DE202017007398U1

DE202017007398U1 - Fuel injection system and union nut for a fuel injection system

Info

Publication number: DE202017007398U1
Application number: DE202017007398.6U
Authority: DE
Original assignee: Vosseler GmbH
Current assignee: Vosseler GmbH
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2027-10-31

Abstract

Kraftstoffeinspritzsystem (1) für Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer Verbindungsstelle (7) zwischen einer ersten und einer zweiten Systemkomponente, insbesondere Druckleitungen, umfassend eine Überwurfmutter (8) mit Innengewinde (11) und Ringschulter (16), mit der die erste Systemkomponente axial zur Realisierung einer kraftstoffdichten Verbindung gegen die zweite Systemkomponente axialkraftbeaufschlagt ist, wobei das Innengewinde (11) längsschnittlich mehrere axial über jeweils einen Gewindezahn (13) beabstandete Profiltäler (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Profiltäler (12) axial über mindesten eine, insbesondere geradlinige, den zwischen den Profiltälern (12) angeordneten Gewindezahn (13) durchsetzende Nut (17) zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, im Rahmen einer Dichtheitsprüfung miteinander verbunden sind.

Fuel injection system (1) for internal combustion engines, with at least one connection point (7) between a first and a second system component, in particular pressure lines, comprising a union nut (8) with internal thread (11) and annular shoulder (16), with which the first system component can be implemented axially a fuel-tight connection is subjected to axial force against the second system component, the internal thread (11) having a plurality of profile valleys (12) axially spaced apart axially over a respective thread tooth (13), characterized in that at least two of the profile valleys (12) axially over at least one, in particular straight groove (17) penetrating the thread tooth (13) arranged between the profile valleys (12) for the test medium line, in particular the gas line, are connected to one another as part of a leak test.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Benzin- oder Dieseleinspritzsystem, bevorzugt ein Common-Rail-System, für Verbrennungsmotoren, mit mindestens einer Verbindungsstelle zwischen einer ersten und einer zweiten Systemkomponente, insbesondere zwischen einer ersten und einer zweiten Druckleitung, umfassend eine Überwurfmutter mit Innengewinde und Ringschulter, mit der die erste Systemkomponente axial zur Realisierung einer kraftstoffdichten Verbindung (gegen die zweite Systemkomponente) axialkraftbeaufschlagt ist, wobei das Innengewinde längsschnittlich mehrere axial über jeweils einen Gewindezahn beabstandete Profiltäler (eines Gewindegangs) aufweist. Die Überwurfmutter weist eine Durchgangsöffnung auf, deren Innenumfang abschnittsweise von dem Innengewinde gebildet ist.The invention relates to a fuel injection system, in particular a gasoline or diesel injection system, preferably a common rail system, for internal combustion engines, with at least one connection point between a first and a second system component, in particular between a first and a second pressure line, comprising a union nut with an internal thread and an annular shoulder with which the first system component is axially acted upon in order to realize a fuel-tight connection (against the second system component), the internal thread having a plurality of profile valleys (of a thread) in longitudinal section, each axially spaced by a thread tooth. The union nut has a through opening, the inner circumference of which is formed in sections by the internal thread.

Ferner wird eine Verwendung eines solchen Kraftstoffsystems im Rahmen einer Gasdichtheitsprüfung zur Überprüfung der Dichtheit der mindestens einen Verbindungsstelle, d.h. ein Dichtheitsprüfverfahren unter Einsatz einesKraftstoffeinspritzsystems, offenbart.Furthermore, a use of such a fuel system in the context of a gas tightness test for checking the tightness of the at least one connection point, i.e. a tightness test method using a fuel injection system, is disclosed.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Überwurfmutter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem zur (bevorzugt dichten) Verbindung von zwei Systemkomponenten (d.h. einer ersten Systemkomponente, insbesondere einer ersten Druckleitung mit einer zweiten Systemkomponente, insbesondere einer zweiten Druckleitung), umfassend ein längsschnittlich mehrere axial jeweils über einen Gewindezahn beabstandete Profiltäler aufweisendes, sich koaxial um eine Längsmittelachse der Überwurfmutter herum erstreckendes Innengewinde sowie eine innere Ringschulter zur Anlage an (und Axialkraftbeaufschlagung) einer ersten Systemkomponente gegen die zweite Systemkomponente.In addition, the invention relates to a union nut according to the preamble of claim 7 for use in a fuel injection system according to the invention for the (preferably tight) connection of two system components (ie a first system component, in particular a first pressure line with a second system component, in particular a second pressure line), comprising an internal thread extending coaxially around a central longitudinal axis of the union nut and having a plurality of profile valleys in a longitudinal section, each axially spaced apart by a thread tooth, as well as an inner annular shoulder for bearing on (and applying axial force) a first system component against the second system component.

Darüber hinaus beschreibt die Offenbarung ein Herstellverfahren für eine derartige Überwurfmutter .In addition, the disclosure describes a manufacturing method for such a union nut.

Um die Dichtigkeit von Kraftstoffeinspritzsystemen (Einspritzanlagen) von Verbrennungsmotoren sicherzustellen bzw. zu überprüfen, werden die Systeme einer Dichtigkeitsprüfung unterzogen, im Rahmen deren das System mit Druck beaufschlagt wird. Ein etabliertes Prüfverfahren sieht vor das System mit einem Gas, insbesondere Helium, mit Druck zu beaufschlagen, welches im Falle einer Undichtigkeit durch „Abschnüffeln“ des Systems detektierbar ist bzw. detektiert wird. Im Bereich der Verbindungsstellen zwischen zwei Systemkomponenten, insbesondere zwei Druckleitungen, in denen im Betrieb hohe Kraftstoffdrücke, meist von mehreren 100 bar und neuerdings sogar von über 1000 bar vorherrschen werden die axial erforderlichen (Dicht-)Kräfte durch eine Verschraubung mit Überwurfmutter sichergestellt. Die Überwurfmutter weist dabei ein Innengewinde und eine dieses radial nach innen überragende Ringschulter zum axialen Abstützen an einer ersten Systemkomponente auf, wenn das Innengewinde mit einem ortsfest zur zweiten Systemkomponente angeordneten Außengewinde verschraubt ist bzw. wird. Über die durch das Verschrauben des Innengewindes aufgebrachte Axialkraft werden die Systemkomponenten dicht miteinander verbunden. Sollte es zu einer unzulässigen Undichtigkeit im Bereich einer solchen Verbindungsstelle kommen, kann dies über das vorerwähnte Dichtigkeitsprüfverfahren überprüft werden, indem ein Austreten des Mediums, insbesondere Gas detektiert wird. Bei herkömmlichen Überwurfmuttern muss das Prüfmedium den Weg entlang des Gewindeganges durch das Innengewinde nehmen, bis es aus der Verbindungsstelle austritt und detektiert werden kann. Dies nimmt eine gewisse Zeit in Anspruch und wirkt sich entsprechend negativ auf die Prozesszeit für diese Prüfung aus.In order to ensure or check the tightness of fuel injection systems (injection systems) of internal combustion engines, the systems are subjected to a tightness test, during which the system is pressurized. An established test method provides for the system to be pressurized with a gas, in particular helium, which, in the event of a leak, can be or will be detected by “sniffing” the system. In the area of the connection points between two system components, especially two pressure lines, in which high fuel pressures prevail during operation, mostly of several 100 bar and recently even more than 1000 bar, the axially required (sealing) forces are ensured by a screw connection with a union nut. The union nut has an internal thread and an annular shoulder protruding radially inward for axial support on a first system component when the internal thread is or will be screwed to an external thread arranged in a stationary manner relative to the second system component. The system components are tightly connected to one another via the axial force applied by screwing the internal thread. Should there be an impermissible leak in the area of such a connection point, this can be checked using the aforementioned leak test method by detecting an escape of the medium, in particular gas. With conventional union nuts, the test medium must move along the thread through the internal thread until it emerges from the connection point and can be detected. This takes a certain amount of time and has a correspondingly negative effect on the process time for this test.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem für Verbrennungsmotoren anzugeben, dessen Verbindungsstellen zwischen jeweils zwei Systemkomponenten innerhalb einer kürzen Prozesszeit auf Undichtigkeiten überprüfbar sind.Proceeding from the aforementioned prior art, the invention is therefore based on the object of specifying an improved fuel injection system for internal combustion engines, the connection points of which between two system components can be checked for leaks within a short process time.

Ferner besteht die Aufgabe darin eine Überwurfmutter zur Verwendung in einem solchen Kraftstoffeinspritzsystem anzugeben, die eine schnelle Dichtheitsprüfung gewährleistet.Furthermore, the object is to specify a union nut for use in such a fuel injection system, which ensures a quick leak test.

Darüber hinaus wird ein optimiertes Verfahren zur Herstellung einer derartig verbesserten Überwurfmutter angegeben.In addition, an optimized method for producing such an improved union nut is specified.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzsystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einem gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem dadurch, dass mindestens zwei der Profiltäler des Innengewindes axial über mindestens eine, insbesondere geradlinige, den zwischen den Profiltälern angeordneten Gewindezahn durchsetzende (also das Innengewinde durchsetzende bzw. durchbrechende) Nut zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, im Rahmen einer Dichtheitsprüfung miteinander verbunden sind.This object is achieved with regard to the fuel injection system with the features of claim 1, ie in a generic fuel injection system in that at least two of the profile valleys of the internal thread axially via at least one, in particular straight, thread tooth which penetrates the internal thread (i.e. penetrates or penetrates the internal thread) via at least one, in particular straight, thread tooth. breakthrough) groove for the test medium line, in particular gas line, are connected to one another as part of a leak test.

Ferner wird die Verwendung eines solchen Kraftstoffeinspritzsystems im Rahmen einer Dichtheitsprüfung zur Überprüfung der Dichtheit der mindestens einen Verbindungsstelle angegeben, wobei im Undichtigkeitsfall ein Prüfmedium, insbesondere ein Gas, bevorzugt Helium, durch die mindestens eine Nut strömt und der Prüfmediumaustritt aus der Verbindung detektiert wird.Furthermore, the use of such a fuel injection system is specified as part of a leak test to check the tightness of the at least one connection point, with a test medium, in particular a gas, preferably helium, through the at least a groove flows and the test medium leakage from the connection is detected.

Hinsichtlich der Überwurfmutter wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst, d.h. bei einer gattungsgemäßen Überwurfmutter dadurch, dass mindestens zwei der Profiltäter von einer, insbesondere geradlinigen, den mindestens einen zwischen den (zu verbindenden) Profiltälern ausgebildeten Gewindezahn durchsetzenden Nut zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, im Rahmen einer Dichtheitsprüfung axial miteinander verbunden sind.With regard to the union nut, the object is achieved with the features of claim 7, ie in the case of a union nut of the generic type in that at least two of the profile culverts from one, in particular straight, the at least one thread tooth formed between the profile valleys (to be connected) to the test medium line, in particular Gas line, are axially connected to one another as part of a leak test.

Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens wird die mindestens eine Nut durch Kaltfließpressen, insbesondere Napfrückwärtsfließpressen, unter Einsatz eines die Negativform der Nut aufweisenden Werkzeugs, insbesondere Stempels, in einen, bevorzugt vorgenapften, Rolling eingebracht und anschließend wird das Innengewinde, insbesondere durch Pressen oder Rollieren, in dem, bevorzugt metallischen, ganz besonders bevorzugt aus Stahl ausgebildeten, Rohling eingeformt.With regard to the manufacturing process, the at least one groove is made by cold extrusion, in particular cup backward extrusion, using a tool that has the negative shape of the groove, in particular a punch, in a, preferably pre-countersunk, rolling and then the internal thread, in particular by pressing or rolling, in the, preferably metallic, very particularly preferably formed from steel, molded blank.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.

In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.All combinations of at least two of the features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention.

Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale auch als vorrichtungsgemäß offenbart gelten.
Das Innengewinde der Überwurfmutter umfasst mindestens einen, bevorzugt ausschließlich einen Gewindegang, der sich mit entsprechender Steigung koaxial um die Längsmittelachse der Überwurfmutter windet. Längsschnittlich in einem die Längsmittelachse aufnehmenden (Längs-) Schnitt betrachtet ergeben sich dadurch eine Vielzahl von entlang der Längserstreckung (Axialerstreckung) des Innengewindes hintereinander angeordnete Profiltäler, die begrenzt sind von Gewindezahnflanken eines jeweils zwischen zwei der axial benachbarten der Profiltäler angeordneten Gewindezahns. Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, mindestens zwei dieser Profiltäler direkt, d.h. unter Durchsetzung des dazwischen befindlichen Gewindezahns miteinander zu verbinden, um somit die von einem Prüfmedium in Richtung offenem bzw. freien Gewindeende (Einschraubende) zu verkürzen und dadurch die Zeit bis zum Austritt des Prüfmediums, insbesondere Gas zu reduzieren und damit wiederum eine frühere bzw. schnellere Detekierung zu ermöglichen, was dann zu reduzierten Prozesszeiten führt. Zu (direkten) axialen Verbindung von mindestes zwei der Profiltäler, bevorzugt von mehr als zwei der Profiltäler, ist erfindungsgemäß eine, insbesondere geradlinige Nut vorgesehen, die den zwischen jeweils zwei der miteinander zu verbindenden bzw. axial benachbarten Profiltäler angeordneten Gewindezahn durchsetzt. Diese nach radial innen offene Nut bzw. Rille dient zur Prüfmediumleitung, insbesondere Gasleitung, bevorzugt in axialer Richtung von der Ringschulter weg, welche das Innengewinde nach radial innen überragt. Dabei ist eine Ausführungsform ganz besonders bevorzugt, bei der sich die mindestens eine Nut, ausgehend von einem freien bzw. offenen Gewindeende axial, insbesondere achsparallel zur Längsmittelachse in Richtung der Ringschulter, bevorzugt bis zu dieser, erstreckt.
Im montierten Zustand ist das Innengewinde mit einem bevorzugt ortsfest zur zweiten Systemkomponente angeordneten, insbesondere materialschlüssig mit dieser verbundenen Außengewinde verschraubt. Die Nut befindet sich dabei in einem Bereich radial zwischen dem Überwurfmutterkörper und dem Außengewinde, erstreckt sich in axialer Richtung und beschleunigt somit einen Prüfmediumaustritt bzw. eine Prüfmediumströmung in axialer Richtung.In order to avoid repetitions, features disclosed in accordance with the method should also apply as disclosed in accordance with the device.
The internal thread of the union nut comprises at least one, preferably exclusively one thread, which winds coaxially around the longitudinal center axis of the union nut with a corresponding pitch. Viewed longitudinally in a (longitudinal) section taking up the longitudinal center axis, this results in a large number of profile valleys arranged one behind the other along the longitudinal extension (axial extension) of the internal thread, which are delimited by thread tooth flanks of a thread tooth arranged between two of the axially adjacent profile valleys. The invention is based on the idea of connecting at least two of these profile valleys directly, that is, with penetration of the thread tooth located in between, in order to shorten the thread end of a test medium in the direction of the open or free thread end (screw-in end) and thereby the time to exit of the test medium, in particular gas, and thus in turn to enable earlier or faster detection, which then leads to reduced process times. For the (direct) axial connection of at least two of the profile valleys, preferably more than two of the profile valleys, a particularly straight groove is provided according to the invention which penetrates the thread tooth arranged between two of the profile valleys to be connected or axially adjacent. This radially inwardly open groove or groove serves for the test medium line, in particular gas line, preferably in the axial direction away from the annular shoulder, which protrudes radially inward beyond the internal thread. An embodiment is particularly preferred in which the at least one groove, starting from a free or open thread end, extends axially, in particular axially parallel to the longitudinal center axis in the direction of the annular shoulder, preferably up to it.
In the assembled state, the internal thread is screwed to an external thread, which is preferably arranged in a stationary manner with respect to the second system component, and is in particular screwed to it in a material-locking manner. The groove is located in an area radially between the union nut body and the external thread, extends in the axial direction and thus accelerates a test medium outlet or a test medium flow in the axial direction.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzsystems, bei der nicht lediglich zwei der Profiltäler über eine Nut bzw. die Nut axial miteinander verbunden sind, sondern mehrere der Profiltäler, ganz besonders bevorzugt die Mehrzahl der Profiltäler, noch weiter bevorzugt sämtliche Profiltäler, um somit ein Optimum an Prüfzeitreduzierung zu erreichen. Die mindestens eine Nut durchsetzt dabei die zwischen den Profiltälern angeordneten Gewindezähne. Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der sich die Nut über den Großteil der Axialerstreckung, bevorzugt über die gesamte Axialerstreckung des Innengewindes erstreckt. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die mindestens eine Nut axial von der Ringschulter bis zum freien (offenen) Einschraub-Ende des Innengewindes reicht. Im Hinblick auf eine erleichterte Fertigbarkeit ist es bevorzugt, wenn sich die Nut ausgehend von einem von der Ringschulter abgewandten Innengewindeende in Richtung der Ringschulter erstreckt.Particularly preferred is an embodiment of the fuel injection system in which not only two of the profile valleys are axially connected to one another via a groove or the groove, but rather several of the profile valleys, very particularly preferably the majority of the profile valleys, even more preferably all profile valleys, in order to achieve an optimum to achieve a reduction in test time. The at least one groove penetrates the thread teeth arranged between the profile valleys. An embodiment in which the groove extends over the majority of the axial extent, preferably over the entire axial extent of the internal thread, is particularly expedient. It is particularly useful if the at least one groove extends axially from the annular shoulder to the free (open) screw-in end of the internal thread. With a view to making it easier to manufacture, it is preferred if the groove extends in the direction of the annular shoulder starting from an internal thread end facing away from the annular shoulder.

Grundsätzlich ist es denkbar die Nut schräg, d.h. in Umfangsrichtung geneigt bzw. unter einem Winkel zur Längsmittelachse der Überwurfmutter anzuordnen. Insbesondere im Hinblick auf eine erleichterte Fertigbarkeit und einen verkürzten Prüfmediumweg ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Nut achsparallel zur Längsmittelachse verläuft.In principle, it is conceivable to arrange the groove at an angle, i.e. inclined in the circumferential direction or at an angle to the longitudinal center axis of the union nut. In particular with regard to easier manufacturability and a shortened test medium path, it is preferred if the at least one groove runs axially parallel to the longitudinal center axis.

Grundsätzlich ist es für eine schnellere Prüfmediumleitung hin zum freien Gewindeende (Einschraubende) möglich und von der Erfindung umfasst, wenn der Nutgrund die gleiche radiale Tiefe aufweist wie die den Gewindegang bildenden Profiltäler - anders ausgedrückt ist gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass der Nutgrund den gleichen Radialabstand zur Längsmittelachse aufweist wie der Profiltälergrund (Gewindeganggrund). Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Nut die Profiltäler in radialer Richtung überragt, also in radialer Richtung tiefer nach radial außen in den Überwurfmutterkörper hineinragt als die Profiltäler. Bevorzugt liegt also die Tiefe der mindestens einen Nut, sprich der Nutgrund über bzw. radial außerhalb des Kopfkreises (größter Gewindedurchmesser) des Innengewindes. Dies bedeutet, dass ein radial äußerer Nutgrund der mindestens einen Nut einen größeren Radialabstand zur Längsmittelachse aufweist als der radial äußere Grund der Profiltäler, sodass das Prüfmedium radial außen in axialer Richtung an den Profiltälern bzw. den Gewindezahnspitzen eines mit dem Innengewinde verschraubtem Außengewindes der zweiten Systemkomponente vorbeiströmen kann. Bevorzugt ist der Unterschied zwischen dem Radialabstand des Grundes der Profiltäler und des Nutgrundes von der Längsmittelachse aus einem Wertebereich zwischen 0 mm und 2 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm gewählt.In principle, it is possible and covered by the invention for a faster test medium line to the free thread end (screw-in end) if the groove base has the same radial depth as the profile valleys forming the thread turn - in other words, a first embodiment provides that the Groove base has the same radial distance to the longitudinal center axis as the profile valley base (thread base). However, an embodiment is preferred in which the groove protrudes beyond the profile valleys in the radial direction, that is, in the radial direction protrudes radially outward into the union nut body more deeply than the profile valleys. The depth of the at least one groove, that is to say the groove base, is therefore preferably above or radially outside the tip circle (largest thread diameter) of the internal thread. This means that a radially outer groove base of the at least one groove has a greater radial distance to the longitudinal center axis than the radially outer base of the profile valleys, so that the test medium radially outward in the axial direction on the profile valleys or the thread tooth tips of an external thread of the second system component screwed to the internal thread can flow past. The difference between the radial distance between the bottom of the profile valleys and the groove bottom from the longitudinal center axis is preferably selected from a value range between 0 mm and 2 mm, preferably between 0.1 mm and 0.5 mm.

Um einen möglichst (in Umfangsrichtung gemessen) breiten Prüfmediumdurchgang bereitzustellen ist es bevorzugt, wenn die mindestens eine Nut eine Umfangserstreckung aus einem Wertebereich zwischen 0,2 mm und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1 mm aufweist.In order to provide a test medium passage that is as wide as possible (measured in the circumferential direction), it is preferred if the at least one groove has a circumferential extension from a value range between 0.2 mm and 3 mm, preferably between 0.5 mm and 1 mm.

Grundsätzlich ist es möglich und im Rahmen der Erfindung vorgesehen, lediglich eine einzige vorerwähnte (Verbindungs-)Nut vorzusehen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der mehrere der Profiltäler an über den Umfang beabstandeten Stellen über eine solche Nut, d.h. insgesamt über mehrere, insbesondere gleichmäßig, in Umfangsrichtung beabstandete Nuten axial miteinander verbunden sind, wobei die Nuten die zwischen den verbundenen Profiltälern angeordneten Gewindezähne durchsetzen.In principle, it is possible and provided within the scope of the invention to provide only a single aforementioned (connecting) groove. However, an embodiment is preferred in which several of the profile valleys are axially connected to one another at points spaced around the circumference via such a groove, i.e. a total of several, in particular evenly, grooves spaced apart in the circumferential direction, the grooves penetrating the thread teeth arranged between the connected profile valleys .

Das Prüfverfahren unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems sieht vor, dass das Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Prüfmedium, insbesondere Gas unter Druck gesetzt wird, wobei im Undichtigkeitsfall ein Prüfmedium, insbesondere ein Gas, bevorzugt Helium, durch die mindestens eine Nut strömt, insbesondere axial von der Ringschulter der Überwurfmutter weg und der Prüfmediumaustritt aus der Verbindungsstelle, insbesondere durch Abschnüffeln detektiert wird.The test method using a fuel injection system according to the invention provides that the fuel injection system is pressurized with a test medium, in particular gas, with a test medium, in particular a gas, preferably helium, flowing through the at least one groove, in particular axially from the annular shoulder, in the event of a leak Union nut away and the test medium leakage from the connection point is detected, in particular by sniffing.

Die erfindungsgemäße, eine axial abschnittsweise von dem Innengewinde begrenzte Durchgangsöffnung aufweisende, Überwurfmutter wurde bereits zuvor im Rahmen der Erläuterung des Systems im Detail beschrieben, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen zur Überwurfmutter verwiesen wird, für die auch in Alleinstellung zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem Schutz beansprucht wird. Die Überwurfmutter zeichnet sich dadurch aus, dass ihr Innengewinde axial zumindest abschnittsweise durchsetzt ist von einer (Verbindungs-)Nut mit der mindestens zwei axial über einen Gewindezahn beabstandete Profiltäler unter Durchsetzung des Gewindezahns, also quasi auf direktem Weg miteinander verbunden sind. Im Hinblick auf die Ausbildung und Anordnung der Nut sowie die mögliche Anzahl der Nuten wird, wie erwähnt, auf vorstehende Ausführungsformen verwiesen.The union nut according to the invention, which has a through opening axially delimited in sections by the internal thread, has already been described in detail in the context of the explanation of the system, so that in order to avoid repetition, reference is made to the above remarks on the union nut, for which it is also used in isolation Fuel injection system protection is claimed. The union nut is characterized in that its internal thread is axially penetrated at least in sections by a (connecting) groove with which at least two profile valleys axially spaced by a thread tooth are connected to each other through the thread tooth, i.e. almost directly. With regard to the design and arrangement of the groove and the possible number of grooves, as mentioned, reference is made to the above embodiments.

Auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Überwurfmutter zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem ist offenbart. Dabei ist es vorgesehen, die mindestens eine Nut durch Kaltfließpressen (Kaltmassivumformung), ganz besonders bevorzugt durch Napfrückwärtsfließpressen in einen, bevorzugt vorgenapften, Rohling einzubringen, wobei im Rahmen des gewählten Verfahrens ein Werkzeug, insbesondere ein Stempel mit einer Negativform der mindestens einen Nut eingesetzt wird, der bevorzugt axial in den Rohling hineinverfahren wird und dabei bzw. dadurch das Rohlingsmaterial, insbesondere Metall, ganz besonders bevorzugt Stahl, entgegen der Einpressrichtung formt und sich an das Werkzeug (Stempel) sowie die Negativform der Nut anlegt und somit die Nut (zusammen mit der Durchgangsöffnung) eingeformt wird. Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Rohlinge, wie erwähnt, bereits in einem früheren Prozessschritt, insbesondere an einer anderen Station, d.h. einer Vorstation gesetzt bzw. vorgenapft werden, wobei bei diesem Vornapfen eine Einprägung bzw. Markierung an der späteren Nutposition in den Rohling eingebracht wird. Für das Verfahren ist es von Vorteil, wenn sich die Nut ausgehend von einem freien (Einschraub-)Ende in Richtung, bevorzugt bis zur inneren Umfangsschulter (Ringschulter) erstreckt.A method for producing such a union nut for use in a fuel injection system is also disclosed. It is provided that the at least one groove is made by cold extrusion (cold forging), very particularly preferably by cup backward extrusion, into a, preferably pre-napped, blank, with a tool, in particular a die with a negative shape of the at least one groove being used as part of the selected method , which is preferably moved axially into the blank and thereby or thereby forms the blank material, in particular metal, very particularly preferably steel, against the press-in direction and rests on the tool (punch) and the negative shape of the groove and thus the groove (together with the through opening) is formed. It is particularly preferred if the blanks, as mentioned, are already set or pre-pegged in an earlier process step, in particular at another station, ie a pre-station, with this pre-pegging an embossing or marking at the later groove position in the Blank is introduced. For the method, it is advantageous if the groove extends from a free (screw-in) end in the direction, preferably as far as the inner circumferential shoulder (ring shoulder).

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings.

Diese zeigen in:

1: in einer stark schematisierten Darstellung eine mögliche Ausführungsform eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Kraftstoffeinspritzsystems,
2a und 2b: unterschiedliche, teilweise geschnittene Darstellungen einer erfindungsgemäßen, im Rahmen des Kraftstoffeinspritzsystems zum Einsatz kommenden Überwurfmutter, und
3: eine schematische, vergrößerte Längsschnittansicht zur Dokumentation von Profiltälern, Gewindezähnen sowie der Nut.

These show in:

1 : in a highly schematic representation a possible embodiment of a fuel injection system designed according to the concept of the invention,
2a and 2 B : different, partially sectioned representations of an inventive, in the context of Fuel injection system used union nut, and
3 : a schematic, enlarged longitudinal sectional view for the documentation of profile valleys, thread teeth and the groove.

In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, the same elements and elements with the same function are identified by the same reference symbols.

In 1 ist stark schematisiert ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Kraftstoffeinspritzsystem 1 für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Kraftfahrzeugen gezeigt. Das System umfasst einen Kraftstoffverteiler 2, der im Betrieb unter Kraftstoffdrücken von mehreren 100 bar bis über 1000 bar steht. Der Kraftstoff wird dem Kraftstoffverteiler 2 (Drucktank) über eine Zuleitung 3 (Druckleitung) mittels einer nicht gezeigten Pumpe zugeführt.In 1 is a highly schematized fuel injection system designed according to the concept of the invention 1 for internal combustion engines, especially shown in motor vehicles. The system includes a fuel rail 2 , which is under fuel pressures of several 100 bar to over 1000 bar during operation. The fuel goes to the fuel rail 2 (Pressure tank) via a supply line 3 (Pressure line) supplied by means of a pump, not shown.

Aus dem Kraftstoffverteiler 2 münden mehrere, hier beispielhaft nur drei gezeigte (Druck-)Kraftstoffleitungen 4, 5, 6 aus. Das System umfasst mehrere Verbindungsstellen 7, an denen jeweils zwei Systemkomponenten, vorliegend jeweils zwei Druckleitungen miteinander verbunden sind, und zwar unter jeweiligem Einsatz einer Überwurfmutter 8, die eine erste der Komponenten gegen eine zweite der Komponenten kraftbeaufschlagt und hierzu mit einem der jeweiligen zweiten Systemkomponenten zugeordneten Außengewinde verschraubt ist und dadurch die erste Systemkomponente (erste Druckleitung) mit einer Ringschulter axial gegen die zweite Systemkomponente (zweite Druckleitung) kraftbeaufschlagt.
Eine mögliche Ausführungsform einer solchen Überwurfmutter 8 ist in den 2a und 2b gezeigt, wobei 2a eine Draufsicht auf ein (freies) Einschraubende darstellt, während in 2b eine Längsschnittansicht entlang einer Längsmittelachse L gezeigt ist. 3 zeigt wiederum in einer vereinfachten Darstellung das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Überwurfmutter.From the fuel rail 2 Several (pressure) fuel lines, shown here by way of example, open up 4th , 5 , 6th out. The system includes several connection points 7th , on each of which two system components, in this case two pressure lines, are connected to one another, using a union nut in each case 8th , which applies force to a first of the components against a second of the components and is screwed to an external thread assigned to the respective second system components and thereby applies force to the first system component (first pressure line) with an annular shoulder axially against the second system component (second pressure line).
One possible embodiment of such a union nut 8th is in the 2a and 2 B shown, where 2a represents a plan view of a (free) screw-in end, while in 2 B a longitudinal sectional view along a longitudinal center axis L is shown. 3 again shows in a simplified representation the basic principle of a union nut according to the invention.

Wie sich aus 3 ergibt weist die Überwurfmutter 9 einen metallischen Überwurfmutterkörper 9 auf, in welchen ein einen gewendelten Gewindegang 10 aufweisendes Innengewinde 11 eingebracht ist.How out 3 shows the union nut 9 a metallic union nut body 9 on, in which a coiled thread 10 having internal thread 11 is introduced.

Aus der in 3 gezeigten Längsschnittansicht ist ersichtlich, dass das Innengewinde 11 gebildet ist bzw. aufweist eine Mehrzahl von axial benachbarten Profiltälern 12, wobei axial zwischen jeweils zwei der Profiltäler 12 ein nach radial innen ragender bzw. vorstehender Gewindezahn 13 ausgebildet ist, dessen in unterschiedliche Axialrichtungen gewandete Flanken 14, 15 jeweils eines der Profiltäler in einer Axialrichtung begrenzen.From the in 3 shown longitudinal sectional view can be seen that the internal thread 11 is formed or has a plurality of axially adjacent profile valleys 12th , being axially between two of the profile valleys 12th a radially inward protruding or protruding thread tooth 13th is formed, its flanks facing in different axial directions 14th , 15th each limit one of the profile valleys in an axial direction.

Ferner ist zu erkennen, dass die Überwurfmutter 8 eine innere Ringschulter 16 aufweist, die das Innengewinde 11 in radialer Richtung nach innen überragt. Insgesamt weist die erfindungsgemäße Überwurfmutter 8 eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Systemkomponente, insbesondere einer Druckleitung auf. Mittels der Ringschulter 16 kann auf eine jeweilige erste Systemkomponente in Richtung einer zweiten, mit einem Außengewinde versehenen Systemkomponente eine Axialkraft aufgebracht werden.It can also be seen that the union nut 8th an inner ring shoulder 16 having the internal thread 11 protrudes inward in the radial direction. Overall, the union nut according to the invention 8th a through opening for leading through a system component, in particular a pressure line. By means of the ring shoulder 16 an axial force can be applied to a respective first system component in the direction of a second system component provided with an external thread.

Aus 3 ist ersichtlich, dass das Innengewinde 11, vorliegend axial durchgehend unterbrochen ist von einer achsparallelen, geradlinigen Nut 17, deren radial äußerer Nutgrund 18 radial nach außen beabstandet ist von dem Grund des von den Profiltälern 12 gebildeten Gewindegangs 10. Die Nut 17 bildet einen Prüfmediumleitkanal, vorliegend einen Gasleitkanal, über welchen Prüfmedium von einem (undichten) Spalt zwischen den Systemkomponenten in axialer Richtung hin zum freien Einschraubgewindeende 19 strömen und dort detektiert, insbesondere abgeschnüffelt werden kann.Out 3 it can be seen that the internal thread 11 , in the present case is continuously interrupted axially by an axially parallel, straight groove 17th , whose radially outer groove base 18th is spaced radially outward from the bottom of the profile valleys 12th formed thread 10 . The groove 17th forms a test medium duct, in this case a gas duct, through which test medium moves from a (leaky) gap between the system components in the axial direction to the free screw-in thread end 19th stream and can be detected there, in particular sniffed out.

Im Hinblick auf die Dimensonierung und Anordnung der Nut 17 sowie deren Anzahl gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die im Rahmen der allgemeinen Beschreibung diskutiert sind.With regard to the dimensions and arrangement of the groove 17th as well as their number there are different possibilities, which are discussed in the context of the general description.

2a und 2b zeigen eine technische Zeichnung einer ebenfalls nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Überwurfmutter mit insgesamt drei, vorliegend beispielhaft gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Nuten 17, deren jeweiliger Nutgrund 18 in vorteilhafter Weise radial außerhalb des Grundes 20 der Profiltäler 12 angeordnet ist, sodass erleichtert Prüfmedium, insbesondere Gas axial an dem mit dem Innengewinde 11 verschraubten Außengewinde vorbei im Überwurfmutterkörper 9 strömen kann. Anders ausgedrückt überragen die Nuten 17 den Grund 20 in radialer Richtung nach außen. 2a and 2 B show a technical drawing of a union nut, likewise designed according to the concept of the invention, with a total of three grooves, in the present case by way of example evenly distributed over the circumference 17th , their respective groove base 18th advantageously radially outside the bottom 20th the profile valleys 12th is arranged, so that facilitates test medium, in particular gas axially on the one with the internal thread 11 screwed external thread past in the union nut body 9 can flow. In other words, the grooves protrude 17th the reason 20th in the radial direction outwards.

Zur Herstellung einer in den 2a, 2b oder 3 gezeigten Überwurfmutter wird ein Rohling bevorzugt zunächst vorgenapft und erhält an der mindestens einen Umfangsposition der späteren Nut 17 eine Axialvertiefung. An der jeweiligen Nutposition setzt dann an einer späteren Bearbeitungsposition ein Negativformabschnitt der Nut eines Werkzeugs, insbesondere eines Stempels, an, der dann in den Rohling axial hineingetrieben wird, wodurch Rohlingmaterial, vorliegend Stahl entgegen der Einform- bzw. Einpressrichtung axial strömt und sich um das Werkzeug und insbesondere auch um die Negativform der Nut legt, sodass im Ergebnis die mindestens eine Nut 17 entsteht. Das Innengewinde 11 wird dann in an sich bekannter Weise in einem nachgelagerten Gewindeeinformschritt eingebracht.To produce one in the 2a , 2 B or 3 shown union nut, a blank is preferably first pre-pegged and is at the at least one circumferential position of the later groove 17th an axial recess. At a later machining position, a negative-shaped section of the groove of a tool, in particular a punch, starts at the respective groove position, which is then driven axially into the blank, whereby the blank material, in this case steel, flows axially against the molding or pressing-in direction and around the Tool and in particular also around the negative shape of the groove, so that the result is the at least one groove 17th arises. The internal thread 11 is then introduced in a manner known per se in a subsequent thread-forming step.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: KraftstoffeinspritzsystemFuel injection system
22: KraftstoffverteilerFuel rail
33: ZuleitungSupply line
44th: KraftstoffdruckleitungenFuel pressure lines
55: KraftstoffdruckleitungenFuel pressure lines
66th: KraftstoffdruckleitungenFuel pressure lines
77th: VerbindungsstellenConnection points
88th: ÜberwurfmutterUnion nut
99: ÜberwurfmutterkörperUnion nut body
1010: GewindegangThread
1111: Innengewindeinner thread
1212th: ProfiltälerProfile valleys
1313th: GewindezähneThread teeth
1414th: FlankenFlanks
1515th: FlankenFlanks
1616: RingschulterRing shoulder
1717th: NutGroove
1818th: NutgrundGroove base
1919th: EinschraubgewindeendeScrew-in thread end
2020th: Grund der Profiltäler (und damit des Gewindegangs)Bottom of the profile valleys (and thus of the thread)

Claims

Fuel injection system (1) for internal combustion engines, with at least one connection point (7) between a first and a second system component, in particular pressure lines, comprising a union nut (8) with an internal thread (11) and an annular shoulder (16), with which the first system component can be implemented axially a fuel-tight connection is subjected to axial force against the second system component, the internal thread (11) having a plurality of profile valleys (12) axially spaced apart axially over a respective thread tooth (13), characterized in that at least two of the profile valleys (12) axially over at least one, in particular straight groove (17) penetrating the thread tooth (13) arranged between the profile valleys (12) for the test medium line, in particular the gas line, are connected to one another as part of a leak test.

Fuel injection system according to Claim 1 , characterized in that the majority of the profile valleys (12), preferably all of the profile valleys (12) are connected to one another by the at least one groove (17) penetrating the respective thread teeth (13) formed between each two adjacent of the profile valleys (12) and / or that the groove (17) extends over the majority of the axial extent, preferably over the entire axial extent of the internal thread (11) and / or from the free internal thread end (19) in the axial direction to the, preferably up to the, annular shoulder (16) extends.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one groove (17) runs axially parallel to the longitudinal center axis of the union nut (8).

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that a radially outer groove base (18) of the groove (17) has a radial distance from the longitudinal center axis that is greater, in particular by a value from a value range between 0 mm and 2 mm, than the radially outer base ( 20) of the profile valleys (12).

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the groove (17) has a circumferential extent from a value range between 0.2 mm and 3 mm.

Fuel injection system according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of, in particular evenly, circumferentially spaced grooves (17) to the gas line, each axially connecting at least two of the profile valleys (12) and penetrating the threaded teeth (13) formed between the connected profile valleys (12) as part of a leak test.

Union nut (8) for use in a fuel injection system (1) according to one of the Claims 1 to 6th for connecting two system components, comprising a plurality of profile valleys (12), each axially spaced by a thread tooth (13), coaxially extending around a central longitudinal axis of the union nut (8), and an inner annular shoulder (16) for contact One of the system components, characterized in that at least two of the profile valleys (12) are connected to a particularly straight groove (17) penetrating the at least one thread tooth (13) formed between the profile valleys (12) for the test medium line, in particular gas line, as part of a leak test are axially connected to each other.