Kraftstoffverteiler werden häufig im Kraftstoffversorgungs- system von Brennkraftmaschinen verwendet. Ein derartiges Kraftstoffversorgungssystem wird auch als Common-Rail-System bezeichnet. Bei einem solchen System wird der Kraftstoff von der Kraftstoffhochdruckpumpe über eine Hochdruckleitung zum Druckspeicher des Kraftstoffverteilers (Rail) gepumpt. Vom Druckspeicher führen einzelne Druckleitungen zu den Ein- spritzdüsen. Die Druckleitungen sind an mit dem Kraftstoff- verteiler verbundenen Anschlussnippeln angeschlossen.

Aus der EP 0 866 221 A1 ist ein Kraftstoffverteiler bekannt, der im wesentlichen aus einem gezogenen oder gewalzten Rohr besteht. Der zylindrische Innenraum des Rohres dient als Druckspeicher. Die stirnseitigen offenen Enden des Rohres sind jeweils mit einem Verschlusselement verschlossen. Am Um- fang des Kraftstoffverteilers sind radial angeordnete An- schlussnippel angeschweißt oder gelötet. Zur Aufnahme der An- schlussnippel werden radiale Einsteckbohrungen im Kraftstoff- verteiler eingebracht, in die die Anschlussnippel vor dem Verschweißen oder Löten eingesetzt werden.

Aus der DE 295 21 402 U1 ist ein Kraftstoffverteiler bekannt, bei dem der Kraftstoffverteiler als rohrartiger Körper durch schmieden geformt ist, mit ebenfalls durch schmieden ange- formten, radial angeordneten, Anschlussnippeln. In die An- schlussnippel sind Bohrungen eingebracht die radial in den Druckspeicher münden und die den Druckspeicher mit den Hoch- druckleitungen, welche zu den Einspritzdüse führen, verbin- det.

Bei derartigen geschmiedeten Kraftstoffverteiler wird der Druckspeicher in der Regel durch Aufbohren oder Drehen herge- stellt. Die offene Stirnseite des Kraftstoffverteilers wird entweder mit einem Verschlusselement verschlossen oder sie ist wie in der DE 295 21 402 U1 als axialer Anschlussstutzen ausgebildet.

Beide Ausführungsarten des Kraftstoffverteilers, sowohl mit geschweißtem als auch mit geschmiedetem Anschlussnippel, ha- ben den Nachteil, dass im Übergangsbereich zwischen dem Druckspeicher und den Radialbohrungen hohe Spannungen auftre- ten. In der Regel werden deshalb die Kanten im Übergangsbe- reich in einem zusätzlichen Arbeitsschritt abgerundet um so- mit einen günstigeren Spannungsverlauf zu gewährleisten. Die Herstellung solcher Kraftstoffverteiler ist allerdings auf- wendig und teuer.

Die DE 39 32 672 schlägt zur kostengünstigeren Herstellung eines Kraftstoffverteilers vor, den Rohling des Kraftstoff- verteilers, mit einem axialen, beidseitig offenen, Kraft- stoffdurchgang, durch Spritzgießen herzustellen.

Ein Nachteil der bekannten Kraftstoffverteiler liegt darin, dass sie ein relativ hohes Gewicht aufweisen, da die Wand- stärke der Kraftstoffverteilers in der Regel nicht an die tatsächlichen Beanspruchungen angepasst ist sondern eine kon- stante Dicke aufweist. Die Verschlusselemente sowie die zu- sätzliche Verteilerlänge, die zur Aufnahme des Verschlussele- ments notwendig ist, erhöhen das Systemgewicht zusätzlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraft- stoffverteiler zu schaffen, der einfach und kostengünstig herzustellen ist.

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

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Druckspei- cher (3) einen geschlossenen Endbereich (7) aufweist, wel- cher, wie der Kraftstoffverteiler durch Urformen, insbesonde- re Gießen, hergestellt ist. Das Gießen bietet wesentliche Vorteile gegenüber den bisher verwendeten Herstellungsverfah- ren.

Die Herstellung des Kraftstoffverteiler erfolgt unmittelbar aus dem schmelzflüssigen Werkstoff ohne die sonst notwendigen Umformungen wie Beispielsweise das Herstellen der Hohlräume durch ausdrehen oder ausbohren. Hierdurch ergeben sich güns- tige Material-und Energiebilanzen. Darüber hinaus bietet das Gießen hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung die größt- mögliche Gestaltungsmöglichkeit, hierdurch kann der Kraft- stoffverteiler besonders bedarfsgerecht ausgebildet werden.

Die Verrundungen der Kanten am Übergang von den Radialbohrun- gen zum Druckspeicher können bereits beim Herstellen des Gussmodels berücksichtigt werden, so dass ein nachträgliches, zeit-und kostenintensives, Verrunden der Kanten am gegosse- nen Kraftstoffverteiler entfallen kann. An weniger belasteten Stellen kann die Materialstärke bereits bei der konstruktiven Gestaltung des Modells entsprechend verringert werden. Hier- durch kann das Gewicht des Kraftstoffverteilers optimiert werden. Und durch die Verwendung eines verlorenen Modells kann der Druckspeicher in vorteilhafter Weise ohne eine stirnseitige Öffnung hergestellt werden. Hierdurch entfallen die sonst notwendigen Verschlusselemente was zu einer wesent- lich kompakteren Bauform und zu einer weiteren Gewichtsredu- zierung führt. Zudem verringert sich durch den Wegfall der Verschlusselemente der Montageaufwand erheblich.

Durch die hohe Oberflächenqualität und die sehr geringen To- leranzen, die sich mit den heutigen Gießverfahren erzielen lassen, ist in der Regel eine Nachbearbeitung der Kraftstoff- verteiler nicht notwendig. Das Gießen stellt somit eine be-

sonders preisgünstige Möglichkeit zum Herstellen von Kraft- stoffverteilern da.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Kraft- stoffverteilers sind die Anschlussnippel integraler Bestand- teil des Kraftstoffverteilers. Hierdurch ergibt sich ein be- sonderes vorteilhafter Spannungsverlauf innerhalb des Kraft- stoffverteilers und die sonst zusätzlich erforderlichen Ar- beitsschritte zum Befestigen der Anschlussnippel am Kraft- stoffverteiler entfallen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigt : Figur 1 einen gegossenen Kraftstoffverteiler in Schnittdar- stellung, Figur 2a den Endbereich des gegossenen Kraftstoffverteilers gemäß Figur 1 und Figur 2b den Endbereich eines geschmiedeten Kraftstoffverteilers in Schnittdarstellung, Figur 3 eine weitere Ausführungsform des gegossenen Kraft- stoffverteilers in Form eines Kugelverteilers in Schnittdar- stellung und Figur 4 einen bereits aus dem Stand der Technik bekannten Ku- gelverteiler in Schnittdarstellung.

Figur 1 zeigt einen gegossenen Kraftstoffverteiler 1 mit in- tegrierten Anschlussnippeln 2. Der gesamte Kraftstoffvertei- ler 1 ist in einem Stück gegossen. Das Gussmodell wurde der- art gestaltet, dass die stark spannungsbelasteten Bereiche am Übergang vom Druckspeicher 3 zu den Querbohrungen 4 am gegos- senen Kraftstoffverteiler 1 eine verrundete Kante 5 aufwei- sen. Um die Druckbeanspruchung des Kraftstoffverteilers 1 zu reduzieren befindet sich auf der den Querbohrungen 4 gegenü- berliegenden Seite im Druckspeicher 3 eine kalottenförmige Vertiefungen 6.

Durch den Einsatz eines verlorenen Models entsteht ein Kraft- stoffverteiler 1 mit einem Druckspeicher 3, der an seinen Stirnseiten 7 geschlossen ist. Hierdurch kann auf das nach- trägliche Verschließen des Druckspeichers 3 an den Stirnsei- ten 7 durch zusätzliche Verschlusselemente, wie dies übli- cherweise beim geschmiedeten oder geschweißten Kraftstoffver- teiler notwendig ist, verzichtet werden. Dadurch ergibt sich eine sehr kompakte Bauform.

Figur 2 zeigt in einer Gegenüberstellung den Endbereich eines gegossenen Kraftstoffverteilers l'(Fig. 2a) und den eines ge- schmiedeten Kraftstoffverteilers 1'' (Fig. 2b). Durch die verschlossene Stirnseite 7', die durch den Einsatz eines ver- lorenen Models beim Gießen ermöglicht wird, ergibt sich eine deutlich kompaktere Bauform des Kraftstoffverteilers im Ver- gleich zum geschmiedeten Kraftstoffverteiler 1''mit offener Stirnseite 7". Die Reduzierung der Baulänge ist durch die Länge x in Figur 2a/2b verdeutlicht.

Durch die geschlossene Stirnseite 7'kann auf ein zusätzli- ches Verschlusselement verzichtet werden.

Durch die kompaktere Bauform und den Wegfall des Verschluss- elementes wird das Gewicht des Kraftstoffverteilers erheblich reduziert.

Die offene Stirnseite 7''des geschmiedeten Kraftstoffvertei- lers 1''muss dagegen durch ein zusätzliches Verschlussele- ment 8 verschlossen werden. Das Verschlusselement 8 besteht aus einer Dichtkugel 9 und einem dazugehörigen Gewindestopfen 10. Durch Anziehen des Gewindestopfens 10 wird die Dichtkugel 9 in den Dichtsitz 11 des Kraftstoffverteilers 1"gepresst.

Die Dichtkugel 9 weist eine größere Härte als der Dichtsitz 11 auf, wodurch sich dieser verformt und einen Dichten Sitz gewährleistet. Durch die hohen Anzugskräfte, die notwendig sind, um bei den im Druckspeicher 1''herrschenden hohen Drü- cken einen Dichten Sitz der Dichtkugel 9 im Dichtsitz 11 zu gewährleisten, treten hohe lokale Spannungen im Kraftstoff- verteiler 1''auf. Diese lokalen Spannungen, die den Kraft- stoffverteiler lokal stark beanspruchen, werden durch die ge-

schlossene Stirnseite 7'des gegossenen Kraftstoffverteilers 1'vermieden.

Durch die geschlossene Stirnseite 7'kann auf die sonst not- wendigen Arbeitsschritte, die zur Aufnahme des Verschlussele- ments notwendig sind, wie beispielsweise das Vorsehen eines Dichtsitzes 11 für die Dichtkugel 9 und das Schneiden eines Gewindes 12 für den Gewindestopfen 10, verzichtet werden.

Darüber hinaus verringert sich der Montageaufwand bei einem Kraftstoffverteiler mit geschlossener Stirnseite 7'deutlich gegenüber einem Kraftstoffverteiler mit offener Stirnseite 7", was zusätzlich die Herstellungskosten verringert.

Als Gießverfahren eignet sich besonders ein Feingussverfah- ren. Bei diesem Verfahren arbeitet man mit verlorenen Formen, verlorene Modellen und mit einteiligen Formen. Die Modelle werden üblicherweise in Einfach-oder Mehrfachwerkzeugen ge- spritzt. Diese bestehen aus Aluminium, Stahl oder Weichmetall für das ein Urmodell erforderlich ist. Für bestimmte hinter- schnitte Konturen können vorgeformte wasserlösliche oder ke- ramische Kerne erforderlich sein. Von dem Urmodell wird eine mehrteilige Form abgenommen, in der das Gussmodell aus Spezi- alwachsen oder ähnlichem, Thermoplasten oder deren Gemischen im Spritzgussverfahren hergestellt wird. In der Regel werden mehrere dieser Gussmodelle dann mit einem gesondert herge- stellten Gießsystem zu sogenannten Gießbäumen oder Gießtrau- ben zusammengestellt. Diese Trauben erhalten dann zähflüssige keramische Überzüge, die durch chemische Reaktion aushärten.

Die Trauben werden dann in Gießkästen gelegt und mit Formma- terial umhüllt. Nach dem Ausschmelzen bzw. Herauslösen des Modells werden die so entstandenen einteiligen Gießformen ge- brannt. Anschließend wird in dem vom Brennen her noch heißen Formen gegossen, damit auch enge Querschnitte und feine Kon- turen gegossen werden können.

Neben dem Herstellen des Modells durch Spritzguss sind auch andere Herstellungsverfahren denkbar. Besonders vorteilhaft ist das Herstellen von Modellen mit Layer-Manufacturing-

Verfahren (Rapid Prototyping), wie z. B. der Stereolithogra- phie oder dem LOM-Verfahren (Laminated Object Manufacture).

Bei diesen Verfahren werden aus dreidimensionalen virtuellen Daten dreidimensionalen Modelle hergestellt.

Das Feingießen ist das Gießverfahren mit den geringsten Tole- ranzen. Es lassen sich Toleranzen von etwa 0,4 bis 0,7 vom Nennmaß einhalten.

Selbstverständlich ist das Herstellen der gegossenen Kraft- stoffverteiler nicht auf das Feingießverfahren beschränkt vielmehr eignen sich hierzu auch alle anderen Gießverfahren mit verlorenem Modell.

Als Gusswerkstoffe eignen sich alle offenen oder unter Vakuum eingeschmolzenen Stähle und Legierung aus Eisen-, Aluminium-, Nickel-, Kobald-, Titan-, Kupfer-, Magnesium-oder Zirkonium- basis.

Neben dem in Figur 1 gezeigten, weitgehend zylindrischen Druckspeicher 3 sind auch andere Formen des Druckspeichers denkbar und durch die Gießverfahren realisierbar.

Figur 3 zeigt beispielsweise einen gegossenen Kraftstoffver- teiler 1'''in Form eines Kugelverteilers. Auch hier besteht der Kraftstoffverteiler 1''wiederum aus einem einzigen Bau- teil mit integralen Anschlussnippeln 2'''. Auch in diesem Fall sind wieder die kritischen Bereiche am Übergang des Druckspeichers 3''zu den Querbohrungen 4'''verrundet 5'''.

Hierdurch ergibt sich wiederum ein besonders vorteilhafter Spannungsverlauf. Die besonderen konstruktiven Vorteile die sich aus dem Gießverfahren ergeben werden deutlich im Ver- gleich mit einem herkömmlichen, aus dem Stand der Technik, bekanntem Kugelverteiler wie er in Figur 4 dargestellt ist.

Beim herkömmlichen Kugelverteiler besteht der Kraftstoffver- teiler 1''''aus mindestens zwei Bauteilen. Hierdurch ergeben sich an den Fügeflächen 13 Dichtungsproblem die bei der ein-

teiligen Bauform des gegossenen Kraftstoffverteilers 1...

(Fig. 3) entfallen. Durch die bedarfsgerechte Auslegung der Wandstärke kann das Gewicht des gegossenen Kraftstoffvertei- lers 1... (Fig. 1) im Gegensatz zum herkömmlichen Kugelvertei- ler deutlich reduziert werden. Darüber hinaus gestaltet sich die Fertigung des Druckspeicher durch Gießen wesentlich ein- facher als das nachträgliche herstellen eines kugelförmigen Druckspeichers beim herkömmlichen Kugelverteiler.