DE102015225067A1

DE102015225067A1 - Internal pressure-loaded component (rail) with plastic lining

Info

Publication number: DE102015225067A1
Application number: DE102015225067.9A
Authority: DE
Inventors: Manfred Herz
Original assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Current assignee: Hirschvogel Umformtechnik GmbH
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein innendruckbelastetes Bauteil (1), insbesondere in der Ausbildung eines Kraftstoffhochdruckspeichers (Rail) für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei das Bauteil (1) einen Grundkörper (2) mit einem in Längsrichtung einseitig offenen (8) Längshohlraum (3) und mindestens einen Anschlussstutzen (4) mit einer nach außen offenen (7) und in den Längshohlraum (3) mündenden (9) Durchgangsöffnung (5) aufweist. Die durch den Längshohlraum (3) und die Durchgangsöffnung(en) (5) gebildeten Innenwände (10) des Bauteils (1) vollständig mit einer geschlossenen Kunststoffschicht (6) bedeckt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines innen mit Kunststoff beschichteten innendruckbelasteten Bauteils (1), insbesondere in der Ausbildung eines Kraftstoffhochdruckspeichers (Rail) für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a component (1) subjected to internal pressure, in particular in the form of a high-pressure fuel accumulator (rail) for a common-rail fuel injection system of an internal combustion engine, wherein the component (1) has a main body (2) with a longitudinal cavity (8) open longitudinally on one side (3) and at least one connecting piece (4) with an outwardly open (7) and in the longitudinal cavity (3) opening (9) through opening (5). The inner walls (10) of the component (1) formed by the longitudinal cavity (3) and the passage opening (s) (5) are completely covered by a closed plastic layer (6). Furthermore, the invention relates to a method for producing an internally plastic-coated internal pressure-loaded component (1), in particular in the formation of a high-pressure fuel accumulator (rail) for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein innendruckbelastetes Bauteil, insbesondere in der Ausbildung eines Kraftstoffhochdruckspeichers (Rail) für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a component subject to internal pressure, in particular in the form of a high-pressure fuel accumulator (rail) for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine.

Beispielsweise Rails als innendruckbelastete Bauteile insbesondere für Kraftfahrzeuge (auch als Kraftstoffhochdruckspeicher bezeichnet) sind grundsätzlich bekannt. Diese weisen in der Regel einen Grundkörper mit einem Längshohlraum bzw. einer länglichen Sacklochbohrung auf, von dem wenigstens ein Anschlussstutzen ebenfalls mit einer länglichen Bohrung, welche den Längshohlraum nach außen verbindet, auf. Ein Rail ist ein Teil eines Kraftstoff-Einspritzsystems und dient der Verteilung des mittels Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffs an die einzelnen Zylinder. Rails werden insbesondere aus Stahl gefertigt. Durch ihren direkten Kontakt mit Kraftstoff sind sie diesem ausgesetzt, so dass es zu (chemischen) Wechselwirkungen zwischen dem Werkstoff des Rails und dem Kraftstoff kommen bzw. das Rail durch den Kraftstoff angegriffen werden kann. Durch den Zusatz von Bioanteilen im Kraftstoff, insbesondere die hohen Bioanteile des E10 Kraftstoffes, ist auf Basis der bisher verwendeten Werkstoffe eine Korrosionsproblematik entstanden.For example, rails as internal pressure-loaded components, especially for motor vehicles (also known as high-pressure fuel storage) are basically known. These generally have a base body with a longitudinal cavity or an elongated blind hole, of which at least one connecting piece also with an elongated bore, which connects the longitudinal cavity to the outside, on. A rail is part of a fuel injection system and serves to distribute the fuel pumped by the fuel to the individual cylinders. Rails are made of steel in particular. Due to their direct contact with fuel they are exposed to it, so that (chemical) interactions between the material of the rail and the fuel come or the rail can be attacked by the fuel. Due to the addition of bio-proportions in the fuel, especially the high bio-proportions of the E10 fuel, a corrosion problem has arisen on the basis of the previously used materials.

Eine im Stand der Technik bekannte Lösung besteht darin, das Rail aus einem kraftstoffresistenten Werkstoff herzustellen. Derzeit werden entsprechende Rails insbesondere für Benzineinspritzung aus Edelstahl hergestellt, insbesondere Edelstahl mit Werkstoffnummer 1.4301 (X5CRNI18-10). Bei der Verwendung beispielsweise des vorbezeichneten Chrom-Nickel-Stahls kann zwar der Korrosionsproblematik sicher begegnet werden, allerdings ist die Verwendung dieses Materials kostenintensiv.A known in the prior art solution is to produce the rail of a fuel-resistant material. At present, corresponding rails, especially for gasoline injection, are made of stainless steel, in particular stainless steel with material number 1.4301 (X5CRNI18-10). When using, for example, the aforementioned chromium-nickel steel, although the corrosion problem can be safely countered, however, the use of this material is costly.

Eine alternative Lösung des Standes der Technik, dieser Korrosionsproblematik zu begegnen, ist die Innen-Beschichtung mancher Bauteile (bspw. aus günstigeren Stählen oder Aluminium) im Kraftstoff-Einspritzbereich mit chemisch Nickel. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, dass eine entsprechende vollständige Beschichtung der Innenwände eines solchen Rails nicht sicher möglich ist und häufig freie Stellen verbleiben. Eine Folge dessen ist, dass die noch freien Stellen, und seien sie auch noch so klein, Angriffsflächen für Korrosion bieten. Zum Einen bilden solche Stellen den Ausgangspunkt einer fortlaufenden Ablösung der Beschichtung. Diese Partikel können dann mit dem Kraftstoff in den Motorraum gelangen und dort auch Schaden anrichten. Im schlimmsten Fall kann das Rail insgesamt versagen und der Motor zum Stillstand kommen. Schlimmstenfalls kann das Rail sogar platzen. Durch austretenden Kraftstoff auf heiße Teile im Motorraum kann es dann sogar zu einem Brand kommen.An alternative solution of the state of the art to counteract this corrosion problem is the inner coating of some components (for example of cheaper steels or aluminum) in the fuel injection area with chemical nickel. A disadvantage of this approach is that a corresponding complete coating of the inner walls of such a rail is not safe and often vacancies remain. One consequence of this is that the vacant spaces, no matter how small, may offer corrosion attack surfaces. On the one hand, such places form the starting point for a continuous detachment of the coating. These particles can then get into the engine compartment with the fuel and cause damage there as well. In the worst case, the rail can fail altogether and the engine come to a standstill. In the worst case, the rail can even burst. Escaping fuel on hot parts in the engine compartment can even lead to a fire.

Dieselbe Problematik wie bei Rails ergibt sich auch bei anderen innendruckbelasteten Bauteilen, welche wenigstens während des Betriebs in direkten Kontakt mit dem sie durchströmenden Fluid stehen.The same problem as with rails arises also with other internal pressure loaded components, which are at least during operation in direct contact with the fluid flowing through them.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obig genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.Starting from the known prior art, it is now an object of the present invention to overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.This object is solved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims further form the central idea of the invention in a particularly advantageous manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt erfindungsgemäß ein innendruckbelastetes Bauteil, wobei das Bauteil einen Grundkörper mit einem in Längsrichtung einseitig offenen Längshohlraum und mindestens einen Anschlussstutzen mit einer nach außen offenen und in den Längshohlraum mündenden Durchgangsöffnung aufweist. Die durch den Längshohlraum und die Durchgangsöffnung gebildeten Innenwände des Bauteils sind vollständig mit einer geschlossenen Kunststoffschicht bedeckt. Ein solches innendruckbelastetes Bauteil kann im Rahmen der Erfindung bevorzugt als Kraftstoffhochdruckspeicher (Rail) für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine ausgebildet sein. Sofern im Rahmen der Erfindung also von einem ,Kraftstofhochdruckspeicher' oder ,Rail' die Rede ist, so ist damit auch immer allgemein ein innendruckbelastetes Bauteil zu verstehen, durch welches anstelle von Kraftstoff bspw, auch ein anderes Fluid unter Druck strömen kann.To solve this problem, the invention according to a first aspect according to the invention relates to a innenendruckbelastetes component, wherein the component has a base body with a longitudinally one-sided open longitudinal cavity and at least one connecting piece with an outwardly open and opening into the longitudinal cavity passage opening. The inner walls of the component formed by the longitudinal cavity and the passage opening are completely covered by a closed plastic layer. In the context of the invention, such an internal pressure-loaded component can preferably be designed as a high-pressure fuel accumulator (rail) for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine. If, in the context of the invention, therefore, a 'high-pressure fuel storage' or 'rail' is mentioned, then it is always generally a innenendruckbelastete component to understand, by which instead of fuel, for example, another fluid can flow under pressure.

Das erfindungsgemäße innendruckbelastete Bauteil ermöglicht es, die kraftstoffresistenten bzw. korrosionsbeständigen Eigenschaften von Kunststoff in vorteilhafter Weise mit den druckresistenten Eigenschaften des Bauteils bzw. seines Werkstoffs zu verbinden. Der verwendete Kunststoff dient dabei der Funktion, den Bauteilwerkstoff, welcher in diesem Fall bezüglich des Fluids/Kraftstoffs korrosionsanfällig sein kann, von dem Fluid physisch zu trennen. Die im Betrieb auftretenden Kräfte sind für das verwendete Kunststoffmaterial unkritisch, da die auftretenden Kräfte vom bezüglich des Fluids bzw. Drucks außenliegenden Bauteilaufgenommen werden. Der Kunststoff unterliegt also lediglich einem hydrostatischen Druck, den er problemlos ertragen kann. Auch die im Betrieb auftretenden Temperaturen stellen für den Kunststoff ebenfalls keine Probleme dar. Eine eventuelle minimale (elastische) Verformung des Bauteils aufgrund der auftretenden Drücke sind für den Kunststoff unkritisch, da dieser eine deutlich größere Dehnung aushält, als der Bauteilwerkstoff. Bevorzugt ist die Kunststoffschicht aus einem Thermoplast hergestellt, besonders bevorzugt aus Polyethylen (PE, HDPE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder einer Kombination derselben. Grundsätzlich ist jeder Kunststoff denkbar, der sicherstellt, dass kein Kraftstoff an das Material des Bauteils (Grundkörper, Anschlussstutzen) gelangt.The internal pressure-loaded component according to the invention makes it possible to combine the fuel-resistant or corrosion-resistant properties of plastic in an advantageous manner with the pressure-resistant properties of the component or its material. The plastic used here serves the function of physically separating the component material, which in this case may be susceptible to corrosion with respect to the fluid / fuel, from the fluid. The forces which occur during operation are not critical for the plastic material used, since the forces occurring are absorbed by the external component with regard to the fluid or pressure. The plastic is therefore subject only to a hydrostatic pressure, which he can easily endure. The temperatures occurring during operation also pose no problems for the plastic. A possible minimal (elastic) deformation of the component due to the pressures occurring are uncritical for the plastic, as this is a much larger Stretching endures, as the component material. Preferably, the plastic layer is made of a thermoplastic, more preferably of polyethylene (PE, HDPE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polymethyl methacrylate (PMMA) or a combination thereof. Basically, any plastic is conceivable that ensures that no fuel gets to the material of the component (body, connecting piece).

Vorzugsweise liegt die Kunststoffschicht dicht an den Innenwänden des Bauteils, also wenigstens an den durch den Längshohlraum und die Durchgangsöffnung(en) gebildeten Innenwänden des Bauteils, an.Preferably, the plastic layer is close to the inner walls of the component, that is at least to the inner walls of the component formed by the longitudinal cavity and the passage opening (s) on.

Durch die dichte Anlage der Kunststoffschicht an dem Längsholraum und der Durchgangsöffnung kann insbesondere erzielt werden, dass ein auf die Kunststoffschicht wirkender Druck die Kunststoffschicht nicht im hohen Maße beansprucht. Vielmehr nimmt das den Längshohlraum und die Durchgangsöffnung aufweisende Bauteil durch die dichte Anlage an der Kunststoffschicht den im Bauteil wirkenden Druck direkt auf.Due to the dense contact of the plastic layer on the longitudinal hollow space and the passage opening can be achieved in particular that a pressure acting on the plastic layer does not stress the plastic layer to a high degree. Rather, the component having the longitudinal cavity and the through-opening directly absorbs the pressure acting in the component through the tight contact with the plastic layer.

Vorzugsweise sind die Innenwände mit der Kunststoffschicht beschichtet.Preferably, the inner walls are coated with the plastic layer.

Durch die Beschichtung der Innenwände mit der Kunststoffschicht kann insbesondere erzielt werden, eine relativ dünne aber gleichzeitig geschlossene Schicht auf die Innenwände aufzutragen. Dadurch kann insbesondere Material der Kunststoffschicht eingespart und ferner das innendruckbelastete Bauteil insgesamt leichter und platzsparender ausgeführt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn lediglich gefordert ist, einen direkten Kontakt des Fluids (bspw. Kraftstoffs) mit dem innendruckbelasteten Bauteil bzw. Rail zu verhindern.By coating the inner walls with the plastic layer can be achieved in particular to apply a relatively thin but simultaneously closed layer on the inner walls. As a result, in particular material of the plastic layer can be saved and also the internal pressure-loaded component can be made lighter and more space-saving as a whole. This is particularly advantageous when it is only required to prevent a direct contact of the fluid (eg fuel) with the component or rail loaded with internal pressure.

Vorzugsweise ist die Kunststoffschicht mittels Spritzgussverfahren auf die Innenwände aufgebracht.Preferably, the plastic layer is applied by means of injection molding on the inner walls.

Spritzgussverfahren ermöglichen einen sicheren Auftrag auf die Innenwände des Bauteils bzw. eine sichere Beschichtung der Innenwände des Bauteils mit der erfindungsgemäßen Kunststoffschicht. Vorteilhaft ist ebenfalls, dass durch das Spritzgussverfahren auf sichere Weise eine geschlossene Kunststoffschicht erzielt wird und keine (kleine) freien Stellen verbleiben, welche eine Korrosion o. ä. begünstigen könnten. Zudem kann durch die Anwendung von Spritzgussverfahren auf die bekannten Vorteile dieser Verfahren, insbesondere das einfache Erzeugen komplexer Formen, zurückgegriffen werden.Injection molding processes allow a secure application to the inner walls of the component or a secure coating of the inner walls of the component with the plastic layer according to the invention. It is also advantageous that a closed plastic layer is achieved in a secure manner by the injection molding process and no (small) vacancies remain, which could promote corrosion or the like. In addition, by the use of injection molding on the known advantages of these methods, in particular the simple generation of complex shapes, can be used.

Die Kunststoffschicht kann eine Wandstärke von 0,05 bis 5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 3 mm, besonders bevorzugt 0,5 bis 1 mm aufweisen. Diese Wandstärken haben sich in der Praxis als besonders vorteilhaft für einen Schutz des Bauteils (Rails) erwiesen, wobei die Erfindung nicht auf diese Wandstärken und Wertebereiche derselben beschränkt ist. Vorzugsweise ist die Wandungsstärke bzw. Wandungsdicke über das Bauteil gesehen konstant, wobei die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.The plastic layer may have a wall thickness of 0.05 to 5 mm, preferably 0.1 to 3 mm, particularly preferably 0.5 to 1 mm. These wall thicknesses have proven in practice to be particularly advantageous for protection of the component (rails), wherein the invention is not limited to these wall thicknesses and value ranges thereof. Preferably, the wall thickness or wall thickness is seen over the component constant, the invention is not limited thereto.

Bevorzugt beträgt das Verhältnis zwischen Wandungsdicke W1 des Bauteils im Bereich des Längshohlraumes, also des Grundkörpers, zur Wandungsdicke W3 der Kunststoffschicht in diesem Bereich (also im Bereich des Längshohlraums) 1:2 bis 1:20, weiter bevorzugt 1:3 bis 1:10, besonders bevorzugt 1:5. Bevorzugt beträgt das Verhältnis zwischen Wandungsdicke W2 des Bauteils im Bereich der Durchgangsöffnung, also des Anschlussstutzens, zu Wandungsdicke W4 der Kunststoffschicht in diesem Bereich (also im Bereich der Durchgangsöffnung) 1:2 bis 1:25, weiter bevorzugt 1:5 bis 1:20, besonders bevorzugt 1:10. Dies sind selbstverständlich nur beispielhafte Wertebereiche bevorzugter Ausführungsbeispiel, wobei die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt ist. Grundsätzlich sollte nur sichergestellt werden, dass das Bauteil prozesssicher herstellbar ist und genügend Innenvolumen für den benötigten Kraftstoff(durchfluss) vorliegt.Preferably, the ratio between the wall thickness W1 of the component in the region of the longitudinal cavity, ie the base body, to the wall thickness W3 of the plastic layer in this area (ie in the region of the longitudinal cavity) is 1: 2 to 1:20, more preferably 1: 3 to 1:10 , more preferably 1: 5. Preferably, the ratio between the wall thickness W2 of the component in the region of the passage opening, ie the connecting piece, to the wall thickness W4 of the plastic layer in this area (ie in the region of the passage opening) is 1: 2 to 1:25, more preferably 1: 5 to 1:20 , more preferably 1:10. These are of course only exemplary ranges of preferred embodiment, but the invention is not limited thereto. In principle, it should only be ensured that the component can be produced reliably and that there is sufficient internal volume for the required fuel (flow).

Derartige Verhältnisse haben sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen, da diese einen optimalen Kompromiss zwischen der Funktionserfüllung (d. h. insbesondere der Schutz vor Korrosion und die Druckstandfestigkeit) und dem Materialverbrauch im Bereich des Längshohlraums bzw. der Durchgangsöffnung darstellen.Such conditions have proved to be particularly advantageous in practice, since they represent an optimal compromise between the functional performance (ie, in particular the protection against corrosion and the compressive strength) and the material consumption in the region of the longitudinal cavity or the passage opening.

Vorzugsweise steht ein Teil der Kunststoffschicht wenigstens im Bereich der Öffnung bzw. des Ausgangs der Durchgangsöffnung und/oder der Öffnung bzw. des Eingangs des Längshohlraumes aus dem Bauteil – also dem Anschlussstutzen bzw. dem Grundkörper – nach außen vor. Besonders bevorzugt steht dieser Teil in Form eines geschlossenen Rings als Fortsetzung der Kunststoffschicht von dem Bauteil – also dem Anschlussstutzen bzw. dem Grundkörper – nach außen vor.Preferably, a part of the plastic layer is at least in the region of the opening or the output of the passage opening and / or the opening or the entrance of the longitudinal cavity of the component - ie the connecting piece or the main body - outward. Particularly preferably, this part is in the form of a closed ring as a continuation of the plastic layer of the component - ie the connecting piece or the body - outward.

Durch das Hervorstehen der Kunststoffschicht aus dem Bauteil kann auch im Bereich einer Öffnung des Bauteils bzw. einer Anschlussstelle des Bauteils zu anderen Bauteilen auf sichere Weise eine geschlossene Kunststoffschicht auf den Innenwänden des Bauteils bereitgestellt werden. Ferner kann die Kunststoffschicht in vorteilhafter Weise – neben der Funktion zum Schutz des Bauteils vor Korrosion – gleichzeitig zur Funktionserfüllung zwischen Bauteil (bspw. Rail) und angrenzenden Elementen genutzt werden. Somit kann eine Reduktion der Anzahl an Funktionsteilen z. B. eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems erzielt werden, wodurch ferner folglich auch der Montage- bzw. Produktionsaufwand reduziert wird. Die besonders bevorzugte Form des geschlossenen Rings als Fortsetzung der Kunststoffschicht von dem Anschlussstutzen bzw. des Grundkörpers kann dabei insbesondere zur Funktionserfüllungen (z. B. Dichtung oder Montage bzw. Befestigung) im Übergang zwischen dem Bauteil und angrenzenden Bauteilen (z. B. ein Kraftstoffleitelement in Form einer Kraftstoffleitung oder ein Drucksensor) genutzt werden.Due to the protrusion of the plastic layer from the component, a closed plastic layer on the inner walls of the component can also be provided in a secure manner in the region of an opening of the component or a connection point of the component to other components. Furthermore, in addition to the function of protecting the component from corrosion, the plastic layer can advantageously also be used simultaneously for functional fulfillment between the component (eg rail) and adjacent elements. Thus, a reduction in the number of functional parts z. B. a common rail Fuel injection system can be achieved, which also consequently also the assembly or production costs is reduced. The particularly preferred form of the closed ring as a continuation of the plastic layer of the connecting piece or of the main body can be used in particular for functional filling (eg sealing or mounting or fastening) in the transition between the component and adjacent components (eg a fuel guide in the form of a fuel line or a pressure sensor).

Der nach außen vorstehende Teil der Kunststoffschicht kann derart ausgebildet sein, dass er als Dichtung im Bereich der Öffnung des Anschlussstutzens bzw. des Grundkörpers nach außen dient, vorzugsweise im Zusammenspiel mit einem an den Anschlussstutzen bzw. Grundkörper anzuschließenden Element (z. B. ein Kraftstoffleitelement, wie beispielsweise eine Kraftstoffleitung, oder auch ein Drucksensor).The outwardly projecting part of the plastic layer may be formed such that it serves as a seal in the region of the opening of the connecting piece or of the base body to the outside, preferably in interaction with an element to be connected to the connecting piece or base body (eg a fuel guiding element , such as a fuel line, or even a pressure sensor).

Der Vorteil, welcher sich aus einer derartigen Ausgestaltung ergibt, liegt insbesondere darin, dass ein separates Dichtelement, welches üblicherweise zur Abdichtung im Bereich der Öffnung des Bauteils dient, entfallen kann, da die Kunststoffschicht gleichzeitig als Dichtung dienen kann. Da die Dichtung integraler Bestandteil der die Innenwände bedeckenden Kunststoffschicht ist, entfällt zudem eine Relativbewegung zwischen der besagten Dichtung und dem Bauteil. Dadurch ergeben sich unter anderem ferner die Vorteile einer vereinfachten Montage und einer erhöhten Betriebssicherheit.The advantage that results from such a configuration is, in particular, that a separate sealing element, which usually serves for sealing in the region of the opening of the component, can be dispensed with, since the plastic layer can simultaneously serve as a seal. Since the seal is an integral part of the inner layer covering the plastic layer, also eliminates a relative movement between said seal and the component. This results, inter alia, further the advantages of simplified installation and increased reliability.

Das Bauteil – also wenigstens der Grundkörper sowie die Anschlussstutzen – ist vorzugsweise aus Metall hergestellt. Beispielsweise sind hier Aluminium oder Stahl zu nennen. Da der Korrosionsschutz durch die Kunststoffschicht übernommen wird, muss das Material der vorbezeichneten Bauteilelemente selbst nicht zwingend korrosionsbeständig sein; wenigstens nicht gegenüber dem beispielsweise verwendeten Kraftstoff, welcher durch das Bauteil geleitet wird. Der Stahl kann ebenso ein beliebiger Stahl sein, wobei dieser nicht die hohen Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit erfüllen muss, wie dies bei den bisher eingesetzten Bauteilen ohne Kunststoffbeschichtung der Fall war. Somit kann ein kostengünstig(er)es Material verwendet werden, welches den auftretenden Drücken standhält, wobei weitere – insbesondere chemische – Anforderungen von der Kunststoffschicht übernommen werden.The component - ie at least the main body and the connecting piece - is preferably made of metal. For example, here aluminum or steel may be mentioned. Since the corrosion protection is taken over by the plastic layer, the material of the aforementioned component elements itself does not necessarily have to be corrosion resistant; at least not with respect to the fuel used, for example, which is passed through the component. The steel can also be any steel, which does not have to meet the high demands on corrosion resistance, as was the case with the previously used components without plastic coating. Thus, an inexpensive (er) it material can be used which withstands the pressures encountered, with other - in particular chemical - requirements are taken over by the plastic layer.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines innen mit Kunststoff beschichteten innendruckbelasteten Bauteils, insbesondere in der Ausbildung eines Kraftstoffhochdruckspeichers (Rail) für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine. Das Verfahren weist dabei die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines innendruckbelasteten Bauteils aufweisend einen Grundkörper mit einem in Längsrichtung einseitig offenen Längshohlraum und mindestens einen Anschlussstutzen mit einer nach außen offenen und in den Längshohlraum mündenden Durchgangsöffnung, und Aufbringen einer geschlossenen Kunststoffschicht auf die durch den Längshohlraum und die Durchgangsöffnung gebildeten Innenwände des Bauteils, so dass die Innenwände des Bauteils mit der Kunststoffschicht vollständig bedeckt sind.Furthermore, the invention relates to a method for producing an internally coated with plastic internal pressure loaded component, in particular in the formation of a high-pressure fuel storage (rail) for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine. The method comprises the following steps: providing a component subjected to internal pressure and having a base body with a longitudinal cavity open on one side and at least one connecting piece with a through opening open to the outside and opening into the longitudinal cavity, and applying a closed plastic layer to the longitudinal cavity and the passage opening formed inner walls of the component, so that the inner walls of the component are completely covered with the plastic layer.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein innendruckbelastetes Bauteil hergestellt, welches die kraftstoffresistenten bzw. korrosionsbeständigen Eigenschaften von Kunststoffen in vorteilhafter Weise mit den druckresistenten Eigenschaften des Bauteilwerkstoffs verbindet. Mit dem Verfahren kann insbesondere auf einfache Weise eine Kunststoffschicht auf die Innenwände eines entsprechenden Bauteils aufgetragen werden. Auch kann eine solche Schicht auf bereits bestehende, nicht beschichtete innendruckbelastete Bauteile aufgetragen werden. Somit kann der Bauteilwerkstoff, welcher bezüglich des Fluids/Kraftstoffs korrosionsanfällig sein kann, von dem Fluid auf einfache und kostengünstige Weise getrennt werden. Ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines innendruckbelasteten Bauteils, welches den im Betrieb des Bauteils herrschenden Bedingungen (d. h. insbesondere den Drücke, Temperaturen, chemischen Wechselwirkungen) Stand hält, kann dadurch bereitgestellt werden.By the method according to the invention, a component subjected to internal pressure is produced, which connects the fuel-resistant or corrosion-resistant properties of plastics in an advantageous manner with the pressure-resistant properties of the component material. With the method, in particular, a plastic layer can be applied to the inner walls of a corresponding component in a simple manner. Also, such a layer can be applied to existing, uncoated components subjected to internal pressure. Thus, the component material, which may be susceptible to corrosion with respect to the fluid / fuel, can be separated from the fluid in a simple and cost effective manner. A simple and inexpensive process for producing a component subject to internal pressure which withstands the conditions prevailing during operation of the component (that is, in particular the pressures, temperatures, chemical interactions) can thereby be provided.

Das Verfahren kann zudem vorsehen, die Kunststoffschicht mittels Spritzgussverfahren auf die Innenwände aufzubringen.The method may additionally provide for applying the plastic layer to the inner walls by means of injection molding.

Somit kann ein bekanntes Verfahren zum sicheren und einfachen Auftrag der Kunststoffschicht auf die Innenwände des Bauteils bereitgestellt werden. Somit kann durch die Anwendung von Spritzgussverfahren auf die bekannten Vorteile dieser Verfahren, insbesondere das einfache Erzeugen komplexer Formen, zurückgegriffen werden.Thus, a known method for safe and easy application of the plastic layer can be provided on the inner walls of the component. Thus, by the use of injection molding methods, the known advantages of these methods, in particular the simple generation of complex shapes, can be used.

Vorzugsweise werden zur Bildung der Kunststoffschicht mittels Spritzgussverfahren Schieberwerkzeuge in den Längshohlraum und die Durchgangsöffnung(en) eingesetzt und anschließend zur Aufbringung der geschlossenen Kunststoffschicht das Spritzgussverfahren durchgeführt, wobei das Bauteil samt Schieberwerkzeuge vor dem Spritzgussverfahren besonders bevorzugt in eine Spritzgussform eingebracht wird.Preferably, in order to form the plastic layer by means of injection molding, slide tools are inserted into the longitudinal cavity and the passage opening and then the injection molding process is carried out to apply the closed plastic layer, wherein the component together with slide tools is particularly preferably introduced into an injection mold prior to the injection molding process.

Auf diese Weise kann durch die Schieberwerkzeuge auf besonders einfache und kostengünstige Weise die Kunststoffschicht auf die Innenwände des Bauteils aufgebracht werden, damit diese vollständig und gleichmäßig mit der Kunststoffschicht bedeckt sind.In this way, the plastic layer can be applied to the inner walls of the component by the slide tools in a particularly simple and cost-effective manner, so that they completely and evenly covered with the plastic layer.

Die Schieberwerkzeuge können länglich ausgebildet sein.The slide tools can be elongated.

Vorzugsweise bilden die Schieberwerkzeuge nach dem Einsetzen in den Längshohlraum und die Durchgangsöffnung(en) einen den Kunststoff beim Spritzgussverfahren aufnehmenden Hohlraum aus.After insertion into the longitudinal cavity and the passage opening (s), the slide tools preferably form a cavity receiving the plastic during the injection molding process.

Durch einfaches Einspritzen des Kunststoffes in den Hohlraum kann somit zuverlässig und effizient eine die Innenwände des Bauteils bedeckende und geschlossene Kunststoffschicht aufgebracht werden.By simply injecting the plastic into the cavity, a plastic layer covering and closing the inner walls of the component can thus be reliably and efficiently applied.

Um einfach und kostengünstig eine konstante Wanddicke der Kunststoffschicht zu erzielen, können die Schieberwerkzeuge wenigstens umfangsseitig einen konstanten Abstand zu den benachbarten Innenwänden des Bauteils, also des Grundkörpers bzw. des (der) Anschlussstutzen(s) haben.In order to achieve a constant wall thickness of the plastic layer in a simple and cost-effective manner, the slide tools can have at least a constant distance to the adjacent inner walls of the component, that is to say the base body or the connecting piece (s).

Ein erstes Schieberwerkzeug kann für den Längshohlraum eine der Anzahl der Durchgangsöffnungen entsprechende Anzahl an Sackloch-Öffnung aufweisen, welche nach Einsetzen des ersten Schieberwerkzeugs der (den) Durchgangsöffnung(en) zugewandt ist (sind), und je Durchgangsöffnung kann ein zweites Schieberwerkzeug derart in die Durchgangsöffnung eingesetzt werden, dass es in die zugeordnete Sackloch-Öffnung ragt.A first pusher tool may have for the longitudinal cavity a number of through holes corresponding number of blind hole opening, which is after insertion of the first slide tool (s) the passage (s) (s) is facing each passage opening and a second pusher tool in the Through hole are used, that it projects into the associated blind hole opening.

Durch das erste und zweite Schieberwerkzeug wird somit ein „geschlossenes” Schieberwerkzeug bereitgestellt, welches es effizient und zuverlässig ermöglicht, sowohl den Hohlraum zu bilden, welcher den die Kunststoffschicht bildenden Kunststoff aufnimmt, als auch folgend die Kunststoffschicht auf die Innenwände durch Einspritzen des Kunststoffs in den Hohlraum aufzubringen.Thus, a "closed" pusher tool is provided by the first and second pusher tools, which efficiently and reliably enables both the cavity which houses the plastic forming the plastic layer and the plastic layer to be applied to the inner walls by injecting the plastic into the pores Apply cavity.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen der begleitenden Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden für die gleichen Merkmale verwendet. Darin zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings of the accompanying figures. Like reference numerals are used for the same features. It shows:

1 eine seitliche Schnittansicht des erfindungsgemäßen Bauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und 1 a side sectional view of the component according to the invention according to a first embodiment, and

2 eine seitliche Schnittansicht des erfindungsgemäßen Bauteils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 2 a side sectional view of the component according to the invention according to a second embodiment.

1 und 2 zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes innendruckbelastetes Bauteil 1. Das Bauteil 1 kann in der Ausbildung eines Kraftstoffhochdruckspeichers (Rail) für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine (z. B. eines Otto- oder Dieselmotors) ausgebildet sein. 1 and 2 each show an inventive internal pressure loaded component 1 , The component 1 may be formed in the formation of a high-pressure fuel accumulator (rail) for a common-rail fuel injection system of an internal combustion engine (for example, a gasoline or diesel engine).

Das innendruckbelastete Bauteil 1 ist derart ausgebildet, dass ein Fluid, wie bspw. ein Kraftstoff, unter Druck durch dieses hindurch strömen kann. Das Bauteil 1 kann aus Metall hergestellt sein; hierbei beispielsweise aus Aluminium oder Stahl oder Titan. Es sind jedoch auch andere Materialien denkbar, solange diese den auf das Bauteil 1 ausgebübten Druck standhalten können.The internal pressure loaded component 1 is formed such that a fluid, such as a fuel, can flow under pressure therethrough. The component 1 can be made of metal; here, for example, aluminum or steel or titanium. However, other materials are conceivable, as long as these on the component 1 can withstand exerted pressure.

Das Bauteil 1 weist einen Grundkörper 2 mit einem in Längsrichtung einseitig offenen Längshohlraum 3 auf. Unter der Längsrichtung wird die Längserstreckung des im Wesentlichen länglichen Bauteils 1 bzw. Grundkörpers 2 verstanden.The component 1 has a basic body 2 with a longitudinal cavity on one side open longitudinal cavity 3 on. Under the longitudinal direction, the longitudinal extent of the substantially elongate member 1 or basic body 2 Understood.

Der Grundkörper 2 weist ferner mindestens einen Anschlussstutzen 4 auf. In den Figuren sind insgesamt fünf Anschlussstutzen 4 gezeigt. Der/Die Anschlussstutzen 4 kann/können z. B. zum Anschluss eines Fluidleitelements, wie beispielsweise einer Kraftstoffleitung, vorgesehen sein. Dies trifft im vorliegenden Beispiel auf die vier oben nebeneinander liegend dargestellten Anschlussstutzen 4 zu. Vorzugsweise weist das Bauteil 1 bei Verwendung als Rail pro Zylinder der zugehörigen Brennkraftmaschine zumindest einen Anschlussstutzen 4 auf. Vorliegend sind vier derartige Anschlussstutzen 4 gezeigt, wobei die vorliegende Erfindung weder auf die gezeigte Anzahl noch deren dargestellte Position beschränkt ist. In den Figuren ist noch ein weiterer Anschlussstutzen dargestellt, der zum Vorsehen eines Drucksensors (bspw. Raildrucksensor) dient. Auch dessen Position und Anzahl sind durch die Erfindung nicht begrenzt.The main body 2 also has at least one connecting piece 4 on. In the figures, a total of five connecting pieces 4 shown. The connector (s) 4 can / can z. B. for connecting a Fluidleitelements, such as a fuel line may be provided. In the present example, this applies to the four connection stubs, which are shown next to one another in a side-by-side relationship 4 to. Preferably, the component has 1 when used as a rail per cylinder of the associated internal combustion engine at least one connecting piece 4 on. In the present case, four such connecting pieces 4 shown, wherein the present invention is not limited to the number shown nor the position shown. In the figures, yet another connection piece is shown, which serves to provide a pressure sensor (eg rail pressure sensor). Its position and number are not limited by the invention.

Der Anschlussstutzen 4 weist eine Durchgangsöffnung 5 auf. Die Durchgangsöffnung 5 ist vorzugsweise einerseits durch eine Öffnung bzw. einen Ausgang 7 nach außen offen und mündet andererseits in einem Mündungsbereich 9 in den Längshohlraum 3, d. h. der Anschlussstutzen 4 weist eine nach außen offene und in den Längshohlraum 3 mündende Durchgangsöffnung 5 auf. Beispielsweise bei Verwendung des Bauteils 1 als Rail kann somit in den Längshohlraum 3 geförderter Kraftstoff über die in den Längshohlraum 3 mündende Durchgangsöffnung 5 auf den (mindestens einen) Anschlussstutzen 4 verteilt werden. An den Ausgang 7 kann ein Fluid- bzw. Kraftstoffleitelement, wie beispielsweise eine Kraftstoffleitung, oder ein Sensorelement, wie beispielsweise ein Drucksensor, angeschlossen werden. Durch die Durchgangsöffnung 5 strömender Kraftstoff kann somit über den Ausgang 7 nach außen, beispielsweise in eine Kraftstoffleitung und ferner vorzugsweise in einen Zylinder einer Verbrennungsmotors gefördert bzw. einem Drucksensor bereitgestellt werden. Ein Kraftstoff kann somit z. B. mittels einer Kraftstoffpumpe durch eine Öffnung bzw. einen Eingang 8 in den Längshohlraum 3 des Grundkörpers 2 und anschließend in die jeweiligen Durchgangsöffnungen 5 der Anschlussstutzen 4 gefördert werden, um von letzteren 4 auf die einzelnen Zylinder eines Verbrennungsmotors verteilt bzw. einem Drucksensor bereitgestellt zu werden.The connecting piece 4 has a passage opening 5 on. The passage opening 5 is preferably on the one hand through an opening or an exit 7 open to the outside and on the other hand flows into a mouth area 9 in the longitudinal cavity 3 ie the connecting piece 4 has an outwardly open and in the longitudinal cavity 3 opening passage opening 5 on. For example, when using the component 1 as a rail can thus in the longitudinal cavity 3 Promoted fuel over the in the longitudinal cavity 3 opening passage opening 5 on the (at least one) connecting piece 4 be distributed. At the exit 7 For example, a fluid or fuel guide, such as a fuel line, or a sensor element, such as a pressure sensor, may be connected. Through the passage opening 5 flowing fuel can thus through the output 7 be conveyed to the outside, for example in a fuel line and further preferably in a cylinder of an internal combustion engine or a pressure sensor. A fuel can thus z. B. by means of a fuel pump through an opening or an input 8th in the longitudinal cavity 3 of the basic body 2 and then into the respective through holes 5 the connecting piece 4 be promoted to be distributed by the latter 4 on the individual cylinders of an internal combustion engine or a pressure sensor.

Die durch den Längshohlraum 3 gebildete Innenwand 110 des Grundkörpers 2 und die durch die Durchgangsöffnung(en) 5 gebildeten Innenwände 120 der Anschlussstutzen 4 bilden zusammen die Innenwände 10 des Bauteils 1. Die Innenwände 10 des Bauteils 1 sind erfindungsgemäß vollständig mit einer geschlossenen Kunststoffschicht 6 bedeckt. Die geschlossene und die Innenwände 10 des Bauteils 1 bedeckende Kunststoffschicht 6 bewirkt dabei, dass insbesondere keine (chemische) Wechselwirkung, wie beispielsweise Korrosion, zwischen dem Werkstoff des Bauteils 1 und dem durch das Bauteil geleiteten Fluid (bspw. Kraftstoff bei einem Rail) stattfindet. D. h. das Bauteil 1 bzw. dessen Werkstoff ist durch die Kunststoffschicht 6 vor dem durchströmenden Fluid komplett abgeschirmt. Der Grundkörper 2 und die Anschlussstutzen 4 nehmen dabei in gewohnter Weise den vom durchströmenden Fluid ausgehenden Druck sicher auf. Die Kunststoffschicht 6 unterliegt also lediglich einem hydrostatischen Druck, den sie problemlos ertragen kann. Die im Betrieb in der Regel auftretenden Temperaturen stellen für den Kunststoff keine Probleme dar, wobei der Kunststoff den chemischen und physikalischen Anforderungen entsprechend ausgewählt werden kann. Die Kunststoffschicht 6 kann beispielsweise aus einem Thermoplast hergestellt sein, vorzugsweise aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder einer Kombination daraus. Vorzugsweise entspricht das Material jenen Materialien, die auch für Benzinkanister verwendet werden; also insbesondere HD-PE. Insbesondere sollte das Material kraftstoffbeständig und vorzugsweise säurebeständig sein, da es beispielsweie aufgrund des mitunter hohen Bioanteils in Kraftstoffen (bspw. E10) zur Bildung von Essigsäuren kommen kann.The through the longitudinal cavity 3 formed inner wall 110 of the basic body 2 and through the passage opening (s) 5 formed interior walls 120 the connecting piece 4 together form the interior walls 10 of the component 1 , The interior walls 10 of the component 1 are completely according to the invention with a closed plastic layer 6 covered. The closed and the inner walls 10 of the component 1 covering plastic layer 6 causes in particular no (chemical) interaction, such as corrosion, between the material of the component 1 and the fluid passed through the component (eg fuel at a rail). Ie. the component 1 or its material is through the plastic layer 6 completely shielded from the fluid flowing through. The main body 2 and the connecting pieces 4 In the usual way, they safely absorb the pressure from the fluid flowing through. The plastic layer 6 is therefore subject to only a hydrostatic pressure, which they can easily endure. The temperatures that normally occur during operation do not present any problems for the plastic, it being possible for the plastic to be selected in accordance with the chemical and physical requirements. The plastic layer 6 For example, it can be made of a thermoplastic, preferably polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC) or polymethylmethacrylate (PMMA) or a combination thereof. Preferably, the material corresponds to those materials which are also used for gasoline cans; in particular HD-PE. In particular, the material should be resistant to fuel and preferably acid-resistant, since it may come to the formation of acetic acids, for example due to the sometimes high proportion of biofuels in fuels (eg E10).

Vorzugsweise liegt die Kunststoffschicht 6 dicht an den Innenwänden 10 des Bauteils 1 an. Unter ,dicht anliegen' kann hierbei auch verstanden werden, dass die vom Fluid (bspw. Kraftstoff) weg weisende Fläche der Kunststoffschicht 6 auf der Innenwandfläche des Bauteils 1 im Bereich des Längshohlraumes 3 und der Durchgangsöffnung 5 aufliegt und bevorzugt mechanisch mit dieser verbunden ist. In jedem Fall soll dadurch insbesondere gewährleistet werden, dass ein durch das Fluid bewirkter und auf die Kunststoffschicht 6 einwirkender Druck (bzw. Kraft) auf das Bauteil 1 übertragen werden kann, so dass dieser die (hoch-)druckaufnehmende Funktion des innendruckbelasteten Bauteils 1 erfüllen bzw. übernehmen kann.Preferably, the plastic layer is located 6 close to the inner walls 10 of the component 1 at. By 'tightly fitting', it can also be understood that the surface of the plastic layer facing away from the fluid (for example fuel) 6 on the inner wall surface of the component 1 in the region of the longitudinal cavity 3 and the through hole 5 rests and preferably mechanically connected thereto. In any case, this should in particular ensure that a bewirkter by the fluid and on the plastic layer 6 acting pressure (or force) on the component 1 can be transferred, so that this the (high) pressure-absorbing function of the internal pressure loaded component 1 can fulfill or take over.

Die Innenwände 10 des Bauteils 1 können mit der Kunststoffschicht 6 beschichtet sein und/oder die Kunststoffschicht 6 kann mittels Spritzgussverfahren auf die Innenwände aufgebracht sein. Als Beschichtungs- und Spritzgussverfahren können jegliche dem Fachmann bekannte Verfahren verwendet werden.The interior walls 10 of the component 1 can with the plastic layer 6 be coated and / or the plastic layer 6 can be applied by injection molding on the inner walls. As a coating and injection molding process, any method known to those skilled in the art may be used.

Die Kunststoffschicht 6 weist vorzugsweise eine Wandstärke W3 im Bereich des Längshohlraumes 3 und eine Wandstärke W4 im Bereich der Durchgangsöffnung 5 auf. Die Wandstärke W3 weist bevorzugt eine Wandstärke von 0,05 bis 5 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 5 mm auf und die Wandstärke W4 weist bevorzugt eine Wandstärke von 0,05 bis 5 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 5 mm auf. Bevorzugt weist die Kunststoffschicht 6 über die gesamte Innenwand 10 des Bauteils 1 verteilt durchgehend die gleiche Wandstärke (also W3 = W4) auf. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Wandstärke der Kunststoffschicht 6 begrenzt.The plastic layer 6 preferably has a wall thickness W3 in the region of the longitudinal cavity 3 and a wall thickness W4 in the region of the passage opening 5 on. The wall thickness W3 preferably has a wall thickness of 0.05 to 5 mm, particularly preferably 0.1 to 3 mm, very particularly preferably 0.5 to 5 mm and the wall thickness W4 preferably has a wall thickness of 0.05 to 5 mm, more preferably 0.1 to 3 mm, most preferably 0.5 to 5 mm. Preferably, the plastic layer 6 over the entire inner wall 10 of the component 1 continuously distributes the same wall thickness (ie W3 = W4). However, the present invention is not limited to a particular wall thickness of the plastic layer 6 limited.

Das Bauteil 1 weist vorzugweise (eine) definierte Wandstärke(n) W1, W2 auf, welche den mechanischen Anforderungen des Bauteils 1 entsprechend ausgelegt ist (sind). Dabei kann das Bauteil 1 vorzugsweise im Bereich des Längshohlraumes 3 (also der Grundkörper 2) die Wandstärke W1 und im Bereich der Durchgangsöffnung 5 (also der Anschlussstutzen 4) die Wandstärke W2 aufweisen. Die Wandstärken W1 und W2 können dabei gleich oder unterschiedlich bemessen sein.The component 1 preferably has (a) defined wall thickness (s) W1, W2, which meet the mechanical requirements of the component 1 is designed accordingly (are). In this case, the component 1 preferably in the region of the longitudinal cavity 3 (ie the main body 2 ) the wall thickness W1 and in the region of the passage opening 5 (ie the connecting piece 4 ) have the wall thickness W2. The wall thicknesses W1 and W2 can be the same or different.

Das Verhältnis der Wandstärke W1 des Grundkörpers 2 zu der Wandstärke W3 der Kunststoffschicht 6 im Bereich des Längshohlraumes 3 beträgt vorteilhafterweise 1:2 bis 1:20, weiter bevorzugt 1:3 bis 1:10, besonders bevorzugt 1:5 Das Verhältnis der Wandstärke W2 des Anschlussstutzens 4 zu der Wandstärke W4 der Kunststoffschicht 6 im Bereich der Durchgangsöffnung 5 beträgt vorteilhafterweise 1:2 bis 1:25, weiter bevorzugt 1:5 bis 1:20, besonders bevorzugt 1:10. Dies sind selbstverständlich nur beispielhafte Wertebereiche bevorzugter Ausführungsbeispiel, wobei die Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt ist.The ratio of the wall thickness W1 of the main body 2 to the wall thickness W3 of the plastic layer 6 in the region of the longitudinal cavity 3 is advantageously 1: 2 to 1:20, more preferably 1: 3 to 1:10, particularly preferably 1: 5 The ratio of the wall thickness W2 of the connecting piece 4 to the wall thickness W4 of the plastic layer 6 in the area of the passage opening 5 is advantageously 1: 2 to 1:25, more preferably 1: 5 to 1:20, particularly preferably 1:10. These are of course only exemplary ranges of preferred embodiment, but the invention is not limited thereto.

Wie in dem Ausführungsbeispiel der 2 beispielhaft zu erkennen ist, kann ein Teil 11 der Kunststoffschicht 6 wenigstens im Bereich der Öffnung 7 nach außen bzw. des Ausgangs 7 der Durchgangsöffnung 5 aus dem Anschlussstutzen 4 nach außen vorstehen, vorzugsweise in Form eines geschlossenen Rings 11 als Fortsetzung der Kunststoffschicht 6 von dem Anschlussstutzen 4 nach außen vorstehen. Ebenso kann alternativ oder zusätzlich ein Teil 12 der Kunststoffschicht 6 wenigstens im Bereich der Öffnung 8 nach außen bzw. des Eingangs 8 des Längshohlraumes 3 des Grundkörpers 2 nach außen vorstehen, vorzugsweise in Form eines geschlossenen Rings als Fortsetzung der Kunststoffschicht 6 von dem Grundkörper 2 nach außen vorstehen. Die Form kann auch eine andere Form als die eines Ringes aufweisen, z. B. die eines Rechteckes oder Quadrats; sie entspricht jedoch in der Regel im Wesentlichen der Grundform bzw. dem Querschnitt der entsprechenden Öffnung 7, 8. Vorzugsweise dient der nach außen vorstehende Teil der Kunststoffschicht 6 als Dichtung im Bereich der entsprechenden Öffnung 7, 8, um einen Austritt von Fluid (bspw. Kraftstoff) zu verhindern und insbesondere auch die Oberfläche des Bauteils 1 in den entsprechenden Bereichen des Grundkörpers 2 bzw. des Anschlussstutzens 4 vor ungewünschten chemischen Wechselwirkungen, bspw. Korrosion, zu schützen. Vorzugsweise wirkt dieser nach außen vorstehende Teil der Kunststoffschicht 6 im Zusammenspiel mit einem an den Grundkörper 2 bzw. den Anschlussstutzen 4 anzuschließenden (Kraftstoffleit- bzw. Sensor-)Element. Eine z. B. vom Kraftstoffleitelement ausgehende Montage- bzw. Dichtungskraft kann dabei auf den vorstehenden Teil der Kunststoffschicht 6 wirken, sodass der Verbindungsbereich zwischen Grundkörper 2 bzw. Anschlussstutzen 4 einerseits und daran anzuschließendem Element andererseits nach außen hin abgedichtet ist. Da die Kunststoffschicht 6 ohnehin dafür ausgelegt ist, kein Fluid (insbesondere Kraftstoff) durchzulassen bzw. die Innenwand 10 des Bauteils 1 vor dem Fluid komplett abzuschirmen, kann sie somit ebenfalls als Dichtung zwischen Anschlussstutzen 4 und anzuschließendem Element dienen. Der vorzugsweise ringförmige nach außen vorstehende Teil der Kunststoffschicht 6 ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass er bei Vorsehen (bspw. Aufschrauben) eines Kraftstoffleitelements (z. B. eine Kraftstoffleitung mit entsprechendem Kraftstoffschlauchanschluss) seitlich nach außen weg umgebogen wird, um gleichzeitig als Dichtung in diesem Bereich zu dienen. Auf diese Weise kann der Anschluss zwischen Grundkörper/Anschlussstutzen und anzuschließendem Element vereinfacht und zugleich ohne einen zusätzlichen Produktionsaufwand eine integrale Dichtung bereitgestellt werden. Ein zusätzliches Dichtmittel z. B. in Form eines O-Ringes kann somit entfallen.As in the embodiment of 2 can be seen by way of example, a part 11 the plastic layer 6 at least in the area of the opening 7 to the outside or the output 7 the passage opening 5 from the connection piece 4 protrude outward, preferably in the form of a closed ring 11 as a continuation of the plastic layer 6 from the connecting piece 4 protrude outward. Likewise, alternatively or additionally part 12 the plastic layer 6 at least in the area of the opening 8th to the outside or the entrance 8th of the longitudinal cavity 3 of the basic body 2 protrude outward, preferably in the form of a closed ring as a continuation of the plastic layer 6 from the main body 2 protrude outward. The shape may also have a different shape than that of a ring, for. B. that of a rectangle or square; However, it usually corresponds essentially to the basic shape or the cross section of the corresponding opening 7 . 8th , Preferably, the outwardly projecting part of the plastic layer is used 6 as a seal in the area of the corresponding opening 7 . 8th to prevent leakage of fluid (eg fuel) and in particular also the surface of the component 1 in the corresponding areas of the body 2 or the connecting piece 4 to protect against unwanted chemical interactions, for example, corrosion. Preferably, this outwardly projecting part of the plastic layer acts 6 in interaction with one to the main body 2 or the connecting piece 4 to be connected (fuel control or sensor) element. A z. B. emanating from the fuel guide assembly or sealing force can be applied to the protruding part of the plastic layer 6 act, so the connection area between body 2 or connecting piece 4 on the one hand and the element to be connected on the other hand is sealed to the outside. Because the plastic layer 6 anyway designed to pass no fluid (in particular fuel) or the inner wall 10 of the component 1 To completely shield it from the fluid, it can thus also act as a seal between connecting pieces 4 and to be connected element. The preferably annular outwardly projecting part of the plastic layer 6 In this case, it is preferably designed in such a way that, when provision (for example screwing on) of a fuel guide element (for example a fuel line with a corresponding fuel hose connection), it is bent laterally outwards in order to simultaneously serve as a seal in this area. In this way, the connection between the base body / connecting piece and the element to be connected can be simplified and at the same time an integral seal can be provided without an additional production outlay. An additional sealant z. B. in the form of an O-ring can thus be omitted.

Im Folgenden soll zusätzlich ein Verfahren zur Herstellung des innen mit Kunststoff beschichteten innendruckbelasteten Bauteils 1 beschrieben werden.In the following, in addition, a method for producing the internally coated with plastic inside pressure loaded component 1 to be discribed.

In einem ersten Schritt wird ein innendruckbelastetes Bauteil 1 aufweisend einen Grundkörper 2 mit einem in Längsrichtung einseitig offenen Längshohlraum 3 und mindestens einen Anschlussstutzen 4 mit einer nach außen offenen und in den Längshohlraum 3 mündenden Durchgangsöffnung 5 bereitgestellt.In a first step, an internal pressure loaded component 1 comprising a base body 2 with a longitudinal cavity on one side open longitudinal cavity 3 and at least one connecting piece 4 with an outwardly open and in the longitudinal cavity 3 opening through opening 5 provided.

In einem (folgenden) zweiten Schritt wird eine geschlossene Kunststoffschicht 6 auf die durch den Längshohlraum 3 und die Durchgangsöffnung 5 gebildeten Innenwände 10 des Bauteils 1 aufgebracht, so dass die Innenwände 10 des Bauteils 1 mit der Kunststoffschicht 6 vollständig bedeckt sind. Die Kunststoffschicht 6 kann mittels eines dem Fachmann bekannten Spritzgussverfahrens auf die Innenwände 10 aufgebracht werden. Es können jedoch auch jegliche andere (urformende) Verfahren zur Formgebung von Kunststoffen verwendet werden, wie z. B. Schäumen, Spritzpressen, Formpressen etc.In a (subsequent) second step, a closed plastic layer 6 on through the longitudinal cavity 3 and the through hole 5 formed interior walls 10 of the component 1 applied, leaving the interior walls 10 of the component 1 with the plastic layer 6 are completely covered. The plastic layer 6 can by means of an injection molding process known in the art on the inner walls 10 be applied. However, any other (original) method of molding plastics can be used, such. As foaming, transfer molding, compression molding, etc.

Vorzugsweise wird die Kunststoffschicht 6 dabei derart aufgebracht, dass die Kunststoffschicht 6, wie bereits oben beschrieben, dicht an den Innenwänden 10 des Bauteils 1, also der durch den Längshohlraum 3 und die Durchgangsöffnung(en) 5 gebildeten Innenwände 10, 110, 120 anliegt.Preferably, the plastic layer 6 thereby applied so that the plastic layer 6 , as already described above, close to the inner walls 10 of the component 1 , that is through the longitudinal cavity 3 and the passage opening (s) 5 formed interior walls 10 . 110 . 120 is applied.

Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Kunststoffschicht 6 derart aufgebracht wird, dass ein Teil 11 der Kunststoffschicht 6 wenigstens im Bereich des Ausgangs 7 der Durchgangsöffnung 5 aus dem Anschlussstutzen 4 nach außen vorsteht, um, wie oben beschrieben, vorzugsweise im Zusammenspiel mit einem an den Anschlussstutzen 4 anzuschließendem Element (bspw. Kraftstoffleitung oder Drucksensor) dichtend zu wirken. Dies kann analog alternativ oder zusätzlich auch für die Öffnung 8 vorgesehen sein.It may additionally be provided that the plastic layer 6 is applied so that a part 11 the plastic layer 6 at least in the area of the exit 7 the passage opening 5 from the connection piece 4 protrudes outwardly to, as described above, preferably in conjunction with a to the connecting piece 4 To be connected element (eg., Fuel line or pressure sensor) to act sealing. This can analogously or alternatively for the opening 8th be provided.

Wenn vorzugsweise ein Spritzgussverfahren zur Aufbringung der Kunststoffschicht 6 vorgesehen ist, können zur Bildung der Kunststoffschicht 6 Schieberwerkzeuge in den Längshohlraum 3 (z. B. durch die Öffnung 8 hindurch) und die Durchgangsöffnung(en) 5 (z. B. durch die Öffnung 7 hindurch) eingesetzt werden. Die Schieberwerkzeuge sind im Wesentlichen vorzugsweise derart gestaltet und angeordnet, dass durch diese der Kunststoff beim Einspritzen in den Längshohlraum 3 und in die Durchgangsöffnung(en) 5 derart auf die Innenwände 10 des Bauteils 1 aufgebracht wird, dass diese mit dem Kunststoff bedeckt sind, um die Kunststoffschicht 6 zu bilden. Die Schieberwerkzeuge können länglich ausgebildet sein, können jedoch auch jede andere Ausbildung aufweisen, um die Kunststoffschicht 6 zu bilden. Vorzugsweise bilden die Schieberwerkzeuge nach dem Einsetzen in den Längshohlraum 3 und in die Durchgangsöffnung(en) 5 einen den Kunststoff beim Spritzgussverfahren aufnehmenden Hohlraum aus. Dieser Hohlraum entspricht folglich der späteren Kunststoffschicht 6. Die Schieberwerkzeuge können wenigstens umfangsseitig einen konstanten Abstand zu den benachbarten Innenwänden 10, 110, 120 des Bauteils 1, hier des Grundkörpers 2 und der Anschlussstutzen 4, haben. Vorzugsweise nehmen die Schieberwerkzeuge wenigstens umfangsseitig einen Abstand zu den benachbarten Innenwänden 10 ein, welcher im Bereich des Längshohlraums 3 im Wesentlichen der Wandstärke W3 der Kunststoffschicht 6 entspricht und welcher im Bereich der Durchgangsöffnung(en) 5 im Wesentlichen der Wandstärke W4 der Kunststoffschicht 6 entspricht; eventuelle Schrumpfung bei der Auskühlung des eingespritzten Kunststoffes berücksichtigt. Vorzugsweise sind die Abstände in diesen Bereichen jeweils im Wesentlichen konstant ausgebildet.If preferred, an injection molding process for applying the plastic layer 6 is provided, can be used to form the plastic layer 6 Slide tools in the longitudinal cavity 3 (eg through the opening 8th through) and the passage opening (s) 5 (eg through the opening 7 through). The pusher tools are substantially preferably designed and arranged in such a way that, as a result of this, the plastic is injected when injected into the longitudinal cavity 3 and into the passage opening (s) 5 so on the inner walls 10 of the component 1 is applied, that these are covered with the plastic to the plastic layer 6 to build. The pusher tools may be elongated, but may also have any other design around the plastic layer 6 to build. Preferably, the pusher tools form after insertion into the longitudinal cavity 3 and into the passage opening (s) 5 a cavity receiving the plastic during the injection molding process. This cavity thus corresponds to the later plastic layer 6 , The slide tools can at least circumferentially a constant distance to the adjacent inner walls 10 . 110 . 120 of the component 1 , here of the main body 2 and the connecting piece 4 , to have. Preferably, the slider tools at least circumferentially take a distance to the adjacent inner walls 10 which is in the region of the longitudinal cavity 3 essentially the wall thickness W3 of the plastic layer 6 corresponds and which in the area of the passage opening (s) 5 essentially the wall thickness W4 of the plastic layer 6 corresponds; possible shrinkage during cooling of the injected plastic considered. Preferably, the distances in these areas are each substantially constant.

Die Schieberwerkzeuge können ein erstes Schieberwerkzeug für den Längshohlraum 3 aufweisen, welches (zumindest) eine der Anzahl der Durchgangsöffnungen entsprechende Anzahl an Sackloch-Öffnung aufweist, welche nach Einsetzen des ersten Schieberwerkzeugs der (den) Durchgangsöffnung(en) 5 zugewandt ist. Die Anzahl der Sackloch-Öffnungen beträgt somit zumindest der Anzahl der im Bauteil 1 vorgesehenen Durchgangsöffnungen 5 bzw. Anschlussstutzen 4. Je Durchgangsöffnung 5 können die Schieberwerkzeuge ein zweites Schieberwerkzeug aufweisen, wobei das zweite Schieberwerkzeug derart in die Durchgangsöffnung(en) 5 eingesetzt wird, dass es in die Sackloch-Öffnung des ersten Schieberwerkzeugs ragt. Anstelle der Verbindung über die Sackloch-Öffnung kann auch jegliche andere Verbindung zwischen ersten und zweiten Schieberwerkzeug vorgesehen sein, welche das erste Schieberwerkzeug mit dem zweiten Schieberwerkzeug verbindet, um einen entsprechenden Hohlraum zu bilden und anschließend den Kunststoff zur Bildung der geschlossenen Kunststoffschicht 6 einzubringen.The pusher tools may be a first pusher tool for the longitudinal cavity 3 having (at least) one of the number of through holes corresponding number of blind hole opening, which after insertion of the first slider tool of the (the) through hole (s) 5 is facing. The number of blind hole openings is thus at least the number of in the component 1 provided through holes 5 or connecting piece 4 , Per passage opening 5 the pusher tools can have a second pusher tool, the second pusher tool thus being inserted into the passage opening (s) 5 is inserted, that it projects into the blind hole opening of the first slide tool. Instead of the connection via the blind hole opening, it is also possible to provide any other connection between the first and second slider tool which connects the first slider tool to the second slider tool to form a corresponding cavity and then the plastic to form the closed plastic layer 6 contribute.

Nachdem Schieberwerkzeuge in den Längshohlraum 3 und in die Durchgangsöffnung(en) 5 eingesetzt wurden, kann das Spritzgussverfahren zur Aufbringung der Kunststoffschicht 6 durchgeführt werden, wobei das Bauteil 1 samt Schieberwerkzeuge vor dem Spritzgussverfahren vorzugsweise in eine Spritzgussform eingebracht wird. Es ist jedoch auch denkbar, das Bauteil 1 nur teilweise in eine Spritzgussform einzubringen.After slide tools into the longitudinal cavity 3 and into the passage opening (s) 5 have been used, the injection molding process for applying the plastic layer 6 be carried out, wherein the component 1 including slide tools is preferably introduced into an injection mold before the injection molding process. However, it is also conceivable, the component 1 only partially in an injection mold to bring.

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, solange sie von dem Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in der Figur gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar. Die Erfindung ist insbesondere nicht auf die geometrischen Ausgestaltungsbeispiele des Bauteils, des Grundkörpers, des Längshohlraums, der Anschlussstutzen, der Durchgangsöffnungen und der Kunststoffschicht beschränkt.The invention is not limited to the above-described embodiments as long as it is encompassed by the subject matter of the following claims. All features described above or features shown in the figure can be combined with each other in any advantageous manner within the scope of the invention. In particular, the invention is not limited to the geometrical design examples of the component, the main body, the longitudinal cavity, the connecting pieces, the passage openings and the plastic layer.

Claims

Internal pressure loaded component ( 1 ), in particular in the formation of a high-pressure fuel rail (rail) for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine, wherein the component ( 1 ) a basic body ( 2 ) with a longitudinally open on one side ( 8th ) Longitudinal cavity ( 3 ) and at least one connecting piece ( 4 ) with an outwardly open ( 7 ) and in the longitudinal cavity ( 3 ) ( 9 ) Passage opening ( 5 ), characterized in that through the longitudinal cavity ( 3 ) and the passage opening ( 5 ) formed inner walls ( 10 ) of the component ( 1 ) completely with a closed plastic layer ( 6 ) are covered.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to claim 1, wherein the plastic layer ( 6 ) close to the inner walls ( 10 ) is present.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the inner walls ( 10 ) with the plastic layer ( 6 ) are coated.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the plastic layer ( 6 ) by injection molding on the inner walls ( 10 ) is applied.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the plastic layer ( 6 ) has a wall thickness W3, W4 of 0.05 to 5 mm, preferably 0.1 to 3 mm, particularly preferably 0.5 to 1 mm.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the ratio between wall thickness W1 of the component ( 1 ) in the region of the longitudinal cavity ( 3 ) to the wall thickness W3 of the plastic layer ( 6 ) in this range 1: 2 to 1:20, preferably 1: 3 to 1:10, more preferably 1: 5.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the ratio between wall thickness W2 of the component ( 1 ) in the region of the passage opening ( 5 ) to wall thickness W4 of the plastic layer ( 6 ) in this range 1: 2 to 1:25, preferably 1: 5 to 1:20, more preferably 1:10.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the plastic layer ( 6 ) is made of a thermoplastic, preferably polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC) or polymethyl methacrylate (PMMA).

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein a part the plastic layer ( 6 ) at least in the region of the opening ( 7 . 8th ) of the passage opening ( 5 ) and / or the longitudinal cavity of the connecting piece ( 4 ) or the basic body ( 2 ) protrudes outwards, preferably in the form of a closed ring as a continuation of the plastic layer ( 6 ) from the connecting piece ( 4 ) or the basic body ( 2 ) protrudes outwards.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to claim 9, wherein the outwardly projecting part of the plastic layer ( 6 ) is designed such that it acts as a seal in the region of the opening ( 7 . 8th ) of the connecting piece ( 4 ) or the basic body ( 2 ), preferably in conjunction with a to the connecting piece ( 4 ) or the basic body ( 2 ) to be connected element, such as in particular a fuel line or a pressure sensor.

Internal pressure loaded component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the component ( 1 ), in particular the basic body ( 2 ) and the connecting pieces ( 4 ), made of metal, preferably aluminum or steel or titanium.

Method for producing an internally plastic-coated internal pressure-loaded component ( 1 ), in particular in the formation of a high-pressure fuel rail (rail) for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine, comprising the following steps: - providing a component subjected to internal pressure ( 1 ) comprising a base body ( 2 ) with a longitudinally open on one side ( 8th ) Longitudinal cavity ( 3 ) and at least one connecting piece ( 4 ) with an outwardly open ( 7 ) and in the longitudinal cavity ( 3 ) ( 9 ) Passage opening ( 5 ), - applying a closed plastic layer ( 6 ) on the through the longitudinal cavity ( 3 ) and the passage opening ( 5 ) formed inner walls ( 10 ) of the component ( 1 ), so that the inner walls ( 10 ) of the component ( 1 ) with the plastic layer ( 6 ) are completely covered.

Method according to claim 12, wherein the plastic layer ( 6 ) by injection molding on the inner walls ( 10 ) is applied.

Process according to claim 12 or 13, wherein to form the plastic layer ( 6 ) by means of injection molding slide tools in the longitudinal cavity ( 3 ) and the passage opening (s) ( 5 ) are used and then for applying the closed plastic layer ( 6 ) the injection molding process is carried out, wherein the component ( 1 ) including slide tools is preferably introduced into an injection mold before the injection molding process.

The method of claim 14, wherein the pusher tools are elongated.

A method according to claim 14 or 15, wherein the slide tools after insertion into the longitudinal cavity ( 3 ) and the passage opening (s) ( 5 ) form a cavity receiving the plastic during the injection molding process.

Method according to one of claims 14 to 16, wherein the slide tools at least peripherally a constant distance to the adjacent inner walls ( 10 . 110 . 120 ) of the component ( 1 ), ie the basic body ( 2 ) or of the (the) connecting piece (s) ( 4 ), to have.

A method according to any one of claims 14 to 17, wherein a first slider tool for the longitudinal cavity ( 3 ) one of the number of passage openings ( 5 ) has corresponding number of blind-hole openings, which after insertion of the first slider tool of the (the) through hole (s) ( 5 ) is facing (are), and each passage opening ( 5 ) a second pusher tool in the passage opening ( 5 ) is inserted, that it projects into the corresponding blind hole opening.