DE19913793A1

DE19913793A1 - Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckleitung

Info

Publication number: DE19913793A1
Application number: DE1999113793
Authority: DE
Inventors: Hans Zechmann; Rudolf Reinhardt; Guenter Kellermann; Werner Buckel; Peter Kubiena
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-19

Abstract

Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckleitung aus, durch die Kraftstoff auf einzelne Einspritzdüsen einer Brennkraftmaschine verteilt wird und die ein Hauptrohr und davon abzweigende Anschlußnippel aufweist, die mit dem Hauptrohr verschweißt sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Anschlußnippel durch Reibschweißen mit dem Hauptrohr verbunden werden. Dadurch wird eine qualitätssichere, vollflächige Verbindung zwischen dem Hauptrohr und den Anschlußnippeln erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Hoch druckleitung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei neueren Brennkraftmaschinen mit einer direkten Einspritzung des Kraftstoffs in einen Arbeitsraum, insbesondere bei Brenn kraftmaschinen mit Qualitätsregelung, werden sehr hohe Ein spritzdrücke verwendet, die im Bereich von ungefähr 1600 bar und höher liegen. Der Druck wird von einer Kraftstoffpumpe er zeugt, die den Kraftstoff in einem Speicher- und Leitungssystem bereitstellt.

Elektronisch angesteuerte Einspritzventile messen den einzelnen Arbeitsräumen zeitgerecht in Abhängigkeit der jeweiligen Be triebsparameter die erforderliche Kraftstoffmenge zu. Derartige Einspritzeinrichtungen sind z. B. aus der DE 197 44 762 A1 be kannt. Sie umfassen ein Hauptrohr, indem der hohe Druck bereit gestellt wird und von dem Leitungen zu den Einspritzdüsen ab zweigen. Zum Anschluß dieser Leitungen und zum Anschluß von Meßgeräten besitzt das Hauptrohr Anschlußnippel. An die Verbin dung zwischen dem Hauptrohr und den Anschlußnippeln werden an gesichts der hohen Drücke große Qualitätsanforderungen ge stellt, damit sie während des Betriebs unter Schwingungsbela stung nicht reißen oder undicht werden. Ferner werden hochfeste Baustähle, wie ST 52 BK, Vergütungsstähle, wie C 45, oder le gierte Stähle angewendet. Aus der genannten Druckschrift ist es bekannt, die Anschlußnippel durch Löten, Induktionsschweißen und Kondensator-Entladungsschweißen herzustellen. Es sind fer ner Schraub- und Preßverbindungen bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckleitung herzustellen, bei der vorgefertigte Anschlußnippel qualitätssi cher über den gesamten Verbindungsquerschnitt mit dem Hauptrohr verschweißt sind. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung werden die Anschlußnippel durch Reibschwei ßen mit dem Hauptrohr verbunden. Mit diesem Verfahren können auch hochfeste, nicht rostende Werkstoffe, wie z. B. X5 Cr Ni 18 10, sowohl für das Hauptrohr als auch für die Anschlußnippel verwendet werden. Dadurch entfällt nach dem Zusammenfügen der Teile ein sonst erforderlicher Korrosionsschutz. Das Reib schweißverfahren ergibt eine hochwertige, ganzflächige Stoff verbindung, deren hohe Qualität auch bei einer Großserienferti gung gewährleistet ist. Hierzu wird der Anschlußnippel in Rota tion versetzt und axial gegen das Hauptrohr gedrückt, bis die erforderliche Schweißtemperatur erreicht wird und die beiden Werkstücke an der Kontaktfläche verschweißen.

Hierbei ist es zweckmäßig, daß das Hauptrohr mindestens im Be reich der Anschlußnippel abgeflacht ist. Dies erreicht man in vorteilhafter Weise dadurch, daß das Hauptrohr zumindest in diesem Bereich einen polygonen Querschnitt aufweist oder flach gedrückt wurde. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Hauptrohr im Bereich der Anschlußnippel eine kegelförmige Ver tiefung oder eine konische Erhebung aufweist, auf die der An schlußnippel mit einer entsprechenden Kontaktfläche aufsetzt. Es können auch mehrere dieser Maßnahmen in Kombination angewen det werden.

Damit das Innere des Hauptrohrs beim Reibschweißen nicht verun reinigt wird, ist es zweckmäßig, daß die Kontaktfläche zwischen dem Anschlußnippel und dem Hauptrohr geschlossen ist und eine Anschlußbohrung erst nach dem Schweißverfahren eingebracht wird. Ferner kann auf eine aufwendige Ausrichtung der Teile zu einander verzichtet werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche ent halten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Hochdrucklei tung,

Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1 vor dem Schweißen,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Fig. 2 nach dem Schweißen und Fertigbearbeitung der Bohrung,

Fig. 4 eine Variante zu Fig. 3,

Fig. 5 eine Variante zu Fig. 2 mit einem Anschlußnippel für ein Meßgerät,

Fig. 6 eine Variante zu Fig. 3 mit einem Anschlußnippel für ein Meßgerät,

Fig. 7-9 Varianten zur Fig. 2 und

Fig. 10 eine Variante zu Fig. 4.

Eine erfindungsgemäße Hochdruckleitung 1 besitzt ein Hauptrohr 2, an dem eine Reihe von Anschlußnippeln 3 vorgesehen sind. An diese können nicht näher dargestellte Einspritzleitungen oder Meßgeräte angeschlossen werden. Die Anschlußnippel 3 werden durch Reibschweißen mit dem Hauptrohr 2 verbunden. Hierzu sind Anschlußbereiche 4 des Hauptrohrs 2 besonders gestaltet.

Das Hauptrohr 2 in der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 besitzt ei nen dreieckigen Querschnitt, so daß sich eine ebene Verbin dungsfläche 9 ergibt. Der Anschlußnippel 3 wird um eine Rotati onsachse 22 in Rotation versetzt und in Richtung 23 auf die Verbindungsfläche 9 des Hauptrohrs 2 gedrückt. Durch Reibung wird die Fugestelle bei gleichzeitig entstehendem axialem Druck auf Schweißtemperatur gebracht. Nach Ablauf dieser Reibphase wird die Spindelrotation schlagartig abgebremst und durch Erhö hung des Axialdruckes die Stauchphase und somit das Ende der Schweißung eingeleitet Fig. 3 zeigt das Hauptrohr 2 und den Anschlußnippel 3 nach dem Schweißvorgang, wobei sich am äußeren Umfang des Anschlußnippels 3 eine Schweißwulst 11 gebildet hat.

Der Anschlußnippel 3 besitzt ein Außengewinde 5 zum Anschluß einer Einspritzleitung. Ferner ist ein Sackloch 6 vorgesehen, um den Anschlußnippel 3 in einem Werkzeug leichter zentrieren zu können. Im übrigen sind die Kontaktflächen zwischen dem Hauptrohr 2 und dem Anschlußnippel 3 geschlossen. Erst nach dem Schweißverfahren wird eine Anschlußbohrung 10 eingebracht (Fig. 3).

Bei der Ausführung nach Fig. 4 besitzt das Hauptrohr 14 einen kreisförmigen Querschnitt, der für hohe Drücke besonders geeig net ist. Es hat eine Vertiefung 12, die vor dem Verschweißen offen oder geschlossen sein kann und sich zum Mantel des Haupt rohrs 2 hin kegelförmig erweitert. In diese Vertiefung 12 greift ein Anschlußnippel 13 mit einem entsprechend konisch ge formten Stutzen 8, wobei sich der Anschlußnippel 13 zum Haupt rohr 14 durch die Kegelform der Vertiefung 12 zentriert. In diesem Fall kann die Anschlußbohrung 10 entweder vor oder nach dem Schweißvorgang eingebracht werden.

Eine ähnliche Ausgestaltung zeigt Fig. 10 mit dem Unterschied, daß anstelle der kegelförmigen Vertiefung 12 eine konische Er hebung 20 vorgesehen ist, die als Kontaktfläche zwischen dem Hauptrohr 18 und einem Anschlußnippel 21 dient.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Variante zu den Fig. 2 und 3. Im Unterschied zu diesen besitzt der Anschlußnippel 3 ein Innenge winde 19 zum Anschluß eines nicht dargestellten Meßgeräts, z. B. eines Drucksensors. Zur Übertragung eines Drehmoments auf den Anschlußnippel 3, 13 und 21 während des Schweißverfahrens oder zum Ansetzen eines Werkzeugs bei der Montage der Einspritzlei tungen bzw. der Meßgeräte ist an den Anschlußnippeln 3, 13 und 21 jeweils ein Vielkant, insbesondere ein Sechskant 7 vorgese hen.

Die Fig. 7, 8, 9 zeigen Beispiele für Hauptrohre 15, 16, 17 mit unterschiedlichen Querschnitten.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckleitung, durch die Kraftstoff auf einzelne Einspritzdüsen einer Brennkraftmaschine verteilt wird und die ein Hauptrohr und davon abzweigende An schlußnippel aufweist, die mit dem Hauptrohr verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußnippel (3, 13, 21) durch Reibschweißen mit dem Hauptrohr (2, 14, 15, 16, 17, 18) verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (2, 14, 15, 16, 17, 18) und die Anschlußnippel (3, 13, 21) aus einem hochfesten, nichtrostenden Werkstoff beste hen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (2, 15, 16, 17) mindestens im Bereich der Anschlußnippel (3, 13, 21) abgeflacht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (2, 15, 16) einen polygonen Querschnitt aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (14) im Anschlußbereich (4) eine kegelförmige Vertiefung (12) aufweist, in die der An schlußnippel (13) mit einem konischen Stutzen (8) paßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Hauptrohr (18) eine konischen Erhebung (20) im Anschlußbereich (4) aufweist, auf die der Anschlußnippel (21) mit einer entsprechenden Vertiefung (12) gesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (18) und der Anschlußnippel (3, 13, 21) zunächst geschlossen sind und die Anschlußbohrung (10) nach dem Verschweißen des Hauptrohrs (18) mit dem An schlußnippel (3, 13, 21) hergestellt wird.