CN104541048A - 用于将导送高压介质的组件连接起来的螺纹连接 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其是用于将用于内燃机的喷射装置的、导送高压介质的组件连接起来的螺纹连接，其中第一组件（6）具有内螺纹（21）并且第二组件（5）具有能够旋入到所述内螺纹（21）中的外螺纹（22），其中所述第二组件（5）在拧紧所述螺纹连接时能够以端面（23）朝所述第一组件（6）的支承面（24）致紧。对于所述螺纹连接来说，所述第一组件（6）在处于所述支承面（24）与所述内螺纹（21）的第一螺距（25）之间的、轴向的区域中具有材料削减部。所述材料一直被削减到一种超过所述内螺纹（21）的外直径的直径。

Description

用于将导送高压介质的组件连接起来的螺纹连接

本发明涉及一种尤其是用于将用于内燃机的喷射装置的、导送高压介质的组件连接起来的螺纹连接，其中第一组件具有内螺纹并且第二组件具有能够旋入到所述内螺纹中的外螺纹，其中所述第二组件在拧紧所述螺纹连接时能够以端面朝所述第一组件的支承面致紧，并且其中所述第一组件在处于所述支承面与所述内螺纹的第一螺距之间的、轴向的区域中具有材料削减部。

出于液压的原因，较大的储存空间对于用于大型柴油机的共轨系统来说是必要的。由此-也出于制造原因-产生较大的、用于对受到高压负荷的构件进行密封的密封直径。在螺纹负荷方面，这些较大的密封直径对于螺栓连接来说是不利的。一方面必须使用较高的预紧力，并且另一方面通过脉动的内压负荷而提高了作用于螺纹的动态的负荷。

通常如此制造用于开头所提到的种类的连接的内螺纹，从而在处于所述支承面与应该在其之后构成的螺纹的端部之间的区域中进行材料削减，其中所述材料削减通常以背面开槽或者退刀槽的形式来进行。所述退刀槽用于提供一自由空间，该自由空间在切割螺纹时代表着出料区（Auslaufzone）。为了避免对于材料的削弱，通常要注意，以尽可能小的径向的深度来构成所述退刀槽。

目前只能通过螺纹牙底半径的提高-用于降低切口应力集中效应-并且通过螺纹直径的扩大-其中提高力传递表面-来实用地并且有效地实现所述螺纹的卸荷。此外，通过得到改进的材料质量、螺距的提高（尤其是对于经过较高程度的调质的螺栓连接来说）、热处理技术、螺纹加工（最终调质-最终轧制）并且通过润滑状态可以实现对于所述螺栓连接的负荷能力的、积极的影响。在几何方面，牵引螺母的、以及具有螺纹啮合角差的螺纹的、以及较大的旋入深度的使用对于疲劳强度来说可能是有益的。

但是所有提到的、能使用的措施尤其在需要较高的预紧力时在其作用方面受到限制。尤其没有在技术上能够实施的措施，所述措施专门旨在降低在经受特别高的负荷的第一螺距中的、也就是那些与所述支承面相邻的螺距中的负荷。

因此，本发明旨在，以简单的方式改进经受高负荷的组件的、尤其是用于内燃机的喷射装置的导送高压介质的组件的、螺纹连接的疲劳强度，其中尤其可以在第一螺距中实现应力降低。

为了解决该任务，本发明对于开头所提到的种类的螺纹连接来说规定，材料一直被削减到一种超过所述内螺纹的外直径的直径。由此实现比在使用传统的背面开槽时程度大的材料削减部，由此在螺纹的开始处实现第一组件的、有针对性的刚度降低，并且由此在经受最高负荷的螺纹区域中实现应力的降低。通过紧接着的螺距，所述刚度快速增加，而有待传递的力也减小。因此，通过逆行的过渡带几何形状的、比如背面开槽的、相应的设计，可以在所述螺纹的长度范围内实现明显更为均匀的应力分布。

可以优选通过以下方式实现在所述螺纹的开始处的所述第一组件的足够的刚度降低：所述材料一直被削减到一种直径，该直径至少以所述内螺纹的双倍的、尤其是至少三倍的螺纹深度为幅度超过所述内螺纹的外直径。

当然不能任意地降低所述第一组件的刚度。此外要考虑到，在所述材料削减部的、尤其是背面开槽的表面上出现明显更高的应力，从而应该在螺纹中的应力与背面开槽中的应力或者相应的过渡带几何形状之间调定折衷方案。

为了在所述第一组件中避免太大的刚度损失，优选规定，所述材料一直被削减到一种直径，该直径至多以所述内螺纹的六倍的螺纹深度为幅度、尤其至多以所述内螺纹的四倍的螺纹深度为幅度超过所述内螺纹的外直径。

背面开槽中的应力可以通过相应的造型、比如不同的半径来得到优化。在这方面优选如此进行构造，使得所述材料削减部具有至少两个、优选至少三个拥有彼此不同的弯曲半径的区域。

一般来说，在所述按本发明的方案中有益的是，所述第一组件具有足够的壁厚，使得所述应力可以更好地分布。优选所述组件在所述内螺纹的区域中具有一种壁厚，该壁厚相应于所述内螺纹的外直径的至少20%、优选至少50%。

为了保证尽可能直接在所述第一组件的内螺纹的第一螺距的区域中降低刚度，有利的是，所述材料削减部直接从所述内螺纹的端部出发。

关于所述材料削减部的形状，可以规定，所述材料削减部设有随着直径的增大而减小的轴向的延伸部。

本发明的一种特别有利的应用情况涉及一种设计方案，在该设计方案中所述第一组件是模块化的共轨喷射器的、所集成的高压储存器，并且所述第二组件是所述模块化的共轨喷射器的保持本体。

接下来借助于在附图中示意性地示出的实施例来对本发明进行解释。在此：

图1是模块化的共轨喷射器的、原理的构造；

图2是保持本体与高压储存器的螺纹连接的详细图示；

图3是在一种作为替代方案的实施方式中的螺纹连接的详细图示；并且

图4是另一种作为替代方案的实施方式。

在图1中示出了一种喷射器1，该喷射器具有喷嘴2、节流板3、阀板4、保持本体5以及高压储存器6，其中与所述保持本体5旋紧在一起的喷嘴夹紧螺母7、所述喷嘴2、所述节流板3和所述阀板4结合在一起。在静止状态中，所述电磁阀13关闭，使得高压燃料从所述高压储存器6通过所述高压管路8、所述横向连接部9和所述入口节流阀10流到所述喷嘴2的控制室11中，但是在所述电磁阀13的阀座上阻止高压燃料通过出口节流阀12从所述控制室11中流出。加载在控制室11中的系统压力与所述喷嘴弹簧14的力一起将所述喷嘴针15挤压到喷嘴针座16中，使得喷孔17关闭。如果操纵所述电磁阀13，那就通过所述电磁阀座来释放燃料流，并且燃料从所述控制室11通过出口节流阀12、电磁阀电枢室和低压孔18流回到未示出的燃料箱中。在所述控制室11中出现了通过入口节流阀10和出口节流阀12的流动截面来定义的平衡压力，该平衡压力如此之小，使得加载在所述喷嘴室19中的系统压力能够打开所述在喷嘴本体中以能够纵向移动的方式得到导引的喷嘴针15，从而释放所述喷孔17并且进行喷射。

一旦关闭所述电磁阀13，那就通过所述入口节流阀12来阻塞燃料的流出路径。通过所述入口节流阀10又在所述控制室11中形成燃料压力，并且产生附加的关闭力，该附加的关闭力能够降低作用于所述喷嘴针15的压力凸肩的液压力，并且超过所述喷嘴弹簧14的力。所述喷嘴针15关闭通往所述喷孔17的路径，其中结束所述喷射过程。

图2示出了图1的细节II的放大图。所述高压储存器6具有一管状的端部区段20，该端部区段设有内螺纹21。所述保持本体5设有外螺纹22，该外螺纹被旋入到所述高压储存器6中，使得所述保持本体5与所述内螺纹21共同作用。在拧紧所述螺栓连接时，将所述保持本体5的锥状的端面23朝所述高压储存器6的锥状的支承面24致紧，由此在高压储存器6与保持本体5之间获得密封效果。在致紧的状态中，所述第一螺距25对于螺纹连接的传统的实施方式来说受到最高程度的负荷。

按照本发明，现在在处于所述内螺纹21的端部与所述支承面24之间的轴向的区域中设置了背面开槽26的形式的材料削减部。用所述背面开槽26进行材料削减，直至一种超过所述内螺纹21的外直径d的直径a。由此尤其将材料削减一直进行到一种直径a，该直径至少以所述内螺纹21的双倍的螺纹深度b为幅度超过所述内螺纹21的外直径d。

在图3中示意性地用一种具有垂直于螺纹轴线伸展的支承面24的螺纹连接示出了本发明。对于类似的部件来说，使用了与在图2中相同的附图标记。用6表示任意的第一组件，并且用5表示任意的第二组件，其中借助于所述包括内螺纹21和外螺纹22的螺纹连接用其端面23将所述第二组件5朝所述第一组件6的支承面24致紧。所述内螺纹21的外直径用d来表示。所述内螺纹21的螺纹深度用b来表示。为了在区域25中给所述内螺纹21的第一螺距卸荷，设置了一种背面开槽26。该背面开槽26直接从垂直于所述螺纹轴线伸展的支承面24出发，并且使所述支承面24沿着径向的方向加宽。所述支承面24经过所述背面开槽26的第一半径r1转为第二半径r2，并且随后紧接着转为第三半径r3。所述背面开槽26从所述第三半径r3转为圆锥形的表面，该表面一直伸展到所述内螺纹21的第一螺距25处。所述第一半径r1比所述第三半径r3小得多。所述第二半径r2在此可以大于或者等于r3或者甚至趋向于无穷大。

所述背面开槽26在按照图3的实施方式中设有随着直径的增大而减小的轴向的延伸部，而在按照图4的、作为替代方案的实施方式中则设置了一种背面开槽26，该背面开槽在其整个径向的延伸部的范围内具有基本上保持相同的轴向的高度伸展部。

所述背面开槽26的、在图3和4中所示出的结构也可以在图2所示出的应用情况中得到实现。

Claims (14)

1.尤其用于将用于内燃机的喷射装置的、导送高压介质的组件连接起来的螺纹连接，其中第一组件具有内螺纹并且第二组件具有能够旋入到所述内螺纹中的外螺纹，其中所述第二组件在拧紧所述螺纹连接时能够以端面朝所述第一组件的支承面致紧，并且其中所述第一组件在处于所述支承面与所述内螺纹的第一螺距之间的、轴向的区域中具有材料削减部，其特征在于，所述材料一直被削减到一种超过所述内螺纹（21）的外直径的直径。

2.按权利要求1所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料一直被削减到一种直径，该直径至少以所述内螺纹（21）双倍的螺纹深度为幅度超过所述内螺纹（21）的外直径。

3.按权利要求1或2所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料一直被削减到一种直径，该直径至少以所述内螺纹（21）的三倍的螺纹深度为幅度超过所述内螺纹（21）的外直径。

4.按权利要求1、2或3所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料削减部引起所述支承面（24）的径向的加宽。

5.按权利要求1到4中任一项所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料削减部直接来自所述内螺纹（21）的端部。

6.按权利要求1到5中任一项所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料削减部具有至少两个、优选至少三个设有彼此不同的弯曲半径的区域。

7.按权利要求1到6中任一项所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料削减部设有随着直径的增大而减小的、轴向的延伸部。

8.按权利要求1到7中任一项所述的螺纹连接，其特征在于，所述材料削减部构造为背面开槽（26）。

9.按权利要求1到8中任一项所述的螺纹连接，其特征在于，所述第一组件（6）是一种模块化的共轨喷射器的、所集成的高压储存器，并且所述第二组件（5）是所述模块化的共轨喷射器的保持本体。

10.用于按权利要求1到9中任一项所述的螺纹连接的第一组件，具有内螺纹，具有外螺纹的第二组件能够旋入到所述内螺纹中并且能够朝所述第一组件的支承面致紧，其中所述第一组件在处于所述支承面与所述内螺纹的第一螺距之间的区域中具有材料削减部，其特征在于，所述材料一直被削减到一种超过所述内螺纹（21）的外直径的直径。

11.按权利要求10所述的第一组件，其特征在于，所述材料一直被削减到一种直径，该直径至少以所述内螺纹（21）的双倍的、优选三倍的螺纹深度为幅度超过所述内螺纹（21）的外直径。

12.按权利要求10或11所述的第一组件，其特征在于，所述材料削减部直接来自所述内螺纹（21）的端部。

13.按权利要求10到12中任一项所述的第一组件，其特征在于，所述材料削减部具有至少两个、优选至少三个设有彼此不同的弯曲半径的区域。

14.按权利要求10到13中任一项所述的第一组件，其特征在于，所述材料削减部构造为背面开槽（26）。