DE102005047951B4

DE102005047951B4 - Sheathed pressure line

Info

Publication number: DE102005047951B4
Application number: DE102005047951A
Authority: DE
Inventors: Dirk KÖTHEN; Christian Dr. Vogel; Hakan Yalcin; Ludwig Maier; Wolfgang Wagner
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: DE102005047951A1; FI20060877A; CN1945004A; FI20060877A0; JP2007100960A; KR20070038910A; FI122594B

Abstract

Druckleitung zum Fördern von Kraftstoff unter Hochdruck mit einem Druckrohr (1), das ein zu förderndes Fluid führt und einem Mantelrohr (2), das formschlüssig und koaxial um das Druckrohr (1) angeordnet ist und das Druckrohr (1) auf seiner Außenfläche im Wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Nuten (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für das Druckrohr (1) Stahl als Werkstoff verwendet wird und dass die Stegbreite der zwischen den Nuten (3) verbleibenden Stegen (4) größer oder gleich 2 mm ist und dass eine Breite der Nuten (3) einen Winkelbereich von kleiner oder gleich 45° überstreicht.Pressure line for conveying fuel under high pressure with a pressure tube (1), which carries a fluid to be pumped and a jacket tube (2) which is positively and coaxially disposed around the pressure tube (1) and the pressure tube (1) on its outer surface substantially in the longitudinal direction extending grooves (3), characterized in that at least for the pressure tube (1) steel is used as material and that the web width of the between the grooves (3) remaining webs (4) is greater than or equal to 2 mm and that Width of the grooves (3) covers an angular range of less than or equal to 45 °.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ummantelte Druckleitung und insbesondere eine ummantelte Kraftstoffhochdruckleitung mit integrierter Leckageführung.The The present invention relates to a jacketed pressure line and in particular a jacketed high-pressure fuel line with integrated leakage guide.

Insbesondere bei Kraftstoffleitungen, die Brennkraftmaschinen, wie z. B. Schiffsmotoren mit Treibstoff versorgen, ist es notwendig, ein im Inneren der Kraftstoffeinspritzleitung angeordnetes Druckrohr mit einer Schutzummantelung zu versehen. Die Schutzummantelung dient dazu, aus Leckagen an der Druckleitung und deren Anschlussstücken austretenden Kraftstoff aufzufangen und in einem Sammelbehältnis, wie z. B. der Druckschraube, aufzufangen.Especially in fuel lines, the internal combustion engines, such as. B. marine engines supply with fuel, it is necessary to one inside the fuel injection line arranged pressure tube to be provided with a protective coating. The protective sheath serves to leak from the pressure line and their fittings catch escaping fuel and in a collection container, such as z. B. the pressure screw to catch.

Aus dem Stand der Technik ist dazu z. B. das deutsche Gebrauchsmuster 74 07 951 bekannt, das eine doppelwandige Hochdruckleitung offen legt. Zwischen Druckleitung und Mantelleitung ist gemäß diesem Stand der Technik eine Wendel aus einem flachen Kunststoffstreifen angeordnet, so dass zwischen Mantelrohr und Druckrohr ein definierter Abstand entsteht, in dem aus der Druckleitung austretender Treibstoff abgeleitet werden kann.From the prior art is z. B. the German utility model 74 07 951 known, which discloses a double-walled high pressure line. Between the pressure line and sheathed cable, a helix made of a flat plastic strip is arranged according to this prior art, so that a defined distance arises between the sheath tube and the pressure tube, in which fuel emerging from the pressure line can be discharged.

Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass anstatt des spiralförmigen Kunststoffzwischenteils vor dem Biegen eines Kraftstoffhochdruckrohrs Abstandhalter zum Fixieren des Mantelrohres auf dem Druckrohr vorzugsweise an den Stellen, die später gebogen werden, oder an den Enden befestigt sind. Nachteilig daran ist, dass es beim Biegen von Druckrohr, Abstandhaltern und Mantelrohr zu Ovalverformungen des Mantelrohrs und zu einem einseitigen Anlegen des Mantelrohres an einem Abstandhalter und somit zu erheblichen Koaxialitätsabweichungen von Mantelrohr gegenüber Druckrohr kommt. Die Ovalverformung und die Koaxialitätsabweichungen führten dazu, dass sich eine Druckmutter, die als Verbindungselement am Ende der Druckleitung vorgesehen ist, nicht mehr über das Mantelrohr schieben lässt. Ferner kann es bei der Montage des Druckrohres zu einem einseitigen Anliegen der Druckmutter am Mantelrohr kom men. Wird bei der Montage dann das vorgegebene Anzugsmoment verwendet, wird infolge des hohen Reibmoments die erforderliche Pressung am Hochdruckdichtverband nicht erreicht, was zu Undichtigkeiten führen kann. Desweiteren führen die Oberflächenschädigungen zur Schädigung des Runddichtringes und somit zu Undichtigkeiten an der Dichtstelle zwischen Druckmutter und Mantelrohr.Furthermore It is known from the prior art that instead of the spiral plastic intermediate part Before bending a high-pressure fuel pipe spacer for Fixing the jacket tube on the pressure tube preferably to the Bodies that later be bent or attached to the ends. Disadvantageous is that when bending pressure tube, spacers and casing pipe to oval deformations of the jacket tube and to a one-sided application of the jacket tube to a spacer and thus to considerable Koaxialitätsabweichungen of jacket tube opposite Pressure tube is coming. The oval deformation and the coaxial deviations led cause a pressure nut to act as a connector at the end the pressure line is provided, no longer push over the jacket tube leaves. Furthermore, it can be a one-sided when mounting the pressure tube Concern of the pressure nut on the jacket tube. Will during assembly then uses the specified torque, is due to the high friction torque does not reach the required pressure on the high pressure seal which leads to leaks can. Furthermore lead the surface damage to injury the O-ring and thus leaks at the sealing point between pressure nut and jacket pipe.

Ferner ist aus dem Stand der Technik ein Aufbau bekannt, bei dem das Mantelrohr mit Nuten versehen ist, so dass sich bei Ineinanderschieben von Druckrohr und Mantelrohr Kanäle an der Außenseite des Druckrohres in Längsrichtung ergeben. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass auch hier noch besagte ovale Verformungen des Mantelrohrs auftreten. Weiterhin nachteilig ist die Verwendung einer Ummantelung bzw. eines Mantelrohrs, das aufgrund der Nuten stets eine Sonderanfertigung und somit kostenintensiv ist.Further is known from the prior art, a structure in which the jacket tube is provided with grooves, so that when nesting of Pressure tube and jacket tube channels on the outside the pressure tube in the longitudinal direction result. A disadvantage of this prior art is that also here still said oval deformations of the jacket tube occur. Farther A disadvantage is the use of a jacket or a jacket tube, due to the grooves always a custom-made and therefore costly is.

Weiterhin sind beispielsweise aus der DE 196 15 935 A1 oder aus der US 6 116 290 A Druckleitungen zum Fördern von Fluiden mit einem Druckrohr und einem koaxial um das Druckrohr angeordneten Mantelrohr bekannt, bei diesen das Druckrohr auf seiner Außenfläche in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist. Diese Ausbildungen sind aber durch den Transport von Sauergasen bedingt.Furthermore, for example, from the DE 196 15 935 A1 or from the US 6 116 290 A Pressure lines for conveying fluids with a pressure tube and a coaxially arranged around the pressure tube casing tube known in these the pressure tube on its outer surface in the longitudinal direction extending grooves. However, these training courses are conditioned by the transport of sour gases.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckleitung mit verbesserten Dichteigenschaften, einer höheren Lebensdauer und günstigeren Herstellungskosten bereit zu stellen.task The present invention is a pressure line with improved Sealing properties, a higher Lifetime and cheaper production costs to provide.

Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung gelöst. Erfindungsgemäß wird eine Druckleitung zum Fördern von Kraftstoffen im Hochdruckbereich vorgesehen. Die Druckleitung weist im Inneren ein Druckrohr auf, in dem das zu fördernde Fluid, z. B. Kraftstoff, von einer Kraftstoffquelle zu einem Einspritzsystem gefördert wird. Um das Druckrohr ist ein Mantelrohr angeordnet, das koaxial zum Druckrohr verläuft. Das Druckrohr weist an seiner Außenfläche Nuten auf, die im Wesentlichen in Längsrichtung zum Druckrohr verlaufen. Dabei wird zumindest für das Druckrohr Stahl als Werkstoff verwendet und die Stegbreite der zwischen den Nuten verbleibenden Stege ist größer oder gleich 2 mm und ein Winkelbereich, der von den Nuten eingeschlossen wird, ist kleiner oder gleich 45°.These Task is by the independent Claim 1 of the present invention solved. According to the invention is a Pressure line for conveying provided by fuels in the high pressure area. The pressure line has inside a pressure tube in which the promotional Fluid, e.g. As fuel is conveyed from a fuel source to an injection system. To the pressure tube, a jacket tube is arranged coaxially with the Pressure pipe runs. The pressure tube has on its outer surface grooves, which are substantially longitudinal run to the pressure tube. Here, at least for the pressure tube steel as a material used and the web width remaining between the grooves Footbridges is greater or equal 2 mm and an angular range trapped by the grooves, is less than or equal to 45 °.

Durch die Längsnuten auf der Außenfläche des Druckrohres wird zwischen Mantelrohr und Druckrohr ein Abstand definiert, in dem der Kraftstoff abfließen kann, der sich infolge einer Leckage am Druckrohr oder dessen Anschlussstücken außen am Druckrohr sammelt. Für das Mantelrohr muss keine Sonderfertigung verwendet werden, sondern es kann ein genormtes Halbzeug als Ummantelung verwendet werden, was Kosten einspart, denn als Druckrohr muss ohnehin eine Sonderanfertigung verwendet werden, da hier üblicherweise ein nicht handelsüblicher Rohrquerschnitt benötigt wird. Darüber hinaus kann durch das Vorsehen der Nuten im Druckrohr ein rotationssymmetrisches Mantelrohr verwendet werden. Insbesondere dann, wenn das Mantelrohr auf das Druckrohr aufgeschrumpft wird, so dass kein Spiel zwischen Mantelrohr und Druckrohr bleibt, ist die Verwendung von rotationssymmetrischen Profilen vorzuziehen.By the longitudinal grooves on the outside surface of the Pressure pipe is defined between casing pipe and pressure pipe a distance, in which the fuel drain may, due to leakage on the pressure tube or its fittings on the outside of the pressure tube collects. For the jacket pipe does not have to be used as a special production, but instead a standard semi-finished product can be used as the sheathing, which saves costs, because as a pressure pipe must anyway a custom-made used, as is common here a non-commercial Tube cross section needed becomes. About that In addition, by providing the grooves in the pressure tube, a rotationally symmetric Jacket tube can be used. In particular, when the jacket tube shrunk onto the pressure tube, so no play between Casing tube and pressure tube remains, is the use of rotationally symmetric Prefer profiles.

Die abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die Nuten des Druckrohrs bereits im Halbzeug des Druckrohrs vorgesehen. Diese Nuten werden also bereits beim Herstellungsprozess des nahtlos gezogenen Druckrohres eingebracht. Die Nuten sind dabei an der Außenfläche des Druckrohres vorzugsweise gleichmäßig zu verteilen und verlaufen vorzugsweise parallel und geradlinig zueinander.The dependent claims are advantageous embodiments of the invention. According to one First embodiment of the invention are the grooves of the pressure tube already provided in the semi-finished product of the pressure tube. These grooves will be So already in the manufacturing process of the seamless drawn pressure tube brought in. The grooves are preferably on the outer surface of the pressure tube evenly distributed and preferably run parallel and rectilinear to each other.

Das Mantelrohr ist formschlüssig mit dem Druckrohr verbunden. Das formschlüssige Verbinden von Mantelrohr und Druckrohr kann beispielsweise über das Aufschrumpfen des Mantelrohrs auf dem Druckrohr verwirklicht werden. Dazu wird das Mantelrohr erwärmt, so dass das Mantelrohr über das Druckrohr geschoben werden kann. Wenn das Mantelrohr dann abkühlt, kommt es zu einem Presssitz zwischen Mantelrohr und Druckrohr, so dass Mantelrohr und Druckrohr formschlüssig miteinander verbunden sind. Aufgrund dieses Verbundes zwischen Mantelrohr und Druckrohr kann es beim Biegen der Druckleitung nicht mehr zu Lücken zwischen Mantelrohr und Druckrohr kommen, die bei längerer Beanspruchung im Umfeld eines Verbrennungsmotors, d. h. durch ständige Vibrationen, zu einem frühzeitigen Verschleiß der Druckleitung führen können. Ferner werden auch Verformungen des Mantelrohres noch unwahrscheinlicher, da dieses durch die zwischen den Nuten verbleibenden Stege, welche nunmehr fest an der Innenfläche des Mantelrohrs anliegen, gestützt wird.The Jacket tube is form-fitting connected to the pressure tube. The positive connection of casing pipe and pressure tube can, for example, on the shrink-fitting of the jacket tube be realized on the pressure tube. This is the jacket tube heated so that the jacket tube over the pressure tube can be pushed. When the jacket tube cools then comes it to a press fit between casing pipe and pressure pipe, so that Jacket tube and pressure tube positively connected with each other are. Due to this bond between casing pipe and pressure pipe When bending the pressure line, there can no longer be gaps between Jacket tube and pressure tube come, which in case of prolonged stress in the environment an internal combustion engine, d. H. due to constant vibrations, premature wear of the pressure line to lead can. Furthermore, deformations of the jacket tube are even more unlikely because this by the remaining between the grooves webs, which now firmly on the inner surface abut the jacket tube, supported becomes.

Darüber hinaus kann Formschluss erzeugt werden, indem das Mantelrohr mit Spielpassung über das Druckrohr geschoben wird und danach die Druckleitung in ihre für den Einbau vorgesehene Form gebogen wird.Furthermore Form fit can be generated by the jacket pipe with clearance over the Pressure tube is pushed and then the pressure line in their for installation intended shape is bent.

Die vorliegende Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnung in einer Ausführungsform der Erfindung detailliert erläutert. Es zeigt:The The present invention will become apparent from the attached drawings in a embodiment the invention explained in detail. It shows:

1: eine Kraftstoffhochdruckleitung im Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a high pressure fuel rail in cross section according to the present invention;

2: einen Schnitt A-A aus 1 in einer dreidimensionalen Ansicht. 2 : a cut AA 1 in a three-dimensional view.

1 zeigt eine Kraftstoffhochdruckleitung mit einem Druckrohr (1) und einem Mantelrohr (2). Über dem Mantelrohr sitzt eine Druckschraube (5), die mittels eines Runddichtrings (6) gegenüber dem Mantelrohr (2) abgedichtet ist. Als Werkstoff für das Kraftstoffrohr wird vorzugsweise hochfester Stahl eingesetzt. Da die Kraftstoffhochdruckrohre bei Betrieb des Motors Temperaturen zwischen 150°C und 200°C ausgesetzt sind, sind Mantelrohr und Druckrohr vorzugsweise aus Stählen mit wesentlich gleichen thermischen Ausdehnungseigenschaften zu verwenden. 1 shows a high-pressure fuel line with a pressure pipe ( 1 ) and a jacket tube ( 2 ). Above the jacket pipe sits a pressure screw ( 5 ), which by means of an O-ring ( 6 ) relative to the jacket tube ( 2 ) is sealed. As a material for the fuel pipe preferably high-strength steel is used. Since the high-pressure fuel pipes are exposed to temperatures between 150 ° C and 200 ° C during operation of the engine, jacket tube and pressure tube are preferably to be used from steels with substantially the same thermal expansion properties.

2 zeigt den Schnitt A-A durch das erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruckrohr aus 1, wobei mit Bezugszeichen (3) die Nut gekennzeichnet ist und Bezugszeichen (4) einen Steg zeigt. Die Profilform des Druckrohres kann an der Außenfläche beliebig geändert werden, sofern nur eine ausreichende Nut und ein für das Abstützen des Mantelrohres (2) ausreichender Steg bestehen bleibt. 2 shows the section AA through the high-pressure fuel pipe according to the invention 1 , where 3 ) the groove is marked and reference numerals ( 4 ) shows a bridge. The profile shape of the pressure tube can be arbitrarily changed on the outer surface, if only a sufficient groove and a for supporting the jacket tube ( 2 ) sufficient footbridge remains.

11: Druckrohrpressure pipe
22: Mantelrohrcasing pipe
33: Nutgroove
44: Stegweb
55: Druckschraubepressure screw
66: RunddichtringO-ring

Claims

Pressure line for conveying fuel under high pressure with a pressure pipe ( 1 ), which carries a fluid to be pumped and a jacket tube ( 2 ), the positive and coaxial around the pressure tube ( 1 ) is arranged and the pressure tube ( 1 ) on its outer surface substantially longitudinally extending grooves ( 3 ), characterized in that at least for the pressure tube ( 1 ) Steel is used as a material and that the web width of the between the grooves ( 3 ) remaining webs ( 4 ) is greater than or equal to 2 mm and that a width of the grooves ( 3 ) covers an angular range of less than or equal to 45 °.

Pressure line according to claim 1, characterized in that the grooves ( 3 ) of the pressure tube ( 1 ) already in the semi-finished product of the pressure tube ( 1 ) are provided.

Pressure line according to claim 1, characterized in that the jacket tube ( 2 ) on the pressure tube ( 1 ) is shrunk or the positive connection is produced by bending at a clearance fit between the jacket tube and pressure tube.

Pressure line according to one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 3 ) parallel and rectilinear and are arranged uniformly in the circumferential direction on the pressure tube.

Pressure line according to one of the preceding claims, characterized in that the jacket tube ( 2 ) has a rotationally symmetrical shape.