-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckdämpfungselement für eine innenliegende Montage in einem Fluidverteilerrohr sowie entsprechende Herstellungsverfahren.
-
Aus der
US 2008/0142105 A1 ist ein Fluidverteilerrohr mit einem innenliegenden Druckdämpfungselement bekannt. Beim Herstellen des besagten Systems wird der hohle Druckdämpfungskörper, welcher sich flach innerhalb des Fluidverteilerrohres erstreckt, zuerst provisorisch von einer Fluidverteilerrohrendkappe im Inneren des Fluidverteilerrohres gehalten und das gesamte System in einem anschließenden Hartlötprozess erhitzt. Bei diesem Hartlötprozess werden alle provisorischen Verbindungen zwischen dem Fluidverteilerrohr und weiteren Bauteilen, wie beispielsweise dem Druckdämpfungskörper, in einem Schritt verlötet.
-
Es hat sich gezeigt, dass derartig hergestellte Systeme aus Fluidverteilerrohr und innenliegendem Druckdämpfungselement vergleichsweise aufwändig in der Herstellung und der Qualitätskontrolle sind, unter anderem, weil die im Fluidverteilerrohrinneren liegende Lötstelle zwischen Druckdämpfungskörper und Fluidverteilerrohrendkappe schwer überprüfbar ist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgaben zugrunde, ein Fluidverteilerrohr mit innenliegendem Druckdämpfungselement zu ermöglichen, welches einfach herzustellen und im Herstellungsprozess einfach zu überwachen ist.
-
Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Druckdämpfungselement gemäß Anspruch 1 gelöst.
-
Hierbei handelt es sich um ein Druckdämpfungselement zur innenliegenden Montage in einem Fluidverteilerrohr, wobei das Druckdämpfungselement einen elastischen Dämpfungshohlkörper und ein Verschlusselement für ein Fluidverteilerrohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement den Dämpfungshohlkörper an der Verbindung zwischen Verschlusselement und Dämpfungshohlkörper nicht-lösbar und fluiddicht verschließt.
-
Ein nicht-lösbares und fluiddichtes Verschließen des Dämpfungshohlkörpers mit dem Verschlusselement des Fluidverteilerrohres an der Verbindung der beiden Bauteile ermöglicht eine in der Prozessfolge vorgelagerte betriebsbereite Vorfertigung und Prüfung des Druckdämpfungselements. So kann die Verbindung zwischen Dämpfungshohlkörper und Verschlusselement beispielsweise durch eine schnelle Sichtprüfung begutachtet werden. Auch gegebenenfalls gewünschte Gasdichtigkeitsprüfungen können an dem vergleichsweise kleinen Druckdämpfungselement schneller und einfach durchgeführt werden. Durch die nicht-lösbare Verbindung zwischen Verschlusselement und Dämpfungshohlkörper wird auch bereits die spätere Lage im Fluidverteilerrohr verlässlich und nachprüfbar definiert, so dass die Fertigungsqualität erhöht wird.
-
In einer möglichen Ausführungsform kann das Verschlusselement den Dämpfungshohlkörper an der Verbindung stoffschlüssig verschließen. Eine stoffschlüssige Verbindung realisiert in vorteilhafter Weise eine nicht-lösbare und gleichzeitig fluiddichte Verbindung zwischen Verschlusselement und Fluidverteilerrohr. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Schweißverbindung hierbei eine besonders belastbare Ausführung einer stoffschlüssigen Verbindung realisieren. Durch den hohen Temperaturwiderstand bzw. Temperaturresistenz von Schweißverbindungen können zudem in nachfolgenden Verarbeitungsschritten weiterhin thermische Verfahren, wie z.B. Hartlötverfahren, gewählt werden. Andere stoffschlüssige Verbindungen mit ähnlich hohen Temperaturwiderstandswerten wie Schweißverbindungen sind in weiteren Ausführungsformen ebenfalls denkbar. In einer möglichen Ausführungsform kann eine Laserschweißverbindung besonders verlässlich die gewünschte Verbindung der beiden Bauteile sicherstellen, ohne dass zusätzliches Verbindungsmaterial eingebracht werden müsste.
-
Vorteilhafterweise kann sich in einer möglichen Ausführungsform der Dämpfungshohlkörper entlang einer Längsachse erstrecken, und der Dämpfungshohlkörper dazu eingerichtet sein, sich im Dämpfungsbetrieb entlang der Längsachse elastisch zu verformen.
-
Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht Ausführungen von vergleichsweise kompakten Abmessungen, z.B. von kurzen Druckdämpfungselementen, im Vergleich zu langen radial dämpfenden Flachdämpfern. Dies erlaubt den Einsatz eines kompakten Axialdämpfers mit zuverlässiger Dämpfungsperformance, welcher beispielsweise keiner zusätzlichen Lagerung im Fluidverteilerrohr bedarf und somit den Herstellungs- und Montageprozess vereinfacht.
-
Vorzugsweise kann in einer möglichen Ausführungsform der Dämpfungshohlkörper eine faltenbalgartige Struktur aufweisen. Eine derartige Struktur hat sich als überraschend vorteilhaft für einen Druckpulsationsdämpfungsmechanismus erwiesen, da diese Struktur bei Betriebsdruck zwar axial zusammengedrückt wird, jedoch weiterhin zuverlässige Pufferreserven/axialen Dämpfungsweg für Druckamplituden vorhalten kann, ohne in den ungewünschten Bereich plastischer Verformung zu gelangen. In möglichen vorteilhaften Ausführungsvarianten kann der Dämpfungshohlkörper eine im Längsquerschnitt wellenförmige Struktur aufweisen, welche sich einfach und zuverlässig fertigen lässt und gleichzeitig die notwendigen Dämpfungseigenschaften mit sich bringt. Auch kann hierbei teilweise auf Wellenrohrstandardteile für den Dämpfungshohlkörper zurückgegriffen werden, was die Herstellung vereinfacht. Vorteilhafterweise kann der Dämpfungshohlkörper in einer möglichen Ausführungsform im Längsquerschnitt eine mäanderartige Wellenstruktur aufweisen, welche die zuvor genannten Eigenschaften zuverlässig erfüllt.
-
In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann der Dämpfungshohlkörper an seinem dem Verschlusselement abgewandten freien Ende ein Endstück aufweisen, dessen Geometrie dazu eingerichtet ist, Druckstoßkräfte in Längsachsrichtung in den Dämpfungshohlkörper einzuleiten. Die Druckstöße werden so verlässlich in den Dämpfungshohlkörper eingeleitet. Vorteilhafterweise kann die Geometrie des Endstücks dazu eingerichtet sein, Druckstoßkräfte homogen bzw. gleichmäßig verteilt in Längsachsrichtung in den Dämpfungshohlkörper einzuleiten. Hierdurch wird die Dämpfungsperformance des Druckdämpfungselements erhöht. In einer Variante kann das Verschlusselement eine zur Längsachse senkrecht orientierte Außenfläche aufweisen, um die zuvor genannten Eigenschaften in einfach herzustellender Weise zu realisieren.
-
Günstiger Weise kann in einer möglichen Ausführungsform das Verschlusselement einen Fluidkanal aufweisen, welcher von außen durch das Verschlusselement ins Innere des Dämpfungshohlkörpers führt. Dies ermöglicht einen Gasaustausch zwischen dem Dämpfungshohlkörper und der Druckdämpfungselementumgebung, und im später verbauten Zustand entsprechend mit der Fluidverteilerrohrumgebung. Hierdurch können beispielsweise Gase bei thermischen Verarbeitungsschritten entweichen, ohne dass das Druckdämpfungselement ungewollt durch inneren Gasdruck verändert wird.
-
In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann der Dämpfungshohlkörper aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein. Der Dämpfungshohlkörper ist hierdurch dauerelastisch ausführbar und gleichzeitig vergleichsweise unempfindlich gegenüber nachfolgenden thermischen Verarbeitungsschritten. In einer möglichen Variante kann das gesamte Druckdämpfungselement aus metallischen Werkstoffen hergestellt sein. Somit ist das gesamte Druckdämpfungselement vergleichsweise unempfindlich gegenüber Hitze in nachfolgenden thermischen Verarbeitungsschritten.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verschlusselement dazu eingerichtet sein, ein Fluidverteilerhochdruckrohr an einer stirnseitigen Öffnung zu verschließen. Dies erlaubt ein seitliches Positionieren des Dämpfungselements an einem Fluidverteilerrohr, während das Fluidverteilerrohr selbst aus einem Längshohlprofil gefertigt sein kann.
-
In möglichen Ausführungsformen kann das Druckdämpfungselement dazu eingerichtet sein, in einem Betriebsdruckbereich von 4 bis 12 bar, insbesondere im Bereich von 6 bis 8 bar, zu dämpfen. Zusätzlich oder unabhängig zum Vorgenannten kann das Druckdämpfungselement dazu eingerichtet sein, Druckamplituden im Bereich von ± 3 bar, insbesondere im Bereich von ± 1,5 bar, zu dämpfen. Zusätzlich oder unabhängig zum Vorgenannten kann das Druckdämpfungselement dazu eingerichtet sein im Frequenzbereich von 20 Hz bis 500 Hz, insbesondere im Bereich von 20 Hz bis 220 Hz zu dämpfen. Es hat sich gezeigt, dass in den zuvor genannten breiteren Bereichen ein erfindungsgemäßes Druckdämpfungselement zuverlässig arbeitet. In den zuvor genannten engeren Bereichen konnte eine besonders gute Dämpfungsperformance festgestellt werden.
-
In einer möglichen Variante der Erfindung ist ein zuvor genanntes Druckdämpfungselement im Inneren eines Fluidverteilerrohres montiert.
-
In weiteren möglichen Ausführungsformen kann das Fluidverteilerrohr sowie das zuvor genannte Druckdämpfungselement für den Niederdruckeinsatzbereich bis 15 bar vorgesehen sein.
-
In weiteren möglichen Ausführungsformen kann das besagte Fluidverteilerrohr beispielsweise ein Kraftstoffverteilerrohr sein, und beispielsweise bei Fahrzeug-Motoren, beispielsweise für besagten Niederdruckbereich zum Einsatz kommen.
-
In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann sich das Druckdämpfungselement von einem Ende des Fluidverteilerrohres entlang der Längsachse des Fluidverteilerhochdruckrohres lediglich bis maximal 50%, insbesondere bis maximal 30%, insbesondere bis maximal 20%, der Gesamtlänge des Fluidverteilerrohres erstreckt. Die im Vergleich zu Flachdämpfern geringen axialen Abmessungen des Druckdämpfungselements erlauben eine leichtere Montage im Fluidverteilerrohr beispielsweise ohne weitere Lagerpunkte im Inneren des Fluidverteilerrohres. Je geringer die Abmessungen des Druckdämpfungselements, desto einfacher seine Herstellung und Prüfung und desto geringer der Montageaufwand in nachgeschalteten Prozessen.
-
Vorteilhafterweise kann in einer möglichen Ausführungsform der Dämpfungshohlkörper mit einem Gas unter Atmosphärenüberdruck vorgespannt sein. Durch den erhöhten Gasinnendruck des Dämpfungshohlkörpers können die Dämpfungseigenschaften des Druckdämpfungselements gezielt verändert werden.
-
Vorzugsweise kann in einer möglichen Ausführungsform das Druckdämpfungselement nur am Verschlusselement im Fluidverteilerrohr gehalten sein. Die Lage des Dämpfungshohlkörpers wird hierbei alleinig von der Lage des Verschlusselements zum Fluidverteilerrohr definiert. Dies erspart weitere Montage- und Prüfschritte im Vergleich zu Ausführungen mit zusätzlicher Lagerung des Dämpfungshohlkörpers im Fluidverteilerrohr.
-
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst.
-
Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zum Herstellen eines Druckdämpfungselements zur späteren innenliegenden Montage in einem Fluidverteilerrohr, gekennzeichnet durch ein Verschließen eines Dämpfungshohlkörpers mit einem Verschlusselement für ein Fluidverteilerrohr mittels einer fluiddichten und nicht-lösbaren Verbindung zwischen Dämpfungshohlkörper und Verschlusselement.
-
Vorteile hierzu wurden bereits im Zusammenhang mit den vorherigen Erläuterungen zu Anspruch 1 genannt. Das erfindungsgemäße Verschließen des Dämpfungshohlkörpers mit dem Verschlusselement umfasst hierbei Verfahren, bei denen nach dem Verschließen weiterhin Gasaustausch durch das Verschlusselement möglich ist, beispielsweise durch einen Fluidkanal im Verschlusselement. Lediglich die Verbindung zwischen Dämpfungshohlkörper und Verschlusselement ist stets fluiddicht und nicht-lösbar.
-
In einer möglichen Ausführungsform kann der Dämpfungshohlkörper mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels Schweißen, besonders mittels Laserschwei-ßen, verschlossen werden.
-
Vorteile hierzu finden sich in den vorherigen Erläuterungen zum zugehörigen Vorrichtungsanspruch.
-
In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das Verfahren ein vorheriges Formen des Dämpfungshohlkörpers in eine längliche Struktur umfassen, welche entlang ihrer Längsachse im Dämpfungsbetrieb elastisch verformbar ist.
-
Vorteile hierzu finden sich in den vorherigen Erläuterungen zum zugehörigen Vorrichtungsanspruch.
-
Vorteilhafterweise kann das Verfahren in einer möglichen Ausführungsform ein vorheriges Formen des Dämpfungshohlkörpers in eine faltenbalgartige Struktur, insbesondere in eine im Längsquerschnitt wellenförmige Struktur, besonders in eine im Längsquerschnitt mäanderartige Wellenstruktur, umfassen.
-
Vorteile hierzu finden sich in den vorherigen Erläuterungen zum zugehörigen Vorrichtungsanspruch.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Verfahren ein gezieltes Formen einer Geometrie der faltenbalgartigen Struktur, insbesondere des Dämpfungshohlkörpervolumens und/oder der Faltenzwischenräume und/oder der Faltenanzahl, gemäß zuvor entsprechend ermittelter Zusammenhänge zwischen faltenbalgartigen Geometrien und deren Dämpfungscharakteristiken umfassen. Hierdurch wird über die Geometrie der faltenbalgartigen Struktur beim Formen des Dämpfungshohlkörpers gezielt Einfluss auf die spätere Dämpfungscharakteristik genommen.
-
Eine Variante der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fluidverteilerrohrs mit innenliegendem Druckdämpfungselement, gekennzeichnet durch Positionieren eines Druckdämpfungselements gemäß einer der vorherigen Vorrichtungs- oder Verfahrensausführungen in einem Fluidverteilerrohr durch Positionieren des Verschlusselements in einer Öffnung des Fluidverteilerrohrs.
-
Ein Positionieren des betriebsfertigen Druckdämpfungselements in einem Fluidverteilerrohr durch Positionieren des Verschlusselements erleichtert die Montage und Prozessüberwachung. Beispielsweise kann in einer möglichen Ausführungsform die Endlage des Druckdämpfungselements im Fluidverteilerrohr allein über die Endlage des Verschlusselements zum Fluidverteilerrohr festgelegt werden.
-
Vorteilhafterweise kann in einer möglichen Ausführungsform das Fluidverteilerrohr zusammen mit dem innenliegenden Druckdämpfungselement zum stoffschlüssigen und fluiddichten Verbinden, insbesondere Hartverlöten, des Verschlusselements mit der Öffnung des Fluidverteilerohrs erhitzt werden,
wobei das Erhitzen in einem Temperaturbereich durchgeführt wird, welcher unterhalb der Widerstandstemperatur der Verbindung des Verschlusselements mit dem Dämpfungshohlkörper liegt.
-
Diese Verfahrensschritte erlauben eine einfache, verlässliche und einsatzbereite Verbindung zwischen Verschlusselement und Fluidverteilerrohr zu schaffen, ohne die Funktion der Verbindung zwischen Verschlusselement und Dämpfungshohlkörper zu gefährden.
-
In möglichen Ausführungsformen hat das Druckdämpfungselement eine Längsabmessung im Bereich von 1 cm bis 50 cm, insbesondere im Bereich von 1,5 cm bis 5 cm. In einigen möglichen Ausführungsformen hat das Fluidverteilerrohr Längsabmessungen im Bereich von 15 cm bis 100 cm, insbesondere im Bereich von 18 cm bis 55 cm.
-
Im Folgenden werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung, welche mehrere der zuvor genannten Ausführungen vorteilhaft miteinander kombinieren, anhand der folgenden Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen, vorgefertigten Druckdämpfungselements,
- 2 eine Querschnittsansicht des Druckdämpfungselements aus 1, geschnitten entlang der Längsachse,
- 3 eine perspektivische Darstellung des Druckdämpfungselements aus 1 montiert in einem Fluidverteilerrohr in Form eines Kraftstoffverteilerhochdruckrohrs,
- 4 eine Querschnittsansicht des linken Teils der 3, geschnitten parallel zur Längsachse des Druckdämpfungselements und des Fluidverteilerrohrs mit Blickrichtung von oben.
-
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Druckdämpfungselement 1. Das Druckdämpfungselement 1 weist ein Verschlusselement 2 für ein Fluidverteilerrohr 3 und einen Dämpfungshohlkörper 4 auf.
-
In dieser Ausführungsform ist das gesamte Druckdämpfungselement 1 aus Metall gefertigt. Sowohl der Dämpfungshohlkörper 4 als auch andere Teile des Druckdämpfungselements 1 können dabei beispielsweise aus Edelstahl gefertigt sein.
-
Der Dämpfungshohlkörper 4 erstreckt sich zusammen mit dem Verschlusselement 2 entlang einer gemeinsamen Längsachse A.
-
2 zeigt einen Querschnitt durch das Druckdämpfungselement 1 geschnitten entlang der Längsachse A. Wie 2 zu entnehmen ist, weist der in dieser Ausführungsform kreiszylinderartige Dämpfungshohlkörper 4 an seiner Mantelfläche eine faltenbalgartige Struktur 6, in dieser Ausführungsform, in Form einer mäanderartigen Wellenstruktur, auf.
-
In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen kann das Druckdämpfungselement ein Verschlusselement 2 und einen einfachen länglichen Flachdämpfer anstatt der faltenbalgartigen Struktur 6 aufweisen.
-
Das offene Ende des Dämpfungshohlkörpers 4 weißt einen umlaufenden Verschlusselementsitz 7 auf, in welchen das hier tassenförmige Verschlusselement 2 mit einem verjüngten inneren Abschnitt 8 eingepresst ist. Der verjüngte innere Abschnitt 8 ist umgeben von einem größeren umlaufenden, hier viereckigen, Flansch 9, welcher in seiner Kontur der Kontur eines offenen Endes 10 eines Fluidverteilerrohres 3 angepasst ist, wie später noch näher erläutert wird und in den 3 und 4 noch zu sehen sein wird.
-
Der Dämpfungshohlkörper 4 weist im vorliegenden Falle an seinem dem Verschlusselement 2 abgewandten Ende ein ebenfalls tassenförmiges Endstück 11 auf, welches in einen umlaufenden Endstücksitz 12 der faltenbalgartigen Struktur 6 eingepresst ist. Das Endstück 11 hat hierbei eine senkrecht zur Längsachse A verlaufende Außenfläche 13.
-
In einer anderen Ausführungsform kann der Dämpfungshohlkörper 4 beispielsweise auch einstückig ausgeführt sein.
-
An der Verbindung 14, hier der umlaufenden Kontaktstelle, zwischen dem inneren Abschnitt 8 des Verschlusselements 2 und dem Verschlusselementsitz 7 des Dämpfungshohlkörpers 4 sind das Verschlusselement 2 und der Dämpfungshohlkörper 4 nicht-lösbar und umlaufend fluiddicht miteinander verbunden.
-
In der hier vorliegenden Ausführungsform ist die Verbindung 14 zwischen Verschlusselement und Dämpfungshohlkörper eine umlaufende Laserschweißverbindung. Die Verbindung zwischen Verschlusselement 2 und Dämpfungshohlkörper 4 ist somit betriebsbereit und bedarf für seine eigentliche Funktion keiner weiteren Bearbeitungsschritte. Ein Lösen der Verbindung 14 ist nicht vorgesehen und auch nicht zerstörungsfrei möglich. Als „fluiddicht“ ist hier eine Dichtheit bis zum vorgesehenen Fluidbetriebsdruck zu verstehen. In der hier vorliegenden Ausführungsform eine Dichtheit bis 15 bar über Atmosphärendruck.
-
Dasselbe gilt im Übrigen in der vorliegenden Ausführungsform auch hier für die Verbindung 24 zwischen dem Endstück 11 und der faltenbalgartigen Struktur 6.
-
Das Verschlusselement 2 weist in dieser Ausführungsform an seinem dem Dämpfungshohlkörper 4 zugewandten Tassenboden 15 einen zentral liegenden Fluidkanal 16 auf, welcher einen Gasaustausch zwischen dem Inneren des Dämpfungshohlkörpers 4 und der verschlusselementseitigen Umgebung des Dämpfungshohlkörpers 4 ermöglicht.
-
In weiteren möglichen Ausführungsformen kann der Fluidkanal 16 auch verschlossen sein, beispielsweise durch einen Schweißpunkt, und der Dämpfungshohlkörper 4 mit Gasüberdruck vorgespannt sein.
-
Bei der hier gezeigten mäanderartigen Wellenstruktur der faltenbalgartigen Struktur 6 erinnern die einzelnen Falten 17 (nur einige mit Referenzzeichen versehen), hier gezeigt in Form von Wellen, in der Querschnittsansicht der 2 an aneinandergereihte geschwungene, große griechische Omega-Buchstaben. Die Abstände 18 (nur exemplarisch für einige eingezeichnet) zwischen den Wellenbergen, von der Längsachse A des Dämpfungshohlkörpers radial nach außen gehend betrachtet, nehmen zuerst zu, dann ab und dann wieder zu, bis die Faltenspitze, hier der Wellenkamm, erreicht ist.
-
Die Wellen 17 der Wellenstruktur haben in dieser Ausführungsform am Wellenkamm jeweils denselben Durchmesser und alle vollständig ausgebildeten Wellen haben eine nahezu gleiche Querschnittsgeometrie. Die Abstände 18 (nur exemplarisch für einige eingezeichnet) zwischen den Wellenbergen sowie die Abstände zwischen den beiden Schenkeln 19 (nur exemplarisch für einige eingezeichnet) eines jeden Wellenberges sind hierbei so gewählt, dass beim Erreichen des beabsichtigten Betriebsdruck des Druckdämpfungselements 1 stets noch ausreichend Abstandsreserven vorhanden sind, so dass sich der Dämpfungshohlkörper 4 unter Betriebsdruck zwar axial entlang der Längsachse A bis zu einem gewissen Grad elastisch staucht, jedoch noch genug Federweg vorhanden ist, um die Druckamplituden der im Dämpfungsbetrieb auftretenden Druckpulse elastisch zu dämpfen. Im Betrieb staucht und verlängert sich der Dämpfungshohlkörper 4 entlang der Längsachse A je nach Druckamplitude.
-
In einigen Ausführungsformen sind die Einsatzbereiche des Druckdämpfungselements 1 im Betriebsdruckbereich von 4 bis 12 bar, insbesondere im Bereich von 6 bis 8 bar.
-
In weiteren möglichen Ausführungsformen werden Druckamplituden im Bereich von ± 3 bar, insbesondere im Bereich von ± 1,5 bar, gedämpft.
-
In einigen Ausführungsformen wird im Frequenzbereich von 20 Hz bis 500 Hz, insbesondere im Bereich von 20 Hz bis 220 Hz, gedämpft.
-
Der Außendurchmesser des Dämpfungshohlkörpers 4 ist hier geringer als die radialen Abmessungen des viereckigen Flansches 9 des Verschlusselements 2, so dass der Dämpfungshohlkörper 4 mittels Verschlusselement 2 seitlich in die offene Stirnseite 10 eines Fluidverteilerhochdruckrohres 3 eingeführt und darin beispielsweise lediglich durch das Verschlusselement 2 gehalten werden kann. Ein entsprechend geformter Sitz 20 am Flansch 9 erleichtert ein Einführen und Vorpositionieren des Verschlusselements 2 im offenen Ende des Fluidverteilerrohres 3.
-
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fluidverteilerrohrs 3 mit innenliegend montiertem Druckdämpfungselement 1, wobei der viereckige Flansch 9 mit seinem Sitz 20 am stirnseitigen Ende des Fluidverteilerrohres 3 sitzt und damit fluiddicht verlötet ist. Wie der Querschnittsansicht der 4 zu entnehmen ist, positioniert und lagert das Verschlusselement 2 das Druckdämpfungselement 1 im Fluidverteilerrohr 3, wobei der Dämpfungshohlkörper 4 die Rohrinnenwände des Fluidverteilerrohres 3 nicht berührt und in dieser Ausführungsform auch keine zusätzlichen Lagerhilfen im Fluidverteilerrohr 3 benötigt werden.
-
Wie aus der Zusammenschau der 3 und 4 hervorgeht, erstreckt sich in dieser Ausführungsform das Druckdämpfungselement 1 vom gezeigten Ende 10 des Fluidverteilerrohres 3 entlang der Längsachse B des Fluidverteilerrohres 3 auf nicht mehr als 20% der Gesamtlänge des Fluidverteilerrohres. In weiteren Ausführungsformen erstreckt sich das Druckdämpfungselement 1 bis maximal 30% der Gesamtrohrlänge, in einigen Ausführungsformen bis maximal 50%.
-
Die Längsachsen A und B fallen in dieser Ausführungsform zusammen.
-
Der Vollständigkeit halber sei zur 3 und 4 gesagt, das diese Figuren eine Ausführungsform mit einem Fluidverteilerrohr in Form eines Kraftstoffverteilerhochdruckrohres zeigen, und in 3 an den beiden Enden des Kraftstoffverteilerhochdruckrohrs jeweils eine Halterung 21 zum Anbringen im Motorraum vorgesehen ist, sowie insgesamt vier Kraftstoffinjektortassen 22 aus der Unterseite des hier vierkantprofilarten Kraftstoffverteilerhochdruckrohres 3 herausragen, welche im verbauten Zustand Kraftstoffinjektoren für die jeweiligen Motorzylinder beherbergen.
-
3 zeigt zudem im Bereich des Druckdämpfungselements 1 einen Kraftstoffzuführstutzen 23, welcher in der Querschnittsansicht der 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist, so dass 4 an dieser Stelle lediglich ein Durchgangsloch im Fluidverteilerrohr 3 andeutet.
-
Nachfolgend werden kurz eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Druckdämpfungselements 1 und weitere Funktionen erläutert.
-
Die mäanderartige Wellenstruktur 6 des Dämpfungshohlkörpers 4 wird beispielsweise durch leichtes axiales Stauchen eines geeigneten Wellenrohres hergestellt. Die Geometrie der mäanderartigen Struktur 6, insbesondere das Dämpfungshohlkörpervolumen, die Wellenzwischenräume und die Wellenanzahl, wird hierbei basierend auf zuvor ermittelten Zusammenhängen zwischen Geometrieparametern und der gewünschten Dämpfungscharakteristik gewählt.
-
Anschließend werden das Endstück 11 sowie das Verschlusselement 2 in die jeweiligen offenen Enden der mäanderartigen Struktur eingepresst und dann die jeweiligen Verbindungen 14, 24 zwischen den besagten Bauteilen laserverschweißt. Die Verbindungen 14, 24 sind anschließend nicht mehr lösbar und betriebsbereit, und können in einfacher Weise einer Sichtprüfung unterzogen werden. Falls gewünscht, kann die Fluiddichtheit mittels Abdrücken durch den offenen Fluidkanal 16 geprüft werden.
-
In einem nachfolgenden Schritt wird das fertig vormontierte und geprüfte Druckdämpfungselement 1 mittels Verschlusselement 2 in ein offenes Ende 10 eines Fluidverteilerrohres 3 eingesetzt. Zudem werden weitere Bauteile, wie beispielsweise der Kraftstoffzuführstutzen 23, an dem Fluidverteilerrohr 3 positioniert, verspannt und mit Heftpunkten fixiert. Sämtliche Kontaktstellen zwischen Fluidverteilerrohr 3 und den vorfixierten Bauteilen werden zu einem geeigneten Zeitpunkt mit Lot versehen, und das Fluidverteilerrohr 3 mit dem innenliegenden Druckdämpfungselement 1 und allen weiteren vorfixierten Bauteilen wird anschließend im Lötofen bei ca. 1100 °C für ca. 10 bis 15 min erhitzt, bis das Lot alle Verbindungen stoffschlüssig und fluiddicht gebildet hat. Die Laserschweißverbindung 14 zwischen Verschlusselement 2 und Dämpfungshohlkörper 4 wird von den Lötofentemperaturen nicht negativ beeinflusst. Selbiges gilt für die Verbindung 24. Durch den Fluidkanal 16 können Gase, welche während des Erhitzens im Lötofen im Dämpfungshohlkörper 4 entstehen, aus dem Dämpfungshohlkörper 4 in die Fluidverteilerumgebung entweichen und beeinflussen somit nicht ungewollt die spätere Dämpfungscharakteristik des Dämpfungshohlkörpers 4.
-
Anschließend finden gegebenenfalls noch entsprechende Maßhaltigkeitsprüfungen am Fluidverteilerrohr 3 statt sowie gegebenenfalls weitere Dichtigkeitsprüfungen.
-
Falls gewünscht, kann der Dämpfungshohlkörper 4 mit Gasüberdruck vorgespannt werden und der Fluidkanal 16 anschließend verschlossen werden, um die gewünschte Vorspannung für den späteren Dämpfungsbetrieb zu erhalten.
-
Im späteren Dämpfungsbetrieb werden die Druckstoßkräfte, wie sie beispielweise von kraftstoffpumpenseitigen Druckpulsationen herrühren können, also die positiven und negativen Druckamplituden, vornehmlich über das Endstück 11 gleichmäßig in Längsachsrichtung A in den Dämpfungshohlkörper 4 eingeleitet, welcher sich entsprechend elastisch axial staucht oder streckt. Das Druckdämpfungselement 1 fungiert hierbei als ein Druckpulsationsdämpfer.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2008/0142105 A1 [0002]
