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Die
Erfindung betrifft einen Hochdruckakkumulator für ein Common-Rail-Einspritzsystem,
mit einem ein Speichervolumen umgebenden Außenrohr und mit dem Speichervolumen
in Verbindung stehenden Hochdruckanschlüssen.
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Common-Rail-Einspritzsysteme
finden zunehmend Verwendung zur Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen,
insbesondere von Dieselmotoren. Bei einem solchen Common-Rail-Einspritzsystem
wird mittels einer Hochdruckpumpe Kraftstoff von einem Kraftstoffvorrat
zu einem als ölelastischer Speicher
wirkenden Hochdruckakkumulator geliefert und dort für die Einspritzung
in die Brennräume
der Brennkraftmaschine unter hohem Druck vorgehalten.
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Bisher
wurden als Hochdruckakkumulatoren für Common-Rail-Einspritzsysteme
solche verwendet, die durch rohrförmige Behälter gebildet sind, in deren
Außenwand
Anschlüsse
für Zulauf,
Ablauf und Leckagemenge vorgesehen sind.
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Aus
der
DE 199 48 255
A1 geht ein Kraftstoffhochdruckspeicher als bekannt hervor,
der aus zwei konzentrisch ineinander liegenden Rohren aufgebaut
ist, die an den Enden durch aufschraubbare Verschlusselemente verschlossen
sind. Die gebildeten Räume
dienen der Speicherung von Kraftstoff auf zwei unterschiedlichen
Druckniveaus.
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Hochdruckanschlüsse sind
im Bereich des Rohrmantels angeordnet.
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Das
JP-Abstract JP 2001 08 22 88 A zeigt einen Kraftstoffhochdruckspeicher,
in dessen rohrförmiges
Ende ein Druckbegrenzungsventil eingesetzt ist. Der Kraftstoffablauf
erfolgt über
einen radialen Anschluss im Bereich des Ventils.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochdruckakkumulator für ein Common-Rail-Einspritzsystem zu
schaffen, welcher einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 angegebenen Hochdruckakkumulator
gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators sind
in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Durch
die Erfindung wird ein Hochdruckakkumulator für ein Common-Rail-Einspritzsystem,
mit einem ein Speichervolumen umgebenden Außenrohr und mit dem Speichervolumen.
in Verbindung stehenden Hochdruckanschlüssen geschaffen. Es sind an
den Enden des Außenrohrs
Flansche vorgesehen, welche erste Dichtflächen aufweisen, die mit an den
Enden des Außenrohrs
vorgesehenen zweiten Dichtflächen
im Sinne einer Abdichtung des Speichervolumens nach außen zusammenwirken,
und es sind Mittel vorgesehen, durch welche die Flansche und das
Außenrohr
unter gegenseitiger Abdichtung der ersten und zweiten Dichtflächen gegeneinander verspannt
sind. Erfindungsgemäß sind alle
Hochdruckanschlüsse
und zugehörige
Hochdruckkanäle in
den Flanschen vorgesehen.
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Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators ist
es, dass dieser auf einfache Weise und kostengünstig herstellbar ist. Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulator ist
es, dass dieser kompakt und platzsparend aufgebaut werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weisen die an den Flanschen vorgesehenen ersten Dichtflächen eine
in das Außenrohr
hineinragende Außenkonusform
auf, und die an den Enden des Außenrohrs vorgesehenen zweiten
Dichtflächen
weisen eine entsprechende Innenkonusform auf.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators
sind die Mittel zum Verspannen der Flansche und des Außenrohrs
durch einen in Längsrichtung
im Inneren verlaufenden und an seinen Enden an den Flanschen angreifenden
Stangenbolzen gebildet. Durch einen solchen Stangenbolzen können die
Flansche auf wirksame Weise unter Zug gesetzt und damit gegen die
Enden des Außenrohrs
verspannt werden.
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Vorzugsweise
sind an den Enden des Stangenbolzens an den Flanschen angreifende
Schraubmuttern vorgesehen.
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Weiterhin
von Vorteil ist es, wenn zwischen den Flanschen und den Schraubmuttern
abdichtende Beilagscheiben vorgesehen sind.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators
ist weiterhin zwischen den Flanschen verlaufend und konzentrisch
innerhalb des Außenrohrs ein
Innenrohr vorgesehen, wobei die Flansche dritte Dichtflächen aufweisen,
die mit an den Enden des Innenrohrs vorgesehenen vierten Dichtflächen im
Sinne einer Abdichtung des Speichervolumens nach innen zusammenwirken,
und dass durch die Mittel zum Verspannen der Flansche und des Außenrohrs
auch die Flansche und das Innenrohr unter gegenseitiger Abdichtung
der dritten und vierten Dichtflächen
gegeneinander verspannt werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass durch das Innenrohr in dessen Innerem ein gegen
das Speichervolumen abgedichteter Raum geschaffen wird, durch welche
die Mittel zum gegenseitigen Verspannen der Flansche hindurch laufen
können.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weisen
die an den Flanschen vorgesehenen dritten Dichtflächen eine
in das Innenrohr hineinragende Außenkonusform auf, und die an
den Enden des Innenrohrs vorgesehenen vierten Dichtflächen weisen
eine entsprechende Innenkonusform auf.
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Bei
bevorzugten Ausführuhgsformen
des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators
bildet das Innere des Innenrohrs einen den Stangenbolzen umgebenden
Leckageraum, welcher über
einen durch einen Flansch verlaufenden ersten Leckagekanal mit einem
Leckageanschluss verbunden ist. Ein solcher Leckageraum ist insbesondere
von Vorteil zur Überwachung
des Hochdrucks innerhalb des Hochdruckakkumulators in Bezug auf
eine Leckage des darin vorgehaltenen Kraftstoffs.
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Vorzugsweise
sind in den an den Flanschen vorgesehenen ersten Dichtflächen und/oder
in den an den Enden des Außenrohrs
vorgesehenen zweiten Dichtflächen
umlaufende Leckagenuten ausgebildet, welche über in den Flanschen ausgebildete zweite
Leckagekanäle
mit dem Leckageraum verbunden sind. Solche Leckagenuten sind vorteilhaft, um
an den Dichtflächen
anfallende Leckagemengen in den Leckageraum abzuleiten.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung hiervon besteht darin, dass mehrere über den
Umfang des Flansches verteilte Hochdruckablaufanschlüsse vorgesehen
sind, welche durch jeweilige in dem Flansch ausgebildete Hochdruckablaufkanäle mit dem
Speichervolumen in Verbindung stehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators ist
es vorgesehen, dass das Außenrohr
bzw. das Innenrohr geteilt ist, und dass zwischen den Teilen des
Außenrohrs
bzw. des Innenrohrs ein weiterer Flansch angeordnet ist, welcher
an zwei Seiten erste Dichtflächen bzw.
dritte Dichtflächen
aufweist, die mit den an den Enden des Außenrohrs vorgesehenen zweiten
Dichtflächen
bzw. mit den an den Enden des Innenrohrs vorgesehenen vierten Dichtflächen im
Sinne einer Abdichtung des Speichervolumens zusammenwirken, und
dass in dem weiteren Flansch ein das Speichervolumen zwischen den
Rohrteilen verbindender Verbindungskanal ausgebildet ist. Bei einer
solchen Ausführungsform
können
durch den weiteren Flansch in einem oder mehreren mittleren Bereichen bezüglich der
Länge des
Hochdruckakkumulators zusätzliche
Hochdruckanschlüsse
vorgesehen werden, die insbesondere dazu dienen, den in dem Hochdruckakkumulator
unter hohem Druck vorgehaltenen Kraftstoff den einzelnen Brennräumen der
Brennkraftmaschine zuzuführen.
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Vorzugsweise
ist in dem weiteren Flansch eine Längsbohrung ausgebildet, durch
welche der Stangenbolzen verläuft,
der dazu dient, die an den Enden des Hochdruckakkumulators vorgesehenen Flansche
gegeneinander zu verspannen.
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Im
folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators
anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
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1a) einen Längsschnitt durch einen Hochdruckakkumulator
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei welchem das Speichervolumen durch ein einteiliges
Außenrohr
begrenzt ist;
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1b) eine Draufsicht auf das Ende des in 1a) gezeigten Hochdruckakkumulators gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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2 einen
Längsschnitt
durch einen Hochdruckakkumulator gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem das das Speichervolumen begrenzende Außenrohr
durch ein in der Mitte unterteiltes Rohr gebildet ist.
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In 1a) ist ein Hochdruckakkumulator für ein Common-Rail-Einspritzsystem
dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet
ist. Der Hochdruckakkumulator 1 hat ein Speichervolumen 4,
welches durch ein Außenrohr 2 und
an den Enden des Außenrohres 2 vorgesehene
(erste) Flansche 5, 6 nach außen begrenzt ist. Die Flansche 5, 6 weisen
erste Dichtflächen 19 auf,
die eine in die Enden des Außenrohrs 2 hineinragende
Außenkonusform
haben und mit an den Enden des Außenrohrs 2 vorgesehenen
zweiten Dichtflächen 20,
die eine entsprechende Innenkonusform haben, im Sinne einer Abdichtung
des Speichervolumens 4 nach außen zusammenwirken. Die Flansche 5, 6 sind
von einer Längsbohrung 25, 26 zentrisch
durchsetzt, durch welche ein Stangenbolzen 11 verläuft. Der
Stangenbolzen 11 ist mittels Schraubmuttern 12 gegen
die Flansch 5, 6 unter Spannung gesetzt. Zwischen
den Schraubmuttern 12 und den Stangenbolzen 11 befinden
sich Beilagscheiben 13, welche eine Abdichtung zwischen
den Flanschen 5, 6 und den Schraubmuttern 12 bilden.
Der Stangenbolzen 11 bildet (zusammen mit den Schraubmuttern 12 und
den Beilagscheiben 13) Mittel zum Verspannen der Flansche 5, 6 und
des Außenrohrs 2,
durch die diese unter gegenseitiger Abdichtung der ersten und zweiten
Dichtflächen
gegeneinander verspannt werden.
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Zwischen
den Flanschen 5, 6 verlaufend ist konzentrisch
innerhalb des Außenrohrs 2 ein
Innenrohr 3 vorgesehen, welches eine innere Begrenzung des
Speichervolumens 4 des Hochdruckakkumulators 1 bildet.
Die Flansche 5, 6 weisen dritte Dichtflächen 21 auf,
die eine in das Innenrohr 3 hineinragende Außenkonusform
haben, und an den Enden des Innenrohrs 3 sind vierte Dichtflächen 22 vorgesehen, die
eine entsprechende Innenkonusform aufweisen. Die an den Flanschen 5, 6 vorgesehenen
dritten Dichtflächen 21 wirken
mit den an den Enden des Innenrohrs 3 vorgesehenen vierten
Dichtflächen 22 im Sinne
einer Abdichtung des Speichervolumens 4 nach innen zusammen.
Auch für
das Innenrohr 3 bildet der Stangenbolzen 11 (wiederum
zusammen mit den Schraubenmuttern 12 und den Beilagscheiben 13)
Mittel zum Verspannen von Flanschen 5, 6 und Innenrohr 3 unter
gegenseitiger Abdichtung der dritten und vierten Dichtflächen 21, 22 gegeneinander.
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Das
Innere des Innenrohrs 3 bildet einen den Stangenbolzen 11 umgebenden
Leckageraum 23. Dieser ist über einen in dem Flansch 6 ausgebildeten ersten
Leckagekanal 16 mit einem Leckageanschluss 10 verbunden,
an den eine äußere Leckageleitung
(in der Figur nicht gezeigt) angeschlossen werden kann. Diese Leckageleitung
dient gleichzeitig der Überwachung
des Hochdruckakkumulators 1 in Bezug auf einen unzulässig hohen
Austritt von Kraftstoff aus dem Speichervolumen 4. In den
an den Flanschen 5, 6 vorgesehenen ersten Dichtflächen 19 und/oder
in den an den Enden des Außenrohrs 2 vorgesehenen
zweiten Dichtflächen 20 sind
umlaufende Leckagenuten 18 ausgebildet, welche über die
Flansche 5, 6 verlaufende zweite Leckagekanäle 17 mit dem
Leckageraum 23 innerhalb des Innenrohrs 3 verbunden
sind.
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Weiterhin
ist in dem Flansch 6 ein Hochdruckzulaufanschluss 8 vorgesehen,
der über
einen in dem Flansch 6 ausgebildeten Hochdruckzulaufkanal 14 mit
dem Speichervolumen 4 in Verbindung steht. Der Hochdruckzulaufanschluss 8 dient
zur Zuführung
von Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorrat unter hohem Druck in das
Innere des Speichervolumens 4.
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In
dem Flansch 5 sind Hochdruckablaufanschlüsse 9 vorgesehen,
welche über
durch dem Flansch 5 verlaufende Hochdruckkanäle 15 mit
dem Speichervolumen 4 in Verbindung stehen. Die Hochdruckablaufanschlüsse 9 dienen
zum Anschluss von einzelnen Kraftstoffleitungen, über welche
in dem Speichervolumen 4 des Hochdruckakkumulators 1 vorgehaltener
Kraftstoff unter hohem Druck an den einzelnen Brennräumen der
Brennkraftmaschine vorgesehenen Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen
des Kraftstoffs in die Brennräume
zugeführt
wird (jeweils nicht dargestellt).
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Wie 1b) zeigt, sind an dem Flansch 5 über dessen
Umfang verteilt mehrere Hochdruckablaufanschlüsse 9 vorgesehen,
die durch jeweilige in dem Flansch 5 ausgebildete Hochdruckablaufkanäle 15 mit
dem Speichervolumen 4 im Inneren des Hochdruckakkumulators 1 in
Verbindung stehen.
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Bei
dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eines Hochdruckakkumulators,
der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1' bezeichnet ist, ist das Außenrohr 2 in
zwei getrennten Teilen 2a, 2b vorgesehen und das
Innenrohr 3 ist ebenfalls in zwei getrennten Teilen 3a, 3b vorgesehen.
An den äußeren Enden
der Außenrohrteile 2a, 2b bzw.
der Innenrohrteile 3a, 3b sind Flansche 5, 6 vorgesehen,
wie es auch bei den in 1a) dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Hochdruckakkumulators 1 der
Fall ist. Hier erfolgt die gegenseitige Abdichtung wiederum durch
an den Flanschen 5, 6 vorgesehene erste Dichtflächen 19 gegen an
den Enden der Außenrohrteile 2a, 2b vorgesehene
zweite Dichtflächen 20 bzw.
durch an den Flanschen 5, 6 vorgesehene dritte
Dichtflächen 21 gegen an
den Enden der Innenrohrteile 3a, 3b vorgesehene vierte
Dichtflächen 22.
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Zwischen
den Teilen 2a, 2b des Außenrohrs 2 bzw. den
Teilen 3a, 3b des Innenrohrs 3 ist ein
weiterer Flansch 7 angeordnet, welcher an zwei Seiten erste
Dichtflächen 19 bzw.
dritte Dichtflächen 21 aufweist,
die mit an den Enden der Außenrohrteile 2a, 2b vorgesehenen
zweiten Dichtflächen 20 bzw.
mit an den Enden der Innenrohrteile 3a, 3b vorgesehenen
vierten Dichtflächen 22 im
Sinne einer Abdichtung des Speichervolumens 4 zusammenwirken, ähnlich wie
es bei den (äußeren) Flanschen 5, 6 der Fall
ist. In dem inneren Flansch 7 ist ein Verbindungskanal 24 ausgebildet,
der das Speichervolumen 4 zwischen den Rohrteilen 2a, 2b bzw. 3a, 3b in
Verbindung setzt. Außerdem
ist zentrisch in dem weiteren Flansch 7 eine Längsbohrung 25 ausgebildet, durch
welche der Stangenbolzen 11' der
Länge nach verläuft.
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Bei
dem Hochdruckakkumulator 1' in 2 sind
an dem in der Mitte vorgesehenen weiteren Flansch 7 ein
Hochdruckzulaufanschluss 8 und ein Leckageanschluss 10 ausgebildet.
Der Hochdruckzulaufanschluss 8 ist über einen Hochdruckzulaufkanal 14 mit
dem Speichervolumen 4 verbunden, der Leckageanschluss 10 ist über einen
ersten Leckagekanal 16 mit der inneren Längsbohrung 27 verbunden.
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Wie
auch an den äußeren Flanschen 5, 6 sind
auch an dem inneren Flansch 7 in den ersten Dichtflächen 19 und/oder
in den an den dem Flansch 7 zugewandten Enden der Außenrohrteile 2a, 2b vorgesehenen
zweiten Dichtflächen 20 umlaufende
Leckagenuten 18 ausgebildet, welche über in dem Flansch 7 vorgesehene
zweite Leckagekanäle 17 mit dem
inneren Leckageraum 23 in Verbindung stehen. An den äußeren Flanschen 5, 6 sind
jeweils Hochdruckablaufanschlüsse 9 vorgesehen,
die über
in den Flanschen 5, 6 ausgebildete Hochdruckkanäle 15 mit
dem Speichervolumen 4 in Verbindung stehen. Ähnlich der
Darstellung in 1b) können auch
hier mehrere über
den Umfang der Flansche 5, 6 verteilte Hochdruckablaufanschlüsse 9 vorgesehen
sein, die durch jeweilige in den Flanschen 5, 6 ausgebildete Hochdruckablaufkanäle 15 mit
dem Speichervolumen 4 in Verbindung stehen. Solche Hochdruckablaufanschlüsse 9 können auch
in dem mittleren Flansch 7 vorgesehen sein, wobei diese
dann auch über
entsprechende Hochdruckablaufkanäle 15 mit dem
Speichervolumen 4 in Verbindung stehen, in 2 jedoch
nicht dargestellt.
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- 1;
1'
- Hochdruckakkumulator
- 2
- Außenrohr
- 2a,
2b
- Außenrohrteile
- 3
- Innenrohr
- 3a,
3b
- Innenrohrteile
- 4
- Speichervolumen
- 5,
6
- (äußerer) Flansch
- 7
- (innerer)
Flansch
- 8
- Hochdruckzulaufanschluss
- 9
- Hochdruckablaufanschluss
- 10
- Leckageanschluss
- 11;
11'
- Stangenbolzen
- 12
- Schraubmutter
- 13
- Beilagscheibe
- 14
- Hochdruckzulaufkanal
- 15
- Hochdruckablaufkanal
- 16
- erster
Leckagekanal
- 17
- zweiter
Leckagekanal
- 18
- Leckagenut
- 19
- erste
Dichtfläche
- 20
- zweite
Dichtfläche
- 21
- dritte
Dichtfläche
- 22
- vierte
Dichtfläche
- 23
- Leckageraum
- 24
- Verbindungskanal
- 25
- Längsbohrung
- 26
- Längsbohrung
- 27
- Längsbohrung