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Die Erfindung betrifft den Anschluss einer Leitung an eine Durchgangsbohrung in einer Kraftstoffverteilerleiste für Benzinmotoren unter Einbringung einer Drossel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Kraftstoffverteilerleisten für Benzinmotoren müssen im Hochdruckbereich Drücke bis zu Spitzenwerten von 450 bar und Regelwerte um die 200 bar aushalten und kraftstoffbeständig sein. In der Wand des Kraftstoffverteilerrohres befinden sich eine oder mehrere Durchgangsbohrungen, die mit Bohrungen in Anschlussbauteilen strömungsmitteldicht und dynamisch standfest verbunden werden müssen. Anders als bei Hochdruckkraftstoffverteilerleisten für Dieselmotoren mit Drücken bis zu 1600 bar wie beispielsweise in der
DE 100 20 506 A1 oder der
DE 197 44 762 A1 offenbart, bietet die Rohrwand bei Hochdruckkraftstoffverteilerleisten für Benzinmotoren wegen der geringen Wanddicke nicht genügend Anlagefläche für einen Dichtsitz, zugleich lassen sich Anschlussstücke nicht aus der Rohrwand ausformen. Zudem ist häufig eine Pulsationsdämpfung zwischen der Kraftstoffverteilerleiste und beispielsweise einer Zulaufleitung zu einem Injektor erforderlich. Hierzu wird eine Düse oder Drossel vorgesehen, die sich zwischen der Kraftstoffverteilerleiste und der Leitung befindet. Die Drossel dämpft durch eine Durchmesserverengung der strömungsmittelführenden Leitung Spannungsspitzen im System.
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Die
DE 102 59 138 A1 zeigt eine Verbindungsstruktur einer Abzweigleitung in einem Kraftstoff-Druck-Sammelbehälter, bei der die Abzweigleitung tief in die Durchgangsbohrung eingesetzt wird, bis das entfernte Ende der Abzweigleitung von der inneren Umfangs-Wandoberfläche eines Druck-Sammelbehälters in dem Behälter hervorsteht. Die
DE 102 59 138 A1 offenbart in
14 eine Anschlagssicke in Form einer Rohrverdickung. Eine solche Sicke ist nur bei Leitungen für Dieselkraftstoff möglich, weil die Wandstärke bei Dieselleitungen aufgrund der hohen Arbeitsdrücke genug Material für eine Rohrverdickung aufweist. Bei Leitungen für Benzinmotoren ist die Wandstärke zu gering, denn die Wandstärke liegt um etwa die Hälfte niedriger als bei Dieselleitungen.
17 offenbart, dass das Leitungsende in Form einer Mündung angestaucht ist, wodurch sich eine Drosselwirkung ergibt. Aussen- und Innendurchmesser der Leitung sind dabei reduziert worden. An der Mündungsstelle der Leitung in das Innere des Kraftstoff-Druck-Sammelbehälters treten allerdings relativ viel Verwirbelungen auf, die sich unmittelbar im Anschluss an die Drosselwirkung bilden. Das Anstauchen ist auch nur bei entsprechend großzügigen Toleranzen zulässig.
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Aus der
US 3 971 500 geht ein Rohrverbindungsstück hervor, das eine Sicke aufweist, die durch eine Rohrwanddoppelung der Rohrwand des Rohrverbindungsstückes ausgeformt wurde. Das Rohrverbindungsstück wird in eine Durchgangsbohrung einer Anschlussleitung eingesteckt und Rohrverbindungsstück und Anschlussleitung werden im Bereich der Sicke miteinander verlötet.
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Die
DE 198 26 011 A1 zeigt eine Rohrverbindung über ein Tiefziehteil, wobei das Tiefziehteil einen geschlossenen zylindrischen Körper umfasst, der eine Basiswand und einen geschlossenen zylindrischen Vorsprung aufweist, der sich von der Basiswand erstreckt, wobei eine Drosselstelle in einer Basiswand des Vorsprungs ausgebildet ist, und wobei die Halterung auf dem Druckrohr durch Eingreifen des Vorsprungs in ein Befestigungsloch, das in dem Druckrohr ausgebildet ist, befestigt ist. Diese Konstruktion ist jedoch eine dreiteilige, nämlich aufgebaut aus Druckrohr, Einspritzventil und Tiefziehteil. Zudem wird nur bei Niederdruck gearbeitet, da das Tiefziehteil nicht auf die Ansprüche von Hochdruck ausgelegt ist.
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Die
DE 101 43 511 A1 zeigt eine Kontur einer integral gebildeten Drosseleinrichtung, die durch eine Durchmesserverengung innerhalb des Innendurchmessers einer Leitung ausgebildet wird. Die Drossel wird dabei durch Einführen eines dornförmigen Werkzeugs mit einem kleineren Durchmesser als der Leitungsdurchmesser in die Leitung und durch Umformen der Leitung an der den Dorn aufweisenden Stelle, um die integrale Drosseleinrichtung in der Leitung zu bilden, hergestellt. Als Umformschritt kann dabei insbesondere Stauchen, Walzen, Hämmern, Rollen oder Druckumformen verwendet werden. Dadurch ist die Drosseleinrichtung einstückig mit der Leitung ausgebildet, so dass kein zusätzlicher Montageaufwand für die Montage von separaten Drosseleinrichtungen notwendig ist. Die Leitung wird in bekannter Weise beipielsweise mittels einer Überwurfmutter auf einem Fitting am Rail befestigt. Dies bedeutet aber auch, dass die gesamte Anordnung nach wie vor dreiteilig ausgeführt ist, nämlich durch Leitung, Fitting und Rail.
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Die
DE 103 33 721 A1 zeigt beispielsweise, auf das Kraftstoffverteilerrohr im Bereich einer Durchgangsbohrung an die Rohrwand angepasste Anschlussstücke mit einer Zugangsbohrung aufzusetzen, mit denen dann wiederum weitere Anschlussbauteile wie eine Leitung verbunden werden können. Zu diesem Zweck ist das Anschlussstück im Verbindungsbereich in der Art eines Kreissegmentes oder rinnenartig ausgeformt. In der Regel handelt es sich bei den Anschlussstücken daher um relativ teure Dreh-/ und oder Frästeile. Eine erforderliche Drossel wird dabei in dem Anschlussstück ausgeformt.
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Ein gängiges Fügeverfahren besteht darin, die dünnwandige Leitung, das Kraftstoffverteilerrohr und das auf dessen Außenwand angepasste Anschlussstück miteinander zu verschweißen oder zu verlöten. Dabei gestaltet es sich als schwierig, die in dem Anschlussstück eingebrachte Drossel vor einem Verschluss durch Löt- oder Schweißmittel zu bewahren. Zur Überprüfung der Drosselwirkung nach dem Fügen sind außerdem umfangreiche Prüfungen notwendig, die sich im montierten Zustand nur erschwert ausführen lassen. Ein Verschluss der Drossel führt zu einer teuren Nacharbeit und gegebenenfalls zum Totalausfall der Gesamtbaugruppe. Folglich ist der Fügeprozess aufwändig.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Anschluss einer Leitung an eine dünnwandige Kraftstoffverteilerleiste für den Hochdruckbereich von Benzinmotoren unter Einbringung einer Drossel so weiterzuentwickeln, dass der Anschluss einfacher und prozesssicherer herstellbar ist und den Betriebsanforderungen besser gerecht wird.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Demnach wird eine anzuschließende Leitung an Ihrem Anschlussende derart geformt, dass im Bereich des Anschlussendes eine Sicke in der Leitungswand ausgebildet wird. Die Leitung ist bis zur Sicke in eine Durchgangsbohrung in der Kraftstoffverteilerleiste eingeführt. Die Sicke bietet genügend Anlagefläche um eine dauerhafte, standfeste und dichte Verbindung zwischen der Leitung und der Kraftstoffverteilerleiste zu schaffen. Die Drossel ist am Anschlussende mit ausgeformt und in die Kraftstoffverteilerleiste so eingeführt, dass sie in den Innenraum der Kraftstoffverteilerleiste hineinragt. Dadurch befindet sich die Drossel außerhalb des Fügebereichs und bleibt frei von Fügerückständen. Durch die im Bereich der Sicke ausreichend vorhandene Überlappung von Leitung und Kraftstoffverteilerleiste bietet es sich an, die Leitung und die Kraftstoffverteilerleiste miteinander zu verlöten.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Anschlusses von Leitung und Kraftstoffverteilerleiste kann auf ein teures Dreh- und/oder Frästeil als Anschlussstück verzichtet werden. Außerdem vereinfacht sich durch die Teilereduzierung auch der Fügeprozess, da nunmehr nur noch zwei anstatt drei Teile miteinander verbunden werden müssen. Die Drossel befindet sich außerhalb eines kritischen Bereichs, wodurch die Gefahr eines Verschlusses durch den Fügeprozess deutlich reduziert ist. Daher ist der Fügeprozess insgesamt einfacher und prozesssicherer durchzuführen.
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Der erfindungsgemäße Anschluss lässt sich erfindungsmäßig herstellen, indem man eine zu verbindende rohrförmige Leitung zunächst an ihrem Anschlussende formt, bis sich in der Rohrwand der Leitung eine Sicke oder ein Bördel ausbildet. Dieses Formen kann beispielsweise durch ein Stauchen der Leitung vorgenommen werden. Die Sicke dient als Begrenzungsanschlag und als Lötfläche. Zusätzlich zu der Sicke wird an dem Anschlussende noch eine Drossel angeformt. Die Drossel lässt sich in Form einer Durchmesserverengung der Leitung herstellen. Dazu kann die Leitung an der betreffenden Stelle beispielsweise eingerollt werden. Das Anschlussende kann dann bis zum Anschlag an die Sicke in eine Durchgangsbohrung der Kraftstoffverteilerleiste eingeführt werden. Anschließend wird die Leitung zwischen Sicke und Rohrwand gefügt, und zwar vorzugsweise verlötet.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 einen Anschluss einer Leitung 10 an eine Kraftstoffverteilerleiste 2 über ein Anschlussstück 11 aus dem Stand der Technik.
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2 einen erfindungsgemäßen Anschluss einer Leitung 1 an die Kraftstoffverteilerleiste 2.
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1 zeigt den Stand der Technik. Die Kraftstoffverteilerleiste 2 ist in ihrer Rohrwand 20 mit einer Durchgangsbohrung 30 versehen. An diese Durchgangsbohrung 30 wird eine Leitung 10 angeschlossen. Der Anschluss erfolgt dabei über ein Anschlussstück 11. Das Anschlussstück 11 ist als Dreh- und/oder Frästeil ausgeführt und damit verhältnismäßig teuer. Das Anschlussstück 11 nimmt mit einer Bohrung 40 in seinem oberen Bereich die Leitung 10 passgenau auf. Die Leitung 10 ist an den Stellen 81 und 82 entlang ihrer Aussenwandung mit der Innenwandung der Bohrung 40 verlötet. Das Anschlussstück 11 sitzt über der Durchgangsbohrung 30 auf der Rohrwand 20 der Kraftstoffverteilerleiste 2 auf. Zur Verbindung mit der Kraftstoffverteilerleiste 2 ist das Anschlussstück 11 im Verbindungsbereich 70 und 80 entsprechend der Rohrwand 20 der Kraftstoffverteilerleiste geformt. Das Anschlussstück 11 und die Kraftstoffverteilerleiste 2 sind an den Stellen 70 und 80 miteinander verlötet. Im unteren Teil des Anschlussstücks 11 verlängert die Bohrung 41 die Öffnung der Durchgangsbohrung 30 in der Kraftstoffverteilerleistenwand 20 in Richtung der Leitung 10. Dabei ist der Durchmesser der Anschlussbohrung 41 im unteren Teil etwas größer als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 30, aber wiederum kleiner als der Durchmesser der Leitungsaufnahmebohrung 40.
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Zusätzlich ist im Anschlussstück 11 an der Stelle 60 eine Düse oder Drossel in Form einer Durchmesserverengung der Bohrungen 40 und 41 bis auf einen relativ kleinen Restdurchlauf 60 angebracht. Die Düse oder Drossel dient dazu, Spannungsspitzen im System abzubauen. Aufgrund des relativ kleinen Durchmessers an der Stelle 60 ist die Drossel besonders gefährdet, durch Lötmittel zugesetzt zu werden. Diese Lötmittel können zum Beispiel während des Fügeprozesses an den Lötstellen 81 und 82 austreten, in die Bohrung 40 laufen und die Drossel 60 verstopfen. Alternativ oder zusätzlich können auch Lötmittel von den Fügestellen 70 und 80 in die Bohrung 41 austreten und die Drossel 60 beeinträchtigen. Nach dem Fügen ist eine Überprüfung der Drossel 60 auf Beeinträchtigung durch Lötmittel problematisch. Außerdem erfordert grundsätzlich die Anzahl der zu verbindenden Bauteile einen hohen Aufwand hinsichtlich Ausführung und Vorbereitung der Verbindung.
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In 2 sind diese Probleme erfindungsgemäß gelöst, indem die Zahl der zu verbindenden Bauteile von drei auf zwei reduziert und die Drossel 6 aus einem kritischen Bereich in einen unkritischen Bereich verlagert ist.
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2 offenbart eine Leitung 1, an die eine Sicke oder ein Bördel 5 angeformt ist. Das Anschlussende 4 der Leitung 1 ragt durch die Durchgangsbohrung 3 in der Wand 20 der Kraftstoffverteilerleiste 2 in den Innenraum 9 der Kraftstoffverteilerleiste 2 hinein. An dem Anschlussende 4 ist eine Drossel 6 angeformt. Die Sicke 5 kann beispielsweise durch Stauchen des Rohres 1 und die Drossel 6 durch Einrollen des Rohres 1 hergestellt sein. Es sind aber auch andere gängige Verfahren zur Rohrbearbeitung möglich. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Leitung 1 kann ein relativ teures Dreh- und/oder Frästeil als Anschlussstück entfallen. Die zu verbindende Teileanzahl wird im Gegensatz zum Stand der Technik von drei auf zwei Teile reduziert. Zwischen der Sicke 5 und der Rohrwand 20 der Kraftstoffverteilerleiste 2 wird die Verbindung von Leitung 1 und Kraftstoffverteilerleiste 2 vorgenommen. Bevorzugt wird an den Stellen 7 und 8 gelötet. Durch die Lötung an den Stellen 7 und 8 wird die Leitung 1 haltbar und dichtend mit der Kraftstoffverteilerleiste 2 gefügt. Das Lötmittel kann von den Bereichen 7 und 8 durch die Durchgangsbohrung 3 in den Innenraum 9 der Kraftstoffverteilerleiste 2 gelangen, aufgrund des relativ großen Durchmessers der Kraftstoffverteilerleiste 2 wäre das jedoch unschädlich für die Funktion. Die Drossel 6 jedoch kann von austretenden Lötmitteln nicht mehr beeinträchtigt werden, da sich die Drossel 6 außerhalb des Fügebereichs befindet. Die Drossel 6 ist im übrigen in einem Druckumfeld angeordnet, das von allen Seiten gleich ist. Im Gegensatz zu der Drossel 60 im Anschlussstück 11 aus dem Stand der Technik in 1 herrscht innerhalb und außerhalb der Drossel 6 der gleiche Druck. Das Anschlussende 4 der Leitung 1 lässt sich zudem einfach und sicher in der Durchgangsbohrung 3 der Kraftstoffverteilerleiste 2 positionieren, weil das Anschlussende 4 von der Durchgangsbohrung 3 passgenau aufgenommen wird. Der erfindungsgemäße Anschluss der Leitung 1 an die Kraftstoffverteilerleiste 2 lässt sich daher einfacher und prozesssicherer herstellen als bisher. Zudem ist der Durchmesser der Drossel 6 garantiert und die Lebensdauer der Drossel 6 erhöht.
