DE102006042096B4 - Arrangement for closing a high-pressure bore - Google Patents
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Abstract
Anordnung zum Verschließen einer mit Druck beaufschlagbaren Bohrung (1), umfassend einen Expanderstopfen (2), der in die Bohrung (1) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Bohrung (1) zusätzlich ein Verschlussstopfen (3) angeordnet ist, wobei der Verschlussstopfen (3) aus einem wesentlich härteren Material als der Expanderstopfen (2) besteht.Arrangement for closing a pressurizable bore (1), comprising an expander plug (2), which is inserted into the bore (1), characterized in that within the bore (1) in addition a sealing plug (3) is arranged, wherein the Closing plug (3) consists of a much harder material than the Expanderstopfen (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verschließen einer mit Druck beaufschlagbaren Bohrung, umfassend einen Expanderstopfen, der in die Hochdruckbohrung eingesetzt ist.The invention relates to an arrangement for closing a pressurizable bore, comprising an expander plug, which is inserted into the high-pressure bore.
Gattungsgemäße Expanderstopfen sind bereits aus der
Das Problem wurde bislang so gelöst, dass der Boden des Expanderstopfens im Verhältnis zur Seitenwandung wesentlich dicker ausgebildet wurde. Hierdurch wird jedoch die Zerstörung des Expanderstopfens nicht vermieden sondern lediglich verlangsamt.The problem has so far been solved so that the bottom of the Expanderstopfens was made much thicker in relation to the side wall. As a result, however, the destruction of Expanderstopfens is not avoided but only slowed down.
Die Druckschrift
Ausgehend vom Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zum Verschließen einer mit Druck beaufschlagbaren Bohrung bereitzustellen, die auch bei hohen Drücken und unter Strömungskavitation sowie pulsationsbedingter Kavitation in Rohrleitungen nicht zerstört wird.Starting from the prior art, it is therefore an object of the present invention to provide an arrangement for closing a pressurizable bore, which is not destroyed even at high pressures and under flow cavitation and pulsation cavitation in pipelines.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is solved by the features of
Die Anordnung zum Verschließen einer mit Druck beaufschlagbaren Bohrung, umfassend ein Expanderstopfen, der in die Bohrung eingesetzt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb der Bohrung zusätzlich ein Verschlussstopfen angeordnet ist. Hierdurch kann der Expanderstopfen aus einem Material bestehen, welches eine geringe Rückstellneigung aufweist und welches sich gut aufweiten lässt. Der zusätzliche Verschlussstopfen wird so gewählt, dass er besonders hart und verschleißfest ist. Hierdurch kann er durch die Kavitation nicht zerstört werden. Der Verschlussstopfen ist dabei dergestalt vor dem Expanderstopfen angeordnet, das die Kavitation nicht zum Expanderstopfen gelangen kann. Somit ergibt die vorgeschlagene Erfindung eine sichere und langlebige Anordnung zum Verschließen einer mit Druck beaufschlagbaren Bohrung.The arrangement for closing a pressurizable bore, comprising an expander plug, which is inserted into the bore, is characterized in that within the bore additionally a sealing stopper is arranged. As a result, the expander plug may consist of a material which has a low tendency to return and which can be well widened. The additional sealing plug is chosen so that it is particularly hard and wear-resistant. As a result, it can not be destroyed by the cavitation. The plug is thus arranged in front of the Expanderstopfen that the cavitation can not get to Expanderstopfen. Thus, the proposed invention provides a safe and durable arrangement for closing a pressurizable bore.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Verschlussstopfen im Wesentlichen aus einem wesentlich härteren Material als der Expanderstopfen besteht. Der Verschlussstopfen kann dabei vollständig oder lediglich an den besonders gefährdeten Stellen aus einem besonders harten und verschleißfesten Material bestehen. Es ist auch möglich, an den besonders beanspruchten Stellen, eine harte und verschleißfeste Beschichtung aufzubringen.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the sealing plug essentially consists of a material which is considerably harder than the expander plug. The plug can be completely or only in the most vulnerable places made of a particularly hard and wear-resistant material. It is also possible to apply a hard and wear-resistant coating to the particularly stressed areas.
Bevorzugt kann der Verschlussstopfen im Wesentlichen aus einem Hartmetall oder einem keramischen Werkstoff bestehen. Diese Materialien sind besonders hart und verschleißfest und gewährleisten so einen zerstörungsfreien Einsatz auch bei Kavitation in der mit Druck beaufschlagten Bohrung. Der Verschlussstopfen kann dabei komplett aus einem Hartmetall oder einem keramischen Werkstoff bestehen, bzw. nur an den stark beanspruchten Stellen mit einem Hartmetall bzw. einem keramischen Werkstoff versehen sein.Preferably, the closure plug may consist essentially of a hard metal or a ceramic material. These materials are particularly hard and wear-resistant, ensuring non-destructive use, even with cavitation in the pressurized bore. The sealing plug can consist entirely of a hard metal or a ceramic material, or be provided with a hard metal or a ceramic material only at the heavily stressed areas.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Verschlussstopfen zylindrisch ausgebildet ist. Ein solcher zylindrischer Verschlussstopfen lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen. Zudem ist das Einpassen in die ebenfalls zylindrische Bohrung denkbar einfach. Besonders bevorzugt kann der zylindrische Verschlussstopfen mittels eines Presssitzes in der Bohrung befestigt werden. Hierdurch können die Kavitationen nicht zum Expanderstopfen gelangen, wodurch dieser wirkungsvoll vor einer Zerstörung geschützt wird. Bei weniger kritischen Anwendungen, kann die Bohrung auch ohne Expanderstopfen, also nur mit dem Verschlussstopfen verschlossen werden.An advantageous embodiment of the invention provides that the closure plug is cylindrical. Such a cylindrical plug can be produced in a particularly simple and cost-effective manner. In addition, the fitting in the likewise cylindrical bore is very simple. Particularly preferably, the cylindrical sealing plug can be fixed in the bore by means of an interference fit. As a result, the cavitations can not reach the Expanderstopfen, whereby this is effectively protected from destruction. In less critical applications, the hole can be closed without expander plug, so only with the stopper.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Verschlussstopfen wenigstens an einem Ende, einen Dichtbereich aufweist, mit welchem er an einem korrespondierenden Dichtbereich der Bohrung zusammenwirkt. Bei einer solchen Ausgestaltung erfolgt die Dichtung nicht über den gesamten Umfang des Dichtstopfens sondern lediglich über eine Dichtkante im Dichtbereich zwischen dem Ende des Verschlussstopfens und dem korrespondierenden Dichtbereich. Bei einer solchen Lösung kann der Verschlussstopfen mit geringer Kraft in die Bohrung eingebracht werden, da die Dichtwirkung nur über den Dichtbereich erzielt wird, der Umfangsbereich des Verschussstopfens übernimmt nur eine Führungsaufgabe. Die Beschriebene Lösung bietet gegenüber der Lösung mit Presssitz insbesondere einen Montagevorteile, wenn sich der Presssitz in einem harten Basismaterial schlecht verwirklichen lässt.Another particularly preferred embodiment of the invention provides that the closure stopper has, at least at one end, a sealing region with which it interacts with a corresponding sealing region of the bore. In such an embodiment, the seal is not made over the entire circumference of the sealing plug but only via a sealing edge in the sealing area between the end of the sealing plug and the corresponding sealing area. In such a solution, the sealing plug can be introduced with little force into the bore, since the sealing effect is achieved only over the sealing area, the peripheral region of the Verschußstopfens takes only a management task. The described solution offers in particular a mounting advantage over the solution with interference fit, if the interference fit in a hard base material can be realized poorly.
Der erfindungsgemäßen Anordnung zum Verschließen einer mit Druck beaufschlagbaren Bohrung liegt somit der Gedanke zugrunde, dass dem Expanderstopfen ein zusätzlicher Verschlussstopfen vorgelagert wird, der Kavitationen von dem Expanderstopfen fernhält und dadurch den Expanderstopfen vor Zerstörung schützt. Der Verschlussstopfen ist dabei vorteilhaft aus einem wesentlich härteren Material als der Expanderstopfen hergestellt. Der Expanderstopfen kann seinerseits wieder aus einem besonders gut verformbaren Material hergestellt werden, wodurch er besonders leicht aufgeweitet werden kann und somit sicher in der Hochdruckbohrung sitzt und diese verschließt.The inventive arrangement for closing a pressurizable bore is thus based on the idea that the expander plug is preceded by an additional plug, which keeps Kavitationen of the Expanderstopfen and thereby protects the Expanderstopfen from destruction. The plug is advantageously made of a much harder material than the Expanderstopfen. The expander plug can in turn be made of a particularly well deformable material, which makes it particularly easy to expand and thus sits securely in the high pressure bore and closes it.
Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt schematisch:Exemplary embodiments and further advantages of the invention are explained below with reference to the drawings. It shows schematically:
Bei den Figuren handelt es sich jeweils um stark vereinfachte Darstellungen, bei denen nur die erfindungswesentlichen Bauteile gezeigt sind. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind figurübergreifend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, each is a greatly simplified representations in which only the components essential to the invention are shown. The same or functionally identical components are cross-figured with the same reference numerals.
Neben einer Befestigung des Verschlussstopfens
Durch die Abdichtung über das Ende des Verschlussstopfens
Um eine sichere Abdichtung am Dichtbereich zu gewährleisten ist es vorteilhaft, wenn der Expanderstopfen und der Verschlussstopfen so ausgebildet und angeordnet sind, dass der Expanderstopfen nach der Montage den Verschlussstopfen
Die beschriebene Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass durch die Verwendung eines zusätzlichen Verschlussstopfens vor dem Expansionsstopfen die Zerstörung des Expansionsstopfens, insbesondere durch Kavitation, wirkungsvoll verhindert wird. Die vorgeschlagene Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz bei Kraftstoffhochdruckpumpen in Common-Rail-Einspritzsystemen. Bei solchen Einspritzsystemen herrschen Drücke von bis zu 2000 bar und es treten starke Kavitationserscheinungen auf, die zur Zerstörung des Expansionsstopfens führen können.The invention described is characterized in that the destruction of the expansion plug, in particular by cavitation, is effectively prevented by the use of an additional sealing plug before the expansion plug. The proposed invention is particularly suitable for use in high-pressure fuel pumps in common-rail injection systems. In such injection systems prevail pressures of up to 2000 bar and there are strong cavitation phenomena, which can lead to the destruction of the expansion plug.
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