerleiste (1 ) ist in ihrem Endbereich so bearbeitet worden, dass in der Rohrwand (2) der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) ein Rücksprung (1 1 ) eingebracht worden ist. In diesen Rücksprung (1 1 ) greift der Ansatz (7) des Stopfens (5) ein. Der Ansatz (7) schließt dabei bündig mit der Rohrwand (2) ab. Im Bereich des Ansatzes (7) stimmt folglich der Innendurchmesser des Stopfens (5) mit dem Innendurchmesser der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) ohne Rücksprung (1 1 ) überein. Der Stopfen setzt daher die Wandstärke der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) fort. Dies verlegt die Fügestelle aus einem relativ stark belasteten Bereich. In den Stopfen (5) ist innerhalb der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) außenumfangsseitig eine umlaufende Nut (8) für einen Lotring eingearbeitet. Durch den Ansatz (7) ist sichergestellt, dass das Lot im Bereich der Nut (8) und der daran angrenzenden Fügestellen verbleibt und nicht unkontrollierbar in das Innere der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) abwandert und so die Fügestelle geschwächt ist. Rücksprung (1 1 ), Ansatz (7) und umlaufende Nut (8) sind auch beim Stopfen (6) vorhanden. Während im Durchtritt (12) des Stopfens (6) jedoch der Kraftstoff in die Kraftstoffverteilerleiste (1 ) zugeführt wird, sitzt in der Öffnung (10) des Stopfens (5) ein Drucksensor. Folglich sind die erfindungswesentlichen Elemente bei beiden Stopfen (5, 6) und an beiden Enden der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) verwirklicht. Da die Stopfen (5, 6) jedoch nicht völlig identisch aufgebaut sind, hat der Stopfen (5) außenumfangsseitig eine außerhalb der Kraftstoffverteilerleiste liegende Markierung (9). Die Markierung (9) dient einem Roboter zur Unterscheidung der beiden Stopfen (5) und (6), so dass während einer Montage der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) keine Verwechslung der Stopfen (5, 6) auftritt. Alternativ kann eine erfindungsgemäße Kraftstoffverteilerleiste auch auf beiden Seiten mit identischen Stopfen sowohl mit als auch ohne Durchtritt für Kraftstoff verschlossen sein.

Letztlich ist die Spannungsverteilung an der Fügestelle oder in der Fügenaht ein entscheidendes Kriterium für die Dauerhaltbarkeit der Kraftstoffverteilerleiste (1 ). Bei umfangreichen Festigkeitsuntersuchungen hat sich herausgestellt, dass ein bestimmtes, in den Figuren 4 und 5 genauer dargestelltes Längenverhältnis von einer inneren Länge Li des Ansatzes (7) und einer äußeren Länge L ₂ am Stopfen (5, 14) nicht unterschritten werden sollte. Dabei zeigt Figur 4 den Stopfen aus Figur 3 vergrößert. Entscheidend ist zum einen die innere Länge Li des Ansatzes (7). Li wird am Innendurchmesser des Stopfens (5) gemessen, und zwar von einem Ansatzende (15) des Ansatzes (7) bis zu einem Boden (16) des Stopfens (5). L ₂ wird an der äußeren Länge des Stopfens (5) gemessen. Stopfen (5) weist eine Nut (8) auf, die einen nicht näher dargestellten Lotring aufnimmt. Die Nut (8) schwächt den Stopfen (5). Außerdem bildet für die Fügeverbindung eine Lotfläche (17) von der Nut (8) bis zum Ansatzende (15) des Ansatzes (7) die tragende Verbindung. Die Festigkeit der Verbindung resultiert aus dieser Lotfläche (17). Wird der Stopfen (5) folglich über einen Lotring mit der Rohrwand (2) der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) gefügt, wird L ₂ von der Nut (8) bis zum Ansatzende (15) gemessen. Teilt man die so ermittelte äußere Länge L ₂ der Lotfläche (17) am Stopfen (5) durch die innere Länge Li des Ansatzes (7), sollte das Verhältnis größer oder gleich 2 sein, also L ₂ : Li > 2.

Alternativ zum Lotring könnte der Stopfen aber auch mit einem Lot bepastet werden. In diesem Fall ist eine Nut zur Aufnahme des Lotrings überflüssig. Eine solche Ausführungsform ist in Figur 5 dargestellt. Bei dem hier dargestellten Stopfen (14) erstreckt sich eine Lotfläche (18) vom Anschlag (13) bis zum Ansatzende (15). In diesem Fall wird L ₂ ebenfalls vom Anschlag (13) bis zum Ansatzende (15) des Stopfens (14) gemessen. Li wird ebenso wie beim Stopfen (5) vom Ansatzende (15) bis zum Boden (16) gemessen. Auch hier gilt für ein optimales Spannungsverhältnis in der Fügestelle L ₂ : Li > 2.

Mit D1 ist in den Figuren 3 bis 5 der Innendurchmesser der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) ohne Rücksprung (1 1 ) und der Innendurchmesser des Stopfens (5, 6) bezeichnet. Der Innendurchmesser D1 des Stopfens (5, 6) im Bereich des Ansatzes (7) stimmt mit dem Innendurchmesser D1 der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) ohne Rücksprung (1 1 ) überein. Mit D2 ist der Außendurchmesser des Ansatzes (7) bzw. der Innendurchmesser der Rohrwand (2) der Kraftstoffverteilerleiste (1 ) im Bereich des Rücksprungs (1 1 ) bezeichnet. D3 kennzeichnet den Außendurchmesser der Kraftstoffverteilerleiste (1 ). Bezugszeichenliste:

1 Kraftstoffverteilerleiste

2 Rohrwand

3 Anschlussbuchse

4 Halter

5 Stopfen

6 Stopfen

7 Ansatz

8 Nut

9 Markierung

10 Öffnung

1 1 Rücksprung

12 Durchtritt

13 Anschlag

14 Stopfen

15 Ansatzende

16 Boden

17 Lotfläche

18 Lotfläche

Li innere Länge

l_2 äußere Länge