DE102004028152B4

DE102004028152B4 - Vorrichtung für Common-Rail-Einspritzsysteme

Info

Publication number: DE102004028152B4
Application number: DE200410028152
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Nagel Jürgen
Original assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: DE102004028152A1

Abstract

Verbindungselement (3, 23) für Rohrstücke (1, 2, 21, 22) als Hochdruckspeicher für Brennstoff eines Common-Rail-Einspritzsystems, die von Mantelrohren (13, 24, 25) umgeben sind, wobei – das Verbindungselement (3, 23) einen zentralen ringförmigen Flansch (8) und eine zentrale Verbindungsbohrung (6) zur Verbindung der Rohrstücke aufweist, die mit einer im Bereich des zentralen ringförmigen Flansches (8) nach außen geführten Anschlussbohrung (7) für einen Injektor verbunden ist, – das Verbindungselement (3, 23) beidseitig einen Konus (4) zur Aufnahme korrespondierender konischer Ansenkungen (5) der zu verbindenden Rohrstücke (1, 2, 21, 22) aufweist, – die Rohrstücke (1, 2, 21, 22) mit dem Verbindungselement (3, 23) über Befestigungselemente (10) unter Ausbildung von Konusdichtsitzen zwischen dem Verbindungselement (3, 23) und dem jeweiligen Rohrstück (1, 2, 21, 22) verspannbar sind, – der zentrale ringförmige Flansch (8) Bohrungen (9) für die Befestigungselemente (10) aufweist, die mit Befestigungsbohrungen (12) in Flanschen (11) an Endseiten der zu...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für Common-Rail-Einspritzsysteme von Großmotoren mit dickwandigen Rohren als Hochdruckspeicher für Kraftstoff mit entsprechenden Anstichverbindungen zu Injektoren im Bereich von Zylindereinheiten und mit dickwandigen Rohren umgebenden Mantelrohre.
Bei Anordnungen dieser Art werden vorzugsweise dickwandige Rohre über die gesamte Motorlänge geführt. Bei Großmotoren ergeben sich Rohrlängen, die nicht mehr in einem Stück herstellbar sind und somit Teilstücke verwendet werden. Es ist bekannt, die einzelnen Segmente mittels kleinerer Rohrleitungen miteinander zu verbinden. Hierbei hat sich herausgestellt, daß die erforderliche Ummantelung für das Gesamtsystem relativ kostenaufwendig durchzuführen ist.
DE 101 46 548 A1 offenbart einen Hochdruckakkumulator für ein Common-Rail-Einspritzsystem. Dieser weist ein Speichervolumen auf, welches durch ein Außenrohr, ein Innenrohr und an deren Enden vorgesehenen Flanschen eingeschlossen ist. Die Flansche weisen erste, radial außen liegende Dichtflächen und zweite radial innen liegende Dichtflächen mit Außenkonusform auf. Die Flansche sind von einer Längsbohrung durchzogen, durch welche ein Stangenbolzen verläuft. Das Außenrohr hat an beiden Enden Dichtflächen mit einer Innenkonusform, die mit den Dichtflächen zusammenwirken. In den Dichtflächen sind umlaufende Leckagenuten ausgebildet. In den Flanschen sind Leckagekanäle ausgebildet, die von der Leckagenut radial nach innen zur Längsbohrung verlaufen. An den Enden des Innenrohrs sind Dichtflächen vorgesehen, die eine Innenkonusform aufweisen, die mit den Dichtflächen der Flansche zusammenwirken, um das Speichervolumen nach innen abzudichten. In einem oder mehreren der Flansche ist ein Leckageanschluss vorgesehen, der mit der Längsbohrung verbunden ist. Weiterhin ist in dem Flansch ein Hochdruckzulaufanschluss vorgesehen, der über einen im Flansch ausgebildeten Hochdruckzulaufkanal mit dem Speichervolumen in Verbindung steht. Außerdem sind im Flansch Hochdruckablaufanschlüsse vorgesehen, welche mit dem Speichervolumen in Verbindung stehen. Das Innere des Innenrohrs bildet einen den Stangenbolzen umgebenden Leckageraum. Der Hochdruckakkumulator weist jedoch kein Mantelrohrs auf.
DE 101 57 135 A1 lehrt eine Kraftstoffversorgungsanlage in Form eines Common-Rail-Systems. Der Kraftstoff wird von wenigstens einer Hochdruckpumpe von einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckbereich gefördert. Der Hochdruckbereich weist dabei mindestens zwei separate, mittels Förderleitungen verbundene Speichereinheiten auf. Die Speichereinheiten sind jeweils mit Brennstoffinjektoren für die Zylinder zu verbinden. Die Speichereinheiten sind so ausgelegt, dass sie jeweils ein Speichervolumen zur Bedienung von mindestens zwei Zylindern aufweisen. Die Speichereinheiten sind aus rohrähnlichen Bauteilen mit oder ohne Einbauten ausgestaltet, die durch Speicherdeckel jeweils an den Stirnseiten abgedichtet sind. Der Speicherdeckel mit einer innen liegenden Kegelfläche ist zur Abdichtung des stirnseitigen Öffnungsquerschnittes des rohrförmigen Bauteils ausgestaltet ist, wobei dieses an seinen Stirnseiten mit entsprechenden Kegelflächen ausgebildet ist und die Abdichtung durch Verspannen unter Ausbildung eines Differenzwinkels hergestellt wird.
DE 43 29 147 A1 lehrt eine doppelwandige Armatur mit Schraubanschlüssen zum Einfügen in eine doppelwandiges Rohrleitungssystem mit einem Innenrohr und einem Außenrohr. Die Armatur weist ein Innengehäuse und ein Außengehäuse auf, welches das Innengehäuse so umschließt, dass ein Ringraum zwischen ihnen entsteht. An der Armatur sind mindestens zwei Anschlüsse mit Schraubverbindungsanordnungen mit einem radialen Presssitz vorgesehen, der durch eine Überwurfmutter sowie dazu passende Dichtungs- und Pressteile hergestellt wird. Die Verbindungsanordnung ist jedoch nicht für Hochdruckanwendungen geeignet.
EP 1 143 140 A1 offenbart ein Common-Rail-System für einen Großdieselmotor mit einem Druckspeicher für ein Fluid, mit einer Pumpeinrichtung zum Fördern des Fluids in den Druckspeicher sowie mit Verbindungsmitteln, durch welche das geförderte Fluid in den Druckspeicher 2 einzubringen ist, wobei die Verbindungsmittel zwei getrennte Druckleitungen umfassen. Jede der Druckleitungen ist an ihren beiden Enden mit einem Absperrorgan versehen. Im störungsfreien Betrieb wird das Fluid parallel durch beide Leitungen in den Druckspeicher gefördert. Falls an einer der beiden Druckleitungen eine Leckage oder ein Schaden auftritt, kann die Druckleitung durch schließen der Absperrorgane vom System getrennt werden. Segmente der Druckleitung sind durch Hülsen bzw. Überwurfmuttern verbunden, die mit einem Radialpresssitz die Hochdruckleitung abdichten.
JP 7-119580 A lehrt ein Verbindungsstück für Kraftstoffeinspritzrohre, das Kraftstoffeinspritzrohre, die von Abdeckrohren umgeben sind, miteinander verbindet. Dazu werden Verbindungsmuttern des Verbindungsstücks mit den Enden der Abdeckrohre verbunden, so dass im Inneren der Verbindungsmuttern ausgebildete Leckagekanäle über einen Leckagekanal im Inneren eines Verbindungselements zwischen den Verbindungsmuttern miteinander verbunden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Segmentbauweise zu schaffen, die eine einfache Montage einschließlich der Mantelrohre ermöglicht und eine flexible Handhabung gewährleistet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verbindungselement nach Anspruch 1 sowie durch eine Verbindungsanordnung nach Anspruch 7 erfüllt. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen offenbart.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch einen Verbindungsbereich mit einem Anschluß zum Injektor und
2 einen Schnitt durch eine Verbindung von Segmenten mit einem aufgesetzten Mantelrohr als Schiebeausbildung
Bei der dargestellten Anordnung sind zwei zugeordnete Enden von dickwandigen Rohrstücke 1, 2 über ein Verbindungselement 3 zusammengefügt.
Hierbei besitzt das Verbindungselement 3 beidseitig einen Konus 4, dem korrespondierende konische Ansenkungen 5 an den Enden der Rohrstücke 1, 2 zugeordnet sind. Das Verbindungselement 3 besitzt dabei eine zentrale Verbindungsbohrung 6 in Zuordnung zu den Rohrstücken 1, 2.
Das Verbindungselement 3 besitzt eine nach außen geführte Anschlußbohrung 7 im Bereich eines zentralen ringförmigen Flansches 8, der auch Bohrungen 9 für Befestigungselemente 10 in Form von Dehnschrauben aufweist.
Zur Verspannung der Rohrstücke 1, 2 mit dem Verbindungselement 3 besitzen die Rohrstücke 1, 2 Flansche 11 mit Befestigungsbohrungen 12, die in Verbindung zu Bohrungen 9 des Verbindungselementes 3 ausgebildet sind und in diesem Fall an einer Seite mit einem Gewinde für die einsetzbaren Dehnschrauben 10 aufweisen.
Auf die Rohrstücke 1, 2 mit ihren Flanschen 11 sind Mantelrohre 13 aufsetzbar, die zwischen den einzelnen Verbindungselementen 3 einspannbar sind. Die Mantelrohre 13 besitzen hierzu im Endbereich Flansche 14, die dem Flansch 8 des Verbindungselementes unter Zwischenschaltung einer O-Ringabdichtung 15 zugeordnet sind. Hierdurch werden über die Flansche 11 mit den beabstandeten Mantelrohren 13 entsprechende Leckagekammern 16 gebildet. Der Leckagetransport zur Erkennung von Leckagen am Ende des montierten Hochdruck-Rails zwischen einzelnen Leckagekammern 16 wird über die Bohrungen in den Verbindungselementen für die Dehnschrauben 10 sichergestellt.
Die Verbindungselemente 3 können beispielsweise über die elastischen Lagerböcke am Motorgestell befestigt werden. Hierzu ist eine Befestigungsbohrung 17 am Verbindungselement 3 vorgesehen.
Gemäß 2 ist ein Verbindungselement 23 zur Verbindung von Rohrstücken 21, 22 dargestellt, wobei identische Elemente zusätzlich verwendet werden. Hierbei sind Mantelrohre 24, 25 als Schieberohre ausgebildet und über O-Ringabdichtungen 26 durch das Verbindungselement 23 auf der äußeren Umfangsfläche 27 als Aufnahme-/Haltefläche angeordnet.

Claims

Verbindungselement (3, 23) für Rohrstücke (1, 2, 21, 22) als Hochdruckspeicher für Brennstoff eines Common-Rail-Einspritzsystems, die von Mantelrohren (13, 24, 25) umgeben sind, wobei – das Verbindungselement (3, 23) einen zentralen ringförmigen Flansch (8) und eine zentrale Verbindungsbohrung (6) zur Verbindung der Rohrstücke aufweist, die mit einer im Bereich des zentralen ringförmigen Flansches (8) nach außen geführten Anschlussbohrung (7) für einen Injektor verbunden ist, – das Verbindungselement (3, 23) beidseitig einen Konus (4) zur Aufnahme korrespondierender konischer Ansenkungen (5) der zu verbindenden Rohrstücke (1, 2, 21, 22) aufweist, – die Rohrstücke (1, 2, 21, 22) mit dem Verbindungselement (3, 23) über Befestigungselemente (10) unter Ausbildung von Konusdichtsitzen zwischen dem Verbindungselement (3, 23) und dem jeweiligen Rohrstück (1, 2, 21, 22) verspannbar sind, – der zentrale ringförmige Flansch (8) Bohrungen (9) für die Befestigungselemente (10) aufweist, die mit Befestigungsbohrungen (12) in Flanschen (11) an Endseiten der zu verbindenden Rohrstücke (1, 2, 21, 22) korrespondieren, – das Verbindungselement (3, 23) eine Aufnahme-/Haltefläche für Dichtelemente (15, 26) für die Mantelrohre (13, 24, 25) aufweist.
Verbindungselement (3, 23) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (10) innerhalb der Mantelrohre (13, 24, 25) liegen.
Verbindungselement (3, 23) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelrohre (13, 24, 25) jeweils nur durch ein Dichtungselement (15, 26) mit dem Verbindungselement (3, 23) verbunden sind.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige zentrale Flansch (8) im Durchmesser größer als der Durchmesser der Mantelrohre (13) ausgebildet ist und eine Aufnahme-/Haltefläche für Dichtelemente (15) bildet, die zu einer Endseite von korrespondierenden Flanschen (14) der Mantelrohre (13) passt.
Verbindungselement (23) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Umfangsfläche (27) als Aufnahme-/Haltefläche für Dichtelemente (26) für die Mantelrohre (24, 25) ausgebildet ist.
Verbindungselement (3, 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zugeordnete Konusausbildungen (4, 5) des Verbindungselementes (3, 23) und der Endseiten der Rohrstücke (1, 2, 21, 22) einen Differenzwinkel aufweisen.
Verbindungsanordnung bestehend aus – wenigstens einem Verbindungselement (3, 23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und – wenigstens zwei Rohrstücken (1, 2, 21, 22) als Hochdruckspeicher für Brennstoff eines Common-Rail-Einspritzsystems, die von Mantelrohren (13, 24, 25) umgeben sind und mit dem Verbindungselement (3, 23) über Befestigungselemente (10) in den Bohrungen (9) des Verbindungselements (3, 23) verspannt sind.