Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
FUEL HIGH-PRESSURE ACCUMULATOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/100140
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a particular method for producing a fuel high-pressure accumulator (1) which is used for the common-rail fuel injection system of an internal combustion engine and made of a high-strength material. In an advanced processing step, prefabricated connection elements such as connecting piece (4) or fixing elements (6) are connected to the fuel high-pressure accumulator (1) by a pressure casting method. The connecting elements are preferably embodied in the form of separate cast or turned parts. The inventive method makes it possible to easily execute customer-specific solutions and to reduce production costs by avoiding additional machining steps.

Inventors:
POPP HEINZ (AT)
Application Number:
PCT/EP2006/050443
Publication Date:
September 28, 2006
Filing Date:
January 25, 2006
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
POPP HEINZ (AT)
International Classes:
F02M55/02; F02M69/46
Foreign References:
DE10037133A12002-02-14
DE10140058A12002-10-24
DE10305078A12004-04-22
DE10307530A12004-09-09
DE19953942A12000-07-20
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 12 5 December 2003 (2003-12-05)
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
A N S P R U C H E
1. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffhochdruckspeicher für ein CommonRailKraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher aus einem hochfesten Werkstoff gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlusselemente, die als Anschlussstutzen (4) oder als Befestigungselemente (6) ausgelegt sind, mittels eines Druckgussverfahrens mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher (1) verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, dass für das Druckgussverfahren Aluminium verwendet wird.
3. Kraftstoffhochdruckspeicher für ein CommonRail Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, herstellbar nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, der einen Grundkörper (2) mit mindestens einer Zentralbohrung (3) und mindestens einem Anschlussstutzen (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (4) als Drehteil ausgebildet ist.
4. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlussstutzen (4) mit einem Endverschluss (9) über ein Gewinde zusammenwirkt. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet:, dass mindestens ein Anschlussstutzen (4) eine Schneidkante (13) umfasst, wobei im montierten Zustand die Schneidkante (13) durch das Zusammenwirken des Anschlussstutzens (4) mit dem Endverschluss (9), den Kraftstoffhochdruckspeicher (1) abdichtet.
Description:
Kraftstoffhochdruckspeicher sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Technisches Gebiet Ein Einspritzsystem dient der Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Bei dem in Common-Rail-Systemen genannten Speichereinspritzsystem sind Druckerzeugung und -einspritzung voneinander zeitlich und örtlich entkoppelt. Eine separate Hochdruckpumpe erzeugt einen Einspritzdruck in einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher . Der Einspritzbeginn und die Einspritzmenge werden durch Ansteuerzeitpunkt und Ansteuerdauer von elektrisch betätigten Injektoren bestimmt, die über Kraftstoff- leitungen mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher verbunden sind. Im Betrieb treten in den Kraftstoffhochdruckspeichern extrem hohe

Drücke auf, weshalb an seine Druckfestigkeit sehr hohe Anforderungen gestellt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung ei- nes Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail-Kraftstoff- einspritzsystem für Brennkraftmaschinen, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher - Innenteil und Leistungsanschluß - und aus einem hochfesten Werkstoff gegossen wird. Zudem bezieht sich die Erfindung auf den Kraftstoffhochdruckspeicher, hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Stand der Technik

Im Stand der Technik werden die Kraftstoffhochdruckspeicher ge- schmiedet, gezogen oder gewalzt.

DE-A 199 36 533 betrifft einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einem rohrförmigen Grundkörper, der eine in Längs- richtung verlaufende Sacklochbohrung und mehrere Anschlüsse aufweist.

Aus DE-A 199 49 962 ist ein weiterer Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraft- maschine bekannt. Der Kraftstoffhochdruckspeicher besitzt einen hohlen Grundkörper, der mit mehreren Anschlussöffnungen ausgestattet ist. Der Innenraum des Grundkörpers ist dabei im Bereich der Anschlussöffnungen eben ausgebildet.

Nachteile des Standes der Technik

Der Kraftstoffhochdruckspeicher nimmt die Aufgabe wahr, Kraftstoff zu speichern und unter hohen Druck zu setzen, um ihn über Anschlussleitungen zugeordneten Injektoren bereitzustellen. Hierzu sind an dem Kraftstoffhochdruckspeicher Anschlussstutzen vorgesehen. Diese werden in der Regel bei der Herstellung des Kraftstoffhochdruckspeichers gegossen. Da es sich um Schraubverbindungen handelt, ist es erforderlich, dass diese nach dem Gießverfahren nachzubearbeiten sind.

Ferner weist der Kraftstoffhochdruckspeicher Anschlusselemente in Form von Befestigungslaschen auf. Diese werden gemäß dem Stand der Technik ebenfalls im Gießverfahren hergestellt. Da die Auflagen entsprechend präzise gestaltet sein müssen und auch die Bohrungen definierte Toleranzen aufweisen müssen, ist eine zumindest mechanische Nachbearbeitung auch dieser Anschlusselemente notwendig.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, um insbesondere eine Kosteneinsparung bei der Herstellung eines solchen Kraftstoffhochdruckspeichers zu erzielen.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines

Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail-Kraftstoff-

einspritzsystem für Brennstoffkraftmaschinen vorgeschlagen, bei dem die Anschlussteile, insbesondere die Anschlussstutzen und die Befestigungselemente separat hergestellt und in einem Druckgussverfahren an den bereits hergestellten Grundkörper des Kraftstoffhochdruckspeichers angegossen werden.

Ferner wird als Lösung ein Kraftstoffhochdruckspeicher vorgeschlagen, der mit dem hier genannten Verfahren hergestellt ist.

Vorteile der Erfindung

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden insbesondere Bearbeitungskosten eingespart. Diese Einsparung besteht insbesondere darin, dass Tieflochbohrungs-, Laschen- bohrungs-, Laschenauflagebearbeitungen sowie sonstige notwendi- gen Nachbearbeitungen reduziert werden. Da vorteilhafterweise der Grundkörper in einem ersten Verfahrensschritt aus einem hochfesten Werkstoff hergestellt wird, können die Anschlusselemente, insbesondere die Anschlussstutzen, als Drehteile produziert werden. Diese sind vorteilhafterweise einfache, in einem Drehautomaten herzustellende Bauelemente aus einem definierten Material. In einem weiteren Verfahrensschritt lassen sich dann mittels eines Druckgussgießverfahrens die so hergestellten Anschlusselemente an den Grundkörper angießen. Durch die Verwendung von Aluminium als Gießwerkstoff für dieses Druckgussverfah- ren wird das Bauteilgewicht wesentlich geringer.

Ferner ist kein weiterer Arbeitsschritt notwendig, um einen entsprechenden Oberflächenschutz des Kraftstoffhochdruckspeichers zu erzielen.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch erreicht, dass die Qualität der Dichtheit des Kraftstoffhochdruckspeichers wesentlich verbessert wird, da die Aufnahme für die Anschlusselemente, insbesondere die Anbauteile, wie Laschen und Auflagen, als Gussrohteil entstehen und durch ein einfaches

Gießverfahren mit dem Grundkörper verbunden werden. Es entfällt auch die an sich notwendige Fräsbearbeitung, insbesondere an den radialen Anschlussstutzen. Dies liegt darin begründet, dass diese Anschlussstutzen bereits als Drehteile fertiggestellt werden.

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Ausgestaltung der Anschlusselemente frei wählbar ist. Dies bedeutet, dass bereits in sehr kleinen Serien kundenspezifische Ausführungen realisiert werden können, ohne dass diese Realisierung mit hohen Kosten verbunden ist.

Für die Optimierung des Druckgussverfahrens ist vorgesehen, dass vor dem eigentlichen Gießverfahren der Grundkörper bzw. die Anschlusselemente beschichtet werden, um die Verbindung zwischen dem Gusswerkstoff und den eigentlichen Bauelementen zu verbessern .

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Kraftstoffhochdruckspeicher realisieren, die zum einen die an sich aus dem Stand der Technik bekannte hochqualitative Ausführung des Grundkörpers besitzen und sich gleichzeitig je nach Kundenbedarf variabel und kostengünstig mit Anschlusselementen versehen lassen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen hervor.

Zeichnungen Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeicher mit besonders gestalteten Anschlusselementen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von unten auf den in Figur 1 dargestellten Kraftstoffhochdruckspeicher mit Anschlusselementen, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer alternativen Ausbildung eines Hochdruck-Endverschlusses gemäß Detail III in Figur 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV gemäß Fi- gur 2;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Anschlusselementes in der Ausbildung eines Befestigungselements;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anschlusselements in der Ausbildung eines Befestigungselements;

Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Anschlussele- ments in der Ausbildung eines Befestigungselements.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 und 2 ist ein Kraftstoffhochdruckspeicher 1 dargestellt. Dieser Kraftstoffhochdruckspeicher 1 besteht aus einem Grundkörper 2 und einer in dem Grundkörper 2 angeordneten Zentralbohrung 3. Die Zentralbohrung 3 ist fluidmäßig mit Anschlusselementen in der Ausbildung von Anschlussstutzen 4 verbunden. Ferner sind an einer Außenwandung 5 des Grundkörpers 2 des Kraftstoffhochdruckspeichers 1 Anschlusselemente in der Aus- bildung von Befestigungselementen 6 vorgesehen. Ferner ist auf dem Grundkörper 2 ein Feld 7 beispielsweise für die Anbringung eines Typenschildes vorgesehen.

Zur Herstellung des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kraft- Stoffhochdruckspeichers 1 ist vorgesehen, zunächst in einem ersten Bearbeitungsschritt den Grundkörper 2 in einem hochfesten Werkstoff herzustellen. In einem weiteren Schritt werden anschließend die Anschlussstutzen 4 sowie die Befestigungselemente 6 einzeln hergestellt. Nach der Herstellung dieser Anschlussele- mente werden diese, entsprechend der gewünschten Anordnung, in eine Druckgussform zusammen mit dem Grundkörper 2 des Kraft- stoffhochdruckspeichers 1 gebracht. In einem anschließenden Druckgussverfahren, bei dem vorzugsweise Aluminium als Werkstoff verwendet wird, wird der so konstruierte Kraftstoffhochdruck- Speicher 1 einstückig ausgebildet.

Somit besteht der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 aus dem Grundkörper 2 und ferner umgibt diesen Grundkörper 2 das entsprechende Druckgussmaterial, hier vorzugsweise Aluminium.

In den Figuren 3 und 4 wirken die Anschlussstutzen 4 mit Endverschlüssen 9 über ein nicht in den Zeichnungen dargestelltes Gewinde zusammen.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 greift eine Schneidkante 13 beim Eindrehen des Endverschlusses 9, der in Form einer Schraube ausgebildet ist, in den Anschlussstutzen 4 in eine plane Fläche 14 des Endverschlusses 9 ein, so dass durch das Eingreifen der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 gleichmäßig ab- gedichtet wird.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist der End- verschluss 9 in Form einer Hohlmutter ausgebildet. Die Schneidkante 13 des Anschlussstutzens 4 greift beim Aufdrehen des End- verschlusses 9 auf den Anschlusstutzen 4 in eine plane Fläche 14 des Endverschlusses 9 ein, so dass durch das Eingreifen der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 gleichmäßig abgedichtet wird.

In den Figuren 5 bis 7 sind unterschiedliche Ausführungsformen von Anschlusselementen in der Ausbildung von Befestigungselementen 6 dargestellt.

Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine tangentiale Anbindung des Befestigungselements 6 an den Grundkörper 2 des Kraftstoffhochdruckspeichers 1 vorgesehen. Insbesondere erfolgt die Anbindung stegartig, und es wird eine Auflage mit einer Ebene 8 erzeugt.

Im Gegensatz hierzu ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 eine Anbindung des Befestigungselements 6 mittig auf dem

Grundkörper 2 vorgesehen. Ferner ist vorgesehen, eine im Querschnitt runde Auflage 15 vorzusehen, wobei die Befestigung mittels Schrauben 10 erfolgt. Auch hier kann die Anbindung mittels Stegausbildungen sowohl in einfacher als auch in doppelter Aus- führung, wie in Figur 6 dargestellt ist, erfolgen.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Materialanhäufung (im Gegensatz zu Figur 6) zwischen den Stegen 12 vorgesehen, so dass ein Freiraum 11 entsteht. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Befestigungselement 6 als Dreh- oder Gussteil in die Gussform eingelegt wird und die Stege 12 sich durch den weiteren Verfahrensschritt, nämlich das Druckgießverfahren, bilden.

Aufgrund der Verwendung eines zweistufigen Herstellungsprozesses ist es möglich, auf sehr einfache Art und Weise kostengünstig herstellbare Anschlusselemente, wie Befestigungselemente 6 oder Anschlussstutzen 4 mit einem hochfesten und vorzugsweise auch im Gießverfahren hergestellten Grundkörper 2 eines Kraftstoffhoch- druckspeichers 1 zu verbinden. Dadurch lassen sich auch kundenspezifische Anforderungen auf sehr einfache Art und Weise lösen.