DE19729392C2 - Fuel storage with seal - Google Patents

Fuel storage with seal

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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025Common rails

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffspeicher für eine Ein­ spritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Ab­ schlußplatte.The invention relates to a fuel accumulator for a Spray device of an internal combustion engine with an Ab end plate.

Kraftstoffspeicher werden bei Common-Rail-Einspritzsystemen eingesetzt, um den Kraftstoff auf einem hohen Druck zur Ver­ fügung zu stellen, der während des Einspritzvorganges annä­ hernd konstant bleibt. Dabei werden Drücke von bis zu 1600 bar erreicht. Ein Kraftstoffspeicher für eine Einspritzvor­ richtung einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 44 05 432 C1 bekannt. Dieser be­ kannte Kraftstoffspeicher ist als Kraftstoffverteilungsrohr ausgebildet, an dessen einem Ende ein Verschlußstück in Form einer Abschlußplatte angebracht ist. Problematisch ist je­ doch, das Verschlußstück gegenüber dem Verteilungsrohr bei hohen Drücken abzudichten.Fuel tanks are used in common rail injection systems used to ver the fuel at a high pressure to provide addition that during the injection process remains constant. Here, pressures of up to 1600 bar reached. A fuel reservoir for an injection pre Direction of an internal combustion engine is, for example, from the German patent DE 44 05 432 C1 known. This be Known fuel storage is as a fuel rail formed, at one end a closure piece in the form an end plate is attached. Is always problematic yes, the closure piece opposite the distribution pipe to seal high pressures.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffspeicher mit Abschlußplatte bereitzustellen, der bei hohen Kraftstoffdrüc­ ken zuverlässig dicht ist und zudem kostengünstig zu fertigen ist.The object of the invention is to have a fuel accumulator Provide end plate, which at high fuel pressure ken is reliably tight and also inexpensive to manufacture is.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1, gelöst.The object of the invention is characterized by the features of the Proverb 1, solved.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung beruht darauf, beim Anschluß eines Drucksensors die auf den Drucksensor einwir­ kende Querschnittsfläche klein auszubilden und mit einer Flachdichtung den Drucksensor gegen das Speichergehäuse abzu­ dichten. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, den Drucksensor mit einem Zapfen auszubilden, der in eine erste Bohrung ragt, wobei der Zapfen zum Speichergehäuse hin mit einem Dichtring abgedichtet ist. A major advantage of the invention resides in the Connection of a pressure sensor that acts on the pressure sensor small cross-sectional area and with a Flat seal the pressure sensor against the storage case poetry. Another advantageous embodiment exists in forming the pressure sensor with a spigot that in  a first hole protrudes, the pin to the storage housing is sealed with a sealing ring.  

Ein vorteilhafter Aufbau des Kraftstoffspeichers besteht in einer zylinderförmigen Form, die mit einer Abschlußplatte über Reibschweißung abgedichtet ist. Die Abschlußplatte weist eine Ausbildung mit einem ringförmigen Aufnahmeraum auf, der im Kraftstoffspeicher angeordnet ist. Beim Verschweißen der Abschlußplatte mit dem Kraftstoffspeicher entsteht Schweißma­ terial, das vom Aufnahmeraum aufgenommen wird. Auf diese Wei­ se wird verhindert, daß Schweißmaterial in den Kraft­ stoffspeicher fließt und den Kraftstoffspeicher verunreinigt.An advantageous structure of the fuel accumulator consists in a cylindrical shape with an end plate is sealed by friction welding. The end plate points training with an annular receiving space on the is arranged in the fuel storage. When welding the End plate with the fuel accumulator creates welding material that is recorded by the recording room. In this way This prevents welding material from entering the force fuel storage flows and contaminates the fuel storage.

Eine vorteilhafte Ausführung und Verbesserung der Erfindung ist im einzigen Unteranspruch angegeben.An advantageous embodiment and improvement of the invention is specified in the only subclaim.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:The invention is illustrated by the figures; it demonstrate:

Fig. 1: einen Kraftstoffspeicher mit einem symmetrisch zur Längsachse angeordneten Drucksensor, Fig. 1: a fuel reservoir with a symmetrically arranged to the longitudinal axis pressure sensor,

Fig. 2: einen Ausschnitt mit genauer Darstellung der Größen­ verhältnisse, FIG. 2 is a detail relationships with more accurate representation of the sizes

Fig. 3: einen Kraftstoffspeicher mit einem radial angeord­ neten Drucksensor und Fig. 3: a fuel accumulator with a radially angeord Neten pressure sensor and

Fig. 4: einen Drucksensor mit einem Dichtring als Dichtmit­ tel. Fig. 4: a pressure sensor with a sealing ring as Dichtmit tel.

Fig. 1 zeigt einen Kraftstoffspeicher 17 mit einem Speicher­ gehäuse 1, das einen Speicherraum 6 aufweist, an den ein Zu­ lauf 28 und ein Ablauf 29 angeschlossen sind. Der Zulauf 28 ist an einer Hochdruckpumpe und der Ablauf 29 an ein Ein­ spritzventil angeschlossen. Das Speichergehäuse 1 ist im we­ sentlichen als Hohlrohr mit einem zylinderförmigen Speicher­ raum 6 ausgebildet, das an einem Ende von einer Abschlußplat­ te 5 abgedichtet ist und das an dem zweiten Ende durch einen in das Speichergehäuse 1 eingeschraubten Drucksensor 2 abge­ dichtet ist. Der Speicherraum 6 geht in Richtung auf den Drucksensor 2 in eine erste Durchgangsbohrung 8 über. Die er­ ste Durchgangsbohrung 8 ist vorzugsweise zylinderförmig aus­ gebildet, mittig und in Längsrichtung symmetrisch zum Spei­ cherraum 6 in das Speichergehäuse 1 eingebracht. Der Durch­ messer der ersten Durchgangsbohrung 8 ist kleiner als der Durchmesser des Speicherraumes 6. Der Durchmesser der ersten Durchgangsbohrung 8 ist vorzugsweise 2 bis 5 mm. Fig. 1 shows a fuel accumulator 17 with a storage housing 1 , which has a storage space 6 , to which a run 28 and a drain 29 are connected. The inlet 28 is connected to a high pressure pump and the outlet 29 to an injection valve. The storage housing 1 is essentially designed as a hollow tube with a cylindrical storage space 6 , which is sealed at one end by an end plate 5 and which is sealed at the second end by a screwed-in pressure sensor 2 into the storage housing 1 . The storage space 6 merges in the direction of the pressure sensor 2 into a first through hole 8 . He ste through bore 8 is preferably formed from a cylindrical shape, centrally and in the longitudinal direction symmetrically to the memory space 6 in the storage housing 1 . The diameter of the first through hole 8 is smaller than the diameter of the storage space 6. The diameter of the first through hole 8 is preferably 2 to 5 mm.

Die erste Durchgangsbohrung 8 geht in eine zweite Durchgangs­ bohrung 13 über, die vorzugsweise ebenfalls zylinderförmig ausgebildet ist und symmetrisch zur ersten Durchgangsbohrung 8 in das Speichergehäuse 1 eingebracht ist. Der Durchmesser der zweiten Durchgangsbohrung 13 ist größer als der Durchmes­ ser der ersten Durchgangsbohrung 8. Die Mittenachsen der er­ sten und der zweiten Durchgangsbohrung 8, 13 sind auf einer Geraden angeordnet.The first through hole 8 merges into a second through hole 13 , which is preferably also cylindrical and is introduced symmetrically to the first through hole 8 in the storage housing 1 . The diameter of the second through hole 13 is larger than the diameter of the first through hole 8. The center axes of the first and the second through hole 8 , 13 are arranged on a straight line.

Die zweite Durchgangsbohrung 13 geht in eine dritte Durch­ gangsbohrung 14 über, die bis zu einem offenen Ende des Spei­ chergehäuses 1 geführt ist. In die dritte Durchgangsbohrung 14 ist über ein Gewinde 18 der Drucksensor 2 eingeschraubt.The second through bore 13 merges into a third through bore 14 which is guided to an open end of the storage housing 1 . The pressure sensor 2 is screwed into the third through hole 14 via a thread 18 .

Der Durchmesser der dritten Durchgangsbohrung 14 ist größer als der Durchmesser der zweiten Durchgangsbohrung 13. In der zweiten Durchgangsbohrung 13 ist als Dichtmittel eine Flach­ dichtung in Form einer Scheibendichtung 7 mit einem vorzugs­ weise mittigen Loch 19 eingebracht. Die Scheibendichtung 7 liegt mit dem Außenrand an der Wandfläche der zweiten Durch­ gangsbohrung 13 an. Dadurch liegt das Loch 19 vorzugsweise symmetrisch zur Mittenachse der ersten Durchgangsbohrung 8. The diameter of the third through hole 14 is larger than the diameter of the second through hole 13. In the second through hole 13 , a flat seal in the form of a disk seal 7 with a preferred central hole 19 is introduced as a sealant. The disc seal 7 is located on the outer edge on the wall surface of the second through hole. 13 As a result, the hole 19 is preferably symmetrical about the central axis of the first through hole 8.

Die erste, die zweite und die dritte Durchgangsbohrung 8, 13, 14 stellen eine erste, eine zweite und eine dritte Aus­ nehmung dar, die auch mit anderen Fertigungsmethoden in das Speichergehäuse 1 eingebracht weren können.The first, the second and the third through bore 8 , 13 , 14 represent a first, a second and a third recess, which can also be introduced into the storage housing 1 using other manufacturing methods.

Fig. 2 zeigt eine genaue Darstellung der Geometrien im Ab­ dichtungsbereich. Die Höhe HD der Scheibendichtung 7 ist grö­ ßer als die Höhe HB der zweiten Durchgangsbohrung 13. Durch das Einschrauben des Drucksensors 2 in Richtung auf die erste Durchgangsbohrung 8 wird die Scheibendichtung 7 mit einer er­ sten ringförmigen Auflagefläche 23 gegen eine zweite Auflage­ fläche 24 des Speichergehäuses 1 gedrückt. Zudem liegt der Drucksensor 2 auf einer dritten ringförmigen Auflagefläche 25 der Scheibendichtung 7 auf. Auf diese Weise ist der Drucksen­ sor 2 gegen den Speicherraum 6 bis auf die Querschnittsfläche des Loches 19 abgedichtet. Somit wirkt auf den Drucksensor 2 der hohe Kraftstoffdruck, der im Speicherraum 6 herrscht, nur auf der Fläche, die durch das Loch 19 definiert ist. Fig. 2 shows a precise representation of the geometries in the sealing area. The height HD of the washer seal 7 is greater than the height HB of the second through hole 13. By screwing the pressure sensor 2 in the direction of the first through hole 8 , the washer seal 7 with a most annular support surface 23 against a second support surface 24 of the memory housing 1 pressed. In addition, the pressure sensor 2 rests on a third annular bearing surface 25 of the disk seal 7 . In this way, the pressure sensor 2 is sealed against the storage space 6 except for the cross-sectional area of the hole 19 . Thus, the high fuel pressure prevailing in the storage space 6 acts on the pressure sensor 2 only on the surface defined by the hole 19 .

Vorzugsweise entspricht der Querschnitt des Loches 19 dem Querschnitt der ersten Durchgangsbohrung 8 und das Loch 19 ist symmetrisch zur Durchgangsbohrung 8 angeordnet. Auf diese Weise wird eine besonders effiziente Abdichtung erreicht. Die Scheibendichtung 7 ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Weicheisen oder aus einer Kupferlegierung hergestellt.The cross section of the hole 19 preferably corresponds to the cross section of the first through hole 8 and the hole 19 is arranged symmetrically to the through hole 8 . A particularly efficient seal is achieved in this way. The disc seal 7 is preferably made of metal, in particular from soft iron or from a copper alloy.

Das zweite Ende des Kraftstoffspeichers 17 ist durch eine Ab­ schlußplatte 5 abgedichtet, die über eine Schweißfläche 3 mit dem Speichergehäuse 1 verbunden ist (Fig. 1). Die Abschluß­ platte 5 weist mittig eine Ausbildung auf, die in den Spei­ cherraum 6 ragt. Die Ausbildung weist die Form einer ersten Platte 12 und einer zweite Platte 11 auf, die übereinander auf der Abschlußplatte 5 symmetrisch zueinander angeordnet sind. Die zweite Platte 11 ist in ihrem Querschnitt an den Querschnitt des Speicherraums 6 angepaßt und liegt mit einer Umrandungsfläche 26 an der Innenwand des Speichergehäuses 1 an. Die erste Platte 12, die zwischen der zweiten Platte 11 und der Abschlußplatte 5 angeordnet ist, weist einen kleine­ ren Querschnitt als die zweite Platte 11 auf. Dadurch ist um­ laufend um die erste Platte 12 ein ringförmiger Aufnahmeraum 4 ausgebildet, in den sich mindestens teilweise Schweißmate­ rial beim Reibschweißen zwischen der Abschlußplatte 5 und dem Speichergehäuse 1 ablagert. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Schweißmaterial aus dem Schweißbereich in den Spei­ cherraum 6 gelangt und den Speicherraum verschmutzt. Die Aus­ bildung verhindert verhindert somit ein Verschmutzen des Speicherraumes 6. The second end of the fuel accumulator 17 is sealed by an end plate 5 , which is connected to the accumulator housing 1 via a welding surface 3 ( FIG. 1). The final plate 5 has a central training that protrudes into the storage space 6 . The design has the shape of a first plate 12 and a second plate 11 , which are arranged one above the other on the end plate 5 symmetrically to each other. The cross section of the second plate 11 is adapted to the cross section of the storage space 6 and rests with a border surface 26 on the inner wall of the storage housing 1 . The first plate 12 , which is arranged between the second plate 11 and the end plate 5 , has a smaller cross section than the second plate 11 . As a result, an annular receiving space 4 is continuously formed around the first plate 12 , into which at least partially welding material is deposited during friction welding between the end plate 5 and the storage housing 1 . In this way it is prevented that the welding material from the welding area reaches the storage space 6 and contaminates the storage space. The education thus prevents contamination of the storage space 6th

In diesem Ausführungsbeispiel sind der Speicherraum 6, die erste und die zweite Platte 12, 11 zylinderförmig ausgebildet. Die Abschlußplatte 5 ist entsprechend dem Querschnitt des Speichergehäuses 1 ebenfalls zylinderförmig ausgebildet. Der Speicherraum kann jedoch auch andere Formen, insbesondere ovale Formen aufweisen, die eine besonders günstige Druckver­ teilung ermöglichen.In this exemplary embodiment, the storage space 6 , the first and the second plate 12 , 11 are cylindrical. The end plate 5 is also cylindrical in accordance with the cross section of the memory housing 1 . However, the storage space can also have other shapes, in particular oval shapes, which enable a particularly favorable pressure distribution.

Fig. 3 zeigt einen Kraftstoffspeicher 17 im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung, bei dem der Drucksensor 2 radial zur Längsrichtung des Speichervolumens 6 angeordnet ist. Dazu ist das rohrförmige Speichergehäuse 1 tangential an der Au­ ßenfläche abgeschliffen. Im Abschleifbereich 16 sind die er­ ste und die zweite Durchgangsbohrung 8, 13 angeordnet. Die dritte Durchgangsbohrung 14 wird durch ein an das Speicherge­ häuse 1 angeschweißtes Anschlußgewinde 15 gebildet. Fig. 3 shows a fuel reservoir 17 in cross section perpendicular to the longitudinal direction, wherein the pressure sensor 2 is disposed radially to the longitudinal direction of the storage volume. 6 For this purpose, the tubular storage housing 1 is ground tangentially to the outer surface. In the abrading area 16 , the ste and the second through hole 8 , 13 are arranged. The third through hole 14 is formed by a welded to the Speicherge housing 1 connecting thread 15 .

Fig. 4 zeigt einen Kraftstoffspeicher 17, bei dem der Spei­ cherraum 6 in eine erste Bohrung 20 und daran anschließend in eine zweite Bohrung 21 übergeht, die mittensymmetrisch zuein­ ander angeordnet sind. Die erste Bohrung 20 weist einen klei­ neren Querschnitt als der Speicherraum 6 auf. Die zweite Boh­ rung 21 weist einen größeren Querschnitt als die erste Boh­ rung 20 auf. In die zweite Bohrung 21 ist ein zweiter Druck­ sensor 27 eingebracht, der in einen Zapfen 22 übergeht, der in die erste Bohrung 20 ragt. Der Zapfen 22 ist entsprechend der ersten Bohrung 20 zylinderförmig ausgebildet und weist einen Durchmesser auf, der unwesentlich kleiner als der Durchmesser der ersten Bohrung 20 ist. Fig. 4 shows a fuel accumulator 17 , in which the SpeI cherraum 6 in a first bore 20 and then merges into a second bore 21 which are arranged symmetrically to each other. The first bore 20 has a smaller cross-section than the storage space 6 . The second drilling tion 21 has a larger cross section than the first drilling 20 . In the second bore 21 , a second pressure sensor 27 is introduced, which merges into a pin 22 which projects into the first bore 20 . The pin 22 is cylindrical in accordance with the first bore 20 and has a diameter which is insignificantly smaller than the diameter of the first bore 20 .

Anstelle der ersten oder der zweiten Bohrung 20, 21 können auch andere Formen von Ausnehmungen vorgesehen sein, die die Funktion der ersten und der zweiten Bohrung 20, 21 erfüllen. Instead of the first or the second bore 20 , 21 , other shapes of recesses can also be provided which fulfill the function of the first and the second bore 20 , 21 .

Der Zapfen 22 weist eine ringförmige Ausnehmung 30 auf, in der ein Stützring 9 eingelegt ist, dessen Außendurchmesser dem Durchmesser der ersten Bohrung 20 entspricht. An den Stützring 9 schließt sich in Richtung auf den Speicherraum 6 ein Dichtring 10 an, der ebenfalls in der ringförmigen Aus­ nehmung eingelegt ist und dessen Außendurchmesser dem Durch­ messer der ersten Bohrung 20 entspricht. Durch den hohen Druck im Speicherraum 6 wird der Dichtring 10 gegen den Stützring 9 gedrückt, der wiederum gegen den Zapfen 22 ge­ drückt wird. Somit wird der Spalt zwischen dem Zapfen 22 und dem Speichergehäuse 1 durch den Dichtring 9 und den Stützring 10 abgedichtet. Der Stützring 9 ist beispielsweise aus glas­ faserverstärktem Kunststoff und der Dichtring 10 aus Kunst­ stoff, insbesondere aus Viton. In einer weiteren Ausführung kann auch nur ein Dichtring 10 zur Abdichtung verwendet wer­ den. Dazu ist der Dichtring 10 aus einem entsprechend elasti­ schen und stabilen Material zu fertigen.The pin 22 has an annular recess 30 in which a support ring 9 is inserted, the outer diameter of which corresponds to the diameter of the first bore 20 . At the support ring 9 is followed in the direction of the storage space 6, a sealing ring 10 , which is also inserted in the ring-shaped recess and whose outer diameter corresponds to the diameter of the first bore 20 . Due to the high pressure in the storage space 6 , the sealing ring 10 is pressed against the support ring 9 , which in turn is pressed against the pin 22 ge. Thus, the gap between the pin 22 and the storage housing 1 is sealed by the sealing ring 9 and the support ring 10 . The support ring 9 is for example made of glass fiber reinforced plastic and the sealing ring 10 made of plastic, in particular Viton. In a further embodiment, only one sealing ring 10 can be used for sealing purposes. For this purpose, the sealing ring 10 is to be made from a correspondingly elastic and stable material.

Claims (2)

1. Kraftstoffspeicher für eine Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Abschlußplatte (5), bei dem
  • 1. die Abschlußplatte (5) auf den Kraftstoffspeicher (17) ge­ schweißt ist,
  • 2. die Abschlußplatte (5) eine Ausbildung (11, 12) aufweist, die in den Speicherraum (6) des Kraftstoffspeichers (17) ragt,
  • 3. der Speicherraum (6) im Bereich der Abschlußplatte (5) zy­ linderförmig ausgebildet ist,
  • 4. die Ausbildung (11, 12) im wesentlichen zylinderförmig aus­ gebildet ist und dem Querschnitt des Speicherraums (6) an­ gepaßt ist,
  • 5. die Ausbildung mit der Außenkante (11) umlaufend an der Wand des Speicherraums (6) anliegt,
  • 6. die Ausbildung (11, 12) angrenzend an die Abschlußplatte (5) einen ringförmig umlaufenden Aufnahmeraum (4) aufweist, der in radialer Richtung umlaufend zum Speichergehäuse (1) hin offen ist.
1. Fuel storage for an injector of an internal combustion engine with an end plate ( 5 ), in which
  • 1. the end plate ( 5 ) on the fuel accumulator ( 17 ) is welded,
  • 2. the end plate ( 5 ) has a configuration ( 11 , 12 ) which projects into the storage space ( 6 ) of the fuel accumulator ( 17 ),
  • 3. the storage space ( 6 ) is cylindrical in the area of the end plate ( 5 ),
  • 4. the formation ( 11 , 12 ) is essentially cylindrical and is adapted to the cross section of the storage space ( 6 ),
  • 5. the formation with the outer edge ( 11 ) abuts the wall of the storage space ( 6 ) all around,
  • 6. the formation (11, 12) adjacent to the closure plate (5) has a circumferential annular receiving space (4) which is open circumferentially in the radial direction of the storage enclosure (1).
2. Kraftstoffspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Aufnahmeraum (4) mindestens teilweise Schweiß­ material angeordnet ist.2. Fuel storage device according to claim 1, characterized in that in the receiving space ( 4 ) at least partially welding material is arranged.
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