DE19843915C2

DE19843915C2 - Component connection

Info

Publication number: DE19843915C2
Application number: DE1998143915
Authority: DE
Inventors: Guenter Lewentz; Wilhelm Frank; Hakan Yalcin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: DE19843915A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen ei ner Bauteilverbindung zum festen Verbinden eines ersten Bau teils mit einer ersten Hochdruckleitung und eines zweiten Bauteils mit einer zweiten Hochdruckleitung, wobei zwischen der ersten Hochdruckleitung im ersten Bauteil und der zweiten Hochdruckleitung im zweiten Bauteil ein hochdichter Übergang hergestellt ist.The invention relates to a method for producing egg ner component connection for firmly connecting a first building partly with a first high pressure line and a second Component with a second high pressure line, wherein between the first high-pressure line in the first component and the second High-pressure line in the second component is a high-density transition is made.

Solche Bauteilverbindungen werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik bei Hochdruckeinspritzventilen benötigt, die mit Kraftstoffdrücken bis ca. 1600 bar in die Zylinder eines Motors einspritzen. Die Hochdruckeinspritzventile wei sen im allgemeinen einen aus mehreren Teilen bestehenden Dü senhalter mit einer Hochdruckleitung auf, über die der Kraft stoff zu einer in einen Zylinder hinein reichende Einspritz düse geführt wird. Der Übergang zwischen den einzelnen Bau teilen des Hochdruckeinspritzventils wird dabei üblicherweise durch Schraubverbindungen hergestellt, wobei, um einen hoch dichten Übergang zwischen den Hochdruckleitungen in den ein zelnen Bauteilen zu erhalten, eine ausreichende Flächenpres sung zwischen den Bauteilen über eine definierte Verspannung der Schraubverbindung erzeugt werden muß.Such component connections are, for example, in the Automotive technology required for high pressure injection valves those with fuel pressures up to approx. 1600 bar in the cylinders of an engine. The high pressure injectors white generally a multi-part nozzle holder with a high pressure line through which the force material for an injection reaching into a cylinder nozzle is guided. The transition between the individual construction Share the high pressure injector is usually made by screw connections, being to a high tight transition between the high pressure lines in the one to obtain individual components, a sufficient surface pressure solution between the components via a defined bracing the screw connection must be generated.

Bei der Montage des Hochdruckeinspritzventils muß des halb darauf geachtet werden, daß die Bauteile mit einem aus reichenden Anziehdrehmoment gegeneinander verschraubt werden. Die sich beim Anziehen der Schraubverbindung einstellende Vorspannkraft wird bei einem vorgegebenen Anziehdrehmoment aber wesentlich von der Reibung zwischen den Gewinden be stimmt. Aufgrund von Fertigungstoleranzen bei der Gewindefer tigung und dem jeweiligen Schmierzustand ergibt sich somit eine große Streuung der Vorspannkraft und damit der Flächen pressung, was zu einer unzureichenden Abdichtung des Hoch druckübergangs oder zu einer Überlastung der Bauteile führen kann. Es ist deshalb auch bei einem automatischen Anziehver fahren oft notwendig, die Schraubverbindung manuell nachzu ziehen. Darüber hinaus kann ein Setzen in dem Gewinde auftre ten, wodurch bei zu großer Steifigkeit einer Spannmutter die Vorspannkraft so weit verloren geht, daß keine ausreichende Flächenpressung und damit Hochdruckdichtung erreicht wird. Weiterhin ist bei einer Schraubverbindung, mit der ein Hoch druckübergang hergestellt werden soll, grundsätzlich eine hochpräzise und deshalb aufwendige Gewindefertigung notwen dig.When installing the high pressure injector, the half care that the components with one out sufficient tightening torque can be screwed against each other. The one that occurs when tightening the screw connection Preload force is given at a specified tightening torque but be significantly dependent on the friction between the threads Right. Due to manufacturing tolerances at the thread and lubrication condition a large spread of the prestressing force and thus of the surfaces pressing, resulting in inadequate sealing of the high pressure transfer or overload the components can. It is therefore also an automatic tightening mechanism often need to manually re-tighten the screw connection pull. In addition, setting can occur in the thread ten, whereby if the clamping nut is too rigid, the Pretensioning force is lost so far that insufficient Surface pressure and thus high pressure sealing is achieved. Furthermore, a screw connection with which a high pressure transition to be established, basically one high-precision and therefore complex thread production necessary dig.

Aus DE 197 05 227 A1 ist weiter eine Bauteilverbindung zum festen Verbinden eines ersten Bauteils mit einer Hoch druckleitung und eines zweiten Bauteils mit einer Hochdruck leitung bekannt, bei der eine Spannhülse, die das erste und das zweite Bauteil verbindet, unter einer bestimmten Zugspan nung steht. Die Spannhülse liegt dabei an einem Ende mit ei ner inneren Ringschulter an einem Ringabsatz des ersten Bau teils an und weist am anderen Ende eine Ringwulst auf, die nach einem Fügevorgang mittels eines Ziehrings kraftschlüssig in eine Vertiefung des zweiten Bauteils eingreift. Die Her stellung dieser Bauteilverbindung ist jedoch aufwendig und gewährleistet nur unzureichend eine exakte Einstellung der Vorspannung zwischen den beiden Bauteilen.DE 197 05 227 A1 is also a component connection for firmly connecting a first component to a high pressure line and a second component with a high pressure known line, in which an adapter sleeve, the first and the second component connects under a certain tension voltage. The adapter sleeve is at one end with egg inner ring shoulder on a ring heel of the first building partly on and has an annular bead at the other end, the after a joining process by means of a pull ring engages in a recess of the second component. The Her position of this component connection is complex and only insufficiently guarantees an exact setting of the Preload between the two components.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Bauteilverbindung für einen Hochdruck übergang, insbesondere in Einspritzventilen, bereitzustellen, das sich durch eine einfache und kostengünstige Montage sowie eine zuverlässige und einfache Einstellung der Vorspannung zwischen den Bauteilen auszeichnet.The object of the present invention is a method for establishing a component connection for a high pressure to provide transition, in particular in injection valves, which is easy and inexpensive to assemble as well reliable and easy adjustment of the preload distinguishes between the components.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.This object is achieved by the features of claims 1 and 2 solved.

Die Bauteilverbindung läßt sich gemäß der Erfindung einfach montieren, wobei über die Einstellung der Zugbelastung auf den Hohlkörper die Vorspannung zwischen den Bauteilen genau festgelegt wird, so daß eine zuverlässige Abdichtung des Hochdruckübergangs gewährleistet ist.The component connection can be simple according to the invention assemble, adjusting the tensile load to the pre-tension between the components is set so that a reliable seal of the High pressure transition is guaranteed.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it:

Fig. 1 schematisch ein Einspritzventil mit der Bauteil verbindung, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellt wurde; Figure 1 shows schematically an injection valve with the component connection, which was Herge according to the inventive method.

Fig. 2 eine erste Montagevorrichtung zum Herstellen der Bauteilverbindung; und Fig. 2 is a first mounting device for manufacturing of the component compound; and

Fig. 3 eine zweite Montagevorrichtung zum Herstellen der Bauteilverbindung. Fig. 3 shows a second assembly device for establishing the component connection.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftstoffeinspritzventil, das sich im wesentlichen aus einer Einspritzdüse 1, einem Dü senhalter 2 und einem Düsenhalterkopf 3 zusammensetzt. Die Einspritzdüse 1 weist dabei eine Düsennadel auf, die in einer Führungsbohrung in einem Düsenkörper geführt und im Ruhezu stand auf eine Dichtfläche im Düsenkörper gedrückt wird. An die Einspritzdüse wird über eine im Düsenhalter 2 vorgesehene Hochdruckzulaufbohrung 4 Kraftstoff unter hohem Druck bis. 1600 bar angelegt. Die Hochdruckzulaufbohrung 4 ist weiter über eine im Düsenhalterkopf 3 ausgeführte Verbindungsbohrung 5 an einen Zulaufanschluß 6 mit Stabfilter angeschlossen, über den der unter Druck stehende Kraftstoff dem Kraftstoff einspritzventil zugeführt wird. Fig. 1 shows schematically a fuel injection valve, which is composed essentially of an injection nozzle 1 , a nozzle holder 2 and a nozzle holder head 3 . The injection nozzle 1 has a nozzle needle which is guided in a guide bore in a nozzle body and stood at rest on a sealing surface in the nozzle body is pressed. To the injector 4 of fuel is supplied via a nozzle provided in the holder 2 high-pressure inlet bore under high pressure to. 1600 bar. The high-pressure inlet bore 4 is further connected via a connection bore 5 in the nozzle holder head 3 to an inlet connection 6 with a rod filter, via which the fuel under pressure is supplied to the fuel injection valve.

Der Einspritzvorgang des Kraftstoffeinspritzventils wird durch einen am Düsenhalterkopf angebrachten Aktor 7 gesteu ert, der über eine sich durch den Düsenhalterkopf 3 und den Düsenhalter 2 erstreckende Druckstiftverbindung 8 mit der Dü sennadel in der Einspritzdüse 1 gekoppelt ist, um durch Öff nen und Schließen der Düsennadel den über die Hochdruckzu laufbohrung 4 anstehenden Kraftstoff in eine Brennkammer ein zuspritzen.The injection operation of the fuel injection valve is ert gesteu by a attached to the nozzle holder head actuator 7, which via a through the nozzle holder head 3 and the nozzle holder 2 extending pressure pin compound 8 is coupled with the SI nozzle needle in the injector 1 to NEN by Publ and closing of the nozzle needle the via the high pressure inlet bore 4 inject fuel into a combustion chamber.

Um die einzelnen Bauteile des Kraftstoffeinspritzventils fest miteinander zu verbinden und insbesondere einen hoch dichten Übergang zwischen dem Zulaufanschluß 6 und der Ver bindungsbohrung 5 im Düsenhalterkopf 3, der Verbindungsboh rung 5 und der Hochdruckbohrung 4 im Düsenhalter und der Hochdruckbohrung 4 und der Einspritzdüse 1 herzustellen, ist um die Anliegefläche der Bauteile jeweils eine Hohlform 10 angeordnet, von der jeweils ein erster Abschnitt an dem einen Bauteil und ein zweiter Abschnitt an dem anderen Bauteil form- und/oder kraftschlüssig angebracht ist. Die Hohlform 10 wird vorzugsweise aus einem elastischen Material mit einem hohen Festigkeitskennwert, z. B. Federstahl, gefertigt. Für jeden der Abschnitte der Hohlform 10 gilt, daß die Innenboh rung vorzugsweise paßgenau an die Außenform des jeweiligen Bauteils, auf dem es angebracht ist, angepaßt ist.In order to connect the individual components of the fuel injection valve fixed to one another and particularly to a high-density transition between the inlet connection 6 and the Ver connecting bore 5 in the nozzle holder head 3 Verbindungsboh tion 5 to manufacture and the high pressure bore 4 in the nozzle holder and the high pressure bore 4 and the injection nozzle 1, A hollow mold 10 is arranged around the contact surface of the components, a first section of which is attached to one component and a second section to the other component in a positive and / or non-positive manner. The hollow mold 10 is preferably made of an elastic material with a high strength value, e.g. B. spring steel. For each of the sections of the hollow mold 10 applies that the Innenboh tion is preferably a perfect fit to the outer shape of the respective component on which it is attached.

Die Verbindung zwischen den Abschnitten der Hohlform 10 und den darin angeordneten Bauteilen wird vorzugsweise durch Schweißen hergestellt, wobei die Enden der Hohlform durch ei ne umlaufende Schweißnaht mit den Bauteilen verbunden sind. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, mittels einer an den jeweiligen Abschnitten der Hohlform 10 angeordneten Bördelung, die in eine entsprechend vorgefertigte Ausnehmung am Bauteil eingreift, eine form- und kraftschlüssige Verbin dung herzustellen. Eine solche Hohlform mit einer Bördelung 9 ist am Übergang zwischen Düsenhalter 2 und Einspritzdüse 1 dargestellt.The connection between the sections of the hollow mold 10 and the components arranged therein is preferably produced by welding, the ends of the hollow mold being connected to the components by a circumferential weld seam. Alternatively, however, there is also the possibility of producing a positive and non-positive connection by means of a flange arranged on the respective sections of the hollow mold 10 , which engages in a correspondingly prefabricated recess on the component. Such a hollow shape with a flange 9 is shown at the transition between nozzle holder 2 and injection nozzle 1 .

Die in Fig. 1 gezeigten Bauteilverbindungen sind weiter hin so ausgeführt, daß die form und/oder kraftschlüssig mit den Bauteilen verbundene Hohlformen 10 mit einer vorbestimm ten Zugspannung belastet sind. Diese Zugspannung ist so aus gelegt, daß die aufeinanderliegenden Flächen der einzelnen Bauteile des Kraftstoffeinspritzventils, d. h. die Anlie geflächen zwischen dem Zulaufanschluß 6 und dem Düsenhalter kopf 3, dem Aktor 7 und dem Düsenhalterkopf 3, dem Düsenhal terkopf 3 und dem Düsenhalter 2 und dem Düsenhalter 2 und der Einspritzdüse 1 jeweils einer vorbestimmten Flächenpressung unterliegen, die für eine zuverlässige Abdichtung des Über gangs sorgt, so daß im Kraftstoffeinspritzventil der unter einem Druck bis 1600 bar stehende Kraftstoff, der über den Zulaufanschluß 6, die Verbindungsbohrung 5, die Hochdruckzu laufbohrung 4 der Einspritzdüse 1 zugeführt wird, nicht nach außen austreten kann. The component connections shown in Fig. 1 are further designed so that the form and / or non-positively connected to the components hollow molds 10 are loaded with a predetermined tensile stress. This tension is laid out so that the superimposed surfaces of the individual components of the fuel injector, ie the Anlie surfaces between the inlet port 6 and the nozzle holder head 3 , the actuator 7 and the nozzle holder head 3 , the nozzle holder head 3 and the nozzle holder 2 and the nozzle holder 2 and the injector 1 are each subject to a predetermined surface pressure, which ensures a reliable seal of the transition, so that in the fuel injector, the fuel under a pressure of up to 1600 bar, via the inlet connection 6 , the connecting bore 5 , the high pressure bore 4 the Injector 1 is supplied, can not escape to the outside.

Zur Aufbringung der Zugspannung auf die Hohlform 10 wird die Bauteilverbindung so montiert, daß die Hohlform mit ihrem einen Abschnitt zuerst auf das erste Bauteil aufgesteckt und fixiert wird. Anschließend wird das zweite Bauteil in den an deren Abschnitt der Hohlform 10 bis zum Anliegen an den ers ten Bauteil aufgeschoben, dann die Hohlform 10 mit der vorbe stimmten Zugspannung zur Erzeugung der Flächenpressung zwi schen den beiden Bauteilen belegt und abschließend der zweite Abschnitt der Hohlform mit dem zweiten Bauteil verschweißt.In order to apply the tensile stress to the hollow mold 10 , the component connection is mounted in such a way that the hollow mold is first attached and fixed with its one section to the first component. Subsequently, the second component is pushed onto the section of the hollow mold 10 until it bears against the first component, then the hollow mold 10 is coated with the predetermined tensile stress to generate the surface pressure between the two components and finally the second section of the hollow mold welded to the second component.

Die Bauteilverbindung zeichnet sich durch eine einfache Herstellung aus, da nur eine leicht zu fertigende Hohlform notwendig ist. Weiterhin läßt sich die Bauteilverbindung auch automatisch montieren, da nur einfache Aufsteck- und Schweiß vorgänge auszuführen sind. Da sich die Zugspannung auf die Hohlform 10 in einfacher Weise genau einstellen läßt, wird darüber hinaus für eine zuverlässige Abdichtung der Anlie geflächen zwischen den einzelnen Bauteilen gesorgt, wie sie insbesondere bei einem Hochdruckübergang notwendig ist.The component connection is characterized by simple manufacture, since only an easy-to-manufacture hollow shape is necessary. Furthermore, the component connection can also be installed automatically, since only simple plug-on and welding processes are to be carried out. Since the tension on the hollow mold 10 can be precisely adjusted in a simple manner, in addition, a reliable sealing of the contact surfaces between the individual components is ensured, as is necessary in particular in the case of a high-pressure transition.

Fig. 2 und 3 zeigen jeweils schematisch eine Montagean ordnung, mit der sich zwei Bauteile 11, 12, die jeweils eine Hochdruckleitung 13, 14 enthalten, hochdicht verbinden las sen. Hierzu wird in einem ersten Schritt die Hohlform 100 auf das erste Bauteil 11 mit einem ersten Abschnitt aufgeschoben und an ihrem unteren Ende mit diesem Bauteil über eine umlau fende Schweißnaht verbunden. Das Bauteil 11 mit der ange schweißten Hohlform 100 wird dann bei der in Fig. 2 gezeigten Montagevorrichtung in einen sackförmig geschlossenen Behälter 20 eingeführt, bis eine am oberen Ende der Hohlform 100 sich radial nach außen erstreckende Auflagekante 110 in einem Auf lagebereich 21 des Behälters 20 zu liegen kommt. Die Innen form des Behälters 20 ist dabei vorzugsweise paßgenau an die Außenform der Hohlform 100 angepaßt. Anschließend wird dann das zweite Bauteil 12 in die Hohlform 100 eingeschoben, bis es auf dem ersten Bauteil aufliegt. Eine präzise Lagefixie rung der beiden Bauteile wird dabei durch vorzugsweise zwei Fixierstifte 15 erreicht, wobei die Fixierstifte am ersten Bauteil 11 angebracht sind und sich in entsprechende Öffnun gen 16 am zweiten Bauteil 12 erstrecken. Dann wird das zweite Bauteil 12 mit einem Stempel 22 einer Montageeinrichtung 23 mit einer vordefinierten Kraft auf das erste Bauteil 11 ge drückt, wodurch sich die auf dem sackförmigen Behälter 20 durch die Auflagekante 110 im Auflagebereich 21 festgehaltene Hohlform 100 elastisch verlängert und so mit einer der Druck kraft entsprechenden Zugspannung belegt wird. In diesem Zu stand wird das obere Ende der Hohlform 100 mit dem zweiten Bauteil 12 kraft- und/oder formschlüssig verbunden, vorzugs weise verschweißt, so daß die beiden Bauteile über die Hohl form 100 mit einer festgelegten Vorspannung aufeinander fi xiert sind. Abschließend kann dann noch die überstehende Auf lagekante 110 von der Hohlform entfernt werden. Figs. 2 and 3 each show schematically an assembly instructions order, with the two components 11, 12, each having a high-pressure pipe 13, contain 14, high density interconnect read sen. For this purpose, in a first step, the hollow mold 100 is pushed onto the first component 11 with a first section and connected at its lower end to this component via a circumferential weld. The component 11 with the welded-on hollow mold 100 is then inserted into a sack-shaped container 20 in the assembly device shown in FIG. 2 until a support edge 110 which extends radially outwards at the upper end of the hollow mold 100 is in a support region 21 of the container 20 comes to rest. The inner shape of the container 20 is preferably adapted to the outer shape of the hollow mold 100 . Then the second component 12 is then inserted into the hollow mold 100 until it rests on the first component. A precise position fixation of the two components is achieved by preferably two fixing pins 15 , the fixing pins being attached to the first component 11 and extending into corresponding openings 16 on the second component 12 . Then the second component 12 is pressed with a plunger 22 of a mounting device 23 with a predefined force onto the first component 11 , as a result of which the hollow mold 100 held on the sack-shaped container 20 by the support edge 110 in the support region 21 is elastically extended and thus with one of the Compressive force corresponding to tensile stress is occupied. In this state, the upper end of the hollow mold 100 is connected to the second component 12 in a force-fitting and / or form-fitting manner, preferably welded, so that the two components are fixed to one another via the hollow mold 100 with a fixed preload. Finally, the protruding bearing edge 110 can then be removed from the hollow mold.

Fig. 3 zeigt eine zweite Variante der Montageanordnung. Im Gegensatz zu der Anordnung in Fig. 2 wird hier nicht das Bauteil mit einer Druckkraft belegt, sondern die Hohlform 100 mittels des Behälters 20, des Stempels 22 und der Montageein richtung 23 unmittelbar gedehnt, so daß sich die vorbestimmte Zugspannung auf die Hohlform 100 einstellt. Fig. 3 shows a second variant of the mounting arrangement. In contrast to the arrangement in FIG. 2, the component is not subjected to a compressive force here, but rather the hollow mold 100 is stretched directly by means of the container 20 , the stamp 22 and the Montageein device 23 , so that the predetermined tensile stress is set on the hollow mold 100 .

Claims

1. A method for establishing a component connection between a first component with a first high-pressure line and a second component with a second high-pressure line, in particular for high-pressure injection valves in automotive engineering, wherein a high density between the first high-pressure line in the first component and the second high-pressure line in the second component Transition is made using the procedural steps
Introducing an end section of the first component into a first section of a hollow body;
Welding the first section of the hollow body to the end section of the first component;
Inserting the first component with the welded-on hollow body into a bag-shaped closed container until a support edge of the container, which extends radially outward at the upper end of a second section of the hollow body, comes to rest on a support region of the container;
Introducing an end section of the second component into the second section of the hollow body;
Pressing the second component with a predefined force on the first component, so that the hollow body held on the sack-shaped container by the support edge in the support area is elastically extended and is subjected to a tensile stress corresponding to the compressive force; and
Establish a non-positive and / or positive connection of the second section of the hollow body with the Endab section of the second component, so that the two components are fi xed over the hollow body with the predetermined bias.

2. A method for producing a component connection between a first component with a first high-pressure line and a second component with a second high-pressure line, in particular for high-pressure injection valves in automotive engineering, wherein a high density between the first high-pressure line in the first component and the second high-pressure line in the second component Transition is established using the procedural steps
Introducing an end section of the first component into a first section of a hollow body;
Welding the first section of the hollow body to the end section of the first component;
Inserting the first component with the welded-on hollow body into a sack-shaped closed container until a support edge of the container, which extends radially outward at the upper end of a second section of the hollow body, comes to rest on a support region of the container;
Introducing an end section of the second component into the second section of the hollow body;
Pressing the bag-shaped closed container with a predefined force against the support edge on the second section from the hollow body, the second component being fixed in its position, so that the hollow body is elastically extended and is subjected to a tension corresponding to the compressive force; and
Establish a non-positive and / or positive connection of the second section of the hollow body with the Endab section of the second component, so that the two components are fixed to each other via the hollow body with a predetermined bias.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the second Ab cut the hollow body with the end portion of the second construction is partially welded.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein after the creation of a non-positive and / or positive connection Extension of the second section of the hollow body with the end cut the protruding contact edge of the second component Hollow body is removed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the Shape of the inner bore of the first and second sections of the hollow body to the outer shape of the first or the second Component is adjusted.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the components fixing pins and the other Component corresponding openings for receiving the locating pin a fixation of the components are provided.