DE102014214110A1 - High-pressure connection device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Hochdruckanschlussvorrichtung mit einem Gehäuse 1, in dem eine Aufnahmeöffnung 2 angeordnet ist, in die ein in dem Gehäuse 1 verlaufender Kanal 3 mündet, und mit einem Druckrohrstutzen 9, in dem ein Hochdruckkanal 11 ausgebildet ist, der an einem Ende in eine Stirnseite 13 des Druckrohrstutzens 9 mündet, und mit einem an dem Druckrohrstutzen 9 ausgebildeten Außengewinde 10, das in ein in der Aufnahmeöffnung 2 ausgebildetes Innengewinde 5 unter Bildung einer Verschraubung eingreift, so dass der Druckrohrstutzen 9 beim Einschrauben in die Aufnahmeöffnung 2 mit einer an der Stirnseite 13 ausgebildeten Dichtfläche 15 an einer Sitzfläche 4 der Aufnahmeöffnung 2 zur Anlage kommt. Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckanschlussvorrichtung angegeben, die bei einem einfachen Aufbau ein gegenüber dem Stand der Technik erhöhtes Lösemoment aufweist. Erreicht wird dies dadurch, dass zumindest eine Flanke der Verschraubung zwei zueinander unterschiedliche Flankenwinkel β, γ aufweist.The invention relates to a high-pressure connection device with a housing 1, in which a receiving opening 2 is arranged, in which a running in the housing 1 channel 3 opens, and with a pressure pipe socket 9, in which a high-pressure channel 11 is formed, which at one end into a End face 13 of the pressure pipe nozzle 9 opens, and with a formed on the pressure pipe socket 9 external thread 10 which engages in a formed in the receiving opening 2 internal thread 5 to form a screw, so that the pressure pipe socket 9 when screwing into the receiving opening 2 with a on the front page 13 formed sealing surface 15 comes to a seat surface 4 of the receiving opening 2 to the plant. According to the invention, a high-pressure connection device is specified which, in a simple construction, has a loosening torque which is higher than the prior art. This is achieved in that at least one flank of the screw has two mutually different flank angles β, γ.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckanschlussvorrichtung mit einem Gehäuse, in dem eine Aufnahmeöffnung angeordnet ist, in die ein in dem Gehäuse verlaufender Kanal mündet, und mit einem Druckrohrstutzen, in dem ein Hochdruckkanal ausgebildet ist, der an einem Ende in eine Stirnseite des Druckrohrstutzens mündet, und mit einem an dem Druckrohrstutzen ausgebildeten Außengewinde, das in ein in der Aufnahmeöffnung ausgebildetes Innengewinde unter Bildung einer Verschraubung eingreift, so dass der Druckrohrstutzen beim Einschrauben in die Aufnahmeöffnung mit einer an der Stirnseite ausgebildeten Dichtfläche an einer Sitzfläche der Aufnahmeöffnung zur Anlage kommt.The invention relates to a high-pressure connection device with a housing in which a receiving opening is arranged, in which a channel extending in the housing opens, and with a pressure pipe socket in which a high-pressure channel is formed, which opens at one end into an end face of the pressure pipe socket, and with an external thread formed on the pressure pipe socket, which engages in an internal thread formed in the receiving opening to form a screw connection, so that the pressure pipe socket comes into contact with a seating surface of the receiving opening when screwed into the receiving opening with a sealing surface formed on the end face.
Stand der TechnikState of the art
Eine derartige Hochdruckanschlussvorrichtung ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckanschlussvorrichtung anzugeben, die bei einem einfachen Aufbau ein gegenüber dem Stand der Technik erhöhtes Lösemoment aufweist.The invention has for its object to provide a high-pressure connection device, which has a relation to the prior art increased release torque in a simple structure.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest eine Flanke der Verschraubung zwei zueinander unterschiedliche Flankenwinkel β, γ aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Verschraubung, bei der zumindest eine Flanke zwei oder mehr zueinander unterschiedliche Flankenwinkel β, γ aufweist, das Lösemoment gegenüber einer Verschraubung, deren Flanken beispielsweise als symmetrische 60°-Flanken ausgebildet ist, deutlich erhöht ist. Dadurch ist es möglich, beispielsweise auf die Verwendung eines Klebstoffs, der während des Eindrehens des Druckrohrstutzens in die Aufnahmeöffnung in die Verschraubung zur Erhöhung des Lösemoments zugegeben wird, zu verzichten. Bei der Ausführung einer Verschraubung unter Verwendung eines Klebstoffs ist nämlich festgestellt worden, dass die Klebstoffmenge, die tatsächlich im Gewinde vorhanden ist, von mehreren Einflussfaktoren abhängt, die nur unzugänglich zu kontrollieren sind. Dies sind:
- – die Viskosität des Klebstoffs beziehungsweise der Klebstoffcharge, die wiederum temperaturabhängig ist und gegebenenfalls auch von äußeren Bedingungen bei einer Lagerung und einem Transport der Klebstoffcharge beeinflusst wird,
- – die Benetzung der Gewindegänge der Verschraubung, der Oberflächenbeschaffenheit der mit Klebstoff zu benetzenden Gewindeteile, eventuell auch auf der Oberfläche vorhandene Rückstände, Spuren beziehungsweise Reste von Medien aller Art, wie zum Beispiel Öle, Fette, Kühlmittel, Schmiermittel, Reinigungsmittel oder Konservierungsmittel,
- – weitere Eigenschaften der Klebstoffcharge, wie zum Beispiel Oberflächenspannungen, Lagerzeit, Alterung und anderen Eigenschaften.
- The viscosity of the adhesive or of the adhesive charge, which in turn is temperature-dependent and optionally also influenced by external conditions during storage and transport of the adhesive charge,
- - the wetting of the threads of the screw, the surface texture of the threaded parts to be wetted with adhesive, possibly also on the surface residues, traces or remnants of media of all kinds, such as oils, greases, coolants, lubricants, detergents or preservatives,
- Other properties of the adhesive batch, such as surface tensions, storage time, aging and other properties.
Diese nicht vollständig kontrollierbaren Einflussfaktoren können im Fertigungsprozess beziehungsweise Montageprozess dazu führen, dass entweder zu wenig Klebstoff oder zu viel Klebstoff auf das Gewinde aufgebracht wird. Insbesondere treten Fälle auf, bei denen auf alle Gänge des Gewindes zu wenig beziehungsweise zu viel Klebstoff aufgebracht wird.These factors, which can not be completely controlled, can lead to either insufficient adhesive or too much adhesive being applied to the thread during the manufacturing process or assembly process. In particular, cases occur in which too little or too much adhesive is applied to all threads of the thread.
Zu wenig Klebstoff hat die Folge, dass die Verschraubung nicht in einer vorgesehenen Weise verstärkt wird, und das Lösemoment dieser Verschraubung unzulässig niedrig ist. Eine mögliche weitere Folge ist eine undichte Verschraubung, durch die das unter Hochdruck stehende Medium austreten kann. Dieser Fall ist besonders kritisch, weil ein solchermaßen zu niedriges Lösemoment nicht geprüft werden kann, ohne die Verschraubung nach dem Aushärten des Klebstoffs zu lösen und damit zu zerstören.Too little adhesive has the consequence that the screw is not reinforced in a planned manner, and the release torque of this screw is inadmissible low. Another possible consequence is a leaking fitting through which the medium under high pressure can escape. This case is particularly critical because such a too low release torque can not be tested without loosening the screw connection after curing of the adhesive and thus destroy it.
Zu viel Klebstoff hat die Folge, dass nicht der gesamte Klebstoff in den Zwischenräumen der Verschraubung Platz findet und ein Teil des Klebstoffs am Ende der Verschraubung austritt. Dieser unzulässig austretende Klebstoff muss aufwendig entfernt werden oder kann im Innern in den Kanal oder den Hochdruckkanal gelangen und schlimmstenfalls zu Verstopfungen führen.Too much adhesive has the consequence that not all the adhesive fits in the interstices of the screw connection and part of the adhesive emerges at the end of the screw connection. This inadmissibly emerging adhesive must be removed consuming or can get inside in the channel or the high-pressure channel and in the worst case lead to blockages.
Die im Stand der Technik weiterhin beschriebene Verwendung eines Sicherungsstiftes ist nur konstruktiv und fertigungstechnisch aufwendig anzuwenden.The use of a locking pin, which is furthermore described in the state of the art, can only be used with great difficulty in terms of design and manufacturing technology.
Die erfindungsgemäße Verschraubung ist dagegen zerstörungsfrei demontierbar, d.h. der Druckrohrstutzen kann unter Aufbringung eines erhöhten Lösemoments – ansonsten aber ohne nachteilige Folgen – aus der Aufnahmeöffnung herausgeschraubt werden. Mit der erfindungsgemäßen Verschraubung ist eine mehrfache Wiederverschraubbarkeit des Druckrohrstutzens mit dem Gehäuse möglich. Im Ergebnis wird dadurch eine Einsparung von Kosten, Bauteilen und Material erreicht.The fitting according to the invention, however, is destructive disassembled, ie the pressure pipe socket can be unscrewed by applying an increased release torque - but otherwise without adverse consequences - from the receiving opening. With the invention Screw connection is a multiple Wiederverschraubbarkeit the pressure pipe socket with the housing possible. As a result, a saving of costs, components and material is achieved.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Flanke zwei Teilflanken auf, die einen Winkel γ < 180° einschließen. Ein solcher Winkel γ < 180° hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.In a development of the invention, the flank has two partial flanks which enclose an angle γ <180 °. Such an angle γ <180 ° has proven to be particularly advantageous.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Flanke mit zwei Flankenwinkeln β, γ an dem Innengewinde des Gehäuses angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Flanke mit den zwei Flankenwinkeln β, γ während der Fertigung des Gehäuses, das entsprechend individuellen Vorgaben gefertigt wird, problemlos hergestellt werden kann, während für den einzuschraubenden Druckrohrstutzen ein vorhandenes Serienteil verwendet werden kann.In a further embodiment of the invention, the flank is arranged with two flank angles β, γ on the internal thread of the housing. This arrangement has the advantage that the flank with the two flank angles β, γ can be easily produced during the production of the housing, which is manufactured according to individual specifications, while an existing series part can be used for the pressure pipe socket to be screwed in.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Flanke mit den zwei Flankenwinkeln β, γ die von der Sitzfläche wegweisende Außenflanke. Gerade diese Ausgestaltung erhöht das Lösemoment in der gewünschten Weise.In a further embodiment of the invention, the flank with the two flank angles β, γ is the outer flank facing away from the seat. Just this configuration increases the release torque in the desired manner.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt der Flankenwinkel β (der Außenflanke) in einem Bereich zwischen 30° und 80°, bevorzugt zwischen 40° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 45° und 65°.In a further embodiment of the invention, the flank angle β (the outer edge) is in a range between 30 ° and 80 °, preferably between 40 ° and 70 °, particularly preferably between 45 ° and 65 °.
Wiederum in weiterer Ausgestaltung liegt der Flankenwinkel γ (der Außenflanke) in einem Bereich zwischen 130° und 170°, bevorzugt zwischen 135° und 165°, besonders bevorzugt zwischen 145° und 155°. Diese Ausgestaltung hat sich einerseits als problemlos fertigbar erwiesen, andererseits aber gewährleistet diese Ausgestaltung die gewünschte Erhöhung des Lösemoments.Again, in another embodiment, the flank angle γ (the outer edge) is in a range between 130 ° and 170 °, preferably between 135 ° and 165 °, more preferably between 145 ° and 155 °. On the one hand, this embodiment has proven to be easily manufacturable, but on the other hand, this embodiment ensures the desired increase in the release torque.
In Weiterbildung der Erfindung liegt ein Flankenwinkel α der zu der Außenflanke gegenüberliegenden Innenflanke in einem Bereich zwischen 30° und 80°, bevorzugt zwischen 40° und 70°, besonders bevorzugt zwischen 45° und 65°. Auch diese Ausgestaltung hat sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt.In a development of the invention, a flank angle α of the inner flank opposite the outer flank lies in a range between 30 ° and 80 °, preferably between 40 ° and 70 °, particularly preferably between 45 ° and 65 °. This embodiment has been found in the context of the invention to be particularly advantageous.
Gleichzeitig beträgt das Dimensionsverhältnis der Längen der durch den Flankenwinkel γ gebildeten Teilflanken x zu y zwischen ¼ und 4, bevorzugt zwischen ½ und 2, besonders bevorzugt (1:2) +/– 0,2.At the same time, the dimension ratio of the lengths of the partial flanks x to y formed by the flank angle γ is between ¼ and 4, preferably between ½ and 2, particularly preferably (1: 2) +/- 0.2.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse ein Injektorkörper. Wenn auch der Gegenstand der Erfindung bei einer beliebigen Hochdruckanschlussvorrichtung verwirklicht werden kann, ist die bevorzugte Anwendung bei einem Injektorkörper eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine gegeben. Der Injektorkörper weist die angegebene Aufnahmeöffnung auf, mit der der Druckrohrstutzen verschraubt wird. Der Druckrohrstutzen weist gegenüberliegend zu dem mit dem Injektorkörper verschraubten Gewindeflansch einen zweiten Gewindeflansch auf, auf die eine Verschraubung einer Hochdruckleitung aufgeschraubt wird. Bei einem Lösen dieser Verschraubung muss sichergestellt sein, dass der Druckrohrstutzen nicht aus der Aufnahmeöffnung des Injektorkörpers herausgeschraubt wird. Dies wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung zuverlässig erreicht, indem durch diese das Lösemoment gegenüber der Verschraubung mit der Hochdruckleitung angenähert um das doppelte erhöht wird.In a further development of the invention, the housing is an injector body. Although the object of the invention can be implemented in any high-pressure connection device, the preferred application is given in an injector body of an injection system of an internal combustion engine. The injector body has the specified receiving opening, with which the pressure pipe socket is screwed. The pressure pipe socket has, opposite to the threaded flange bolted to the injector body, a second threaded flange onto which a screw connection of a high-pressure line is screwed. When loosening this screw connection must be ensured that the pressure pipe socket is not unscrewed from the receiving opening of the injector body. This is achieved reliably by the embodiment according to the invention, in that the release torque with respect to the screw connection with the high-pressure line is approximately doubled by this.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an illustrated in the figures embodiment of the invention is described in detail.
Es zeigen:Show it:
In die Aufnahmeöffnung
Diese enge Verteilung beziehungsweise der kleine Unterschied zwischen dem Minimumwert und Maximumwert hat zur Folge, dass die erfindungsgemäße Verschraubung zu den Belastungsgrenzen hin ausgelegt werden kann und mehr Axialkräfte aufnehmen kann, als eine dem Stand der Technik entsprechende Verschraubung mit gleichen Abmessungen. In dem rechten Kräftediagramm (24%) sind die Kraftvektoren schematisch dargestellt. Der kurze Vektor FRAD-60° beschreibt die Kräfte in radialer Richtung (in der Zeichnung nach oben wirkend), die eine Verschraubung mit zwei symmetrischen 60°-Flanken aufzunehmen imstande ist (entsprechend dem unteren schraffierten Gewinde in der
Der lange Vektor FRAD-30° beschreibt die Kräfte in radialer Richtung (in der Zeichnung nach oben wirkend), die die erfindungsgemäße Verschraubung mit einem zweiten Flankenwinkel aufzunehmen imstande ist.The long vector F RAD-30 ° describes the forces in the radial direction (acting upwards in the drawing), which is able to receive the screw connection according to the invention with a second flank angle.
Unter der Voraussetzung gleicher Axialkräfte FAXI-30° und FAXI-60° gilt folgendes:
Die unterschiedlichen Radialkräfte FRAD-60° und FRAD-30° bewirken unterschiedliche Normalkräfte FN-60° und FN-30°. Dies hat zur Folge, dass der Betrag, also die Länge des Vektors im erfindungsgemäßen 30°-Fall fast doppelt so groß ist wie der Betrag des Vektors FN-60°. Die Unterschiede der Beträge der Vektoren FN-60° und FN-30° repräsentieren die Differenz zwischen den Normalkräften, die die jeweilige Verschraubung aufzubringen imstande ist. Zum Lösen der jeweiligen Verschraubung sind jeweils Lösemomente erforderlich, die die herrschenden Kräfte in Normalrichtung überwinden. Somit ist zusammengefasst zum Lösen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verschraubung ein fast doppelt so hohes Lösemoment erforderlich wie beim Vorliegen einer dem Stand der Technik entsprechenden Verschraubung mit zwei symmetrischen 60°-Flanken.Assuming equal axial forces F AXI-30 ° and F AXI-60 ° , the following applies:
The different radial forces F RAD-60 ° and F RAD-30 ° cause different normal forces F N-60 ° and F N-30 ° . This has the consequence that the amount, that is, the length of the vector in the inventive 30 ° case is almost twice as large as the amount of the vector F N-60 ° . The differences in the magnitudes of the vectors F N-60 ° and F N-30 ° represent the difference between the normal forces which the respective screwing is capable of applying. To release the respective screw solenoids are each required to overcome the prevailing forces in the normal direction. Thus, in summary for releasing a screw connection designed according to the invention, a release torque which is almost twice as high is required as in the case of a screw connection with two symmetrical 60 ° flanks corresponding to the prior art.
Die Ausschnittsvergrößerung gemäß
Die beiden Teilflanken
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |