BRPI0620099A2

BRPI0620099A2 - conexão de alta pressão e processo para a produção de uma conexão de alta pressão

Info

Publication number: BRPI0620099A2
Application number: BRPI0620099-0A
Authority: BR
Inventors: Armin Glock; Juergen Hackenberg
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2011-11-01
Also published as: DE102005060667A1; EP1966480A1; ATE476597T1; KR20080077986A; CN101341328A; DE502006007614D1; JP2009520170A; WO2007071481A1; EP1966480B1; US20080290608A1

Abstract

CONEXãO DE ALTA PRESSãO E PROCESSO PARA A PRODUçãO DE UMA CONEXãO DE ALTA PRESSãO A presente invenção refere-se a uma conexão de alta pressão com duas áreas de vedação (8) contíguas uma à outra, e a um processo para a produção dessa conexão de alta pressão. Para melhorar a vedabili- dade dessa conexão de alta pressão, no mínimo uma das áreas de vedação (8) é munida de um revestimento parcial (23, 24, 26, 27). O revestimento parcial (23, 24, 26, 27) é produzido por moldagem por galvanização.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONEXÃO DE ALTA PRESSÃO E PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA CO- NEXÃO DE ALTA PRESSÃO".

A presente invenção refere-se a uma conexão de alta pressão com duas áreas de vedação contíguas uma à outra. A presente invenção também refere-se a um processo para a produção de uma conexão de alta pressão desse tipo.

ESTADO DA TÉCNICA

A vedabilidade de conexões de alta pressão pode ser aperfeiço- ada na medida em que regiões irrelevantes quanto à vedação sejam rebai- xadas por meio de fresagem, para aumentar a pressão superficial local. A- lém disso, é conhecido o emprego de O-Ring que são constituídos por um material metálico revestido.

A invenção tem como objetivo melhorar a vedabilidade de cone- xões de alta pressão.

VANTAGENS DA INVENÇÃO

Esse objetivo é alcançado em uma conexão de alta pressão com duas áreas de vedação contíguas uma à outra, devido ao fato de que no mí- nimo uma das áreas de vedação é munida de um revestimento parcial. De- vido ao revestimento parcial obtém-se uma vedação específica para o com- ponente, a qual é apropriada para altas pressões. No contexto da presente invenção, parcial significa que nem toda a área de vedação é revestida, mas sim apenas uma parte da área de vedação. Desse modo, sobre a área de vedação é gerada uma estrutura de vedação.

Um exemplo de execução preferencial da conexão de alta pres- são se caracteriza pelo fato de que o revestimento parcial contém vários ma- teriais diferentes. Os diferentes materiais podem ser dispostos um sobre o outro e/ou um ao lado do outro.

O objetivo acima mencionado é alcançado em um processo para a produção de uma conexão de alta pressão descrita acima, com duas áreas de vedação contíguas uma à outra, devido ao fato de que o revestimento parcial é produzido por meio de precipitação eletroquímica de metal. No ca- so de um emprego preferencial da moldagem por galvanização, ocorre uma precipitação eletroquímica de metal parcialmente apenas em determinadas regiões das áreas de vedação. O material a ser precipitado é ajustado à fun- ção de vedação e ao material básico da área de vedação.

Um exemplo de execução preferencial do processo se caracteri- za pelo fato de que as dimensões laterais do revestimento parcial são gera- das por fotolitografia com uma fotomáscara. Por meio da fotolitografia são definidas as regiões, nas quais ocorre a precipitação eletroquímica de metal por meio de moldagem por galvanização. Faz-se uma diferenciação entre um assim chamado resist positivo e um assim chamado resist negativo. No caso de um resist negativo, um resist é reticulado naqueles pontos que, de preferência, são atingidos com luz UV. Devido a isso, o resist nesses pontos torna-se insolúvel em um processo de desenvolvimento subseqüente. No caso do resist positivo, o resist é "destruído" nos pontos que, de preferência, são atingidos por luz UV. No processo de desenvolvimento subseqüente, o resist nesses pontos é "removido por lavagem". No âmbito da presente in- venção, de preferência são empregados resists negativos sob a forma de resist pelicular.

Um outro exemplo de execução preferencial do processo se ca- racteriza pelo fato de que as dimensões laterais do revestimento parcial são definidas por irradiação laser. A irradiação laser possibilita, de modo simples, um revestimento parcial das áreas de vedação. Nesse caso, a irradiação laser pode ser usada para expor à luz o fotoresist. No entanto, a irradiação laser também pode ser empregada para a retirada planejada de um material de mascaragem.

Um outro exemplo de execução preferencial do processo se ca- racteriza pelo fato de que um fotoresist é pré-confeccionado para se gerar uma geometria pretendida. Na pré-confecção, a geometria pretendida é tra- balhada no fotoresist por meio de estampagem, corte ou acabamento a Ia- ser. Nesse caso, emprega-se um fotoresist sob a forma de película, tal como é empregado, por exemplo, na produção de placas de circuitos impressos. O fotoresist sob a forma de película tem, por exemplo, uma largura de 30 cm e um comprimento acima de 100 m. Pré-confeccionar, no âmbito da presente invenção, significa que a dimensão do resist é adaptada à da área a ser tra- balhada.

Um outro exemplo de execução preferencial do processo se ca- racteriza pelo fato de que o fotoresist pré-confeciocnado é aplicado sobre a área de vedação. De preferência, é empregado um resist pelicular com uma película de suporte. No entanto, também é possível empregar um resist lí- quido.

Um outro exemplo de execução preferencial do processo se ca- racterizada pelo fato de que o fotoresist aplicado sobre a área de vedação é fotoestruturado para definir as dimensões laterais do revestimento parcial. A fotoestruturação ocorre, de preferência, por meio da máscara e de um dis- positivo de exposição à luz. No entanto, a foto-estruturação também pode ser efetuada por meio de ação dirigida de raios laser.

Um outro exemplo de execução preferencial do processo se ca- racteriza pelo fato de que a função de uma vedação formada pelo revesti- mento parcial é ajustada pelo material e pela forma do revestimento parcial. Nesse caso, por exemplo, é empregado um material relativamente maleável para a adaptação a uma rugosidade predeterminada da área de vedação ou para compensar desníveis de uma contra-superfície. Um material relativa- mente duro pode ser empregado para representar uma função de uma ares- ta mordente que é pressionada para dentro da contra-superfície. Por meio de um processamento de várias camadas com diferentes combinações de material, é possível ampliar quase de um modo qualquer a função da veda- ção.

DESENHO

Outras vantagens, características e detalhes da invenção resul- tam da descrição que se segue, na qual, tomando como referência o dese- nho, são descritos detalhadamente diferentes exemplos de execução. Mos- tra-se:

figura 1: uma área de vedação de uma conexão de alta pressão convencional; figura 2: uma área de vedação de uma conexão de alta pressão de acordo com a invenção. DESCRIÇÃO DOS EXEMPLOS DE EXECUÇÃO

Na figura 1, um corpo de injetor de combustível 1, essencialmen- te em forma de cilindro circular, é mostrado em vista de cima. O corpo de injetor de combustível 1 inclui uma perfuração central de baixa pressão 3, bem como uma perfuração de alta pressão 5 e uma outra perfuração de bai- xa pressão 6, as quais ficam dispostas radialmente por fora da perfuração central de baixa pressão 3. As perfurações 3, 5 e 6 desembocam em uma área de vedação em comum 8. A área de vedação 8 do corpo de injetor de combustível 1, no estado montado, vai encostar em uma outra área de ve- dação de uma outra parte (não mostrada) de um injetor de combustível. No estado montado, as duas áreas de vedação são retesadas fixamente uma contra a outra, para criar uma conexão de vedação sob pressão entre as perfurações 3, 5 e 6 e outras perfurações na outra parte de injetor de com- bustível, as quais decorrem alinhadamente às perfurações 3, 5 e 6.

Na figura 1, por meio de uma região sombreada 10 indica-se que entre as perfurações 3, 5 e 6 encontram-se rebaixadas regiões irrelevantes quanto à vedação. Devido ao rebaixamento das regiões 10 irrelevantes quanto à vedação, aumenta-se a pressão superficial local. O rebaixamento das regiões 10 irrelevantes quanto à vedação pode ser feito por fresagem. No entanto, a fresagem é relativamente complexa e onerosa. Além disso, as estruturas representadas por fresagens são limitadas devido à ferramenta de fresar.

Na figura 2 é mostrado um corpo de injetor de combustível 21 similar ao da figura 1. O corpo de injetor de combustível 21 inclui uma perfu- ração central de baixa pressão 3 e uma perfuração de alta pressão 5 e uma outra perfuração de baixa pressão 6. As perfurações 3 e 5, 6 desembocam em uma área de vedação 8, que apresenta o formato de uma área circular.

Diferentemente do corpo de injetor de combustível 1 mostrado na figura 1, no caso do corpo de injetor de combustível 21 mostrado na figu- ra 2, as regiões relevantes quanto à vedação 23, 24 e 26, 27 encontram-se elevadas à região 23 relevante quanto à vedação tem o formato de um disco de anel circular, que envolve a desembocadura da perfuração de alta pres- são 3 para dentro da área de vedação 8. A região 24 relevante quanto à ve- dação tem o formato de um disco de anel circular, que fica disposto concen- tricamente à perfuração de alta pressão 3 e à região 23 relevante quanto à vedação, na proximidade da borda periférica externa da área de vedação 8. As regiões 26 e 27 relevantes quanto à vedação possuem respectivamente o formato de um disco de anel circularmos quais envolvem a correspondente desembocadura das perfurações de alta pressão 5, 6 para dentro da área de vedação 8.

Segundo um aspecto essencial da presente invenção, as regiões 23, 24 e 26, 27 relevantes quanto à vedação são projetadas em forma ele- vada em relação à área de vedação 8. A elevação das regiões 23, 24 e 26, 27 relevantes quanto à vedação ocorre por meio de revestimento parcial, por meio de moldagem por galvanização. No caso da moldagem por galvaniza- ção de acordo com a invenção, trata-se de uma combinação de fotolitografia e precipitação de metal eletroquímica. O material a ser precipitado encontra- se ajustado para a função de vedação e para o material básico do corpo de injetor de combustível 21. O espectro de material pode ser ajustado desde maleável, como por exemplo, índium, até duro, como por exemplo por meio de uma liga de níquel-tungstênio.

Também podem ser combinados vários materiais diferentes, um ao lado do outro ou superpostos. Desse modo, se consegue grandes graus de liberdade no que se refere à geometria de vedação a ser realizada. Além disso, o processo de litografia possibilita uma precisão bastante elevada. Devido a isso, a vedação pode ser adaptada perfeitamente ao componente a ser munido da vedação. A geometria da vedação é definida lateralmente por meio de uma fotomáscara ou por meio de uma estruturação direta a laser de modo dirigido. A altura da vedação pode ser livremente determinada por meio de moldagem por galvanização. Nesse caso são possíveis alturas de vedação de 0,5 Mm até vários 100 pm. A altura do resist empregada e a altu- ra de galvanização devem ser ajustadas uma à outra. Por meio de altas ve- locidades de precipitação que são acompanhadas de altas densidades de corrente, também é possível produzir rapidamente camadas mais grossas.

Segundo um aspecto da presente invenção, emprega-se um fo- toresist pré-confeccionado com uma fotoestruturação subseqüente. Nesse caso, emprega-se, de preferência, um resist pelicular, no qual a geometria pretendida é produzida durante a pré-confecção, por meio de estampagem ou cortador ou acabamento a laser. Nesse caso, o resist permanece sobre sua película de suporte ou é aplicado de novo sobre ela, depois da confec- ção. No âmbito da presente invenção, os fotoresists sob a forma de película mostraram ser vantajosos, tal como são empregados na produção de placas com circuitos impressos. Um fotoresist desse tipo tem uma largura de 30 cm, de preferência, e um comprimento acima de 100 m. Nesse contexto, pré- confecção significa que a dimensão do resist é adaptada à área a ser traba- lhada. Um resist pré-confeccionado assemelha-se a um rolo com "etiquetas adesivas" redondas. Essas etiquetas adesivas ajustam-se exatamente a to- da a área de vedação 8 na figura 2. Depois da aplicação das "etiquetas ade- sivas", segue-se a fotoestrutu ração do resist.

A estrutura de vedação específica (23, 24, 26, 27, na figura 2) é produzida diretamente sobre a área de vedação do componente, por meio de moldagem por galvanização. O processo, de acordo com a invenção para a produção da vedação, decorre da maneira que se segue. Em primeiro lu- gar, a área de vedação (8, na figura 2) é pré-tratada, especialmente desen- gordurada. Em seguida, um resist pelicular pré-confeccionado, adaptado à geometria do componente, é aplicado sobre a área de vedação. A aplicação do resist pelicular ocorre sob uma pressão predeterminada e com uma tem- peratura definida. Em vez de um resist pelicular, também pode ser aplicado um resist líquido.

Em uma outra etapa do processo, ocorre a fotoestrutu ração do resist. De preferência, a fotoestrutu ração ocorre por meio de uma máscara correspondente com ajuda de um dispositivo de exposição à luz. No entanto, a foto-estruturação também pode ser produzida diretamente com ajuda de um dispositivo laser. Em seguida, as regiões não expostas à luz são revela- das, isto é, o resist é removido parcialmente. Depois disso, as regiões libe- radas na etapa anterior são munidas de um revestimento. Por fim, o resist restante é removido. Como material de vedação emprega-se índium, por exemplo. No caso de uma união roscada de dois conjuntos, o material de vedação flui, sendo que as rugosidades e os mínimos desvios de forma são fechados. Nesse caso, deve ser mantida uma distância definida em relação às perfurações e às arestas externas.

Claims

1. Conexão de alta pressão com duas áreas de vedação contí- guas uma à outra (8), caracterizada pelo fato de que, no mínimo uma das áreas de vedação (8) é munida de um revestimento parcial (23, 24, 26, 27).

2. Conexão de alta pressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o revestimento parcial (23, 24, 26, 27) contém vários materiais diferentes.

3. Conexão de alta pressão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que os materiais diferentes são aplicados uns so- bre os outros e/ou um ao lado do outro.

4. Processo para a produção de uma conexão de alta pressão com duas áreas de vedação (8) contíguas uma à outra, como definida nas reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o revestimento par- cial (23, 24, 26, 27) é produzido por meio de precipitação eletroquímica de metal.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as dimensões laterais do revestimento parcial (23, 24, 26, 27) são produzidas por meio de fotolitografia com uma fotomáscara.

6. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as dimensões laterais do revestimento parcial (23, 24, 26, 27) são definidas por meio de irradiação a laser.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações de 4 a 6, caracterizado pelo fato de que um fotoresist é pré-confeccionado para gerar uma geometria pretendida.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o fotoresist pré-confeccionado é aplicado sobre a área de veda- ção.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o fotoresist aplicado sobre a área de vedação é fotoestruturado para definir as dimensões laterais do revestimento parcial (23, 24, 26, 27).

10. Processo de acordo com uma das reivindicações de 4 a 9, caracterizado pelo fato de que a função de uma vedação formada pelo re vestimento parcial é ajustada por meio do material e da forma do revesti- mento parcial.