DE10114216A1 - Streckgrenzengesteuerte Schraubverbindung - Google Patents
Streckgrenzengesteuerte SchraubverbindungInfo
- Publication number
- DE10114216A1 DE10114216A1 DE10114216A DE10114216A DE10114216A1 DE 10114216 A1 DE10114216 A1 DE 10114216A1 DE 10114216 A DE10114216 A DE 10114216A DE 10114216 A DE10114216 A DE 10114216A DE 10114216 A1 DE10114216 A1 DE 10114216A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- screw connection
- components
- injector
- nozzle
- clamping nut
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
- B23P19/065—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines
- B23P19/066—Arrangements for torque limiters or torque indicators in screw or nut setting machines by electrical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
- F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
- F16L19/0212—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means
- F16L19/0225—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means without sealing rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubverbindung zwischen Komponenten (2, 5) eines mit hohem Betriebsdruck beaufschlagten Bauteils (1), wie zum Beispiel eines Injektors zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine. An einer der Komponenten (2, 5) der Schraubverbindung (3) ist eine eine plastische Verformung ermöglichende örtliche Reduzierung (19) einer Querschnittsfläche ausgebildet.
Description
Injektoren in Einspritzsystemen zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume von
Verbrennungskraftmaschinen sind höchsten Drücken ausgesetzt. Um den Wirkungsgrad
von Kraftstoffinjektoren nicht zu beeinträchtigen, sind hohe Anforderungen an die Dich
tigkeit zu stellen, die die einzelnen Baukomponenten eines Kraftstoffinjektors aufweisen
müssen. Bei mehrteiligen Kraftstoffinjektoren sind in der Regel ein Injektorkörper und ein
Düsenkörper über eine Düsenspannmutter miteinander verschraubt. Dabei ist zu gewährlei
sten, daß die über die Schraubverbindung gegeneinander verspannten Teile plan aneinan
derliegen, um die Dichtwirkung nicht zu beeinträchtigen.
Bei der Fertigung von Kraftstoffinjektoren, zum Beispiel für den Einsatz in Kraftstoffein
spritzsystemen mit Hochdrucksammelräumen (Common Rail), können bei der Montage
von Injektorkörper und Düsenspannmutter Undichtheiten auftreten. Diese Undichtigkeiten
können verschiedene Ursachen haben, so zum Beispiel eine zu große Oberflächenrauhig
keit der an einer Dichtfläche aneinanderliegenden Bauteile, eine zu geringe Flächenpres
sung zwischen den Bauteilen wegen zu geringer axialer Vorspannkraft oder eine ungleich
mäßige Verteilung der Flächenpressung am Umfang.
Die ungleichmäßige Verteilung der Axialkraft läßt sich größtenteils auf Planlaufabwei
chungen zurückführen. Diese Planlaufabweichungen können zwischen Dichtfläche und
Injektorkörper, Dichtfläche und Düse, Schulter und Düse sowie zwischen Schulter und
Düsenspannmutter auftreten. Durch ungünstige Lage der Bauteile mit Planlaufabweichun
gen im vormontierten Zustand des Kraftstoffinjektors können niedrige Oberflächenpres
sungen auftreten, deren Dichtwirkung bei den im Injektor von Kraftstoffeinspritzanlagen
auftretenden Höchstdrücken erheblich herabgesetzt ist. Die Folge sind sich einstellende
Leckagen und Undichtigkeiten am Kraftstoffinjektor, obwohl dessen Komponenten Injek
torkörper und die Düsenspannmutter mit korrektem Anzugsmoment miteinander ver
schraubt sind. Die Folge sind den Wirkungsgrad des Injektors beeinträchtigende Undich
tigkeiten und ein ölverschmierter Zylinderkopfbereich an der Verbrennungskraftmaschine
aufgrund der Kriecheigenschaften einmal ausgetretenen Kraftstoffs.
Die Vorteile der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung, an einer Düsenspannmutter
eines Kraftstoffinjektors einen Einstich vorzusehen, erlaubt am Ende eines Verschrau
bungsvorgangs innerhalb einer automatisierten Schraubstation eine plastische Verformung
des Werkstoffs der Düsenspannmutter. Durch einen Einstich beispielsweise an der Um
fangsfläche der Düsenspannmutter, ist deren Querschnittsfläche im Bereich dieser Schwä
chung örtlich verkleinert und stellt einen an der Düsenspannmutter ausgebildeten Sollbe
reich dar, an welchem sich die Düsenspannmutter nach Erreichen der Fließgrenze ihres
Werkstoffes plastisch verformen wird. Je nach verwendetem Werkstoff für die Düsen
spannmutter eines Kraftstoffinjektors wird der Querschnitt so gewählt, daß bei der ge
wünschten Montagekraft in einer automatisierten Schraubstation die Fließgrenze Rp 0,2 des
Werkstoffes der Düsenspannmutter sicher erreicht wird.
Der Außendurchmesser der Düsenspannmutter kann näherungsweise Kennlinienzusam
menhängen entnommen werden. Die Wahl einer größeren zu erzeugenden Axialkraft oder
eines weicheren Werkstoffes führt zur Vergrößerung des erforderlichen Querschnitts, d. h.
des Außendurchmessers D der Düsenspannmutter. Bei gleichen Toleranzen führt dies zu
geringeren geometriebedingten Streuungen der Axialkraft, so zum Beispiel aufgrund von
Abweichungen von Nenndurchmessern und Abweichungen in bezug auf die Koaxialität
von Innendurchmesser zu Außendurchmesser.
Bei am Umfang ungleichmäßig verteilter Axialkraft wird in dem Bereich, in dem die
Axialkraft größer ist, durch das Fließen des Werkstoffes bei plastischer Verformung nach
Erreichen der Fließgrenze ein größerer Verformungsweg erzeugt, wodurch wiederum eine
gleichmäßigere Verteilung der Flächenpressung erzielbar ist. Dies zieht eine Verbesserung
der Abdichtwirkung der am Injektor über die vorgeschlagene Schraubverbindung mitein
andergefügten Komponenten nach sich.
Eine besonders präzise Anzugsmethode zur Erzeugung von definierten Anzugsmomenten
in automatisierten Schraubstationen ist die streckgrenzengesteuerte Verschraubung. Hier
dient der Fließbeginn z. B. des Werkstoffes der Düsenspannmutter (oder einer Schraube) als
Steuergröße für die Montagevorspannkraft. Die Steuerung der automatisierten Schraubsta
tion erfolgt im Zusammenhang von Δ Montagemoment/Δ Drehwinkel, der im Hook'schen
Bereich weitestgehend linear verläuft. Erst bei Erreichen der Fließgrenze ändert die Kurve
ihren Verlauf.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 sich einstellende Undichtigkeiten zwischen den Baukomponenten eines Kraft
stoffinjektors aufgrund von Planlaufabweichungen der Komponenten sowie die
ungleichmäßig verteilte Axialkraft,
Fig. 2 eine an einem Injektorkörper verschraubte Düsenspannmutter mit in reduzierter
Wandstärke ausgebildeten Schwächungsbereich sowie die zugehörige als ver
größerte Darstellung wiedergegebene Detaildarstellung X,
Fig. 3 die an der Düsenspannmutter angreifenden einzelnen Momente und
Fig. 4 der für eine Schraubstation maßgebende Zusammenhang von Δ Montagekraft/
zu A Drehwinkel.
Fig. 1 zeigt sich einstellende Undichtigkeiten zwischen den einzelnen Baukomponenten
eines Kraftstoffinjektors aufgrund von Planlaufabweichungen der Komponenten und die
sich ergebende ungleichmäßige Axialkraftverteilung.
Ein aus mehreren miteinander zu fügenden Komponenten bestehender Kraftstoffinjektor 1
umfaßt im wesentlichen einen Injektorkörper 2, der mittels einer Düsenspannmutter 5 ei
nen Düsenkörper 4 aufnimmt. Der Injektorkörper 2 sowie der Düsenkörper 4 und die Düsenspannmutter
5 sind als rotationssymmetrische Bauteile symmetrisch zur Symmetrieach
se 6 ausgebildet. Im Injektorkörper 2 ist eine zentrale Bohrung 8 ausgebildet sowie eine
leicht geneigt zu dieser im wesentlichen parallel zur Symmetrieachse 6 verlaufende Hoch
druckzulaufbohrung 7, mit welcher eine im Düsenkörper 4 verschiebbar aufgenommene -
hier nicht dargestellte - Düsennadel und ein diese umgebender Düsenraum beaufschlagt
sind.
Der Darstellung gemäß Fig. 1 ist entnehmbar, daß der Düsenkörper 2 und die den Düsen
körper 4 aufnehmende Düsenspannmutter 5 im Abdichtbereich zwischen den einander zu
weisenden Stirnflächen nicht plan aneinanderliegen, sondern sich eine Schrägstellung 11
eingestellt hat, die mit dem eingezeichneten Winkel überzeichnet identifiziert ist.
Aufgrund von Planlaufabweichungen von Injektorkörper 2 bzw. dem im größeren Durch
messer ausgeführten Kopf des Düsenkörpers 4 können sich die in Fig. 1 dargestellten
Schrägstellungen nicht nur an der Trennfuge 10 zwischen Injektorkörper 2 und Düsenkör
per 4 einstellen, sondern auch im Bereich der Sitzfläche 13, d. h. einem ringförmigen am
Düsenkörper 4 an der Innenseite ausgebildeten Abschnitt. Gemäß der Darstellung in Fig.
1 hat sich der Düsenkörper 4 aufgrund von Planlaufabweichungen in bezug auf die ring
förmig sich an der Innenseite der Düsenspannmutter 5 erstreckende Sitzfläche 13 schrägge
stellt, was durch die mit Bezugszeichen 11 bezeichnete Auslenkung des Düsenkörpersitzes
12 in bezug auf die Sitzfläche 13 der Düsenspannmutter 5 gekennzeichnet ist.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß der Düsenkörper 4 in seinem dem Brennraum
einer hier nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine hineinragenden Ende mit einem
Düsenkegel 15 in Kuppenform versehen ist, über welchen die Einspritzung von unter ho
hem Druck stehenden Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
Unterhalb der Darstellung des mit Undichtigkeitsstellen behafteten Injektors 1 ist die sich
in einem solcherart montierten Injektor, im wesentlichen aus Injektorkörper 2, Düsenkör
per 4 und Düsenspannmutter 5 bestehend, einstellende Axialkraftverteilung 16 dargestellt.
Aus der Darstellung der Axialkraftverteilung 16 geht hervor, daß die höchsten Axialkräfte
in dem Bereich auftreten, in welchem zwischen dem Injektorkörper 2 und dem Kopf des
Düsenkörpers 4 entlang der Trennfuge 10 Materialkontakt besteht bzw. zwischen dem Dü
senkörpersitz 12 und der an der Innenseite der Düsenspannmutter 5 ausgebildeten ringför
migen Fläche 13. An den gegenüberliegenden Seiten, d. h. in den Bereichen, in denen die
hier überzeichnet dargestellten größten Schrägstellungen 11 auftreten, ist die Axialkraft 16
naturgemäß am geringsten. Aufgrund der in Fig. 1 wiedergegebenen Axialkraftverteilung
16 an den dargestellten Baukomponenten 2, 4 und 5 tritt eine ungleichmäßige Verteilung
der Flächenpressung am Umfang ein, die zu Undichtigkeiten zwischen dem Injektorkörper
2 und dem Düsenkörper 4 bzw. zwischen der Düsenkörpersitzfläche 12 und der Ringfläche
13 an der Düsenspannmutter 5 führt.
Fig. 2 zeigt eine an einem Injektorkörper verschraubte Düsenspannmutter mit in redu
zierter Wandstärke ausgebildetem Schwächungsbereich sowie die zugehörige als vergrö
ßerte Darstellung wiedergegebene Detaildarstellung X.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 geht hervor, daß an der Schraubverbindung 3 der In
jektorkörper 2 und die den Düsenkörper 4 aufnehmende Düsenspannmutter 5 miteinander
verschraubt sind. Dazu ist der Injektorkörper 2 mit einem Außengewinde 17 (vgl. Fig. 1)
versehen, während an der Innenseite der Düsenspannmutter 5 ein Innengewinde 18 (vgl.
Darstellung in Fig. 1) vorgesehen ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 liegen der Injek
torkörper 2 sowie die diesem zuweisende Stirnseite des Düsenkörpers 4 im Bereich der
Trennfuge 10 aneinander an.
Der verstärkte Kopfbereich des Düsenkörpers 4 ist derart von der Düsenspannmutter 5 um
schlossen, daß zwischen der Umfangsfläche des Kopfbereiches des Düsenkörpers 4 und der
Innenseite der Düsenspannmutter 5 ein Ringspalt 28 gebildet ist.
Die Außenumfangsfläche der Düsenspannmutter 5 ist im Bereich 19 in reduzierter Quer
schnittsfläche 21 ausgebildet. In diesem Bereich liegt eine reduzierte Wandstärke 20 vor,
welche unterhalb der Wandstärke liegt, in der die Düsenspannmutter 5 außerhalb des Be
reiches mit verringerter Querschnittsfläche 21 gefertigt ist.
Der Düsenkörper 4 liegt mit seiner Düsenkörpersitzfläche 12 auf der an der Innenseite der
Düsenspannmutter 5 ausgebildeten Sitzfläche 13 auf und durchsetzt eine Bohrung 14 an
der Unterseite der Düsenspannmutter 5.
Die in vergrößerter Darstellung wiedergegebene reduzierte Querschnittsfläche 21 der Dü
senspannmutter 5 ist dem Detail X zu entnehmen. Je nach erforderlicher Montagekraft zur
Erzeugung einer mit hoher Abdichtwirkung einhergehenden Schraubverbindung 3 zwi
schen den druckbeaufschlagten Komponenten 2, 4 und 5 des Kraftstoffinjektors gemäß der
Darstellung in Fig. 2, wird die Querschnittsfläche 21 im Schwächungsbereich 19 so ge
wählt, daß bei der gewünschten Montagekraft die Fließgrenze Rp 0,2 des Werkstoffes der
Düsenspannmutter 5 sicher erreicht wird. Die Fließgrenze Rp 0,2 wird gemäß der nachfol
genden Beziehung bestimmt
mit
FM = Montagekraft
A = Querschnitt 21
MG = Gewindemoment
Wt = Torsionswiderstandsmoment im Querschnitt 21
FM = Montagekraft
A = Querschnitt 21
MG = Gewindemoment
Wt = Torsionswiderstandsmoment im Querschnitt 21
Die Materialschwächung im Bereich 19 der Düsenspannmutter 5 wird durch eine Redukti
on des Außendurchmessers D der Düsenspannmutter 5 erreicht, so daß sich in bezug auf
den Innendurchmesser d der Düsenspannmutter 5 eine reduzierte Wandstärke 20 im Be
reich 19 einstellt. Dadurch ist die reduzierte Querschnittsfläche 21 im Bereich 19 der Dü
senspannmutter 5 durch die Beziehung π(D2 - d2)/4 gegeben. Der Außendurchmesser D läßt
sich näherungsweise zum Beispiel graphisch bestimmen, wozu geeignete Kennliniendia
gramme herangezogen sind. Die Wahl einer größeren Axialkraft 16 oder eines weicheren
Werkstoffes, aus dem die Düsenspannmutter 5 gefertigt werden soll, führt zu einer Vergrö
ßerung des erforderlichen Querschnittes im Bereich 19, d. h. einer Zunahme des Außen
durchmessers D. Der Darstellung gemäß Fig. 3 sind die an der Düsenspannmutter 5 an
greifenden einzelnen Momente zu entnehmen.
Im Bereich des Innengewindes 18 an der Düsenspannmutter 5 wirkt das Gewindemoment,
welches durch die nachfolgende Beziehung gegeben ist:
MG = FM.(0,16.P + 0,58.d2.µG) mit
P = Steigung des Gewindes
d2 = Flankendurchmesser des Schraubengewindes und
µG = Reibungszahl im Gewinde.
d2 = Flankendurchmesser des Schraubengewindes und
µG = Reibungszahl im Gewinde.
Im Bereich der Sitzfläche 13, welche an der Innenseite der Düsenspannmutter 5 ausgebil
det ist, wirkt das Reibmoment MRA, welches durch die Anlage des Düsenkörpersitzes 12
auf der Sitzfläche 13 der Düsenspannmutter 5 das Montagemoment MM reduziert. Im Be
reich der Öffnung 14 der Düsenspannmutter 5 wirkt lediglich das Montagedrehmoment,
welches zur Erzeugung der axialen Vorspannkraft 16 erforderlich ist. Das Gewindemoment
MG sowie Reibmoment MRA sind einander gleichgerichtet, während das Montagedrehmo
ment den Momenten MRA bzw. MG entgegengesetzt ist.
Der Darstellung gemäß Fig. 4 geht der für eine automatisierbare Schraubstation maßge
bende Zusammenhang von Δ Montagemoment/Δ Drehwinkel hervor.
In Großserienanwendungen werden Schraubverbindungen 3, so zum Beispiel zwischen
einem Injektorkörper 2 und einer Düsenspannmutter 5 eines Injektors 1, in automatisierten
Schraubstationen hergestellt. Abhängig vom Werkstoff, aus welchem die mit einer redu
zierten Querschnittsfläche 21 in einem Bereich 19 gefertigte Komponente, so zum Beispiel
die Düsenspannmutter 5 gefertigt ist, wird ein durch Versuche ermitteltes Momentensi
cherheitsfenster 29 einer Steuerung einer automatisierten Schraubstation in umsetzbarer
Form zur Verfügung gestellt.
Danach wird der Injektorkörper 2 mit einem Spannfutter an der automatisierten Schraub
station eingespannt und anschließend die Düsenspannmutter 5 mit eingelegtem Düsenkör
per 4 mit dem Außengewinde 17 des Injektorkörpers 2 verschraubt. Zunächst erfolgt eine
kontinuierliche Steigerung des Montagemomentes MM entsprechend der gewünschten
Montagekraft, d. h. der Axialkraft 16. Während der unterhalb des Fließbeginns 24 des ein
gesetzten Werkstoffes, aus welchem die Düsenspannmutter 5 gefertigt ist, nimmt die
Spannung im Werkstoff der Düsenspannmutter 5 entsprechend der Hook'schen Gerade 26
gemäß Fig. 4 kontinuierlich zu. Während der Verschraubung der Düsenspannmutter 5 mit
Innengewinde 18 mit dem Außengewinde 17 des Injektorkörpers 2 wird das Erreichen der
Fließgrenze Rp 0,2 durch die Beziehung
erkannt.
Bei Erreichen der Fließgrenze Rp 0,2 des Werkstoffs der Düsenspannmutter 5 setzt der
Fließbeginn 24, der die Untergrenze eines Sicherheitsfensters 29 markiert, ein. Das Sicher
heitsfenster 29 gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird durch den Abschaltpunkt 25 der au
tomatisierten Schraubstation markiert. Durch das Überschreiten der Fließgrenze Rp 0,2 ist
sichergestellt, daß der Werkstoff des mit einem geschwächten Bereich 19 versehenen Dü
senspannmutter 5 auch tatsächlich plastisch verformt wird. Innerhalb des Sicherheitsberei
ches 29 hat der Werkstoff der Düsenspannmutter 5 den Hook'schen Bereich, wiedergege
ben durch die linear verlaufende Gerade 26, verlassen und ist in den Bereich plastischer
Verformung 27 übergegangen. Der dem Abschaltpunkt 25 der automatisierten Schraubsta
tion entsprechende Abschaltwinkel ist mit Positionszeichen 23 gekennzeichnet, auf der den
Drehwinkel wiedergebenden Achse des Diagramms gemäß Fig. 4 dargestellt.
Die zu einer optimalen Dichtwirkung an hohen Betriebsdrücken ausgesetzten Kraftstoffm
jektoren notwendige Axialkraft 16 wird vor entsprechender Programmierung einer auto
matisierten Schraubstation dadurch gewonnen, daß durch Schraubversuche gemäß der
Winkelanzugsmethode die Axialkraft 16 ermittelt wird. Für die Berechnung der Quer
schnittsfläche 21 an der Düsenspannmutter 5 wird sie angenommen und aus dieser der Au
ßendurchmesser D der Querschnittsfläche 21 bestimmt, bei dem der Fließbeginn 24 des
entsprechenden Werkstoffes einsetzt, wenn die gewählte Montagekraft erreicht ist (vgl.
Darstellung in Fig. 4). Die genaueste Anzugsmethode, die an der automatisierten
Schraubstation zu implementieren ist, ist die der streckgrenzengesteuerte Verschraubung,
bei der Fließbeginn 24 des Werkstoffes der Düsenspannmutter 5 (oder einer anderen Kom
ponente wie zum Beispiel einer Schraube) als Steuergröße für die Montagevorspannkraft
einsetzt.
1
Injektor
2
Injektorkörper
3
Verschraubung
4
Düsenkörper
5
Düsenspannmutter
6
Symmetrieachse
7
Hochdruckbohrung
8
Bohrung
9
Abdichtbereich
10
Trennfuge
11
Schrägstellung
12
Düsenkörpersitz
13
Sitzfläche
14
Bohrung
15
Düsenkegel
16
Axialkraftverteilung
17
Außengewinde
18
Innengewinde
19
geschwächter Bereich
20
reduzierte Wandstärke
21
Querschnittsfläche
Schwächungsbereich π(D2
- d2
)/4
22
Drehwinkel
23
Abschaltwinkel
24
Fließbeginn
25
Abschaltpunkt
26
Hook'sche Gerade
27
plastischer Verformungsbereich
28
Ringspalt
29
Sicherheitsbereich
d Innendurchmesser Düsenspannmutter
D Außendurchmesser Schwächungsbereich
d Innendurchmesser Düsenspannmutter
D Außendurchmesser Schwächungsbereich
19
MM
Montagemoment
MRA
MRA
Reibmoment
MG
MG
Gewindemoment
Claims (11)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Schraubverbindung (3) mit hoher Dichtwirkung zwi
schen Komponenten (2, 5) eines unter hohem Betriebsdruck stehenden Bauteiles (1),
wie zum Beispiel eines Injektors zum Einspritzen von Kraftstoff, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine der Komponenten (2, 5) der Schraubverbindung (3) mit einer Quer
schnittsfläche (21) versehen wird, die bei vorgebbarer Montagekraft der Komponenten
(2, 5) das Erreichen der Fließgrenze Rp 0,2 des Werkstoffes einer der Komponenten (2,
5) gewährleistet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung
(3) in einer streckgrenzengesteuerten Schraubstation erzeugt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließbeginn (24) eine
der Komponenten (2, 5) der Schraubverbindung (3) als Steuergröße (4) die Montage
vorspannkraft dient.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der
Schraubstation den Quotienten aus Montagemoment MM und Drehwinkel (22) berech
net.
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Fließbe
ginns (24) des Werkstoffes einer der Komponenten (2, 5) das Montagemoment MM in
nerhalb eines Sicherheitsbereiches (29) bis zum Abschaltpunkt (25) erhöht wird.
6. Schraubverbindung zwischen Komponenten (2, 5) eines mit hohem Betriebsdruck be
aufschlagten Bauteils (1), wie zum Beispiel eines Injektors zum Einspritzen von Kraft
stoff, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Komponenten (2, 5) der Schraubver
bindung (3) eine eine plastische Verformung ermöglichende, örtliche Reduzierung
(19) einer Querschnittsfläche (21) ausgebildet ist.
7. Schraubverbindung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die örtliche Re
duzierung (19) der Querschnittsfläche (21) als Reduktion des Außendurchmessers D
der Komponente (2, 5) ausgeführt ist.
8. Schraubverbindung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der örtlichen
Reduktion (19) der Querschnittsfläche (21) die Komponente (2, 5) der Schraubverbin
dung (3) eine reduzierte Wandstärke (20) aufweist.
9. Schraubverbindung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der
Komponenten (2, 5) der Schraubverbindung (3) eine Sitzfläche (13) für ein axial vor
zuspannendes Bauteil (4) eingelassen ist.
10. Schraubverbindung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche
(13) in einer der Komponenten (2, 5) in Ringform ausgestaltet ist.
11. Schraubverbindung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponen
ten (2, 5) einen Injektorkörper und eine Düsenspannmutter eines Injektors zum Ein
spritzen von Kraftstoff in die Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine sind.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10114216A DE10114216B4 (de) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Streckgrenzengesteuerte Schraubverbindung |
PCT/DE2002/001041 WO2002077444A1 (de) | 2001-03-23 | 2002-03-22 | Streckgrenzengesteuerte schraubverbindung |
JP2002575466A JP2004518889A (ja) | 2001-03-23 | 2002-03-22 | 弾性限界制御されたねじ結合部 |
EP02732335A EP1387948A1 (de) | 2001-03-23 | 2002-03-22 | Streckgrenzengesteuerte schraubverbindung |
US10/276,860 US20030173426A1 (en) | 2001-03-23 | 2002-03-22 | Yield point-controlled threaded joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10114216A DE10114216B4 (de) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Streckgrenzengesteuerte Schraubverbindung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10114216A1 true DE10114216A1 (de) | 2002-10-02 |
DE10114216B4 DE10114216B4 (de) | 2006-11-30 |
Family
ID=7678673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10114216A Expired - Fee Related DE10114216B4 (de) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Streckgrenzengesteuerte Schraubverbindung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030173426A1 (de) |
EP (1) | EP1387948A1 (de) |
JP (1) | JP2004518889A (de) |
DE (1) | DE10114216B4 (de) |
WO (1) | WO2002077444A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005015735A1 (de) * | 2005-04-06 | 2006-10-12 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
DE102006027614B4 (de) * | 2006-06-13 | 2009-02-05 | L'orange Gmbh | Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen |
DE102007036571B3 (de) * | 2007-08-03 | 2009-04-02 | Continental Automotive Gmbh | Injektor und Vorrichtung mit einem Gefäß und einem das Gefäß umschließenden Gehäuse |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2916869C2 (de) * | 1979-04-26 | 1987-08-13 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
DE3729313A1 (de) * | 1987-09-02 | 1989-03-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur steuerung eines schraubers |
DE19755253A1 (de) * | 1997-12-12 | 1999-06-17 | Deutz Ag | Verfahren zum kontrollierten Anziehen einer Schraubverbindung |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB661137A (en) * | 1949-08-30 | 1951-11-14 | Boyd Lamont Patents Ltd | Improved pipe union |
US5160178A (en) * | 1991-12-17 | 1992-11-03 | Kabushiki Kaisha Com | Direct sealing coupling |
GB9725805D0 (en) * | 1997-12-06 | 1998-02-04 | Lucas Ind Plc | Fuel injector nozzle |
DE19729843A1 (de) * | 1997-07-11 | 1999-01-14 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil |
DE19753518A1 (de) * | 1997-12-03 | 1999-06-10 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffzuleitungseinrichtung |
SE518436C2 (sv) * | 1998-05-14 | 2002-10-08 | Atlas Copco Tools Ab | Metod för bestämning av axialkraften i ett gängat fästelement vid åtdragning över sträckgränsen |
-
2001
- 2001-03-23 DE DE10114216A patent/DE10114216B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-22 EP EP02732335A patent/EP1387948A1/de not_active Withdrawn
- 2002-03-22 WO PCT/DE2002/001041 patent/WO2002077444A1/de not_active Application Discontinuation
- 2002-03-22 JP JP2002575466A patent/JP2004518889A/ja active Pending
- 2002-03-22 US US10/276,860 patent/US20030173426A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2916869C2 (de) * | 1979-04-26 | 1987-08-13 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
DE3729313A1 (de) * | 1987-09-02 | 1989-03-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur steuerung eines schraubers |
DE19755253A1 (de) * | 1997-12-12 | 1999-06-17 | Deutz Ag | Verfahren zum kontrollierten Anziehen einer Schraubverbindung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10114216B4 (de) | 2006-11-30 |
US20030173426A1 (en) | 2003-09-18 |
JP2004518889A (ja) | 2004-06-24 |
WO2002077444A1 (de) | 2002-10-03 |
EP1387948A1 (de) | 2004-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2729711B1 (de) | Gewindeformende schraube und schraubverbindung sowie rohling zur herstellung der schraube | |
EP3071828B1 (de) | Anordnung, insbesondere für ein kraftstofffördersystem, und verfahren zu deren herstellung | |
DE102005047275B4 (de) | Druckrohr mit umgeformtem Anschlusskopf | |
EP2256335B1 (de) | Verfahren zur Einstellung des Ventilhubes | |
WO2010086330A1 (de) | Geometrie zur festigkeitssteigerung bei bohrungsverschneidungen im hochdruckbereich | |
EP2529103B1 (de) | Verfahren zur hochdruckdichten verbindung wenigstens eines plattenförmigen körpers mit einem weiteren körper eines kraftstoffinjektors sowie kraftstoffinjektor | |
DE10114216A1 (de) | Streckgrenzengesteuerte Schraubverbindung | |
EP1292419A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer mutter, gewindebohrer zur durchführung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellte mutter | |
EP1350041B1 (de) | Kolbenbefestigung | |
DE19739810C1 (de) | Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine | |
DE10224241A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen | |
WO2014026846A1 (de) | Gewindeverbindung zum verbinden von hochdruckmedium führenden komponenten | |
DE102005010738B4 (de) | Durchflussbegrenzungsanordnung | |
EP0513020B1 (de) | Kraftstoffeinspritzdüse mit leckölanschluss | |
EP2572081B1 (de) | Abdichtschraube mit verkürztem konusabschnitt | |
WO2015172950A1 (de) | Kraftstoffzuleitungseinrichtung an einem kraftstoffinjektor und kraftstoffinjektor | |
DE10307873A1 (de) | Sackloch- und Sitzloch-Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine mit einem Übergangskegel zwischen Sackloch und Düsennadelsitz | |
DE102005031040A1 (de) | Gewindeeinsatz | |
EP1340907A2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils | |
DE102020109815B4 (de) | Verfahren und Gewindeerzeugungs-Werkzeug zur Erzeugung einer Werkstück-Gewindebohrung | |
DE10234909A1 (de) | Kraftstoffinjektor mit hochdruckfestem Anschlußbereich | |
WO2002101229A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen | |
EP3613978B1 (de) | Anordnung eines brennstoffeinspritzventils an einem kraftstoffverteiler einer brennkraftmaschine | |
DE202020003643U1 (de) | Distanzelement für einen Kraftstoffverteiler sowie Kraftstoffverteiler | |
DE202020003646U1 (de) | Distanzelement für einen Kraftstoffverteiler sowie Kraftstoffverteiler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20141001 |