DE3932672A1 - Rohling zur herstellung eines kraftstoffzufuhrverteilers fuer eine einspritzanlage eines motors mit interner verbrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohling zur Herstellung eines Kraftstoffzufuhrverteilers in einer Einspritzanlage eines Motors mit interner Verbrennung; ein solcher Kraftstoffzu­ fuhrverteiler hat die Aufgabe, den Kraftstoff unter Druck mehreren elektromagnetisch betätigten Dosier- und Zerstäu­ bungsventilen zuzuführen.

Derartige Verteiler umfassen im wesentlichen eine Leitung, die mit einem Kraftstoffschlauch oder -rohr sowie mit einem Druckregler in Verbindung steht, der den Druck im Inneren der Leitung im wesentlichen konstant hält. Der Verteiler um­ faßt ferner mehrere Anschlußteile, von denen jedes mit der Leitung in Verbindung steht und einen Sitz für die Aufnahme eines Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsventils liefert.

Ein Verteiler dieser Art wird im allgemeinen hergestellt, indem Rohrabschnitte verwendet werden, die auf verschiedene Weise miteinander verbunden werden, wobei die Verbindungen normalerweise durch Schweißung hergestellt werden. Die Rohr­ abschnitte sind so gestaltet, daß sie sowohl die Leitung als auch die Anschlußteile bilden. Weiterhin sind an diesen Be­ standteilen des Verteilers Flansche, Laschen oder ähnliche Teile angebracht, um den Anschluß des Verteilers an dem Druckregler und der Kraftstoffleitung zu ermöglichen und den Verteiler an dem Ansaugkrümmer der Maschine zu befestigen.

Die in dieser Weise hergestellten Kraftstoffverteiler sind aufwendig, da sie aus einer großen Anzahl von Elementen be­ stehen, die miteinander verbunden werden müssen. Ihre Zuver­ lässigkeit ist überdies unbefriedigend, denn es können leicht Undichtigkeiten auftreten, an denen Kraftstoff austritt, insbesondere an den Verbindungszonen zwischen den verschie­ denen Bestandteilen des Verteilers. Die Schweißnähte können schadhaft sein, so daß aufgrund des hohen Kraftstoffdruckes innerhalb des Verteilers die Gefahr besteht, daß Kraftstoff austritt.

Es sind auch Kraftstoffverteiler dieser Art bekannt, die aus einem Metallrohling hergestellt werden, indem ein Barren heißgepreßt wird. Ein solcher Rohling besteht im wesentli­ chen aus einem Stab, von dem im allgemeinen senkrecht zur Längsachse des Stabes verschiedene Teile abstehen, welche die Anschlußteile und die Laschen oder Ansätze bilden. Diese Rohlinge werden anschließend einer Maschinenbearbeitung un­ terzogen, wobei sie insbesondere in Richtung der Längsachse durchbohrt werden, um die Kraftstoffleitung herzustellen. Kraftstoffverteiler, die unter Verwendung eines solchen Roh­ lings hergestellt werden, sind zwar von größerer Zuverläs­ sigkeit und billiger herzustellen als solche, die hergestellt werden, indem mehrere Teile zusammengebaut werden, jedoch besteht weiterhin das Problem der Kraftstoffleckage, weil der Rohling aufgrund seiner Herstellung durch Heißpressen eines Metallbarrens porös ist. Überdies ist ein auf solche Weise hergestellter Kraftstoffverteiler weiterhin aufwendig, da die zahlreichen Maschinenbearbeitungsvorgänge maßgeblich in die Herstellungskosten eingehen, jedoch zur völligen Fer­ tigstellung des Kraftstoffverteilers unvermeidlich sind. Insbesondere erfordert das Bohren des Rohlings in Längsrich­ tung viel Arbeitszeit und aufgrund der großen axialen Länge des Rohlings auch die Verwendung eines speziellen Werkzeugs.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Rohlings zur Herstellung eines Kraftstoffzufuhrverteilers der ein­ gangs angegebenen Art, der geeignet ist, einen Kraftstoff­ verteiler herzustellen, der von den oben angegebenen Mängeln frei ist und insbesondere einfach und mit geringem Aufwand hergestellt werden kann und sich dennoch im Betrieb durch eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rohling zur Herstellung eines Kraftstoffzufuhrverteilers für die Ein­ spritzanlage eines Motors mit interner Verbrennung gelöst, wobei der Verteiler eine axiale Kraftstoffleitung bildet und mit verschiedenen Sitzen für elektromagnetisch betätigte Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsventile versehen ist, die mit der Leitung in Verbindung stehen, mit einem Sitz für einen Kraftstoff-Druckregler, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Element vorgesehen ist, welches einen axia­ len Durchgang für den Kraftstoff abgrenzt, daß eine Reihe von ersten Hülsen vorgesehen ist, die seitlich von dem rohr­ förmigen Element ausgehend abstehen und von denen jedes mit dem axialen Durchgang in Verbindung steht und darin einen der Sitze bildet, wobei ein Vorsprung sich in Radialrich­ tung von einem Ende des rohrförmigen Elementes ausgehend erstreckt, woran ein Sitz für den Druckregler gebildet ist, und wobei zwei Blindlöcher vorgesehen sind, deren Achsen senkrecht zur Achse des axialen Durchganges angeordnet sind, wobei der Rohling aus einem geschmolzenen Metall hergestellt wird, der unter Druck in eine Form eingespritzt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraft­ stoffzufuhrverteilers, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Rohlings hergestellt werden kann;

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht bzw. einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Rohlings;

Fig. 4 bis 6 Schnittansichten des Rohlings entlang Linie IV-IV, V-V bzw. VI-VI;

Fig. 7 eine Detailansicht des Rohlings nach Fig. 1;

Fig. 8 einen Längsschnitt des Rohlings nach Fig. 3, nachdem verschiedene einfache Maschinenbear­ beitungen erfolgt sind;

Fig. 9 und 10 Schnittansichten des Rohlings nach Ausfüh­ rung der Maschinenbearbeitung sowie entlang Linie IX-IX bzw. X-X;

Fig. 11 eine Detailansicht aus Fig. 7 nach Ausführung der Maschinenbearbeitung; und

Fig. 12 einen Schnitt des Rohlings nach Ausführung der Bearbeitungsvorgänge und entlang Linie XII-XII.

Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Rohlings kann ein Kraftstoffzufuhrverteiler der in Fig. 1 schematisch gezeig­ ten Art hergestellt werden; ein solcher Kraftstoffzufuhrver­ teiler umfaßt im wesentlichen eine axiale Kraftstoffleitung 1 und mehrere Sitze 2 für elektromagnetisch betätigte Kraft­ stoffdosier- und Zerstäubungsventile, die mit 3 bezeichnet sind. Die Kraftstoffleitung 1 steht mit einem Kraftstoff- Eintrittsloch 4 und mit einem Kraftstoff-Austrittsloch 5 in Verbindung, welches mit einem Druckregler 6 verbunden ist, der an einem geeigneten Sitz des Kraftstoffverteilers befe­ stigt ist. Der Verteiler umfaßt ferner eine Kammer 7, die koaxial mit der Kraftstoffleitung 1 angeordnet ist und durch einen Wandungsteil 8 der Kraftstoffleitung 1 sowie zwei Deckel 9, 10 begrenzt ist, welche in die Wandung selbst ein­ gesetzt sind. Die Kammer steht über das Loch 11 mit dem Druckregler 6 und über ein Loch 12 mit dem Auslaß in Verbin­ dung.

Bei einem solchen Verteiler gelangt der dem Loch 4 zugeführ­ te Kraftstoff zu den Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsven­ tilen 3 und wird durch den Druckregler 6 unter einem im we­ sentlichen konstanten Druck gehalten. Dies wird dadurch er­ reicht, daß der überschüssige Kraftstoff über das Loch 11, die Kammer 7 und die Leitung 12 zurückgeführt wird, wenn der Druck innerhalb der Kraftstoffleitung 1 einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Der erfindungsgemäße Rohling ist in den Fig. 2 und 3 ge­ zeigt. Er umfaßt im wesentlichen ein rohrförmiges Element 15, welches einen axialen Durchgang 16 für den Kraftstoff und eine Reihe von ersten Hülsen bildet, die seitlich von dem rohrförmigen Teil abstehen und jeweils mit dem axialen Durchgang 16 in Verbindung stehen, um einen der Sitze 2 (Fig. 1) eines entsprechenden Kraftstoffdosier- und Zerstäu­ bungsventils 3 zu bilden. Der Rohling umfaßt ferner einen Fortsatz 18, der sich radial von einem Ende des rohrförmigen Teils 15 erstreckt und woran ein Sitz 19 für den Druckregler 6 (Fig. 1) gebildet ist; ferner sind daran zwei Sacklöcher 20, 21 gebildet, deren Achsen senkrecht zu der des axialen Durchganges 16 stehen.

Der Rohling, dessen Bestandteile oben beschrieben sind, wird einteilig aus geschmolzenem Metall hergestellt, welches unter Druck in eine Form eingespritzt wird. Das Gießen dieser Tei­ le erfolgt unter Verwendung von wohlbekannten Formen und Ma­ schinen.

Gemäß der Erfindung umfaßt der axiale Durchgang des rohrför­ migen Teils 15 zwei koaxiale konische Durchgangsabschnitte 16 a, 16 b, die zum mittleren Teil des Rohlings hin konvergie­ ren. Auf diese Weise befindet sich der kleine Durchmesser der Abschnitte an dem mittleren, mit 22 bezeichneten Teil.

Das rohrförmige Teil 15 ist mit einer Wandung 25 versehen, die eine im wesentlichen konstante Dicke über die gesamte Länge der konischen Durchgangsabschnitte 16 a, 16 b hinweg auf­ weist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Der Winkel der beiden konischen Abschnitte liegt vorzugswei­ se zwischen 0,4 und 0,8°. Das Verhältnis zwischen der Dicke der Wandung 25 und der axialen Länge der Wandung selbst liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5%.

Die Wandung 25 umfaßt mehrere äußere Rippen (4 bei der ge­ zeigten Ausführungsform), die jeweils in Radialrichtung von der Außenoberfläche der Wandung abstehen und sich parallel zum Durchgang 16 erstrecken. Die radiale Höhe jeder Rippe nimmt jeweils vom Ende des Durchgangsabschnittes 16 a, 16 b zur Mitte des Rohlings hin (Abschnitt 22) zu, so daß die Außenoberflächen der Rippen im wesentlichen tangential zu einer Zylinderoberfläche sind, deren Achse mit der des axia­ len Durchganges 16 zusammenfällt.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, bildet die Ach­ se jeder Hülse 17 einen Winkel von weniger als 90° mit der Achse des axialen Durchganges 16. Dieser axiale Durchgang 16 steht mit jedem Sitz 2 über einen kurzen Kanal in Verbin­ dung, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Sitze.

Der axiale Durchgang 16 umfaßt wenigstens einen zylindri­ schen Durchgangsabschnitt 16 c, der am Ende des rohrförmigen Teiles gebildet ist, von welchem aus sich der Fortsatz 18 erstreckt. Der Durchmesser dieses Durchgangsabschnittes ist größer als der maximale Durchmesser des daran anschließenden konischen Durchgangsabschnittes 16 a, so daß zwischen den zwei Durchgangsabschnitten eine Ringschulter 27 gebildet wird, die zwischen den Sacklöchern 20, 21 gelegen ist, wie aus der in Fig. 3 wiedergegebenen Schnittansicht klar her­ vorgeht. Ein zylindrischer Sitz von größerem Durchmesser als der des Durchgangsabschnitts 16 a ist am äußersten Ende des rohrförmigen Teiles angeordnet; er ist in der Zeichnung mit 28 bezeichnet.

Der Verteiler umfaßt ferner zwei flache Laschen 32, die radial von der Außenoberfläche des rohrförmigen Teiles 15 (Fig. 2) abstehen und jeweils einen Winkel zwischen 0° und 90° mit der Achse des axialen Durchganges 16 bilden. Jede dieser Laschen ist durch zwei dreieckförmige Rippen 33 (Fig. 7) verstärkt, die in Ebenen liegen, welche parallel zur Achse des axialen Durchganges 16 sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Schließlich umfaßt der Rohling zwei Buchsen 34 (Fig. 2) und 35 (Fig. 3), deren Achsen senkrecht zur Achse des axialen Durchganges 16 stehen. Die erste Buchse steht in Verbindung mit dem zylindrischen Teil des Durchganges 16; die andere Buchse steht in Verbindung mit dem Ende des konischen Durch­ gangsabschnittes 16 b.

Unter Verwendung des beschriebenen Rohlings kann ein Kraft­ stoffzufuhrverteiler hergestellt werden, wie er in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. An dem so ausgebildeten Rohling müssen lediglich einige einfache Maschinenbearbeitungsvor­ gänge ausgeführt werden, z.B. diejenigen, die benötigt wer­ den, um die Sacklöcher 20, 21 (Fig. 3) durchzubohren, so daß diese in Verbindung mit dem Durchgangsabschnitt 16 c bzw. mit dem Durchgangsabschnitt 16 a gebracht werden, wie die Schnitt­ ansicht in Fig. 8 zeigt. Die inneren Durchgänge der Buchsen bzw. Anschlußteile 34, 35 können mit einem Gewinde versehen werden, wie die Schnittansicht gemäß Fig. 12 zeigt; schließ­ lich kann der Sitz 2 zur Außenseite hin schräg ausgeführt werden, wobei diese Schräge in Fig. 8 mit 36 bezeichnet ist; außerdem kann jede Lasche 32 mit einem Loch 37 (Fig. 11) versehen werden. Der Rohling, der nach Abschluß dieser Be­ arbeitungsvorgänge erhalten wird, ist zur Herstellung eines Kraftstoffverteilers der in Fig. 1 gezeigten Art geeignet. An die Schulter 27 (Fig. 3) und dem Inneren des Sitzes 28 können kleine Deckel 10 und 9 (Fig. 1) angesetzt werden, um die Kammer 7 abzugrenzen. Das in der Zeichnung links darge­ stellte Ende des Durchganges 16 kann ferner mittels eines kleinen Deckels 3 B verschlossen werden. Schließlich können die Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsventile in den Sitzen 2 angeordnet werden, und der Druckregler 6 kann an dem ent­ sprechenden Sitz 19 des Ansatzes 18 befestigt werden.

Der unter Druck aus dem Zufuhrloch 4 ankommende Kraftstoff gelangt zu den Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsventilen 3 und wird durch den Druckregler 6 unter einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten. Wenn dieser Druck einen vorbe­ stimmten Wert überschreitet, wird ein Teil des Kraftstoffes über das Loch 11 und die Kammer 7 zur Ablauföffnung 12 ge­ leitet, so daß der korrekte Arbeitsdruck wiederhergestellt wird.

Der beschriebene Rohling kann bei geringen Kosten durch An­ wendung eines Gußverfahrens hergestellt werden. Dies wird durch die besondere Form der verschiedenen Bestandteile des Rohlings und die Abmessungen einiger Bestandteile desselben ermöglicht. Insbesondere kann der Rohling leicht aus der Form herausgenommen werden, weil die Leitungsabschnitte 16 a, 16 b konisch ausgebildet sind. Auch die Form und Anordnung der weiteren Bestandteile ermöglichen die Herausnahme des Roh­ lings aus der Form. Die konstante Dicke der Wandung 25 und das Verhältnis zwischen dieser Dicke und der Länge des Roh­ lings ermöglichen eine bedeutende Verminderung des Schrump­ fens während des Formungsprozesses und ergeben eine vorteil­ hafte Homogenität des Materials.

Überdies wurde gefunden, daß der Rohling frei von jeglicher Porosität ist, so daß bei der praktischen Verwendung keiner­ lei Kraftstoffleckage auftritt, auch wenn die Dicke der Wen­ dung 25 sehr klein bemessen wird. Aufgrund der Formgebung der verschiedenen Teile tritt kein örtliches Schrumpfen auf, durch welches die Form des Rohlings gegenüber der theore­ tisch gewünschten Form verändert würde.

Claims (9)

1. Rohling zur Herstellung eines Kraftstoffverteilers für die Einspritzanlage eines Motors mit interner Verbrennung, mit einem axialen Kraftstoffdurchgang (1) und mehreren Sit­ zen (2) für elektromagnetisch betätigte Kraftstoffdosier- und Zerstäubungsventile (3), die mit der Kraftstoffleitung in Verbindung stehen, und mit einem Sitz für einen Kraft­ stoff-Druckregler (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Roh­ ling aus einem rohrförmigen Teil (15) gebildet ist, welches einen axialen Kraftstoffdurchgang (16) abgrenzt und mit einer Reihe von Hülsen (17) versehen ist, die seitlich von dem rohrförmigen Teil abstehen, wobei jede dieser Hülsen mit dem axialen Kraftstoffdurchgang in Verbindung steht und mit ihrem Innenraum einen der genannten Sitze (2) bildet, daß ein An­ satz (18) sich radial von einem Ende des rohrförmigen Teiles (15) ausgehend erstreckt, woran ein Sitz (19) für den Druck­ regler gebildet ist, daß zwei Sacklöcher (20, 21) in diesem Ansatz gebildet sind, deren Achsen senkrecht zur Achse des axialen Durchganges verlaufen, und daß der Rohling aus ge­ schmolzenem Metall hergestellt ist, welches unter Druck in eine Form eingespritzt ist.

2. Rohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Kraftstoffdurchgang (16) in dem rohrförmigen Teil zwei konische Durchgangsabschnitte (16 a, 16 b) umfaßt, die zur Mitte (22) des Rohlings hin konvergieren, wobei das rohr­ förmige Teil eine Wandung (25) aufweist, deren Dicke über die gesamte Länge der konischen Durchgangsabschnitte hinweg im wesentlichen konstant ist.

3. Rohling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der konischen Durchgangsabschnitte (16 a, 16 b) zwischen 0,4 und 0,8% liegt.

4. Rohling nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Dicke jeder Wandung (25) und der axialen Länge der Wandung selbst zwischen 0,5 und 1,5% liegt.

5. Rohling nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (25) mehrere äußere Rippen (26) aufweist, die radial von der Außenoberfläche der Wandung abstehen und deren Achsen parallel zur Achse des axialen Durchganges ver­ laufen, wobei die radiale Höhe der Rippen jeweils von jedem Ende des Durchgangsabschnittes ausgehend zum mittleren Teil des Rohlings hin zunimmt, so daß die Außenoberflächen der Rippen im wesentlichen tangential zu einer Zylinderoberflä­ che sind, deren Achse mit der Achse des axialen Durchganges übereinstimmt.

6. Rohling nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse jeder Hülse (17) einen Winkel von weniger als 90° mit der Achse des axialen Durchganges (16) bildet und daß der axiale Durchgang wenigstens einen zylindrischen Abschnitt (16 c) aufweist, der in dem Ende des rohrförmigen Teiles gebildet ist, von welchem ausgehend sich der Ansatz (18) erstreckt.

7. Rohling nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Durchgangsabschnitts (16 c) größer als der maximale Durchmesser des konischen Durchgangs­ abschnittes (16 a) ist, welcher damit in Verbindung steht, so daß zwischen den zwei Abschnitten eine Ringschulter (27) ge­ bildet wird, welche zwischen den Sacklöchern (20, 21) gele­ gen ist.

8. Rohling nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei flache Laschen (32) vorgesehen sind, die sich in Radialrichtung von der Außenoberfläche des rohr­ förmigen Teils ausgehend erstrecken und jeweils einen Winkel von 0 bis 90° mit der Achse des axialen Durchganges bilden, wobei jede dieser Laschen durch zwei dreieckförmige Rippen (33) verstärkt ist, die in Ebenen gelegen sind, welche par­ allel zur Achse des axialen Durchganges sind.

9. Rohling nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Hülsen (34, 35) vorgesehen sind, deren Achsen senkrecht zur Achse des axialen Durchgan­ ges sind und von denen eine (34) mit dem zylindrischen Ab­ schnitt (16 c) in Verbindung steht, während die andere mit einem (16 b) der konischen Durchgangsabschnitte in Verbindung steht.