DE102006013705A1 - Federhülse - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Federhülse mit einem kreiszylindermantelförmigen Hülsenkörper, der eine Vielzahl von in Reihen (91-94) angeordneten Aussparungen (88, 89) aufweist. Um eine Federhülse zu schaffen, die einfach herzustellen und vielseitig einsetzbar ist, ist mindestens eine der Reihen (91-94) schräg zu einer Radialebene angeordnet.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Federhülse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Stand der Technik
- In herkömmlichen Federhülsen, die auch als Rohrfedern bezeichnet werden und wie sie beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 103 44 621 A1 ,DE 10 2004 028 209 A1 undDE 10 2004 031 597 A1 bekannt sind, sind die Aussparungen jeweils in mehreren Radialebenen angeordnet, um eine elastische Verformbarkeit in Axialrichtung der Federhülse zu ermöglichen. - Offenbarung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Federhülse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach herzustellen und vielseitig einsetzbar ist.
- Die Aufgabe ist bei einer Federhülse mit einem insbesondere kreiszylindermantelförmigen Hülsenkörper, der eine Vielzahl von in Reihen angeordneten Aussparungen aufweist, dadurch gelöst, dass mindestens eine der Reihen schräg zu einer Radialebene angeordnet ist. Dadurch kann die Federsteifigkeit oder Federrate der Federhülse in axialer Richtung auf einfache Art und Weise gezielt verändert werden. So ist es zum Beispiel möglich, mit ein und demselben Stanzwerkzeug Federhülsen beziehungsweise Platinen mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten oder Federraten herzustellen, indem zum Beispiel die Anordnung der Platine relativ zu dem Stanzwerkzeug verändert wird.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen, insbesondere alle Reihen, parallel zueinander im gleichen Winkel zu den zugehörigen Radialebenen angeordnet sind. Daraus ergibt sich eine gewindeartige Anordnung der Reihen. Durch den Winkel der Reihen zu den zugehörigen Radialebenen wird die Steigung festgelegt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen, insbesondere alle Reihen, in einem Winkel zu einer zugehörigen Radialebene angeordnet sind, der zwischen 0 und 90 Grad beträgt. Es ist auch möglich, dass der Winkel genau 90 Grad beträgt. In diesem Fall sind die Reihen in axialer Richtung angeordnet, was einem Grenzfall entspricht.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe mehr als zwei Aussparungen und/oder weniger als zehn Aussparungen enthält. Bei einer vorgegebenen Höhe der Federhülse hängt die Anzahl der Aussparungen einer Reihe unter anderem von dem Winkel ab, in dem die Reihe zu der zugehörigen Radialebene angeordnet ist.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei in einer Reihe aufeinander folgende Aussparungen jeweils durch einen Steg voneinander getrennt sind. Die Stege von benachbarten Reihen sind vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen alle die gleiche Gestalt aufweisen. Dadurch bekommt die Federhülse eine gleichmäßige Struktur.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen im Wesentlichen achtförmig ausgebildet sind. Die Gestalt der Aussparungen ähnelt einem Längsschnitt durch einen Knochen, so dass die Aussparungen im Wesentlichen die Gestalt von Schlitzen mit einem taillierten Mittenbereich und gerundeten Enden aufweisen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse aus einer rechteckigen Platine gebildet ist, die kreiszylindermantelförmig gekrümmt und deren Stoßkanten passend zueinander ausgebildet sind. Dadurch wird ein stoffschlüssiges Verbinden der Stoßkanten vereinfacht. Die Stoßkanten müssen aber nicht miteinander verbunden sein.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federhülse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platine an ihren Stoßkanten verschweißt ist. Zum Verbinden der Stoßkanten sind auch andere stoffschlüssige Verbindungsmöglichkeiten, wie Kleben oder Löten, anwendbar.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor mit einer Federhülse; -
2 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts II aus1 ; -
3 ein Kopplermodul mit einer Federhülse im Längsschnitt; -
4 eine perspektivische Darstellung einer Federhülse; -
5 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts V aus4 ; -
6 eine Platine oder Abwicklung einer Federhülse; -
7 einen vergrößerten Ausschnitt VII aus Figur VI; -
8 eine Platine oder Abwicklung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
9 eine Platine oder Abwicklung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und -
10 eine Platine oder Abwicklung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. - Ausführungsformen der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Federhülse, die in axialer Richtung elastisch verformbar ist. Eine derartige Federhülse ist zum Beispiel in einen Kraftstoffinjektor
1 eingebaut, wie er in1 im Längsschnitt dargestellt ist. Der Kraftstoffinjektor1 wird über einen (nicht sichtbaren) Kraftstoffhochdruckanschluss mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff gelangt von dem Hochdruckanschluss in einen Hochdruckkanal3 , der in einem Injektorkörper4 vorgesehen ist. Der Hochdruckkanal3 erstreckt sich durch eine Ventilplatte5 und eine Drosselplatte6 hindurch in einen Düsenkörper8 . Die Ventilplatte5 und die Drosselplatte6 sind mit Hilfe einer Spannmutter7 zwischen dem Düsenkörper8 und dem Injektorkörper4 eingespannt. - In dem Düsenkörper
8 ist eine Düsennadel10 hin und her bewegbar aufgenommen, deren Spitze in bekannter Art und Weise Kraftstoffeinspritzöffnungen in dem Düsenkörper8 öffnet oder verschließt. Das der Düsennadelspitze abgewandte Ende der Düsennadel10 ist in einer Hülse11 geführt, die einen Steuerraum12 begrenzt. - In
2 ist ein Ausschnitt II aus1 vergrößert dargestellt. In der vergrößerten Ansicht sieht man, dass in der Ventilplatte5 ein Ventilbolzen14 hin und her bewegbar aufgenommen ist, der durch eine Druckfeder15 vorgespannt ist. Der Ventilbolzen14 wird über einen Piezoaktor18 betätigt. Zwischen dem Piezoaktor18 und dem Ventilbolzen14 ist ein hydraulisches Kopplermodul20 wirksam. Das hydraulische Kopplermodul20 umfasst einen Übersetzerkolben21 und einen Ventilkolben22 . Die beiden Kolben21 und22 sind über einen Kopplerspalt, der mit Hydraulikmedium gefüllt ist, hydraulisch miteinander gekoppelt. Der Übersetzerkolben21 und der Ventilkolben22 sind in einem Kopplergehäuse23 hin und her bewegbar geführt. - In der Drosselplatte
6 sind neben der Fortsetzung des Hochdruckkanals3 eine Bypassbohrung24 und eine Füllbohrung25 vorgesehen. Die beiden Bohrungen24 und25 sind jeweils mit einer Drosselstelle versehen. Über die Füllbohrung25 wird der Steuerraum12 mit Kraftstoff befüllt. Über eine (nicht darge stellte) Entlastungsbohrung, die ebenfalls mit einer Drosselstelle ausgestattet sein kann, ist der Steuerraum12 mit einem Druckentlastungsraum verbindbar, in dem der Piezoaktor18 angeordnet ist. - Im nicht angesteuerten Zustand befindet sich der Piezoaktor
18 in der Ausgangsposition, in welcher der Ventilbolzen14 die Druckentlastungsverbindung verschließt. Wenn der Piezoaktor18 angesteuert wird, dann öffnet der Ventilbolzen14 und gibt die Verbindung zu dem Druckentlastungsraum frei. Dadurch wird der Druck in dem Steuerraum12 abgesenkt und die Düsennadel10 öffnet. Wenn der Ventilbolzen14 über den Piezoaktor18 wieder geschlossen wird, dann erhöht sich der Druck in dem Steuerraum12 und die Düsennadel10 schließt. - Das Kopplergehäuse
23 weist an seinem der Ventilplatte5 zugewandten Ende einen Absatz28 auf. An dem der Ventilplatte5 abgewandten Ende des Übersetzerkolbens21 ist Bund30 vorgesehen. An der der Ventilplatte5 zugewandten Seite des Bunds30 liegt eine Einstellscheibe32 an. Zwischen der Einstellscheibe32 und dem Absatz28 ist eine Federhülse40 eingespannt. - In
3 sind das Kopplermodul20 und die Federhülse40 allein im Längsschnitt dargestellt. - In den
4 und5 ist die Federhülse40 in verschiedenen Ansichten perspektivisch dargestellt. Die Federhülse40 ist aus einer rechteckigen Platine41 gebildet, die kreiszylindermantelförmig ge krümmt und an zwei Stoßkanten durch eine Schweißnaht42 verschweißt ist. - In
6 ist eine Platine41 im Ausgangszustand oder in der Abwicklung dargestellt. Die Platine41 hat die Gestalt eines Rechtecks mit zwei Stoßseiten44 ,45 , die auch als Stoßkanten bezeichnet werden. An den beiden Stoßkanten44 und45 wird die Platine41 , wie man in den4 und5 sieht, verschweißt. Die Platine41 ist mit einer Vielzahl von Aussparungen46 und47 ausgestattet. Die Aussparungen46 ,47 haben jeweils die Gestalt eines Längsschnitts durch einen Knochen. Zwischen zwei Aussparungen46 und47 ist jeweils ein Steg48 vorgesehen. Die Aussparungen sind in Reihen51 bis53 angeordnet, die sich senkrecht zu den Stoßkanten44 und45 , also in Umfangsrichtung der Federhülse erstrecken. Die Stirnseiten der Platine41 beziehungsweise der Federhülse sind mit55 und56 bezeichnet. - In
7 ist ein Ausschnitt VII aus6 vergrößert dargestellt. Verschiedene Abmessungen der Aussparungen sind in7 mit S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 und S8 bezeichnet. Die Radien an den Enden der Aussparungen sind mit R1 bezeichnet. Die Radien im Bereich der taillierten Mittenbereiche der Aussparungen sind mit R2 bezeichnet. - In
8 ist eine erfindungsgemäße Platine81 in der Draufsicht dargestellt. Die Platine81 hat die Gestalt eines Rechtecks mit zwei Stoßseiten84 ,85 und zwei Stirnseiten86 ,87 . Außerdem ist die Platine81 mit einer Vielzahl von Aussparungen88 ,89 versehen, die jeweils die Gestalt von einem Längsschnitt durch einen Knochen haben. Zwischen zwei Aussparungen88 ,89 ist jeweils ein Steg90 vorgesehen. Die Aussparungen sind in parallelen Reihen91 bis94 angeordnet. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung verlaufen die Reihen jedoch nicht parallel zu den Stirnseiten86 und87 der Platine81 , sondern schräg dazu. - Durch eine strichpunktierte Linie
96 ist die Erstreckungsrichtung der Reihe94 angedeutet. Zwischen der strichpunktierten Linie96 und der Stirnseite87 der Platine81 ist ein Winkel α1 eingeschlossen. Durch eine Änderung des Winkels α1 kann die Federrate einer aus der Platine81 hergestellten Federhülse auf einfache Art und Weise wirksam verändert werden, und zwar ohne wesentliche Änderung der Aussparungsgeometrie (Abstände S1 bis S8, Radien R1 und R2 in7 ) sowie ohne wesentliche Änderung der Platinenabmessungen (Länge und Höhe). - Generell kann die Federrate der Federhülse durch die Aussparungsgeometrie, die Wanddicke, den Innendurchmesser und die Anzahl der federnden Windungsreihen in Längsrichtung direkt beeinflusst werden. Bauraumbedingt, zum Beispiel durch die Anbindung an das Kopplermodul, sowie durch eine bereits erfolgte Festlegung einer verwendeten Stempelform für die Aussparungsgeometrie kann die Federrate oder Federsteifigkeit nur durch eine komplette Neuauslegung der Platine geändert werden. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine Adaption der Federrate der Federhülse durch eine einfache Ände rung der Orientierung der Aussparungsreihen zu einer Stirnseite erreicht.
- Die Stoßkanten
84 und85 sind zweckmäßigerweise passend zueinander ausgeführt. Dadurch wird eine einfache Verschweißung an den Stoßkanten gewährleistet. Bei dem in8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Winkel α1 so gewählt, dass die Reihen jeweils 8 beziehungsweise 9 Aussparungen aufweisen. Der Winkel α1 beträgt etwa 25 Grad. - In
9 ist eine Platine121 dargestellt, welche die Gestalt eines Rechtecks mit zwei Stoßkanten124 ,125 und zwei Stirnseiten126 ,127 aufweist. Die Platine121 ist mit einer Vielzahl von Aussparungen128 ,129 ausgestattet, die jeweils durch einen Steg130 voneinander getrennt sind. Die Aussparungen sind in Reihen131 bis134 angeordnet. Die Erstreckungsrichtung der Reihe134 ist durch eine strichpunktierte Linie136 angedeutet. Der Winkel α2 zwischen der strichpunktierten Linie136 und der Stirnseite127 beträgt etwa 45 Grad. Daraus ergibt sich, dass die einzelnen Reihen jeweils vier bis fünf Aussparungen aufweisen. - In
10 ist ein Ausführungsbeispiel einer Platine141 mit zwei Stoßseiten144 ,145 und zwei Stirnseiten146 ,147 dargestellt. Zwischen zwei Aussparungen148 ,149 ist jeweils ein Steg150 vorgesehen. Die Aussparungen sind in Reihen151 bis154 angeordnet. Die Ausdehnungsrichtung der Reihe154 ist durch eine strichpunktierte Linie156 angedeutet. Zwischen der strichpunktierten Linie156 und der Stirnseite147 ist ein Winkel α3 einge schlossen, der etwa 65 Grad beträgt. Daraus ergibt sich, dass die Reihen jeweils drei bis vier Aussparungen aufweisen. Die in den8 bis10 dargestellten Platinen81 ,121 und141 sind so ausgelegt, dass zwischen den Aussparungen und den Stirnseiten ausreichend Material stehen bleibt.
Claims (10)
- Federhülse mit einem kreiszylindermantelförmigen Hülsenkörper, der eine Vielzahl von in Reihen (
51 -53 ;91 -94 ;131 -134 ;151 -154 ) angeordneten Aussparungen (46 ,47 ;88 ,89 ;128 ,129 ;148 ,149 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Reihen (91 -94 ;131 -134 ;151 -154 ) schräg zu einer Radialebene angeordnet ist. - Federhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen (
91 -94 ;131 -134 ;151 -154 ), insbesondere alle Reihen, parallel zueinander im gleichen Winkel (α1; α2; α3) zu den zugehörigen Radialebenen angeordnet sind. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen (
91 -94 ;131 -134 ;151 -154 ), insbesondere alle Reihen, in einem Winkel (α1; α2; α3) zu einer zugehörigen Radialebene angeordnet sind, der zwischen 0 und 90 Grad beträgt. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe (
91 -94 ;131 -134 ;151 -154 ) mehr als zwei Aussparungen (88 ,89 ;128 ,129 ;148 ,149 ) und/oder weniger als zehn Aussparungen enthält. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in einer Reihe (
91 -94 ;131 -134 ;151 -154 ) aufeinander folgende Aussparungen (88 ,89 ;128 ,129 ;148 ,149 ) jeweils durch einen Steg (90 ;130 ;150 ) voneinander getrennt sind. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (
88 ,89 ;128 ,129 ;148 ,149 ) alle die gleiche Gestalt aufweisen. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (
88 ,89 ;128 ,129 ;148 ,149 ) im Wesentlichen achtförmig ausgebildet sind. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (
88 ,89 ;128 ,129 ;148 ,149 ) die Gestalt von Schlitzen mit einem taillierten Mittenbereich und gerundeten Enden aufweisen. - Federhülse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse aus einer rechteckigen Platine (
81 ;121 ;141 ) gebildet ist, die kreiszylindermantelförmig gekrümmt ist und deren Stoßkanten (84 ,85 ;124 ,125 ;144 ,145 ) passend zueinander ausgebildet sind. - Federhülse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (
81 ;121 ;141 ) an ihren Stoßkanten (84 ,85 ;124 ,125 ;144 ,145 ) verschweißt ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |