DE10135534B4

DE10135534B4 - Vorrichtung zur Verbindung hydraulischer Baugruppen

Info

Publication number: DE10135534B4
Application number: DE2001135534
Authority: DE
Inventors: Eduard Lippert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2021-07-21
Also published as: DE10135534A1

Abstract

Vorrichtung zur Verbindung hydraulischer Baugruppen, bestehend aus einer starren, insbesondere aus Stahl gefertigten Hochdruckleitung, die mit ihren beiden Endabschnitten jeweils an zugeordneten Anschlußstellen der zu verbindenden Baugruppen montierbar ist und wobei dem ersten Endabschnitt der Hochdruckleitung Verbindungselemente zugeordnet sind und und wobei der zweite Endabschnitt mittels eines Flansches (7) mit der zugeordneten hydraulischen Baugruppe (B) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endabschnitt (4) der Hochdruckleitung (1) in einer anschlagslosen Innenbohrung eines Stutzens (8) des Flansches (7) abgestützt wird, wobei auf diesen Endabschnitt (4) eine Überwurfmutter (5) und ein Schneidring (6) aufschiebbar sind, die mit dem Stutzen (8) in Wirkverbindung bringbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung hydraulischer Baugruppen, bestehend aus einer starren, insbesondere aus Stahl gefertigten Hochdruckleitung, die mit ihren beiden Endabschnitten jeweils an zugeordneten Anschlußstellen der zu verbindenden Baugruppen montierbar ist und wobei dem ersten Endabschnitt der Hochdruckleitung an sich bekannte Verbindungselemente zugeordnet sind.
Für zahlreiche technische Lösungen in der Hydraulik werden Druckleitungen als Verbindungselement zwischen den einzelnen Baugruppen benötigt. Eine typische Anwendung sind Kraftstoffversorgungssysteme von Brennkraftmaschinen, die beispielsweise aus DE 195 32 599 A1 bekannt sind. Hierbei wird der Kraftstoff aus einem Tank zunächst einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe zugeführt. Von der Hochdruckpumpe wird der Kraftstoff nachfolgend über eine Hochdruckleitung in eine Kraftstoff-Verteilerleiste gepumpt. Als Hochdruckleitung werden vorzugsweise aus Stahl gefertigte starre Leitungen verwendet, die mit ihren beiden Endabschnitten an den jeweiligen Anschlußstellen montiert werden, z. B. mittels Kugel- und/oder Kegel-Elementen und zugeordneter Überwurfmutter. Die Kraftstoff-Verteilerleiste ist mit den einzelnen Einspritzventilen verbunden, die individuell ansteuerbar sind und den Einspritzvorgang bewirken.
Im Dokument US 5,765,534 ist eine Leitungsverbindung zweier hydraulischer Baugruppen, insbesondere einer Kraftstoff-Verteilerleiste mit einem Kraftstoffinjektor, für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Ein Leitungsende ist in ein Dichtelement bis zu einem axialen Anschlag eingeführt, so dass die Lage des Leitungsendes sowohl in axialer als auch in radialer Richtung fixiert ist. Das Dichtelement weist an seiner Außenseite einen ringförmigen Absatz auf, welcher zwischen einem Ringflansch und der Außenfläche der hydraulischen Baugruppe, zum Beispiel dem Kraftstoffinjektor, mittels Schraubverbindungselementen eingeklemmt ist.
In diesem Zusammenhang sei auch das Dokument CH 375 183 erwähnt, in welchem ein Klemmring-Verbindungsanschluss für ein glattes Rohr dargestellt wird. Ein Anschlussstutzen ist mit einem Innenkonus versehen, um mit einem Außenkonus eines Dichtkegels eine Kegeldichtung zu bilden, wenn der Verbindungsanschluss mittels einer Überwurfmutter angezogen wird. Gleichzeitig wird eine örtliche Einschnürung des glatten Rohres beim Anziehen mittels der Überwurfmutter erzeugt, indem ein weiterer Außenkonus des Dichtkegels an seiner dem Rohrende abgewandten Seite in einen Innenkonus der Überwurfmutter mit anderem Neigungswinkel eingeführt wird.
Derartige Konstruktionen haben sich grundsätzlich bewährt. Allerdings erfordert die exakte Lagefixierung der Hochdruckleitung an den zu verbindenden Baugruppen sehr geringe Toleranzen, die in der Serienfertigung oftmals nicht oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand realisierbar sind. Demzufolge können zwischen den beiden Anschlußpunkten maßliche Abweichungen auftreten, so dass eine Montage starrer Druckleitungen erheblich erschwert bzw. unmöglich ist. Beispielsweise haben Untersuchungen an Brennkraftmaschinen ergeben, dass bei der Verbindung von Kraftstoff-Hochdruckpumpe und Kraftstoff-Verteilerleiste die Abweichungen der zu verbindenden Stellen infolge von Toleranzen der Bauteile bis zu 1,5 mm vom Nennabstand betragen. In derartigen Fällen kann eine starre Hochdruckleitung aus Stahlrohr nicht mehr montiert werden. Falls sie unter Aufwendung erheblicher Kräfte dennoch montiert wird, können die Anschlüsse undicht werden, so dass letztlich die Funktionsfähigkeit des gesamten Kraftstoff-Einspritzsystems beeinträchtigt wird. Derartige Probleme werden im Fertigungsprozess bisher überwiegend gelöst, indem für die Verbindung der hydraulischen Baugruppen eine flexible Leitung (z. B. Flexrohr oder Flexschlauch) eingesetzt wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser alternativen Verbindung ist jedoch, dass flexible Leitungen erheblich teurer sind als Stahlleitungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verbindung von hydraulischen Baugruppen unter Verwendung starrer Hochdruckleitungen zu schaffen, die einen Ausgleich fertigungsbedingter Toleranzen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem der zweite Endabschnitt der Hochdruckleitung in einem Stutzen eines Flansches abgestützt wird, wobei auf diesen Endabschnitt eine Überwurfmutter und ein Schneidring aufschiebbar sind, die mit dem Stutzen in Wirkverbindung bringbar sind und wobei der Flansch mit der zugeordneten hydraulischen Baugruppe verbunden wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine kostengünstige Möglichkeit zum Toleranzausgleich bei starren Stahlleitungen geschaffen. Somit können insbesondere hydraulische Baugruppen, für deren Serienfertigung enge Toleranzen nicht oder nur mit sehr großem Aufwand realisierbar sind, nunmehr mit starren Druckleitungen verbunden werden. Dies ergibt wesentliche Kosteneinsparungen gegenüber der bisher notwendigen Verwendung flexibler Leitungen. Die Vorrichtung ist grundsätzlich für verschiedenartige Anwendungen im Bereich der Hydraulik geeignet. Eine bevorzugte Anwendung sind Hochdruckleitungen in Kraftstoffversorgungssystemen von Brennkraftmaschinen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
1 den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung in räumlicher Ansicht, teilweise als Schnittdarstellung
2 den Aufbau der Vorrichtung im Bereich des zweiten Endabschnittes der Hochdruckleitung in Seitenansicht
Die Vorrichtung zur Verbindung hydraulischer Baugruppen weist eine starre Hochdruckleitung 1 auf, die insbesondere aus Stahl gefertigt ist. Diese Hochdruckleitung 1 wird mit ihren beiden Endabschnitten an den zugeordneten Anschlußstellen der zu verbindenden Baugruppen montiert, die in der Zeichnung als Baugruppe ”A” und Baugruppe ”B” stilisiert sind. Der erste Endabschnitt der Hochdruckleitung 1 wird mit der Baugruppe ”A” verbunden. Dies erfolgt mit an sich bekannten Verbindungselementen, z. B. mit einer Kugel-Kegel-Verbindung 2 und mit einer Überwurfmutter 3. Auf den zweiten Endabschnitt 4 der Hochdruckleitung 1 können eine Überwurfmutter 5 sowie ein Schneidring 6 aufgeschoben werden. Dem zweiten Endabschnitt 4 schließen sich in Richtung zum ersten Endabschnitt weitere Abschnitte an, deren Kontur unter Beachtung der jeweiligen Einbaubedingungen gestaltet ist, z. B. mit mehrfachen Übergängen zwischen gekrümmten und geraden Abschnitten. Dieser Konturverlauf ist im vorliegenden Sachverhalt allerdings unerheblich.
Neben der Hochdruckleitung 1 umfaßt die gezeigte Vorrichtung einen Flansch 7, an dem ein Stutzen 8 ausgestaltet ist. Im Stutzen 8 wird der zweite Endabschnitt 4 der Hochdruckleitung 1 abgestützt. Dabei wird der Stutzen 8 mit dem Schneidring 6 und der Überwurfmutter 5 in Wirkverbindung gebracht. Hierfür ist an der äußeren Mantelfläche des Stutzens 8 ein Außengewinde 9 ausgestaltet. An diesem Außengewinde 9 greift die Überwurfmutter 5 ein. Weiterhin ist an der Innenbohrung des Stutzens 8 eine kegelförmige Kontur 10 ausgestaltet. Diese kegelförmige Kontur 10 erleichtert die Montage des zweiten Endabschnittes 4 der Hochdruckleitung 1 im Stutzen 8. Ferner greift in die kegelförmige Kontur 10 der Schneidring 6 ein.
Der Flansch 7 wird mit der zugeordneten hydraulischen Baugruppe ”B” verbunden. Hierfür sind im Flansch 7 Durchgangslöcher 11 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 12 ausgestaltet. Die Durchgangslöcher 11 verlaufen vorzugsweise parallel zum zweiten Endabschnitt 4. Der Durchmesser ”D” der Durchgangslöcher 11 muß lediglich größer sein als der Schaftdurchmesser der Befestigungsschrauben 12. Vorzugsweise wird der Durchmesser ”D” jedoch so groß gewählt, dass sämtliche Toleranzen ausgeglichen werden können. Hierfür muß der Durchmesser ”D” der Durchgangslöcher 11 mindestens der Summe des Durchmessers vom Schaft der Befestigungsschrauben 12 zuzüglich dem doppelten Betrag der maximal möglichen Toleranz entsprechen.
In der Seitenfläche des Flansches 7, die der Baugruppe ”B” zugeordnet wird, sind ferner Ausnehmungen 13 ausgestaltet. In diesen Ausnehmungen 13 können Dichtelemente 14 angeordnet werden.
Die gezeigte Vorrichtung wird folgendermaßen montiert:
Zuerst wird der Flansch 7 mit den Befestigungsschrauben 12 an der Baugruppe ”B” montiert. Hierbei wird dieser Flansch 7 aber zunächst noch nicht fest angeschraubt, sondern lediglich so, dass er entlang der Befestigungsfläche leicht in jede Richtung verschoben werden kann. In dieser Montageposition, die aus 2 ersichtlich ist, verbleibt also noch ein kleiner Abstand ”x” zwischen dem Flansch 7 und dem Kopf der Befestigungsschrauben 12. Nun wird die Hochdruckleitung 1 mit dem zweiten Endabschnitt 4 in die Innenbohrung des Stutzens 8 am Flansch 7 eingeführt. Anschließend wird am anderen Endabschnitt der Hochdruckleitung 1 die Kugel-Kegel-Verbindung 2 an der Baugruppe ”A” vormontiert. Dabei wird der Flansch 7 auf seiner Befestigungsfläche gegenüber der Baugruppe ”B” so wett verschoben, wie erforderlich, um die vorhandenen Abstandstoleranzen auszugleichen. Dies ist aufgrund der oben beschriebenen geometrischen Ausgestaltung der Durchgangslöcher 11 problemlos möglich. Nunmehr wird zunächst der Flansch 7 an der Baugruppe ”B” festgeschraubt, danach die Überwurfmutter 5 mit Schneidring 6 am Stutzen 8 und schließlich die Überwurfmutter 3 der Kugel-Kegel-Verbindung 2 an der Baugruppe ”A”.
Bezugszeichenliste

1: Hochdruckleitung
2: Kugel-Kegel-Verbindung
3: Überwurfmutter
4: zweiter Endabschnitt der Hochdruckleitung
5: Überwurfmutter
6: Schneidring
7: Flansch
8: Stutzen
9: Außengewinde
10: kegelförmige Kontur
11: Durchgangslöcher
12: Befestigungsschrauben
13: Ausnehmung
14: Dichtelement
A: erste hydraulische Baugruppe
B: zweite hydraulische Baugruppe
D: Durchmesser der Durchgangslöcher
x: Abstand zwischen Flansch und Schraubenkopf

Claims

Vorrichtung zur Verbindung hydraulischer Baugruppen, bestehend aus einer starren, insbesondere aus Stahl gefertigten Hochdruckleitung, die mit ihren beiden Endabschnitten jeweils an zugeordneten Anschlußstellen der zu verbindenden Baugruppen montierbar ist und wobei dem ersten Endabschnitt der Hochdruckleitung Verbindungselemente zugeordnet sind und und wobei der zweite Endabschnitt mittels eines Flansches (7) mit der zugeordneten hydraulischen Baugruppe (B) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endabschnitt (4) der Hochdruckleitung (1) in einer anschlagslosen Innenbohrung eines Stutzens (8) des Flansches (7) abgestützt wird, wobei auf diesen Endabschnitt (4) eine Überwurfmutter (5) und ein Schneidring (6) aufschiebbar sind, die mit dem Stutzen (8) in Wirkverbindung bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren Mantelfläche des Stutzens (8) an dem, der Überwurfmutter (5) zugeordneten Abschnitt ein Außengewinde (9) ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenbohrung des Stutzens (8) an dem, der Hochdruckleitung (1) zugeordneten Abschnitt eine kegelförmige Kontur (10) ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Flansch (7) in der, der anzuschließenden hydraulischen Baugruppe (B) zugeordneten Seitenfläche Ausnehmungen (13) zur Aufnahme von Dichtelementen (14) ausgestaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Flansch (7) Durchgangslöcher (11) zur Aufnahme von Befestigungsschrauben (12) ausgestaltet sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (11) parallel zum zweiten Endabschnitt (4) der Hochdruckleitung (1) verlaufen.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (11) einen Durchmesser (D) aufweisen, der mindestens der Summe des Durchmessers vom Schaft der aufzunehmenden Befestigungsschrauben (12) zuzüglich dem doppelten Betrag der maximal möglichen Toleranz entspricht.