-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Hochdruckdieseleinspritzteil,
welches eine Längsbohrung sowie
zumindest eine hierzu quer ausgerichtete Querbohrung aufweist, wobei
beide Bohrungen durch einen Übergangsbereich
miteinander verbunden sind. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung so genannte Common Rails, welche in Dieselmotoren zum
Einsatz kommen und zum Verteilen des Dieseltreibstoffs genutzt werden.
-
Aus
Umweltschutzgründen
ist es von Vorteil, insbesondere bei Dieselmotoren den Treibstoff
unter einem sehr hohen Druck in den Verbrennungsraum einzuspritzen.
Es hat sich herausgestellt, dass der Verbrennungsprozess umso schonender
verläuft
und dementsprechend weniger Schadstoffe entstehen, je höher der
Einspritzdruck des Kraftstoffs ist. Dabei werden Druckwerte im Bereich
oberhalb von 1000 bar erzielt. Eine Technik, bei der derartige Einspritzteile
insbesondere zum Einsatz kommen, ist die so genannte Common Rail-Technik.
Während
bei klassischen Einspritzpumpen für Dieselmotoren die Einspritzmenge
und Einspritzdauer vom Kolbenhub abhängig ist, erlaubt es die Common
Rail-Technik, sowohl Einspritzmenge als auch Einspritzdauer unabhängig vom
Kurbelwinkel zu gestalten. Ferner kann im Vergleich zu klassischen
Einspritzpumpen während
eines Arbeitstakts mehrfach eingespritzt werden, was weitere Vorteile
mit sich bringt.
-
Das
Prinzip der Common Rail-Technik besteht darin, dass ein gemeinsames
Verteilerrohr, der so genannte Common Rail, verwendet wird, in dem der
Kraftstoff dauerhaft unter Druck gesetzt zur Verfügung wird.
Quer zu diesem Verteilerrohr erstrecken sich Querbohrungen, über welche
der Kraftstoff mittels so genannter Injektoren in die einzelnen
Brennkammern des Motors abgeführt
wird. Die Injektoren sind in den Querbohrungen angeordnet bzw. mit
diesen verbunden, wobei die Querbohrung dann über einen sehr schmalen Übergangsbereich
mit der Längsbohrung
verbunden ist.
-
Da – wie oben
erwähnt – angestrebt
wird, einen sehr hohen Druck innerhalb des Verteilersystems aufrecht
zu erhalten, sind derartige Einspritzteile hohen Belastungen ausgesetzt.
Es hat sich gezeigt, dass bei Common Rails insbesondere der Übergangsbereich
zwischen Längsbohrung
und Querbohrung hohen Belastungen ausgesetzt ist und insbesondere
in diesem Übergangsbereich
die Gefahr besteht, dass im Laufe der Zeit Abnutzungserscheinungen
auftreten, welche letztendlich die Effektivität des Systems zumindest beeinträchtigen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, die
Eigenschaften derartiger Einspritzteile zu verbessern, derart, dass
diese den Belastungen besser Stand halten.
-
Die
Aufgabe wird durch ein Hochdruckdieseleinspritzteil mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung beruht
auf der Idee, bei einem Hochdruckdieseleinspritzteil den Übergangsbereich
zwischen Längsbohrung
und Querbohrung in besonderer Weise auszugestalten. Dabei ist insbesondere
vorgesehen, dass der Übergangsbereich
im Gegensatz zu klassischen Hochdruckdieseleinspritzteilen nunmehr
nicht-rund, vorzugsweise ellipsenähnlich ausgebildet ist. Es
hat sich gezeigt, dass bei einer Abweichung von der klassischen
Kreisform für
den Übergangsbereich
die in diesem Bereich auftretenden Belastungen besser kompensiert
werden können
bzw. niedriger sind. Insbesondere beim Verwendung einer elliptischen
Durchgangsöffnung
ist das hierbei erzielte Werkstück
im Hinblick auf die hohen Drücke
deutlich widerstandsfähiger,
als dies bislang der Fall war.
-
Im
Falle einer elliptischen Querschnittsform entspricht die Länge des Übergangsbereichs
zwischen Längs-
und Querbohrung vorzugsweise in etwa der Länge der größeren Halbachse der Ellipse. Dies
stellt einen besonders guten Kompromiss dar, um einerseits die angestrebte
Widerstandsfähigkeit zu
erhalten, andererseits jedoch ausreichend Aufnahmeraum für die in
der Querbohrung zumindest teilweise angeordneten Injektoren zu schaffen.
Abweichend von der besonders bevorzugten Ellipsenform können allerdings
auch weitere Querschnittsformen, die von der Kreisform abweichen,
verwendet werden.
-
Die
nicht-runde Form des Übergangsbereichs
kann beispielsweise mittels dem bekannten aus ECM-Verfahren eingebracht
werden. Auch andere geeignete Herstellungsverfahren wären denkbar.
-
Nachfolgend
soll die Erfindung anhand der jeweiligen Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen:
-
1 ein
erfindungsgemäßes Hochdruckdieseleinspritzteil
im Teilschnitt;
-
2 eine
Schnittdarstellung des Einspritzteils zur Verdeutlichung der daran
auftretenden Kräfte;
-
3 eine
vergrößerte Ansicht
von 2 und
-
4 eine
Darstellung zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Übergangsbereichs
zwischen Längs-
und Querbogen.
-
1 zeigt
im Teilschnitt die Ansicht eines allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 versehenen Einspritzteils.
Es handelt sich hierbei um einen sog. Common Rail, über den
entsprechend der bekannten Common Rail-Technik Dieseltreibstoff
unter Hochdruck mehreren Verbrauchern bzw. Brennkammern eines Dieselmotors
zugeführt
werden soll. Vorab ist allerdings anzumerken, dass die Erfindung
keinesfalls auf die Common Rail-Technik beschränkt ist, sondern allgemein
bei Hochdruckeinspritzteilen zum Einsatz kommen kann, bei denen
eine erste Bohrung über
einen Übergangsbereich
mit einer quer zur ersten Bohrung ausgerichteten zweiten Bohrung
verbunden ist.
-
Das
Hochdruckdieselteil 1 gemäß 1 weist dementsprechend
eine in Längsrichtung
verlaufende größere Längsbohrung 2 auf,
welche innerhalb eines aus Stahl bestehenden Rohres ausgebildet
ist. Beim späteren
Einsatz wird über
diese Längsbohrung 2 von
einer Stirnseite her Kraftstoff dem Verteilersystem zugeführt, wobei
der Kraftstoff innerhalb der Längsbohrung 2 unter
einem hohen Druck steht. Über
diese Längsbohrung 2 wird
dann der Kraftstoff verteilt. Hierzu sind in Längsrichtung hintereinander mehrere
Querbohrungen 3 ausgebildet (die Figuren zeigen lediglich
eine einzelne Querbohrung im Teilschnitt), welche mit der Längsbohrung 2 jeweils über einen
sehr schmalen Übergangsbereich 10 miteinander
verbunden sind. An diese Querbohrung 3 angeschlossen bzw.
dahinter angeordnet sind dann – nicht dargestellte – sogenannte
Injektoren, über
welche der unter Hochdruck stehende Kraftstoff in die Brennkammern
des Motors eingespritzt wird. Die Querbohrungen 3 weisen
im Vergleich zur Längsbohrung 2 einen
geringern Durchmesser auf, wobei der Übergangsbereich 10 bzw.
die Durchgangsöffnung
nochmals deutlich kleiner im Querschnitt ist.
-
Auch
die 2 und 3 zeigen Teilschnitte des Hochdruckeinspritzteils,
wobei gleiche Elemente wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurden.
Dabei ist insbesondere 3 entnehmbar, dass die Verbindung
zwischen Längsbohrung 2 und Querbohrung 3 über einen äußerst schmalen Übergangsbereich 10 erfolgt,
der eine Länge
von nur wenigen Millimeter aufweist. Während der späteren Betriebs
treten hier die höchsten
Belastungen für
das gesamte Werkstück 1 auf,
sodass insbesondere in dem Übergangsbereich 10 die
Gefahr von Abnutzungserscheinungen besteht, die letztendlich die
Effizienz der Kraftstoffverteilung und dementsprechend des gesamten
Motors beeinträchtigen
können.
-
Um
die Widerstandsfähigkeit
des Hochdruckeinspritzteils 1 im Hinblick auf die oben
genannten Probleme zu erhöhen,
wird nunmehr gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen, den Übergangsbereich 10 in
besonderer Weise auszugestalten. So ist entsprechend der Darstellung
von 4 vorgesehen, dass der Übergangsbereich 10 nicht mehr
wie üblich
kreisförmig
ausgestaltet ist sondern stattdessen eine nicht-runde Querschnittsform
aufweist. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass der Übergangsbereich
elliptisch ausgestaltet ist.
-
Es
hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, dass das Abweichen von
der runden Querschnittsform dazu führt, dass das gesamte Werkstück insbesondere
in dem Übergangsbereich 10 widerstandsfähiger ist
bzw. die in diesem Bereich auftretenden Belastungen reduziert werden.
Dabei kann anstelle der Ellipsenform auch eine sich an eine Rechteckform
annähernde
Querschnittsform gewählt werden.
Das Einbringen dieser nicht-runden Form muss dann mittels eines
hierzu geeigneten Verfahrens erfolgen, wobei beispielsweise das
bekannte ECM-Verfahren eingesetzt werden könnte.
-
Die
Länge des
nicht-runden Übergangsbereichs
bzw. der Durchgangsöffnung
sollte ein gewisses Mindestmaß aufweisen.
Im Falle einer elliptischen Ausgestaltung der Durchgangsöffnung hat sich
als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Länge des Übergangsbereichs in etwa der
Länge der
größeren Halbachse
der Ellipse entspricht oder etwas länger ist.
-
Letztendlich
hat sich herausgestellt, dass durch die verhältnismäßig einfach durchzuführende erfindungsgemäße Maßnabme,
nämlich
die Durchgangsöffnung
nicht-rund auszugestalten, die Eigenschaft des Hochdruckdieseleinspritzteils
deutlich verbessert werden kann. Insbesondere ist hierfür nicht erforderlich,
ein anderes Material einzusetzen oder das Werkstück in spezieller Weise zu bearbeiten,
wobei trotz allem im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten
Lösungen
deutliche Vorteile erzielt werden können.