DE19721175C2 - Sammelstrang und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Sammelstrang und Verfahren zu dessen Herstellung

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Abstract

Ein Sammelstrang mit einfachem Aufbau ist zum Verbinden eines Rohrteils (3) mit zumindest einem Ende eines dickwandigen Rohres (1) mit einem Strömungsdurchgang (1') darin zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff vorgesehen, so daß Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckpumpe zugeführt und zu einer Einspritzdüse verteilt wird, wobei der Endabschnitt des dickwandigen Rohres (1) durch Zugumformen im Durchmesser verringert wird. Ein Gewindeabschnitt (1a) ist an der Außenumfangsfläche des im Durchmesser verringerten Endabschnittes ausgebildet. Ein Verbindungsende des Rohrteils (3) ist mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres (1) durch Verschrauben eines Schraubbefestigungsmittels (5, 5') mit dem Gewindeabschnitt (1a) verbunden. Die direkte Verbindung des Rohrteils (3) mit dem dickwandigen Rohr (1) verringert die Stellen, an denen Leckagen auftreten können. Darüber hinaus ist es möglich, eine Verbindung mit hoher Dichtigkeit durch Verwendung eines kleinen und leichten Schraubbefestigungsmittels herzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sammelstrang zum Verbinden eines Rohrteils mit zumindest einem Ende eines dickwandigen Rohres mit einem Strömungsdurchgang zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff, so daß Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckpumpe zugeführt und zu einer Einspritzdüse verteilt wird, wobei ein Verbindungsende des Rohrteils mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres durch Verschrauben eines Schraubbefestigungsmittels mit dem Gewindeabschnitt verbunden ist, der an einer Außenumfangsfläche des einen Endabschnittes des dickwandigen Rohres ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sammelstrangs.
Ein solcher Sammelstrang und ein Verfahren zur Herstellung eines Sammelstrangs ergeben sich aus der DE 44 14 242 A1.
Hochdruckkomprimierung ist bereits praktiziert worden, um Schwebstoffteilchen und NOx aus einem Dieselmotor zu verringern. Wenn der Kraftstoffdruck weiter erhöht wird, treten dennoch Schwierigkeiten bei der zeitlichen Steuerung einer Kraftstoffeinspritzpumpe und einer Kraftstoffeinspritzdüse einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, insbesondere im zeitlichen Ablauf des Beginns und Endes der Einspritzung auf. Um dies zu beherrschen, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem Kraftstoff zuvor durch eine Hochdruckpumpe komprimiert wird, um den Druck des Hochdruckkraftstoffes anzusammeln, wobei ein mechanisch oder elektrisch gesteuertes Zweiwegeventil an einer Einspritzdüse vorgesehen ist, so daß der Hochdruckkraftstoff zu einer Verbrennungskammer durch Steuern des Zweiwegeventils überführt wird. In diesem Fall wird ein relativ dickwandiges Metallrohr für die Drucksammelkammer als ein Sammelstrang ausgelegt.
Bei einem herkömmlichen Sammelstrang dieser Art, wie in Fig. 4 gezeigt, weist ein dickwandiges Rohr 1 zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff eine innere Umfangsfläche auf, die mit einem Gewinde 1b versehen ist, in dem ein Verbindungsstück 2 mit einem Gewinde verschraubt ist, das an der Außenumfangsfläche an seinen entgegengesetzten Enden einer zylindrischen Wandung ausgebildet ist. Andererseits ist das Verbindungsstück 2 mit einem Rohrteil 3 verbunden, das aus einem Abzweigrohr oder einem Zuführrohr mit einem Strömungsdurchgang darin zur Übertragung von Hochdruckkraftstoff zu einer Hochdruckpumpe, einer Verbrennungskammer oder dergleichen mittels einer Befestigungsmutter 5 über einer Zwischenbuchse 4 besteht. Darüber hinaus ist, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Befestigungsmutter 5 durch Verschrauben über eine Kugel 6 auf dem Gewinde 1a befestigt, das an der Außenumfangsfläche des dickwandigen Rohres angeformt ist, um ein einen Blindstopfen aufweisendes Rohrteil zu bilden. Andererseits wird für die Verbindung mit einem Rohrteil, das einen Drucksensor, ein Druckregelventil, einen Durchflußbegrenzer oder dergleichen aufweist, eine Verbindung durch Aufschrauben einer Hülse 5' zusammen mit dem Rohrteil 3 oder einer Befestigungsmutter auf dem Gewinde 1a hergestellt, das am Ende des dickwandigen Rohres 1 ausgebildet ist, so daß eine Kommunikation zur Innenseite des dickwandigen Rohres 1 mittels eines Kabels 8 durch eine Verstärkungsspule 7 erzeugt wird.
Mit dem herkömmlichen Sammelstrang wird dennoch die Anzahl der Teile wegen der Notwendigkeit eines separaten Verbindungsstückes 2 für die Verbindung mit einem Rohrteil, beispielsweise einem Abzweigrohr oder einem Zuführrohr vergrößert. Wenn darüber hinaus sowohl das dickwandige Rohr 1 und das Rohrteil 3 mit dem Verbindungsstück 2 verbunden wird, vergrößert sich die Anzahl der zu verschraubenden Abschnitte und die Montageschritte werden kompliziert und eine aufmerksame Beobachtung von Leckagen an diesen Stellen ist erforderlich. Des weiteren werden für die Verbindung mit einem Rohrteil, beispielsweise einem Blindstopfen, einem Drucksensor, einem Druckregelventil, einem Durchflußbegrenzer oder dergleichen, die Befestigungsmutter größer in ihrer Abmessung und der Bereich der zu verschraubenden Abschnitte vergrößert, wodurch eine ausreichende Beobachtung von Leckagen notwendig ist. Schließlich wird dadurch eine Leichtgewichtigkeit der Bauteile nicht erreicht.
Der in DE 44 12 242 A1 gezeigte Sammelstrang weist ein an einem Behälterrohr ausgebildetes Gewinde und eine Verschraubung dieses Gewindes mit einem Verbindungsende eines anzuschließendes Rohres sowie einen sich verjüngenden Endabschnitt des Behälterrohres auf.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sammelstrang und ein Herstellungsverfahren hierfür zu schaffen, der einfach im Aufbau und geeignet zum Verbinden eines Rohrteils mit einem dickwandigen Rohr in einer hochdichten und leichtgewichtigen Weise ist.
Die Aufgabe wird durch einen Sammelstrang gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der zumindest eine mit dem Gewindeabschnitt ausgebildete Endabschnitt des dickwandigen Rohres durch Umformen im Durchmesser verringert ist und einen kontinuierlich mit dem einen Endabschnitt verlaufenden konischen Abschnitt besitzt.
Dabei ist bevorzugt, daß der durch Umformen im Durchmesser verringerte Abschnitt des dickwandigen Rohres einen Abschnitt geringen Durchmessers an einem Kopfende und einen kontinuierlich mit dem Kopfende verlaufenden konischen Abschnitt und einen an einer Außenumfangsfläche des Abschnittes geringen Durchmessers am Kopfende ausgebildeten Gewindeabschnitt aufweist. Das Rohrteil weist ein Abzweigrohr, ein Zuführrohr, einen Blindstopfen, einen Drucksensor, ein Druckregelventil oder einen Durchflußbegrenzer sowie weiterhin das Schraubbefestigungsmittel, eine Überwurfmutter oder eine Hülse auf.
Das Verfahren zum Herstellen eines Sammelstranges umfaßt die Schritte:
  • - Verringern des Durchmessers durch Umformen zumindest eines Endabschnittes eines dickwandigen Rohres mit einem Strömungsdurchgang darin zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff,
  • - Ausbilden eines Gewindeabschnittes an einer Außenumfangsfläche an einem Kopfendbereich des Endabschnittes und
  • - Verbinden eines Verbindungsendabschnittes eines Rohrteils mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres durch Verschrauben eines Schraubbefestigungsmittels mit dem Gewindeabschnitt. In diesem Fall wird vorzugsweise das Verringern des Durchmessers durch Walzen, Schmieden oder Drücken ausgeführt. Darüber hinaus wird maschinelles Zerspanen oder Lackversiegeln an einer Innenumfangsfläche des Strömungsdurchganges des dickwandigen Rohres durchgeführt.
An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Hierzu zeigen die Zeichnungen in
Fig. 1 eine Schnittansicht, die den Aufbau eines wesentlichen Teils einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
Fig. 2 eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Endabschnittes eines dickwandigen Rohres gemäß Fig. 1 darstellt;
Fig. 3 einen Halbschnitt, der den Aufbau eines Endabschnittes eines dickwandigen Rohres einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt;
Fig. 4 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer Abzweigrohrverbindung in einem herkömmlichen Sammelstrang darstellt;
Fig. 5 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer Blindstopfenverbindung an dem herkömmlichen Sammelstrang darstellt; und
Fig. 6 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer Sensorverbindung an dem herkömmlichen Sammelstrang darstellt.
Erfindungsgemäß wird ein Metallrohr 1, wie in Fig. 2 gezeigt, beispielsweise aus STS 480 mit vergleichsweise dicker Wandstärke ausgebildet, um an seiner Innenseite einen Strömungsdurchgang 1' zu bilden, wobei es an einem Endabschnitt oder den jeweiligen Endabschnitten durch Zugumformen, beispielsweise Walzen, Schmieden oder Drücken, im Durchmesser verringert wird. Der im Durchmesser verringerte Abschnitt besitzt ein an dessen äußerer Umfangsfläche ausgebildetes Gewinde 1a. Wo übrigens der Strömungsdurchgang 1' des dickwandigen Rohres 1 Schäden aufweist, beispielsweise Knitterfalten, die infolge des Zugumformens darin verursacht werden, ist bevorzugt, daß die innere Umfangsfläche durch maschinelles Zerspanen, Lackversiegeln oder dergleichen behandelt wird, um solche Schäden zu beseitigen und eine glatte Oberfläche zu erhalten.
Wie auch in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist der im Durchmesser verringerte Abschnitt des dickwandigen Rohres 1 an seinem einen Endabschnitt oder seinen jeweiligen Endabschnitten derart ausgebildet, daß es einen Abschnitt geringen Durchmessers und einen kontinuierlich mit dem Abschnitt geringen Durchmessers verlaufenden konischen Abschnitt besitzt. Wenn das Gewinde 1a an der Außenumfangsfläche des Abschnittes geringen Durchmessers ausgebildet ist, wird die Konzentration von Spannungen in der Nähe des dickwandigen Rohres 1 verringert, wodurch der Vibrationswiderstand verbessert wird.
Des weiteren weist, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Rohrteil 3 ein Abzweigrohr oder ein Zuführrohr auf, wobei das Rohrteil 3 einen Strömungsdurchgang 3' besitzt, der mit einer Hochdruckpumpe, einer Kraftstoffkammer oder dergleichen verbunden ist. Das Rohrteil 3 ist unmittelbar mit dem Endabschnitt des dickwandigen Rohres 1 durch Verschrauben einer Mutter 5 als Befestigungsmittel über eine Zwischenbuchse 4 mit einem Gewindeabschnitt 1a des dickwandigen Rohres 1 verbunden.
Auch wo ein einen Blindstopfen durch Verwendung einer Kugel 9, wie in Fig. 5 gezeigt, aufweisendes Rohrteil 3 oder ein einen Drucksensor, ein Druckregelventil, einen Durchflußbegrenzer oder dergleichen aufweisendes Rohrteil 3 mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres 1 verbunden ist, wenn der Endabschnitt des dickwandigen Rohres 1 durch Zugumformen im Durchmesser verringert ist, kann eine Überwurfmutter 5 als Befestigungsmittel zum Verschrauben auf ein Gewinde, das an der Außenumfangsfläche des Abschnittes verringerten Durchmessers oder am Innengewinde an einem Endabschnitt einer Hülse 5' ausgebildet ist, in geringer Größe und leichtgewichtig ausgeführt werden, um dadurch das Erfordernis der Leichtgewichtigkeit des gesamten Enderzeugnisses zu erfüllen.
In der so aufgebauten Erfindung kann das Rohrteil 3 mit dem dickwandigen Rohr 1 mit hoher Dichtigkeit durch unmittelbares Befestigen durch eine einfache direkte Schraubmontage eines kleinen und leichten Befestigungsmittels 5, 5' am Gewindeabschnitt 1a an einem Endabschnitt oder den jeweiligen Endabschnitten des dickwandigen Rohres 1 verbunden werden.
Auf diese Weise kann erfindungsgemäß das Rohrteil 3 durch einfache Montage an zumindest einem Ende des dickwandigen Rohres mit hoher Dichtigkeit verbunden werden. Dementsprechend kann Hochdruckkraftstoff durch Druck im Strömungsdurchgang 1' des dickwandigen Rohres 1 ohne Leckage angesammelt werden und er kann, wenn erforderlich, zu einer Hochdruckpumpe, eine Kraftstoffkammer oder dergleichen durch das Rohrteil 3 gefördert werden. Nebenbei wird die Anzahl der Teile verringert, um die Herstellungskosten zu senken und es ist möglich, ein Schraubbefestigungsmittel, beispielsweise eine Mutter 5 oder eine Hülse 5' zu verwenden, die klein und leicht ist.
Erfindungsgemäß umfaßt so ein Sammelstrang ein Rohrteil, das mit einem Endabschnitt oder den Endabschnitten eines dickwandigen Rohres mit einem Strömungsdurchgang darin verbunden ist, zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff, so daß Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckpumpe zugeführt und zu einer Einspritzdüse verteilt wird, wobei der Sammelstrang aufweist: zumindest einen durch Zugumformen im Durchmesser verringerten Endabschnitt des dickwandigen Rohres, einen an einer Außenumfangsfläche des einen Endabschnittes ausgebildeten Gewindeabschnitt, wobei ein Verbindungsende des Rohrteils mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres durch Verschrauben eines Schraubbefestigungsmittels, beispielsweise einer Mutter oder einer Hülse, mit dem Gewindeabschnitt verbunden ist. Dadurch ergibt sich keine Notwendigkeit eines Verbindungsstückes, das unerläßlich ist bei der bekannten Art, ein Rohrteil, beispielsweise ein Abzweigrohr, zu verbinden. Im Gegensatz dazu werden erfindungsgemäß die Anzahl der Teile reduziert und die Herstellungskosten verringert. Darüber hinaus minimiert die direkte Verbindung des Rohrteils mit dem dickwandigen Rohr die Stellen, wo Leckagen auftreten können. Des weiteren kann eine Mutter zum Verbinden eines Rohrteils, beispielsweise eines Blindstopfens, eines Drucksensors, eines Druckregelventils, eines Durchflußbegrenzers oder dergleichen, klein und leicht ausgebildet sein. Der zu verschraubende Abschnitt kann flächenmäßig verringert werden, um die Dichtigkeit zu verbessern und ein leichtgewichtiges Gesamterzeugnis zu ermöglichen.

Claims (7)

1. Sammelstrang zum Verbinden eines Rohrteils (3) mit zumindest einem Ende eines dickwandigen Rohres (1) mit einem Strömungsdurchgang (1') zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff, so daß Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckpumpe zugeführt und zu einer Einspritzdüse verteilt wird, wobei ein Verbindungsende des Rohrteils (3) mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres (1) durch Verschrauben eines Schraubbefestigungsmittels (5) mit dem Gewindeabschnitt (1a) verbunden ist, der an einer Außenumfangsfläche des einen Endabschnittes des dickwandigen Rohres (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine mit dem Gewindeabschnitt (1a) ausgebildete Endabschnitt des dickwandigen Rohres (1) durch Umformen im Durchmesser verringert ist und einen kontinuierlich mit dem einen Endabschnitt verlaufenden konischen Abschnitt besitzt.
2. Sammelstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Zugumformen im Durchmesser verringerte Abschnitt des dickwandigen Rohres (1) einen Abschnitt geringen Durchmessers an einem Kopfende und einen kontinuierlich mit dem Kopfende verlaufenden konischen Abschnitt und einen an einer Außenumfangsfläche des Abschnittes geringen Durchmessers am Kopfende ausgebildeten Gewindeabschnitt (1a) aufweist.
3. Sammelstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil (3) ein Abzweigrohr, ein Zuführrohr, einen Blindstopfen, einen Drucksensor, ein Druckregelventil oder einen Durchflußbegrenzer aufweist.
4. Sammelstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubbefestigungsmittel (5) eine Überwurfmutter oder eine Hülse aufweist.
5. Verfahren zum Herstellen eines Sammelstranges mit den Schritten
  • - Verringern des Durchmessers durch Umformen zumindest eines Endabschnittes eines dickwandigen Rohres mit einem Strömungsdurchgang darin zur Druckansammlung von Hochdruckkraftstoff,
  • - Ausbilden eines Gewindeabschnittes an einer Außenumfangsfläche an einem Kopfendbereich des Endabschnittes und
  • - Verbinden eines Verbindungsendabschnittes eines Rohrteils mit einem Endabschnitt des dickwandigen Rohres durch Verschrauben eines Schraubbefestigungsmittels mit dem Gewindeabschnitt.
6. Verfahren zum Herstellen eines Sammelstranges nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verringern des Durchmessers durch Walzen, Schmieden oder Drücken ausgeführt wird.
7. Verfahren zum Herstellen eines Sammelstranges, dadurch gekennzeichnet, daß maschinelles Zerspanen oder Lackversiegeln an einer Innenumfangsfläche des Strömungsdurchganges des dickwandigen Rohres durchgeführt wird.
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