DE102017125435A1

DE102017125435A1 - Fuel injection system, union nut for a fuel injection system and method for producing such a union nut

Info

Publication number: DE102017125435A1
Application number: DE102017125435.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Söllner
Original assignee: Vosseler GmbH
Current assignee: Vosseler GmbH
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsystem (1) für Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer Verbindungsstelle (7) zwischen einer ersten und einer zweiten Systemkomponente, insbesondere Druckleitungen, umfassend eine Überwurfmutter (8) mit Innengewinde (11) und Ringschulter (16), mit der die erste Systemkomponente axial zur Realisierung einer kraftstoffdichten Verbindung gegen die zweite Systemkomponente axialkraftbeaufschlagt ist, wobei das Innengewinde (11) längsschnittlich mehrere axial über jeweils einen Gewindezahn (13) beabstandete Profiltäler (12) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens zwei der Profiltäler (12) axial über mindesten eine, insbesondere geradlinige, den zwischen den Profiltälern (12) angeordneten Gewindezahn (13) durchsetzende Nut (17) zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, im Rahmen einer Dichtheitsprüfung miteinander verbunden sind.

The invention relates to a fuel injection system (1) for internal combustion engines, having at least one connection point (7) between a first and a second system component, in particular pressure lines, comprising a union nut (8) with internal thread (11) and annular shoulder (16), with which the first System component has axialkraftbeaufschlagt axially to the realization of a fuel-tight connection against the second system component, wherein the internal thread (11) has a plurality of longitudinally spaced a respective thread tooth (13) Profiltäler (12). According to the invention, at least two of the profile valleys (12) are axially connected to one another via at least one, in particular rectilinear, groove (17) passing through the profile troughs (12), to the test medium line, in particular gas line, as part of a leak test ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Benzin- oder Dieseleinspritzsystem, bevorzugt ein Common-Rail-System, für Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer Verbindungsstelle zwischen einer ersten und einer zweiten Systemkomponente, insbesondere zwischen einer ersten und einer zweiten Druckleitung, umfassend eine Überwurfmutter mit Innengewinde und Ringschulter, mit der die erste Systemkomponente axial zur Realisierung einer kraftstoffdichten Verbindung (gegen die zweite Systemkomponente) axialkraftbeaufschlagt ist, wobei das Innengewinde längsschnittlich mehrere axial über jeweils einen Gewindezahn beabstandete Profiltäler (eines Gewindegangs) aufweist. Die Überwurfmutter weist eine Durchgangsöffnung auf, deren Innenumfang abschnittsweise von dem Innengewinde gebildet ist.The invention relates to a fuel injection system, in particular a gasoline or diesel injection system, preferably a common rail system, for internal combustion engines, with at least one connection point between a first and a second system component, in particular between a first and a second pressure line, comprising a union nut with internal thread and annular shoulder with which the axial force is applied to the first system component axially for realizing a fuel-tight connection (against the second system component), the inner thread having a plurality of profile valleys (one thread) spaced axially over a respective thread tooth. The union nut has a passage opening, the inner circumference of which is formed in sections by the internal thread.

Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Kraftstoffsystems im Rahmen einer Gasdichtheitsprüfung zur Überprüfung der Dichtheit der mindestens einen Verbindungsstelle gemäß Anspruch 7, d.h. ein Dichtheitsprüfverfahren unter Einsatz eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems.Furthermore, the invention relates to a use of such a fuel system in the context of a gas-tightness test for checking the tightness of the at least one connection point according to claim 7, i. a leak test method using a fuel injection system according to the invention.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Überwurfmutter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem zur (bevorzugt dichten) Verbindung von zwei Systemkomponenten (d.h. einer ersten Systemkomponente, insbesondere einer ersten Druckleitung mit einer zweiten Systemkomponente, insbesondere einer zweiten Druckleitung), umfassend ein längsschnittlich mehrere axial jeweils über einen Gewindezahn beabstandete Profiltäler aufweisendes, sich koaxial um eine Längsmittelachse der Überwurfmutter herum erstreckendes Innengewinde sowie eine innere Ringschulter zur Anlage an (und Axialkraftbeaufschlagung) einer ersten Systemkomponente gegen die zweite Systemkomponente.Moreover, the invention relates to a union nut according to the preamble of claim 8 for use in a fuel injection system according to the invention for (preferably dense) connection of two system components (ie, a first system component, in particular a first pressure line with a second system component, in particular a second pressure line) comprising a longitudinally extending a plurality of axially spaced in each case via a thread tooth Profiltäler exhibiting, coaxially around a longitudinal central axis of the nut around extending internal thread and an inner annular shoulder to rest against (and Axialkraftbeaufschlagung) a first system component against the second system component.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Herstellverfahren für eine derartige Überwurfmutter gemäß Anspruch 9.Moreover, the invention relates to a manufacturing method for such a union nut according to claim 9.

Um die Dichtigkeit von Kraftstoffeinspritzsystemen (Einspritzanlagen) von Verbrennungsmotoren sicherzustellen bzw. zu überprüfen, werden die Systeme einer Dichtigkeitsprüfung unterzogen, im Rahmen deren das System mit Druck beaufschlagt wird. Ein etabliertes Prüfverfahren sieht vor das System mit einem Gas, insbesondere Helium, mit Druck zu beaufschlagen, welches im Falle einer Undichtigkeit durch „Abschnüffeln“ des Systems detektierbar ist bzw. detektiert wird. Im Bereich der Verbindungsstellen zwischen zwei Systemkomponenten, insbesondere zwei Druckleitungen, in denen im Betrieb hohe Kraftstoffdrücke, meist von mehreren 100 bar und neuerdings sogar von über 1000 bar vorherrschen werden die axial erforderlichen (Dicht-)Kräfte durch eine Verschraubung mit Überwurfmutter sichergestellt. Die Überwurfmutter weist dabei ein Innengewinde und eine dieses radial nach innen überragende Ringschulter zum axialen Abstützen an einer ersten Systemkomponente auf, wenn das Innengewinde mit einem ortsfest zur zweiten Systemkomponente angeordneten Außengewinde verschraubt ist bzw. wird. Über die durch das Verschrauben des Innengewindes aufgebrachte Axialkraft werden die Systemkomponenten dicht miteinander verbunden. Sollte es zu einer unzulässigen Undichtigkeit im Bereich einer solchen Verbindungsstelle kommen, kann dies über das vorerwähnte Dichtigkeitsprüfverfahren überprüft werden, indem ein Austreten des Mediums, insbesondere Gas detektiert wird. Bei herkömmlichen Überwurfmuttern muss das Prüfmedium den Weg entlang des Gewindeganges durch das Innengewinde nehmen, bis es aus der Verbindungsstelle austritt und detektiert werden kann. Dies nimmt eine gewisse Zeit in Anspruch und wirkt sich entsprechend negativ auf die Prozesszeit für diese Prüfung aus.In order to ensure the tightness of fuel injection systems (injection systems) of internal combustion engines, the systems are subjected to a leak test, in the context of which the system is pressurized. An established test method provides for pressurizing the system with a gas, in particular helium, which, in the event of a leak, can be detected or detected by "snooping" the system. In the area of the connection points between two system components, in particular two pressure lines in which predominate high fuel pressures, usually of several 100 bar and more recently over 1000 bar, the axially required (sealing) forces are ensured by a screw with union nut. The union nut in this case has an internal thread and a radially inwardly superior annular shoulder for axial support on a first system component, when the internal thread is screwed to a stationary to the second system component arranged external thread or is. About the applied by screwing the internal thread axial force the system components are sealed together. Should there be an impermissible leak in the region of such a connection point, this can be checked via the aforementioned leakage test method by detecting leakage of the medium, in particular gas. In conventional union nuts, the test medium must travel the length of the thread through the internal thread until it emerges from the joint and can be detected. This takes some time and has a negative effect on the process time for this test.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmotoren anzugeben, dessen Verbindungsstellen zwischen jeweils zwei Systemkomponenten innerhalb einer kürzen Prozesszeit auf Undichtigkeiten überprüfbar sind.Based on the aforementioned prior art, the present invention is therefore based on the object of specifying an improved fuel injection system for internal combustion engines, the connection points between each two system components within a short process time for leaks can be checked.

Ferner besteht die Aufgabe darin eine Überwurfmutter zur Verwendung in einem solchen Kraftstoffeinspritzsystem anzugeben, die eine schnelle Dichtheitsprüfung gewährleistet.Furthermore, the object is to provide a union nut for use in such a fuel injection system, which ensures a rapid leak test.

Darüber hinaus besteht die Aufgabe darin, ein optimiertes Verfahren zur Herstellung einer derartig verbesserten Überwurfmutter anzugeben.In addition, the object is to provide an optimized method for producing such an improved union nut.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzsystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einem gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem dadurch, dass mindestens zwei der Profiltäler des Innengewindes axial über mindestens eine, insbesondere geradlinige, den zwischen den Profiltälern angeordneten Gewindezahn durchsetzende (also das Innengewinde durchsetzende bzw. durchbrechende) Nut zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, im Rahmen einer Dichtheitsprüfung miteinander verbunden sind.This object is achieved with respect to the fuel injection system having the features of claim 1, i. in a generic fuel injection system in that at least two of the profile valleys of the internal thread axially via at least one, in particular rectilinear, the thread trough between the profile troughs passing through (ie the internal thread passing through or breakthrough) groove to the test medium line, in particular gas line, connected as part of a leak test are.

Ferner wird die Aufgabe durch die Verwendung eines solchen Kraftstoffeinspritzsystems im Rahmen einer Dichtheitsprüfung zur Überprüfung der Dichtheit der mindestens einen Verbindungsstelle gelöst, wobei im Undichtigkeitsfall ein Prüfmedium, insbesondere ein Gas, bevorzugt Helium, durch die mindestens eine Nut strömt und der Prüfmediumaustritt aus der Verbindung detektiert wird.Furthermore, the object is achieved by the use of such a fuel injection system as part of a leak test for checking the tightness of the at least one connection point, wherein in case of leakage, a test medium, in particular a gas, preferably helium, through which at least one groove flows and the Prüfmediumaustritt is detected from the compound.

Hinsichtlich der Überwurfmutter wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst, d.h. bei einer gattungsgemäßen Überwurfmutter dadurch, dass mindestens zwei der Profiltäter von einer, insbesondere geradlinigen, den mindestens einen zwischen den (zu verbindenden) Profiltälern ausgebildeten Gewindezahn durchsetzenden Nut zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, im Rahmen einer Dichtheitsprüfung axial miteinander verbunden sind.With regard to the union nut, the object is achieved with the features of claim 8, i. in a generic union nut characterized in that at least two of the profile offenders of one, in particular rectilinear, the at least one formed between the (to be joined) profile troughs thread groove passing groove for test medium line, in particular gas line, are axially connected to each other in the context of a leak test.

Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst, d.h. dadurch, dass die mindestens eine Nut durch Kaltfließpressen, insbesondere Napfrückwärtsfließpressen, unter Einsatz eines die Negativform der Nut aufweisenden Werkzeugs, insbesondere Stempels, in einen, bevorzugt vorgenapften, Rolling eingebracht wird und anschließend das Innengewinde, insbesondere durch Pressen oder Rollieren, in dem, bevorzugt metallischen, ganz besonders bevorzugt aus Stahl ausgebildeten, Rohling eingeformt wird.With regard to the manufacturing process, the object is achieved with the features of claim 9, i. in that the at least one groove is introduced by cold extrusion, in particular Napfrückwärtsfließpressen, using a negative mold of the groove having tool, in particular punch, in a preferably vorgenapften, rolling and then the internal thread, in particular by pressing or rolling, in which, preferably metallic, very particularly preferably formed from steel, blank is formed.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention.

Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.In order to avoid repetition, features disclosed in accordance with the device should also be regarded as disclosed according to the method and be able to be claimed. Likewise, according to the method disclosed features should also be considered as disclosed device and claimable.

Das Innengewinde der Überwurfmutter umfasst mindestens einen, bevorzugt ausschließlich einen Gewindegang, der sich mit entsprechender Steigung koaxial um die Längsmittelachse der Überwurfmutter windet. Längsschnittlich in einem die Längsmittelachse aufnehmenden (Längs-) Schnitt betrachtet ergeben sich dadurch eine Vielzahl von entlang der Längserstreckung (Axialerstreckung) des Innengewindes hintereinander angeordnete Profiltäler, die begrenzt sind von Gewindezahnflanken eines jeweils zwischen zwei der axial benachbarten der Profiltäler angeordneten Gewindezahns. Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, mindestens zwei dieser Profiltäler direkt, d.h. unter Durchsetzung des dazwischen befindlichen Gewindezahns miteinander zu verbinden, um somit die von einem Prüfmedium in Richtung offenem bzw. freien Gewindeende (Einschraubende) zu verkürzen und dadurch die Zeit bis zum Austritt des Prüfmediums, insbesondere Gas zu reduzieren und damit wiederum eine frühere bzw. schnellere Detekierung zu ermöglichen, was dann zu reduzierten Prozesszeiten führt. Zu (direkten) axialen Verbindung von mindestes zwei der Profiltäler, bevorzugt von mehr als zwei der Profiltäler, ist erfindungsgemäß eine, insbesondere geradlinige Nut vorgesehen, die den zwischen jeweils zwei der miteinander zu verbindenden bzw. axial benachbarten Profiltäler angeordneten Gewindezahn durchsetzt. Diese nach radial innen offene Nut bzw. Rille dient zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, bevorzugt in axialer Richtung von der Ringschulter weg, welche das Innengewinde nach radial innen überragt. Dabei ist eine Ausführungsform ganz besonders bevorzugt, bei der sich die mindestens eine Nut, ausgehend von einem freien bzw. offenen Gewindeende axial, insbesondere achsparallel zur Längsmittelachse in Richtung der Ringschulter, bevorzugt bis zu dieser, erstreckt.The internal thread of the union nut comprises at least one, preferably exclusively a thread, which coaxially winds with a corresponding pitch around the longitudinal central axis of the union nut. Seen longitudinally in a longitudinal center axis receiving (longitudinal) section, this results in a plurality along the longitudinal extent (axial extension) of the internal thread successively arranged profile valleys, which are bounded by thread tooth flanks of one each between two of the axially adjacent the profile troughs arranged thread tooth. The invention is based on the idea, at least two of these profile valleys directly, i. to connect with each other under enforcement of the thread tooth located therebetween, thus shortening the end of a test medium towards open or free threaded end (screwed) and thereby reduce the time to the escape of the test medium, in particular gas and thus turn an earlier or faster Detection, which then leads to reduced process times. For (direct) axial connection of at least two of the profile valleys, preferably of more than two of the profile valleys, according to the invention a, in particular rectilinear groove is provided which passes through the thread tooth arranged between each two of the profile valleys to be connected to each other or axially adjacent. This radially inwardly open groove or groove serves for test medium line, in particular gas line, preferably in the axial direction of the annular shoulder away, which projects beyond the internal thread radially inward. In this case, an embodiment is particularly preferred in which the at least one groove, starting from a free or open threaded end axially, in particular axially parallel to the longitudinal central axis in the direction of the annular shoulder, preferably up to this extends.

Im montierten Zustand ist das Innengewinde mit einem bevorzugt ortsfest zur zweiten Systemkomponente angeordneten, insbesondere materialschlüssig mit dieser verbundenen Außengewinde verschraubt. Die Nut befindet sich dabei in einem Bereich radial zwischen dem Überwurfmutterkörper und dem Außengewinde, erstreckt sich in axialer Richtung und beschleunigt somit einen Prüfmediumaustritt bzw. eine Prüfmediumströmung in axialer Richtung.In the mounted state, the internal thread is arranged with a preferably stationary to the second system component, in particular materially connected screwed to this external thread. The groove is located in a region radially between the union nut body and the external thread, extending in the axial direction and thus accelerates a Prüfmediumaustritt or a Prüfmediumströmung in the axial direction.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzsystems, bei der nicht lediglich zwei der Profiltäler über eine Nut bzw. die Nut axial miteinander verbunden sind, sondern mehrere der Profiltäler, ganz besonders bevorzugt die Mehrzahl der Profiltäler, noch weiter bevorzugt sämtliche Profiltäler, um somit ein Optimum an Prüfzeitreduzierung zu erreichen. Die mindestens eine Nut durchsetzt dabei die zwischen den Profiltälern angeordneten Gewindezähne. Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der sich die Nut über den Großteil der Axialerstreckung, bevorzugt über die gesamte Axialerstreckung des Innengewindes erstreckt. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die mindestens eine Nut axial von der Ringschulter bis zum freien (offenen) Einschraub-Ende des Innengewindes reicht. Im Hinblick auf eine erleichterte Fertigbarkeit ist es bevorzugt, wenn sich die Nut ausgehend von einem von der Ringschulter abgewandten Innengewindeende in Richtung der Ringschulter erstreckt.Particularly preferred is an embodiment of the fuel injection system, in which not only two of the profile valleys are axially connected to each other via a groove or the groove, but more of the profile valleys, most preferably the majority of profile valleys, even more preferably all profile valleys, thus an optimum to achieve test time reduction. The at least one groove passes through the thread teeth arranged between the profile valleys. Particularly useful is an embodiment in which the groove extends over the majority of the axial extent, preferably over the entire axial extent of the internal thread. It is particularly useful if the at least one groove extends axially from the annular shoulder to the free (open) screw-in end of the internal thread. With a view to facilitating manufacturability, it is preferred if the groove extends in the direction of the annular shoulder, starting from an end facing away from the annular shoulder.

Grundsätzlich ist es denkbar die Nut schräg, d.h. in Umfangsrichtung geneigt bzw. unter einem Winkel zur Längsmittelachse der Überwurfmutter anzuordnen. Insbesondere im Hinblick auf eine erleichterte Fertigbarkeit und einen verkürzten Prüfmediumweg ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Nut achsparallel zur Längsmittelachse verläuft.In principle, it is conceivable that the groove obliquely, ie inclined in the circumferential direction or to arrange at an angle to the longitudinal central axis of the union nut. Especially with regard to facilitated manufacturability and a shortened Prüfmediumweg it is preferred if the at least one groove is axially parallel to the longitudinal central axis.

Grundsätzlich ist es für eine schnellere Prüfmediumleitung hin zum freien Gewindeende (Einschraubende) möglich und von der Erfindung umfasst, wenn der Nutgrund die gleiche radiale Tiefe aufweist wie die den Gewindegang bildenden Profiltäler - anders ausgedrückt ist gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass der Nutgrund den gleichen Radialabstand zur Längsmittelachse aufweist wie der Profiltälergrund (Gewindeganggrund). Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Nut die Profiltäler in radialer Richtung überragt, also in radialer Richtung tiefer nach radial außen in den Überwurfmutterkörper hineinragt als die Profiltäler. Bevorzugt liegt also die Tiefe der mindestens einen Nut, sprich der Nutgrund über bzw. radial außerhalb des Kopfkreises (größter Gewindedurchmesser) des Innengewindes. Dies bedeutet, dass ein radial äußerer Nutgrund der mindestens einen Nut einen größeren Radialabstand zur Längsmittelachse aufweist als der radial äußere Grund der Profiltäler, sodass das Prüfmedium radial außen in axialer Richtung an den Profiltälern bzw. den Gewindezahnspitzen eines mit dem Innengewinde verschraubtem Außengewindes der zweiten Systemkomponente vorbeiströmen kann. Bevorzugt ist der Unterschied zwischen dem Radialabstand des Grundes der Profiltäler und des Nutgrundes von der Längsmittelachse aus einem Wertebereich zwischen 0 mm und 2 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm gewählt.In principle, it is possible for a faster Prüfmediumleitung towards the free end of the thread (screw-in) and of the invention, when the groove bottom has the same radial depth as the thread forming profile valleys - in other words, according to a first embodiment provided that the groove bottom the same Radial distance to the longitudinal central axis has as the profile valley bottom (thread root). However, an embodiment is preferred in which the groove projects beyond the profile valleys in the radial direction, that is to say projecting deeper radially outwards into the union nut body in the radial direction than the profile valleys. Preferably, therefore, the depth of the at least one groove, ie the groove base lies above or radially outside the tip circle (largest thread diameter) of the internal thread. This means that a radially outer groove bottom of the at least one groove has a greater radial distance from the longitudinal center axis than the radially outer base of the profile valleys, so that the test medium radially outward in the axial direction of the profile valleys or the thread tooth tips of an external thread screwed to the female thread of the second system component can flow past. Preferably, the difference between the radial distance of the bottom of the profile valleys and the groove base from the longitudinal central axis of a range between 0 mm and 2 mm, preferably between 0.1 mm and 0.5 mm is selected.

Um einen möglichst (in Umfangsrichtung gemessen) breiten Prüfmediumdurchgang bereitzustellen ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Nut eine Umfangserstreckung aus einem Wertebereich zwischen 0,2 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1 mm aufweist.In order to provide a test medium passage which is as wide as possible (measured in the circumferential direction), it is preferred if the at least one groove has a circumferential extent from a value range between 0.2 mm and 3 mm, preferably between 0.5 mm and 1 mm.

Grundsätzlich ist es möglich und im Rahmen der Erfindung vorgesehen, lediglich eine einzige vorerwähnte (Verbindungs-)Nut vorzusehen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der mehrere der Profiltäler an über den Umfang beabstandeten Stellen über eine solche Nut, d.h. insgesamt über mehrere, insbesondere gleichmäßig, in Umfangsrichtung beabstandete Nuten axial miteinander verbunden sind, wobei die Nuten die zwischen den verbundenen Profiltälern angeordneten Gewindezähne durchsetzen.In principle, it is possible and provided within the scope of the invention to provide only a single aforesaid (connecting) groove. However, an embodiment is preferred in which a plurality of the profile valleys are provided at circumferentially spaced locations across such a groove, i. a total of several, in particular uniform, circumferentially spaced grooves are axially connected to each other, wherein the grooves pass through the arranged between the connected profile troughs thread teeth.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems sieht vor, dass das Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Prüfmedium, insbesondere Gas unter Druck gesetzt wird, wobei im Undichtigkeitsfall ein Prüfmedium, insbesondere ein Gas, bevorzugt Helium, durch die mindestens eine Nut strömt, insbesondere axial von der Ringschulter der Überwurfmutter weg und der Prüfmediumaustritt aus der Verbindungsstelle, insbesondere durch Abschnüffeln detektiert wird.The test method according to the invention using a fuel injection system according to the invention provides that the fuel injection system is pressurized with a test medium, in particular gas, in the case of leakage a test medium, in particular a gas, preferably helium, through which at least one groove flows, in particular axially from the annular shoulder the union nut away and the Prüfmediumaustritt from the junction, in particular by sniffing is detected.

Die erfindungsgemäße, eine axial abschnittsweise von dem Innengewinde begrenzte Durchgangsöffnung aufweisende, Überwurfmutter wurde bereits zuvor im Rahmen der Erläuterung des Systems im Detail beschrieben, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen zur Überwurfmutter verwiesen wird, für die auch in Alleinstellung zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem Schutz beansprucht wird. Die Überwurfmutter zeichnet sich dadurch aus, dass ihr Innengewinde axial zumindest abschnittsweise durchsetzt ist von einer (Verbindungs-)Nut mit der mindestens zwei axial über einen Gewindezahn beabstandete Profiltäler unter Durchsetzung des Gewindezahns, also quasi auf direktem Weg miteinander verbunden sind. Im Hinblick auf die Ausbildung und Anordnung der Nut sowie die mögliche Anzahl der Nuten wird, wie erwähnt, auf vorstehende Ausführungsformen verwiesen.The inventive, an axially sections of the internal thread limited passage opening having union nut has been previously described in detail in the context of the explanation of the system, so reference is made to avoid repetition of the above statements to the union nut, for even in isolation for use in a Fuel injection system protection is claimed. The union nut is characterized in that its internal thread is at least partially penetrated axially by a (connecting) groove with the at least two axially spaced over a thread tooth Profiltäler under enforcement of the thread tooth, so are virtually connected to each other directly. With regard to the design and arrangement of the groove and the possible number of grooves, as mentioned, reference is made to the above embodiments.

Die Erfindung führt auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Überwurfmutter zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die mindestens eine Nut durch Kaltfließpressen (Kaltmassivumformung), ganz besonders bevorzugt durch Napfrückwärtsfließpressen in einen, bevorzugt vorgenapften, Rohling einzubringen, wobei im Rahmen des gewählten Verfahrens ein Werkzeug, insbesondere ein Stempel mit einer Negativform der mindestens einen Nut eingesetzt wird, der bevorzugt axial in den Rohling hineinverfahren wird und dabei bzw. dadurch das Rohlingsmaterial, insbesondere Metall, ganz besonders bevorzugt Stahl, entgegen der Einpressrichtung formt und sich an das Werkzeug (Stempel) sowie die Negativform der Nut anlegt und somit die Nut (zusammen mit der Durchgangsöffnung) eingeformt wird. Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Rohlinge, wie erwähnt, bereits in einem früheren Prozessschritt, insbesondere an einer anderen Station, d.h. einer Vorstation gesetzt bzw. vorgenapft werden, wobei bei diesem Vornapfen eine Einprägung bzw. Markierung an der späteren Nutposition in den Rohling eingebracht wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es von Vorteil, wenn sich die Nut ausgehend von einem freien (Einschraub-)Ende in Richtung, bevorzugt bis zur inneren Umfangsschulter (Ringschulter) erstreckt.The invention also teaches a method of manufacturing such a union nut for use in a fuel injection system. According to the invention, the at least one groove is introduced by cold extrusion (cold massive forming), most preferably by Naprückwärtsfließpressen in a preferably vorgenapften, blank, wherein in the context of the selected method, a tool, in particular a punch is used with a negative mold of at least one groove, which preferably axially into the blank process and thereby or the blank material, in particular metal, most preferably steel, formed contrary to the press-in and applied to the tool (punch) and the negative mold of the groove and thus the groove (together with the Through opening) is formed. It is particularly preferred if the blanks, as mentioned, already in an earlier process step, in particular at another station, i. set or vorgenapft a Vorstation, with this Vornapfen an impression or marking is introduced at the later groove position in the blank. For the method according to the invention, it is advantageous if the groove extends from a free (screw-in) end in the direction, preferably to the inner circumferential shoulder (annular shoulder).

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.

Diese zeigen in:

1: in einer stark schematisierten Darstellung eine mögliche Ausführungsform eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Kraftstoffeinspritzsystems,
2a und 2b: unterschiedliche, teilweise geschnittene Darstellungen einer erfindungsgemäßen, im Rahmen des Kraftstoffeinspritzsystems zum Einsatz kommenden Überwurfmutter, und
3: eine schematische, vergrößerte Längsschnittansicht zur Dokumentation von Profiltälern, Gewindezähnen sowie der Nut.

These show in:

1 in a highly schematic representation of a possible embodiment of a trained according to the concept of the invention fuel injection system,
2a and 2 B different, partially cut representations of an inventive, used in the context of the fuel injection system union nut, and
3 : A schematic, enlarged longitudinal sectional view for the documentation of profile valleys, thread teeth and the groove.

In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, like elements and elements having the same function are denoted by the same reference numerals.

In 1 ist stark schematisiert ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Kraftstoffeinspritzsystem 1 für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen gezeigt. Das System umfasst einen Kraftstoffverteiler 2, der im Betrieb unter Kraftstoffdrücken von mehreren 100 bar bis über 1000 bar steht. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffverteiler 2 (Drucktank) über eine Zuleitung 3 (Druckleitung) mittels einer nicht gezeigten Pumpe zugeführt.In 1 is highly schematic of a trained according to the concept of the invention fuel injection system 1 for internal combustion engines, in particular shown in motor vehicles. The system includes a fuel rail 2 , which is in operation under fuel pressures of several 100 bar to over 1000 bar. The fuel becomes the fuel distributor 2 (Pressure tank) via a supply line 3 (Pressure line) supplied by means of a pump, not shown.

Aus dem Kraftstoffverteiler 2 münden mehrere, hier beispielhaft nur drei gezeigte (Druck-)Kraftstoffleitungen 4, 5, 6 aus. Das System umfasst mehrere Verbindungsstellen 7, an denen jeweils zwei Systemkomponenten, vorliegend jeweils zwei Druckleitungen miteinander verbunden sind, und zwar unter jeweiligem Einsatz einer Überwurfmutter 8, die eine erste der Komponenten gegen eine zweite der Komponenten kraftbeaufschlagt und hierzu mit einem der jeweiligen zweiten Systemkomponenten zugeordneten Außengewinde verschraubt ist und dadurch die erste Systemkomponente (erste Druckleitung) mit einer Ringschulter axial gegen die zweite Systemkomponente (zweite Druckleitung) kraftbeaufschlagt.From the fuel rail 2 open several, exemplified only three shown (pressure) fuel lines 4 . 5 . 6 out. The system includes several connection points 7 , in each case two system components, in the present case two pressure lines are connected to each other, in each case using a union nut 8th in that a first of the components is subjected to force against a second of the components and screwed to an external thread associated with the respective second system component, thereby forcing the first system component (first pressure line) axially against the second system component (second pressure line) with an annular shoulder.

Eine mögliche Ausführungsform einer solchen Überwurfmutter 8 ist in den 2a und 2b gezeigt, wobei 2a eine Draufsicht auf ein (freies) Einschraubende darstellt, während in 2b eine Längsschnittansicht entlang einer Längsmittelachse L gezeigt ist. 3 zeigt wiederum in einer vereinfachten Darstellung das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Überwurfmutter.A possible embodiment of such a union nut 8th is in the 2a and 2 B shown, where 2a is a plan view of a (free) screw-in end, while in 2 B a longitudinal sectional view along a longitudinal central axis L is shown. 3 again shows in a simplified representation of the basic principle of a union nut according to the invention.

Wie sich aus 3 ergibt weist die Überwurfmutter 9 einen metallischen Überwurfmutterkörper 9 auf, in welchen ein einen gewendelten Gewindegang 10 aufweisendes Innengewinde 11 eingebracht ist.As it turned out 3 shows the union nut 9 a metallic nut body 9 in which a coiled thread 10 having internal thread 11 is introduced.

Aus der in 3 gezeigten Längsschnittansicht ist ersichtlich, dass das Innengewinde 11 gebildet ist bzw. aufweist eine Mehrzahl von axial benachbarten Profiltälern 12, wobei axial zwischen jeweils zwei der Profiltäler 12 ein nach radial innen ragender bzw. vorstehender Gewindezahn 13 ausgebildet ist, dessen in unterschiedliche Axialrichtungen gewandete Flanken 14, 15 jeweils eines der Profiltäler in einer Axialrichtung begrenzen.From the in 3 shown longitudinal sectional view can be seen that the internal thread 11 is formed or has a plurality of axially adjacent profile valleys 12 , wherein axially between each two of the profile valleys 12 a radially inwardly projecting or projecting thread tooth 13 is formed, its facing in different axial directions flanks 14 . 15 each limit one of the profile valleys in an axial direction.

Ferner ist zu erkennen, dass die Überwurfmutter 8 eine innere Ringschulter 16 aufweist, die das Innengewinde 11 in radialer Richtung nach innen überragt. Insgesamt weist die erfindungsgemäße Überwurfmutter 8 eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Systemkomponente, insbesondere einer Druckleitung auf. Mittels der Ringschulter 16 kann auf eine jeweilige erste Systemkomponente in Richtung einer zweiten, mit einem Außengewinde versehenen Systemkomponente eine Axialkraft aufgebracht werden.Furthermore, it can be seen that the union nut 8th an inner ring shoulder 16 that has the internal thread 11 projecting inwards in the radial direction. Overall, the union nut according to the invention 8th a passage opening for the passage of a system component, in particular a pressure line. By means of the ring shoulder 16 For example, an axial force can be applied to a respective first system component in the direction of a second, externally threaded system component.

Aus 3 ist ersichtlich, dass das Innengewinde 11, vorliegend axial durchgehend unterbrochen ist von einer achsparallelen, geradlinigen Nut 17, deren radial äußerer Nutgrund 18 radial nach außen beabstandet ist von dem Grund des von den Profiltälern 12 gebildeten Gewindegangs 10. Die Nut 17 bildet einen Prüfmediumleitkanal, vorliegend einen Gasleitkanal, über welchen Prüfmedium von einem (undichten) Spalt zwischen den Systemkomponenten in axialer Richtung hin zum freien Einschraubgewindeende 19 strömen und dort detektiert, insbesondere abgeschnüffelt werden kann.Out 3 it can be seen that the internal thread 11 , in the present case axially interrupted by an axis-parallel, rectilinear groove 17 whose radially outer groove bottom 18 spaced radially outward from the bottom of the profile valleys 12 formed thread 10 , The groove 17 forms a Prüfmediumleitkanal, in this case a Gasleitkanal, via which test medium of a (leaky) gap between the system components in the axial direction towards the free Einschraubgewindeende 19 flow and detected there, in particular can be sniffed.

Im Hinblick auf die Dimensonierung und Anordnung der Nut 17 sowie deren Anzahl gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die im Rahmen der allgemeinen Beschreibung diskutiert sind.With regard to the dimensonization and arrangement of the groove 17 as well as their number, there are different possibilities, which are discussed in the context of the general description.

2a und 2b zeigen eine technische Zeichnung einer ebenfalls nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Überwurfmutter mit insgesamt drei, vorliegend beispielhaft gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Nuten 17, deren jeweiliger Nutgrund 18 in vorteilhafter Weise radial außerhalb des Grundes 20 der Profiltäler 12 angeordnet ist, sodass erleichtert Prüfmedium, insbesondere Gas axial an dem mit dem Innengewinde 11 verschraubten Außengewinde vorbei im Überwurfmutterkörper 9 strömen kann. Anders ausgedrückt überragen die Nuten 17 den Grund 20 in radialer Richtung nach außen. 2a and 2 B show a technical drawing of a likewise designed according to the concept of the invention union nut with a total of three, in the present example, evenly distributed over the circumference arranged grooves 17 , whose respective groove bottom 18 advantageously radially outside the ground 20 the profile valleys 12 is arranged so that facilitates test medium, in particular gas axially on the with the internal thread 11 screwed external thread over in the union nut body 9 can flow. In other words, the grooves project beyond 17 the reason 20 in the radial direction to the outside.

Zur Herstellung einer in den 2a, 2b oder 3 gezeigten Überwurfmutter wird ein Rohling bevorzugt zunächst vorgenapft und erhält an der mindestens einen Umfangsposition der späteren Nut 17 eine Axialvertiefung. An der jeweiligen Nutposition setzt dann an einer späteren Bearbeitungsposition ein Negativformabschnitt der Nut eines Werkzeugs, insbesondere eines Stempels, an, der dann in den Rohling axial hineingetrieben wird, wodurch Rohlingmaterial, vorliegend Stahl entgegen der Einform- bzw. Einpressrichtung axial strömt und sich um das Werkzeug und insbesondere auch um die Negativform der Nut legt, sodass im Ergebnis die mindestens eine Nut 17 entsteht. Das Innengewinde 11 wird dann in an sich bekannter Weise in einem nachgelagerten Gewindeeinformschritt eingebracht.For making a in the 2a . 2 B or 3 shown union nut, a blank is preferably initially pre-tapped and receives at the at least one circumferential position of the later groove 17 an axial recess. At the respective groove position then sets at a later processing position, a negative mold portion of the groove of a tool, in particular a punch, which is then driven axially into the blank, whereby blank material, in the present steel against the Einform- or press-fitting axially flows and around the Tool and in particular to the negative shape of the groove sets, so as a result, the at least one groove 17 arises. The internal thread 11 is then introduced in a conventional manner in a subsequent thread-forming step.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: KraftstoffeinspritzsystemFuel injection system
22: KraftstoffverteilerFuel distributor
33: Zuleitungsupply
44: KraftstoffdruckleitungenFuel pressure lines
55: KraftstoffdruckleitungenFuel pressure lines
66: KraftstoffdruckleitungenFuel pressure lines
77: Verbindungsstellenjoints
88th: ÜberwurfmutterNut
99: ÜberwurfmutterkörperNut body
1010: Gewindegangthread
1111: Innengewindeinner thread
1212: Profiltälerprofile valleys
1313: Gewindezähnethread teeth
1414: Flankenflanks
1515: Flankenflanks
1616: Ringschulterannular shoulder
1717: Nutgroove
1818: Nutgrundgroove base
1919: EinschraubgewindeendeEinschraubgewindeende
2020: Grund der Profiltäler (und damit des Gewindegangs)Reason for the profile valleys (and thus the thread)

Claims

Fuel injection system (1) for internal combustion engines, having at least one connection point (7) between a first and a second system component, in particular pressure lines, comprising a union nut (8) with internal thread (11) and annular shoulder (16), with the first system component axially for realization a fuel-tight connection against the second system component is axialkraftbeaufschlagt, wherein the internal thread (11) has a plurality of axially spaced a respective thread tooth (13) spaced profile valleys (12), characterized in that at least two of the profile valleys (12) axially over at least one, in particular rectilinear, the between the profile valleys (12) arranged thread tooth (13) passing through the groove (17) to the test medium line, in particular gas line, are connected together in the context of a leak test.

Fuel injection system after Claim 1 , characterized in that the plurality of profile valleys (12), preferably all profile valleys (12) of the at least one, the respective between each two adjacent of the profile valleys (12) formed thread tooth (13) passing through groove (17) are interconnected and / or that the groove (17) over the majority of the axial extent, preferably over the entire axial extent of the internal thread (11) and / or from the free internal thread end (19) in the axial direction to the, preferably up to, the annular shoulder (16) extends.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one groove (17) extends axially parallel to the longitudinal central axis of the union nut (8).

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that a radially outer groove bottom (18) of the groove (17), in particular by a value from a value range between 0 mm and 2 mm, greater radial distance from the longitudinal center axis than the radially outer ground ( 20) of the profile valleys (12).

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the groove (17) has a circumferential extent from a value range between 0.2 mm and 3 mm.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of, in particular evenly spaced, circumferentially spaced, at least two of the profile valleys (12) axially connecting and between the connected profile valleys (12) formed thread tooth (13) passing through grooves (17) for gas line as part of a leak test.

Use of a fuel injection system (1) according to one of the preceding claims as part of a leak test for checking the tightness of the at least one connection point (7), wherein in case of leakage a test medium, in particular a gas, preferably helium, flows through the at least one groove (17) and the Prüfmediumaustritt from the junction (7) is detected.

Union nut (8) for use in a fuel injection system (1) according to any one of Claims 1 to 7 for connecting two system components, comprising a profile troughs (12) having a plurality of axially each with a thread tooth (13) extending coaxially about a longitudinal central axis of the cap nut (8) Internal thread (11) and an inner annular shoulder (16) for engagement with one of the system components, characterized in that at least two of the profile valleys (12) of one, in particular rectilinear, the at least one between the profile valleys (12) formed thread tooth (13) passing through Groove (17) to the test medium line, in particular gas line, are axially connected together in the context of a leak test.

Method for producing a union nut (8) according to Claim 8 , characterized in that the at least one groove (17) by cold extrusion, in particular Napfrückwärtsfließpressen, using a negative mold of the groove (17) having tool is introduced into a blank and then the internal thread (11), in particular by pressing or rolling, in the blank is molded.

Method according to Claim 9 , characterized in that prior to the cold extrusion process for the final formation of the groove (17), in particular at a Vorstation, a Vornapfen the blank is performed at the later groove position for centering the cold extrusion process for final Nutformung.