DE19948255A1

DE19948255A1 - Kraftstoffhochdruckspeicher

Info

Publication number: DE19948255A1
Application number: DE1999148255
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2001-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Grundkörper (1), der mit mehreren Anschlüssen (15) ausgestattet ist. DOLLAR A Um die Lebensdauer des Kraftstoffhochdruckspeichers zu erhöhen, ist der Grundkörper (1) von einem Mantelkörper (3) umgeben. Der Innenraum (2) des Grundkörpers (1) ist druckdicht von einem zwischen dem Grundkörper (1) und dem Mantelkörper (3) ausgebildeten Steuerdruckraum (4) getrennt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Grundkörper, der mit mehreren Anschlüssen ausgestattet ist.

Ein derartiger Kraftstoffhochdruckspeicher ist z. B. in der DE 196 40 480 beschrieben. In Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystemen fördert eine Hochdruckpumpe, eventuell unter Zuhilfenahme einer Vorförderpumpe, den einzuspritzenden Kraftstoff aus einem Tank in den zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher, der als Common-Rail bezeichnet wird. Von dem Rail führen Kraftstoffleitungen zu den einzelnen Injektoren, die den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Die Injektoren werden in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine einzeln von der Motorelektronik angesteuert, um Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen.

Zur Steuerung der Injektoren wird bei bestimmten Injektortypen ein Steuerdruck benötigt, der kleiner als der Einspritzdruck ist. Der Steuerdruck kann z. B. zur Steuerung der Einspritzmenge und/oder der Einspritzdauer des Injektors dienen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lebensdauer eines herkömmlichen Kraftstoffhochdruckspeichers zu erhöhen. Außerdem soll der erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruckspeicher einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.

Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Grundkörper, der mit mehreren Anschlüssen ausgestattet ist, dadurch gelöst, dass der Grundkörper von einem Mantelkörper umgeben ist, und dadurch, dass der Innenraum des Grundkörpers druckdicht von einem zwischen dem Grundkörper und dem Mantelkörper ausgebildeten Steuerdruckraum getrennt ist. Dadurch wird erreicht, dass eine aus dem Steuerdruck resultierende Druckkraft von außen auf den Grundkörper wirkt. Diese resultierende Druckkraft von außen wirkt dem Hochdruck im Innenraum des Grundkörpers entgegen. Das liefert den Vorteil, dass die Hochdruckfestigkeit gegenüber herkömmlichen Kraftstoffhochdruckspeichern erheblich verbessert wird. Der Grundkörper kann höher belastet werden als bei herkömmlichen Kraftstoffhochdruckspeichern.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper und der Mantelkörper jeweils die Form eines hohlen Kreiszylinders aufweisen. Diese Form hat sich aus Festigkeitsgründen in Anbetracht des in der Brennkraftmaschine zur Verfügung stehenden Bauraums als besonders vorteilhaft erwiesen.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper mit Hilfe von mindestens einem Zentrierring in dem Mantelkörper zentriert ist. Durch den Zentrierring wird gewährleistet, dass der Mantelkörper im zusammengebauten Zustand des Kraftstoffhochdruckspeichers einen über den Umfang konstanten Abstand zu dem Grundkörper beibehält. Bei den Zentrierringen kann es sich um separate Einzelteile handeln. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zentrierringe einstückig mit dem Grundkörper sind.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zentrierring mindestens eine in axialer Richtung verlaufende Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Die Durchgangsöffnung ermöglicht den Durchtritt des in dem Steuerdruckraum enthaltenen Mediums von einer Seite zur anderen Seite des Zentrierrings und somit eine gute Verteilung des Mediums in dem Steuerdruckraum.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse von Druckrohrstutzen gebildet werden, die sich im zusammengebauten Zustand des Kraftstoffhochdruckspeichers in radialer Richtung durch den Steuerdruckraum erstrecken und mit Hilfe eines Dichtkegels hochdruckdicht an dem Grundkörper angebracht sind. Die Druckrohrstutzen gewährleisten einen schnellen Zusammenbau des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers. Die Druckrohrstutzen können z. B. mit Spannmuttern in Anlage an dem Grundkörper gehalten werden.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mantelkörper mindestens ein Anschluss für eine Steuerdruckleitung angebracht ist. Durch den separaten Anschluss für die Steuerdruckleitung wird eine vollständige Trennung zwischen dem Steuerdruckraum und dem mit Hochdruck beaufschlagten Innenraum des Grundkörpers erreicht.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Grundkörpers und die Enden des Mantelkörpers durch Verschlusselemente verschlossen sind. Durch die Verschlusselemente wird eine hochdruckfeste Abdichtung zwischen dem Grundkörper und dem Mantelkörper und zur Umgebung gewährleistet.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an den Verschlusselementen Dichtkegel ausgebildet sind, die mit komplementären Dichtflächen an dem Grundkörper und dem Mantelkörper zusammenwirken. Die zur Entfaltung einer Dichtwirkung der Dichtkegel erforderliche Anpresskraft kann mit Hilfe eines Gewindes erzeugt werden, das an dem Verschlusselement ausgebildet sein kann und mit einem komplementären Gewinde an dem Grundkörper bzw. dem Mantelkörper zusammenwirkt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

In der beiliegenden Figur ist ein erfindungsgemäßer Kraftstoffhochdruckspeichers im Längsschnitt dargestellt. Der dargestellte Kraftstoffhochdruckspeicher wird von einem rohrförmigen Grundkörper 1 gebildet. Der Innenraum 2 des rohrförmigen Grundkörpers 1 dient zur Aufnahme von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff. In dem Innenraum 2 des rohrförmigen Grundkörpers 1 herrschen im Betrieb Drücke von bis zu 2200 bar.

Der rohrförmige Grundkörper 1 ist von einem rohrförmigen Mantelkörper 3 umgeben, der konzentrisch zu dem rohrförmigen Grundkörper 1 angeordnet ist. Der Zwischenraum 4 zwischen dem rohrförmigen Grundkörper 1 und dem rohrförmigen Mantelkörper 3 bildet einen Ringraum, der zur Aufnahme von mit einem Steuerdruck beaufschlagtem Kraftstoff dient. Der Steuerdruck beträgt beispielsweise konstant 300 bar.

Ein Zentrierring 5 mit rechteckförmigem Querschnitt ist in dem Zwischenraum 4 zwischen dem rohrförmigen Grundkörper 1 und dem rohrförmigen Mantelkörper 3 angeordnet. Der Zentrierring 5 sorgt dafür, dass der rohrförmige Grundkörper 1 in dem rohrförmigen Mantelkörper 3 zentriert wird. In dem Zentrierring 5 ist eine in axialer Richtung verlaufende Durchgangsbohrung 6 ausgespart. Die Durchgangsbohrung 6 ermöglicht den Durchtritt von Kraftstoff.

Die Enden des rohrförmigen Mantelkörpers 3 sind mit Hilfe von Verschlussschrauben 7 verschlossen. An der Verschlussschraube 7 ist ein Außengewinde 8 ausgebildet, das mit einem an dem rohrförmigen Mantelkörper 3 ausgebildeten komplementären Innengewinde zusammenwirkt. Außerdem ist an der Verschlussschraube 7 ein Dichtkegel 9 ausgebildet, der an einer an dem rohrförmigen Mantelkörper 3 ausgebildeten komplementären Dichtfläche anliegt. Darüber hinaus ist auf der nach innen gewandten Seite der Verschlussschraube 7 ein ringförmiger Wulst 22 ausgebildet. Der ringförmige Wulst 22 befindet sich in Anlage an einer Stirnfläche des rohrförmigen Grundkörpers 1.

Im Zentrum der Verschlussschraube 7 ist eine Grundkörperverschlussschraube 10 angeordnet. Die Grundkörperverschlussschraube 10 ist mit Hilfe einer umlaufenden Zentrierschulter 11 in der Verschlussschraube 7 zentriert. An dem im zusammengebauten Zustand nach innen gewandten Ende der Grundkörperverschlussschraube 10 sind ein Außengewinde 12 und ein Dichtkegel 13 ausgebildet. Das Außengewinde 12 wirkt mit einem komplementären Innengewinde zusammen, das am Ende des rohrförmigen Grundkörpers 1 ausgebildet ist. Der Dichtkegel 13 der Grundkörperverschlussschraube 10 wirkt mit einer komplementären Dichtfläche zusammen, die in dem rohrförmigen Grundkörper 1 ausgebildet ist.

Der zwischen dem rohrförmigen Grundkörper 1 und dem rohrförmigen Mantelkörper 3 ausgebildete Ringraum 4 steht über einen in dem rohrförmigen Mantelkörper 3 ausgebildeten Steuerdruckanschluss 14 mit einer (nicht dargestellten) Steuerdruckleitung in Verbindung. Der Ringraum 4 ist von dem Innenraum 2 des rohrförmigen Grundkörpers 1 getrennt. Aus diesem Grund kann in dem Ringraum 4 auch ein anderes Medium enthalten sein als in dem Innenraum 2 des rohrförmigen Grundkörpers 1.

Der Innenraum 2 des rohrförmigen Grundkörpers 1 steht über einen Druckrohrstutzen 15 mit dem Ende einer Hochdruckleitung 19 in Verbindung. Die Hochdruckleitung 19 dient zur Verbindung des Innenraums 2 des rohrförmigen Grundkörpers 1 mit einer Hochdruckpumpe oder mit den Injektoren der Brennkraftmaschine. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der beiliegenden Figur jedoch nur ein Hochdruckanschluss dargestellt.

An dem zu dem rohrförmigen Grundkörper 1 gewandten Ende des Druckrohrstutzens 15 ist ein Dichtkegel 16 ausgebildet. Der Dichtkegel 16 des Druckrohrstutzens 15 wirkt mit einer komplementären Dichtfläche 17 zusammen, die an dem rohrförmigen Grundkörper 1 ausgebildet ist. Das entgegengesetzte Ende 18 des hohlzylinderförmigen Druckrohrstutzens 15 ist trichterförmig ausgebildet. Gegen das trichterförmige Ende 18 des Druckrohrstutzens 15 wird das kegelförmige Ende der Hochdruckleitung 19 mit Hilfe einer Spannmutter 20 verspannt. Zur Abdichtung ist zwischen der Spannmutter 20 und der Umfangsfläche des rohrförmigen Mantelkörpers 3 eine Ringdichtung 21 vorgesehen.

Durch die Kombination des Common-Rail-Hochdrucks mit dem Steuerdruck kann die Hochdruckfestigkeit des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers verbessert werden. Durch den Steuerdruck wirkt eine Druckkraft von außen auf den rohrförmigen Grundkörper 1. Der rohrförmige Grundkörper 1 kann somit höher belastet werden.

Claims

1. Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Grundkörper (1), der mit mehreren Anschlüssen (15) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) von einem Mantelkörper (3) umgeben ist, und dadurch, dass der Innenraum (2) des Grundkörpers (1) druckdicht von einem zwischen dem Grundkörper (1) und dem Mantelkörper (3) ausgebildeten Steuerdruckraum (4) getrennt ist.

2. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) und der Mantelkörper (3) jeweils die Form eines hohlen Kreiszylinders aufweisen.

3. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) mit Hilfe von mindestens einem Zentrierring (5) in dem Mantelkörper (3) zentriert ist.

4. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zentrierring (5) mindestens eine in axialer Richtung verlaufende Durchgangsöffnung (6) vorgesehen ist.

5. Kraftstoffhochdruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse von Druckrohrstutzen (15) gebildet werden, die sich im zusammengebauten Zustand des Kraftstoffhochdruckspeichers in radialer Richtung durch den Steuerdruckraum (4) erstrecken und mit Hilfe jeweils eines Dichtkegels (16) hochdruckdicht an dem Grundkörper (1) angebracht sind.

6. Kraftstoffhochdruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mantelkörper (3) mindestens ein Anschluss (14) für eine Steuerdruckleitung angebracht ist.

7. Kraftstoffhochdruckspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Grundkörpers (1) und die Enden des Mantelkörpers (3) durch Verschlusselemente (7, 10) verschlossen sind.

8. Kraftstoffhochdruckspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verschlusselementen (7, 10) Dichtkegel (9, 13) ausgebildet sind, die mit komplementären Dichtflächen an dem Grundkörper (1) und dem Mantelkörper (3) zusammenwirken.