DE10125439A1

DE10125439A1 - Hochdruckanschlußvorrichtung

Info

Publication number: DE10125439A1
Application number: DE10125439A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Weis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2002-11-28
Also published as: JP2004519639A; US20040051306A1; US6945566B2; WO2002095216A1

Abstract

Hochdruckanschlußvorrichtung mit einem Gehäuse (1), in dem eine Aufnahmeöffnung (3) vorhanden ist, in die ein im Gehäuse (1) verlaufender Zulaufkanal (9) mündet. Ein Druckrohrstutzen (15), in dem ein Hochdruckkanal (22) ausgebildet ist, der an einem Ende in eine Stirnfläche (19) des Druckrohrstutzens (15) mündet, weist ein Außengewinde (17) auf, das in ein in der Aufnahmeöffnung (3) ausgebildetes Innengewinde (5) eingreift. Dadurch kommt der Druckrohrstutzen (15) beim Einschrauben in die Aufnahmeöffnung (3) mit einer an der Stirnfläche (19) ausgebildeten Dichtfläche (21) an einer Sitzfläche (7) der Aufnahmeöffnung (3) zur Anlage. Beide Gewinde (5; 17) sind als Sägengewinde ausgebildet, wobei die Gewindeflanken (205; 217), die zumindest näherungsweise senkrecht zur Längsachse (26) des Innengewindes (5) ausgebildet sind, im verspannten Zustand kraftschlüssig aneinander anliegen (Fig. 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Hochdruckanschlußvorrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Eine derartige Hochdruckanschlußvorrichtung ist beispielsweise aus der Of fenlegungsschrift DE 197 53 518 A1 bekannt und dient dazu, eine Flüssigkeit, vorzugsweise Kraftstoff, einer Vorrichtung zuzuführen. Eine solche Hochdruckanschlußvorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem eine Aufnahmeöffnung ausgebildet ist. In diese Aufnahmeöffnung mündet ein im Gehäuse verlau fender Zulaufkanal, durch den die Flüssigkeit unter hohem Druck geleitet werden kann. Die Hochdruckanschlußvorrichtung beinhaltet darüber hinaus einen Druckrohrstutzen mit einem darin ausgebildeten Hochdruckkanal, durch den die Flüssig keit ebenfalls unter hohem Druck geleitet werden kann. Der Hochdruckkanal mündet an einer Stirnfläche des Druckrohr stutzens und wird dichtend mit dem im Gehäuse verlaufenden Zulaufkanal verbunden, wenn der Druckrohrstutzen mit einem an diesem ausgebildeten Außengewinde in ein in der Aufnahme öffnung ausgebildetes Innengewinde eingeschraubt wird. Der Druckrohrstutzen weist an seiner Stirnfläche eine Dichtflä che auf, die beim Einschrauben des Druckrohrstutzens gegen eine in der Aufnahmeöffnung ausgebildete Sitzfläche ver spannt wird, so daß der Zulaufkanal im Gehäuse mit dem Hoch druckkanal im Druckrohrstutzen dichtend verbunden wird.

Das Außengewinde am Druckrohrstutzen beziehungsweise das In nengewinde in der Aufnahmeöffnung des Gehäuses ist üblicher weise als ein 60°-Normgewinde ausgebildet. Dies bedeutet, daß beide Flanken der Gewindegänge mit der Längsachse des Gewindes einen Winkel von zumindest annähernd 60° einschlie ßen, so daß auch zwischen den beiden Gewindeflanken ein Win kel von 60° eingeschlossen wird. Kommt es durch äußere oder sonstige Einflüsse zu einer seitlichen Kraft auf den Druck rohrstutzen, so werden die Gewindeflanken von Innen- und Au ßengewinde leicht gegeneinander verschoben. Hierdurch stellt sich der Druckrohrstutzen etwas schräg zu seiner ursprüngli chen Achse, weil die seitlichen, die Spannkraft aufnehmenden Flanken des Außengewindes am Druckrohrstutzen auf den Gewin deflanken des Innengewindes abgleiten und damit auch in axialer Richtung ausweichen. Da die Dichtfläche des Druck rohrstutzens die Mündung des Hochdruckkanals umgibt, vefrin gert sich die Flächenpressung der Dichtfläche an der Sitz fläche an der Seite, an der die seitliche Kraft am Druck rohrstutzen angreift. Hierdurch können Undichtigkeiten ent stehen, da im Hochdruckkanal beziehungsweise im Zulaufkanal ein mehr oder weniger hoher Druck herrscht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Hochdruckanschlußvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demge genüber den Vorteil auf, daß eine gleichmäßige Flächenpres sung an der Dichtfläche des Druckrohrstutzens bei ihrer An lage an der Sitzfläche des Gehäuses auch bei seitlicher Kraft auf den Druckrohrstutzen erhalten bleibt. Hierdurch werden Undichtigkeiten an der Dichtfläche vermieden, ohne daß eine höhere Anpreßkraft als bei einem 60°-Gewinde an der Dichtfläche notwendig wäre. Das Innengewinde beziehungsweise das Außengewinde ist als ein sogenanntes Sägengewinde ausge bildet, bei der die kraftaufnehmenden Gewindeflanken zumin dest näherungsweise senkrecht auf der Längsachse der Gewinde stehen. Kommt es zu einer seitlichen Kraft auf den Druck rohrstutzen, so werden diese Gewindeflanken etwas gegenein ander verschoben, was jedoch zu keiner Verminderung der An preßkraft an der Dichtfläche des Druckrohrstutzens führt, da der Druckrohrstutzen parallel verschoben wird und sich die Anpreßkraft so in keinem Teil der Dichtfläche vermindert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist in der Hochdruckanschlußvorrichtung eine Si cherungsbohrung ausgebildet, die das Innengewinde und das Außengewinde zumindest teilweise durchdringt und in der ein Sicherungselement angeordnet ist, durch welches ein Losdre hen des eingeschraubten Druckrohrstutzens verhindert wird. Das Sicherungselement ist hierbei vorzugsweise ein zylindri scher Stift, der sich besonders einfach und kostengünstig herstellen läßt. Diese Verdrehsicherung wird möglichst nahe an der Dichtfläche des Druckrohrstutzens ausgebildet, da die Sicherung hier am effektivsten ist. Kommt es nun zu einem lösenden Drehmoment auf den Druckrohrstutzen, wirkt eine seitliche Querkraft auf das Sicherungselement, die den Druckrohrstutzen etwas seitlich in der Aufnahmeöffnung des Gehäuses verschiebt. Durch die senkrechten Gewindeflanken des Sägengewindes ist jedoch sichergestellt, daß in der oben beschriebenen Weise die Anpreßkraft auf die Dichtfläche kon stant bleibt und sich keine Undichtigkeiten an der Dichtflä che ergeben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Siche rungsbohrung in tangentialer Richtung bezüglich der Längs achse der Gewinde ausgebildet. Dies stellt eine einfache An ordnung der Sicherungsbohrung dar und vermindert die Wand stärke des im Druckrohrstutzen ausgebildeten Hochdruckkanals nur minimal.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verläuft die Sicherungsbohrung in radialer Richtung bezüglich der Längs achse der Gewinde. Eine solche Sicherungsbohrung ist dann vorteilhaft, wenn die Zugänglichkeit am Gehäuse der Hoch druckanschlußvorrichtung erschwert ist und nur wenig Platz vorhanden ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegen standes der Erfindung sind der Beschreibung der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Hochdruckanschlußvorrichtung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hochdruckanschlußvor richtung,

Fig. 2 eine Vergrößerung von Fig. 1 im mit II bezeichne ten Bereich und

Fig. 3 eine Querschnitt durch Fig. 2 entlang der Linie III-III.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochdruckanschlußvorrichtung dargestellt. Ein Gehäuse 1 weist eine Aufnahmeöffnung 3 auf, in die ein im Gehäuse 1 verlaufender Zulaufkanal 9 mündet. Das Gehäuse 1 ist hierbei vorzugsweise Teil eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen, wie es zur Einspritzung von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen verwendet wird. Die Aufnahmeöffnung 3 ist zylindrisch ausgebildet, wobei die Grundfläche der Aufnahmeöffnung 3 als Sitzfläche 7 ausgebil det ist. Der Zulaufkanal 9 im Gehäuse 1 mündet hierbei mit tig in die Sitzfläche 7, so daß diese eine ringscheibenför mige Form aufweist. An der Außenmantelfläche der Aufnahme öffnung 3 ist ein Innengewinde 5 ausgebildet, das als Sägen gewinde geformt ist und eine Längsachse 26 aufweist. In die Aufnahmeöffnung 3 ist ein Druckrohrstutzen 15 eingeschraubt, der an seinem der Aufnahmeöffnung 3 zugewandten Endbereich zumindest näherungsweise zylindrisch ausgebildet ist und der in diesem Bereich ein Außengewinde 17 aufweist, das in das Innengewinde 5 der Aufnahmeöffnung 3 eingreift. Das Außenge winde 17 ist hierbei ebenfalls als Sägengewinde ausgebildet. Der Druckrohrstutzen 15 weist einen durchgängigen Hochdruck kanal 22 auf, der einen in einem Endbereich des Druckrohr stutzens 15 befindlichen Hochdruckanschluß 24 mit der dem Gehäuse 1 zugewandten Stirnseite 19 des Druckrohrstutzens verbindet. Der Hochdruckanschluß 24 ist dabei beispielsweise mit einer Kraftstoffhochdruckquelle verbunden.

Fig. 2 zeigt eine Vergrößerung in dem dem Gehäuse 1 zuge wandten Endbereich des Druckrohrstutzens 15. An der Stirn seite 19 des Druckrohrstutzens 15 ist ein umlaufender Ring steg 20 ausgebildet, der die Mündung des Hochdruckkanals 22 an der Stirnfläche 19 umgibt. Am Ringsteg 20 ist eine Dicht fläche 21 ausgebildet, die bei eingeschraubtem Druckrohr stutzen 15 an der Sitzfläche 7 der Aufnahmeöffnung 3 zur An lage kommt. Durch die Schraubspannung des Druckrohrstutzens drückt sich die Dichtfläche 21 in die Sitzfläche 7, so daß der Hochdruckkanal 22 mit dem Zulaufkanal 9 dichtend verbun den ist.

Im Gehäuse 1 und im Druckrohrstutzen 15 ist eine Sicherungs bohrung 32 ausgebildet, die sowohl das Innengewinde 5 als auch das Außengewinde 17 durchdringt und die senkrecht zur Längsachse 26 des Innengewindes 5 beziehungsweise des Außen gewindes 17 verläuft. Die auf dieser Weise angeordnete tan gentiale Sicherungsbohrung 32 nimmt einen Sicherungsstift 30 auf, der zylindrisch ausgebildet ist und formschlüssig in die Sicherungsbohrung 32 eingepaßt ist. Durch den Siche rungsstift 30 wird der eingeschraubte Druckrohrstutzen 15 gegen Losdrehen gesichert, da der Sicherungsstift 30 eine Drehbewegung des Druckrohrstutzens 15 bezüglich des Gehäuses 1 blockiert. Um den Druckrohrstutzen 15 mit dem gewünschten Anzugsmoment zu sichern, wird der Druckrohrstutzen 15 in die Aufnahmeöffnung 3 eingeschraubt, bevor die Sicherungsbohrung 32 ausgebildet ist. Ist der Druckrohrstutzen 15 in der Auf nahmeöffnung 3 eingeschraubt und ist das gewünschte Anzugs moment erreicht, was mit einem entsprechenden Anpreßdruck an der Dichtfläche 21 einhergeht, wird die Sicherungsbohrung 32 ausgebildet und ein Sicherungsstift 30 in die Sicherungsboh rung 32 eingebracht. Hierdurch ist eine Losdrehsicherung ge geben, die nahe an der Dichtfläche 21 beziehungsweise der Sitzfläche 7 angeordnet ist, so daß es zwischen der Losdreh sicherung und der Dichtfläche 21 zu keiner nennenswerten Verformung des Druckrohrstutzens 15 kommen kann, was Undich tigkeiten an der Dichtfläche 21 bewirken könnte.

Wie bereits erwähnt ist das Innengewinde 5 als Sägengewinde ausgebildet. Hierzu weist das Innengewinde 5 eine schräge Gewindeflanke 105 und eine gegenüberliegende Gewindeflanke 205 auf, die zumindest näherungsweise senkrecht auf der Längsachse 26 des Innengewindes 5 steht. Die senkrechte Ge windeflanke 205 ist hierbei der Sitzfläche 7 der Aufnahme öffnung 3 zugewandt. Der Übergang der schrägen Gewindeflanke 105 zur senkrechten Gewindeflanke 205 ist abgeschrägt, um Kerbspannungen zu vermindern.

Das vom Druckrohrstutzen 15 ausgebildete Außengewinde 17 ist ebenfalls als Sägengewinde ausgebildet und greift paßgenau in das Innengewinde 5 ein. Das Außengewinde 17 weist hierbei ebenfalls eine schräge Gewindeflanke 117 und eine senkrechte Gewindeflanke 217 auf, wobei die senkrechte Gewindeflanke 217 des Außengewindes 17 von der Sitzfläche 7 wegweist. Beim Einschrauben des Druckrohrstutzens 15 in die Aufnahmeöffnung 3 kommen die senkrechte Gewindeflanke 205 des Innengewindes 5 und die senkrechte Gewindeflanke 217 des Außengewindes 17 kraftschlüssig aneinander zur Anlage.

Die Wirkung eines lösenden Momentes M auf den Druckrohrstut zen 15 ist in Fig. 3 dargestellt, wobei Fig. 3 einen Quer schnitt durch Fig. 2 entlang der Linie III-III darstellt. Durch das Drehmoment M, in Fig. 3 durch einen Pfeil ange deutet, wirkt durch die Anlage des Druckrohrstutzens 15 am Sicherungselement 30 eine Kraft F auf den Druckrohrstutzen 15, welche bezüglich der axialen Erstreckung des Sicherungs elements 30 den in der Fig. 3 eingezeichneten Verlauf hat. Die Querkraft auf den Druckrohrstutzen 15 bewirkt, daß der Druckrohrstutzen 15 im Bereich des Sicherungsstifts 30 vom Sicherungsstift wegbewegt wird, wodurch die senkrechten Ge windeflanken 205 und 217 vom Innengewinde 5 beziehungsweise Außengewinde 17 aneinander vorbeigleiten. Hierdurch erhöht sich das Spaltmaß 51, wie in der Fig. 2 dargestellt ist. An der diametral gegenüberliegenden Seite des Druckrohrstutzens 15 ergeben sich die genau entgegengesetzten Verhältnisse, da hier der Druckrohrstutzen 15 näher an die Wand der Aufnahme öffnung 3 bewegt wird. Die senkrechten Gewindeflanken 205 und 217 gleiten auch hier etwas aneinander vorbei, so daß sich auf dieser Seite des Druckrohrstutzens 15 das Spaltmaß 52 ergibt, das kleiner als 51 ist. Durch diese Parallelver schiebung des Druckrohrstutzens 15 verschiebt sich auch die Dichtfläche 21 auf der Sitzfläche 7, wobei jedoch die An preßkraft auf die Dichtfläche 21 über den gesamten Umfang des Ringstücks 20 konstant bleibt. Hierdurch ergibt sich auch bei einem entsprechend hohen Kraftstoffdruck im Hoch druckkanal 22 beziehungsweise im Zulaufkanal 9 eine sichere Abdichtung an der Dichtfläche 21, auch wenn ein lösendes Mo ment auf den Druckrohrstutzen 15 wirkt.

Eine derartige Hochdruckanschlußvorrichtung kann in vorteil hafter Weise an einem Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet werden, wie es verwendet wird, um Kraftstoff in den Brenn raum von selbstzündenden oder fremdgezündeten Brennkraftma schinen einzuspritzen. In diesem Fall ist das Gehäuse 1 Teil eines Kraftstoffeinspritzventils und der Druckrohrstutzen 15 ist an seinem Hochdruckanschluß 24 mit einer Kraftstoffhoch druckquelle verbunden. Der Kraftstoff durchfließt in diesem Fall den Druckrohrstutzen 15 und fließt weiter durch den Zu laufkanal 9 zu einer Einspritzdüse. Die erfindungsgemäße Hochdruckanschlußvorrichtung kann jedoch auch an jedem ande ren Teil eines Kraftstoffhochdrucksystems ausgebildet sein, bei dem Kraftstoff unter hohem Druck aus einer Leitung in ein Gehäuse eingebracht werden soll. Statt Kraftstoff kann auch jedes andere Fluid durch eine solche Hochdruckanschluß vorrichtung eingeleitet werden.

Claims

1. Hochdruckanschlußvorrichtung mit einem Gehäuse (1), in dem eine Aufnahmeöffnung (3) vorhanden ist, in die ein im Gehäuse (1) verlaufender Zulaufkanal (9) mündet, und mit einem Druckrohrstutzen (15), in dem ein Hochdruckkanal (22) ausgebildet ist, der an einem Ende irr eine Stirnflä che (19) des Druckrohrstutzens (15) mündet, und mit einem am Druckrohrstutzen (15) ausgebildeten Außengewinde (17), das in ein in der Aufnahmeöffnung (3) ausgebildetes und eine Längsachse (26) aufweisendes Innengewinde (5) ein greift, so daß der Druckrohrstutzen (15) beim Einschrau ben in die Aufnahmeöffnung (3) mit einer an der Stirnflä che (19) ausgebildeten Dichtfläche (21) an einer Sitzflä che (7) der Aufnahmeöffnung (3) zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gewinde (5; 17) als Sägengewin de ausgebildet sind, wobei die Gewindeflanken (205; 217), die zumindest näherungsweise senkrecht zur Längsachse (26) des Innengewindes (5) ausgebildet sind, im verspann ten Zustand kraftschlüssig aneinander anliegen.

2. Hochdruckanschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß im Gehäuse (1) eine Sicherungsbohrung (32) ausgebildet ist, die sowohl das Innengewinde (5) als auch das Außengewinde (17) zumindest teilweise durch dringt und in der ein Sicherungselement (30) angeordnet ist, durch das ein Losdrehen des eingeschraubten Druck rohrstutzens (15) verhindert wird.

3. Hochdruckanschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Sicherungselement (30) ein zylin drischer Stift ist.

4. Hochdruckanschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sicherungsbohrung (32) in tangen tialer Richtung bezüglich der Längsachse (26) des Innen gewindes (5) verläuft.

5. Hochdruckanschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sicherungsbohrung (32) in radialer Richtung bezüglich der Längsachse (26) des Innengewindes (5) verläuft.

6. Hochdruckanschlußvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) Teil eines Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftma schinen ist.

7. Hochdruckanschlußvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Hochdruckkanal (22) im Druckrohr stutzen (15) an einem Ende mit einer Kraftstoffhochdruck quelle verbunden ist.