DE19937946C1 - Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Kraftstoffhochdruckspeicher 1 vorgeschlagen, bei dem die hydraulische Verbindung zwischen Anschlussstutzen (2) und Speicherraum (6) durch mehrere Verbindungsbohrungen (8) hergestellt wird. Dadurch verringern sich die Belastungsspitzen im Bereich der Verschneidungen von Verbindungsbohrung (8) und Speicherraum (5), so dass die Druckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers 1 zunimmt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einem Speicherraum und mindestens einem Anschlussstutzen.

Bei solchen Kraftstoffhochdruckspeichern kommt es im Bereich der Verschneidung der Speicherrauminnenwand und der Bohrung, die Speicherraum und Anschlussstutzen verbindet, zu Spannungsspitzen. Daraus resultiert die Gefahr, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher in diesem Bereich bricht, insbesondere, weil der Speicherraum schwellenden Druckbeanspruchungen ausgesetzt ist. Um diese Bruchgefährdung zu verringern, wurden verschiedene Anstrengungen unternommen.

Eine naheliegende Möglichkeit besteht darin, die Wandstärke des Kraftstoffhochdruckspeichers zu erhöhen. Allerdings sind der Wandstärke des Kraftstoffhochdruckspeichers Grenzen gesetzt, da dickwandige Körper bei hohen schwellenden Druckbelastungen zur Rissbildung, vor allem im Bereich von Wanddurchbrüchen und scharfkantigen Querschnittsänderungen, neigen.

Bekannt ist ein zylindrischer Kraftstoffhochdruckspeicher aus der DE 196 40 480 A1, bei dem die Längsachse der Bohrung, die Speicherraum und Anschlussstutzen verbindet, eine Sekante des kreisförmigen Speicherraumquerschnitts ist. Dadurch ergibt sich eine Reduktion der Spannungen im Bereich der Verschneidung von Speicherinnenwand und Bohrung, so dass Belastbarkeit und Lebensdauer des Kraftstoffhochdruckspeichers gesteigert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffhochdruckspeicher mit erhöhter Druckfestigkeit, insbesondere bei schwellender Druckbeanspruchung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftstoffhochdruckspeicher gelöst, bei dem der Speicherraum und jeweils ein Anschlussstutzen durch mehrere Verbindungsbohrungen hydraulisch verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass bei gleichem hydraulischen Durchmesser die durch die kleineren Verbindungsbohrungen verursachten Spannungspitzen geringer als bei einer einzigen Bohrung großen Durchmessers sind. Damit erhöhen sich Druckfestigkeit und Lebensdauer des Kraftstoffhochdruckspeichers. Außerdem kann der Kraftstoffhochdruckspeicher an verschiedene Einsatzbedingungen bei gleichzeitiger Optimierung der Herstellungskosten angepasst werden, indem Zahl und Durchmesser der Verbindungsbohrungen verändert werden. Grundsätzlich gilt, dass eine große Zahl von Verbindungsbohrungen kleinen Durchmessers zu einer hohen Druckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers führen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Speicherraum zylindrisch, so dass er einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Eine andere Variante sieht einen kugelförmigen Speicherraum vor, so dass, abgesehen von den Verschneidungsbereichen mit den Verbindungsbohrungen, ein gleichmäßiger Spannungszustand im Speicher herrscht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung münden die Verbindungsbohrungen in eine Sammelbohrung des Anschlussstutzens, so dass der Anschlussstutzen in bekannter Weise mit einer Hochdruck-Leitung verbunden werden kann.

In weiterer Ergänzung der Erfindung münden eine oder mehrere Verbindungsbohrungen tangential in den Speicherraum, so dass die durch die Verbindungsbohrungen hervorgerufenen Spannungsspitzen weiter reduziert werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung haben die tangential in den Speicherraum mündenden Verbindungsbohrungen einen größeren Durchmesser als die nicht tangential in den Speicherraum mündenden Verbindungsbohrungen, so dass die durch die Verbindungsbohrungen hervorgerufenen Spannungsspitzen annähernd gleich sind und somit die Festigkeit des Werkstoffs bestmöglich ausgenutzt wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Kraftstoffhochdruckspeicher durch Schmieden hergestellt, so dass die Werkstoffeigenschaften verbessert werden.

Eine andere Alternative sieht vor, dass an dem Kraftstoffhochdruckspeicher mindestens eine Befestigungslasche angeordnet ist, so dass der Speicher einfach und sicher im Fahrzeuginnenraum befestigt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kraftstoffhochdruckspeicher aus einem Rohr mit angeschweisstem Anschlussstutzen aufgebaut, so dass die Herstellung vereinfacht wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung und ihrer Beschreibung sowie den Ansprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen zylindrischen Kraftstoffhochdruckspeicher nach dem Stand der Technik im Teillängsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeicher;

Fig. 3 eine Draufsicht auf zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers, sowie

Fig. 4 eine Draufsicht und einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers.

In Fig. 1 ist ein Kraftstoffhochdruckspeicher 1 nach dem Stand der Technik im Teillängsschnitt dargestellt. Der Kraftstoffhochdruckspeicher 1 hat einen oder mehrere Anschlussstutzen 2, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. Außerdem ist eine Befestigungslasche 3 sichtbar. Der Anschlussstutzen 2 weist eine Bohrung 4 auf, die den Anschlussstutzen 2 mit dem Speicherraum 5 hydraulisch verbindet. Der Bereich 6 der Verschneidung zwischen Bohrung 4 und Speicherraum 5 ist am stärksten bruchgefährdet, weil mit zunehmendem Durchmesser der Bohrung 4 die Spannungen im Verschneidungsbereich 6 zunehmen. Allerdings muss, damit die Drosselwirkung der Bohrung 4 gering bleibt, der Durchmesser der Bohrung 4 möglichst groß gewählt werden.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers 1 dargestellt. Der Anschlussstutzen 2 weist in seinem oberen Teil eine Sammelbohrung 7 auf, die sich in zwei Verbindungsbohrungen 8 aufteilt. Dies hat den Vorteil, dass der Durchmesser der Verbindungsbohrungen 8 bezogen auf den Durchmesser des Speicherraums 5 relativ klein ist. Dadurch sind die Spannungen in den Verschneidungsbereichen 9 relativ gering.

Im gezeigten Beispiel münden die Verbindungsbohrungen 8 tangential in den Speicherraum 5. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass sich bei tangentialer Einmündung der Verbindungsbohrungen 8 in den Speicherraum 5 die Einzelbelastungen nur noch vektoriell überlagern, so dass sich eine weitere Reduktion der Belastungen ergibt.

In Fig. 3a ist eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeicher 1 mit Anschlussstutzen 2 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass ausgehend von der Sammelbohrung 7 zwei Verbindungsbohrungen 8 in den nur gestrichelt dargestellten Speicherraum 5 münden.

In der Fig. 3b ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung mit vier Verbindungsbohrungen 8 dargestellt. Es versteht sich von selbst, dass die Zahl und die Anordnung der Verbindungsbohrungen 8 je nach erforderlichem hydraulischem Durchmesser, Arbeitsdruck des Speichers und der Festigkeit des Speicherwerkstoffs gewählt werden können.

In Fig. 4a ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Anschlussstutzen 2 bezüglich der Längsachse des Kraftstoffhochdruckspeichers aus der Mitte versetzt. Dieser Versatz bewirkt, dass die Verbindungsbohrungen 8 tangential in den Speicherraum 5 münden.

In Fig. 4b ist ein Längsschnitt entlang der Linie A-A eines erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers 1 dargestellt. In dieser Darstellung sind die Verschneidungsbereiche 9 von Verbindungsbohrungen 8 und Speicherraum 5 gut zu erkennen. Das tangentiale Einmünden der Verbindungsbohrungen 8 in den Speicherraum 5 bewirkt eine Reduktion der Spannungen in den Verschneidungsbereichen 9.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (9)

1. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einem Speicherraum (5) und mindestens einem Anschlussstutzen (2), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verbindungsbohrungen (8) zwischen dem Speicherraum (5) und jeweils einem Anschlussstutzen (2) vorhanden sind.

2. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (5) zylindrisch ist.

3. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum kugelförmig ist.

4. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbohrungen (8) in eine Sammelbohrung (7) des Anschlussstutzens (2) münden.

5. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Verbindungsbohrungen (8) tangential in den Speicherraum (5) münden.

6. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die tangential in den Speicherraum (5) mündenden Verbindungsbohrungen (8) einen größeren Durchmesser als die nicht tangential in den Speicherraum (5) mündenden Verbindungsbohrungen (8) haben.

7. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher (1) durch Schmieden hergestellt ist.

8. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kraftstoffhochdruckspeicher (1) mindestens eine Befestigungslasche (3) angeordnet ist.

9. Kraftstoffhochdruckspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffhochdruckspeicher (1) aus einem Rohr mit angeschweisstem Anschlussstutzen (2) aufgebaut ist.