DE4435850C2 - Verfahren zum Einsetzen eines Rohranschlußstutzens in ein Gehäuse sowie Rohranschlußstutzen zur Durchführung des Verfahrens und Vorrichtung zum Setzen des Rohranschlußstutzens - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Einsetzen von Rohranschlußstutzen in ein Gehäuse, vorzugsweise zum Einset­ zen von Leckölanschlußstutzen in das Gehäuse eines Ein­ spritzventils für Brennkraftmaschinen, nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.

Bei einer aus der DE 29 43 745 C2 bekannten Kraftstoffein­ spritzdüse für Brennkraftmaschinen erfolgt das Einsetzen des Rohranschlußstutzens für den Leckölanschluß über ein Ein­ pressen, wobei dort für eine sichere Befestigung des Rohran­ schlußstutzens in der Aufnahmebohrung des Gehäuses eine Rän­ delung an dessen Umfangsfläche vorgesehen ist. Dieses Ver­ fahren zum Einsetzen des Rohranschlußstutzens weist dabei, analog zu den in der Beschreibung der genannten Druckschrift alternativ genannten Verfahren (Einpressen, Verstemmen) in der Praxis jedoch den Nachteil auf, daß für ein sicheres Ab­ dichten zwischen der Wand der Aufnahmebohrung und dem Rohr­ anschlußstutzen zusätzlich eine Dichtmasse (Klebstoff) an der Verbindungsnaht aufgebracht werden muß, was den Ferti­ gungsaufwand erheblich vergrößert.

Zudem genügen die aufgetragenen Dichtmassen hinsichtlich ihrer Dauerbeständigkeit gegenüber hohen Temperaturschwankungen und hohen Maximaltemperaturen oft nicht den Anforderungen, was einen Austritt von Leckagekraftstoff zur Folge haben kann.

Aus der DE-OS 22 24 440 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Hohlkörpern bekannt, bei dem in das muffenförmige Ende des einen Hohlkörpers, der im muffenförmigen Bereich in einem an den kleineren Innendurchmesser unmittelbar anschließenden Abschnitt des größeren Innendurchmessers eine im Längsschnitt schwalbenschwanzförmige Erweiterung aufweist, das Ende des anderen Hohlkörpers eingesteckt wird, das einen nach innen und zur Mündung seines Innenhohlraumes hin vorzugsweise keilförmig vorragenden Wulst aufweist und in das Innere ein Preßdorn eingedrückt oder eingeschlagen wird, mit dem dabei Teile des Wulstes in die schwalbenschwanzförmige Erweiterung gedrückt werden.

Dabei weist das bekannte Verfahren jedoch den Nachteil auf, daß die dichtende Verbindung zwischen den Hohlkörpern auf den Bereich der schwalbenschwanzförmigen Erweiterung beschränkt ist und somit insbesondere bei hohen Innendrücken des die Hohlkörper durchströmenden Mediums, keine ausreichende Dichtwirkung zwischen den Hohlkörpern gegeben ist. Somit genügt das bekannte Verfahren nicht den sehr hohen Anforderungen an die Dichtheit eines Anschlusses für einen Leckölanschlußstutzen in einem Einspritzventil für Brennkraftmaschinen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsetzen von Rohran­ schlußstutzen weist demgegenüber den Vorteil auf, daß durch das Aufweiten einer erfindungsgemäßen Rohranschlußstutzens gegen die Wand der Aufnahmebohrung im Gehäuse eine Verringerung des Montageauf­ wandes erreicht werden kann. Zudem dichtet die gleichmäßig an der Wand der Aufnahmebohrung anliegende Umfangswand des Rohranschlußstutzens sicher dauerhaft ab, so daß auf ein zu­ sätzliches Auftragen eines Dichtmittels verzichtet werden kann, was die Fertigung ebenfalls vereinfacht.

Dabei ist es möglich die Aufweitung des eingesetzten Rohran­ schlußstutzens mit mechanischen Mitteln, wie im beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel, oder aber auch mit hydraulischen oder thermischen Vorrichtungen vorzunehmen.

Das Aufweiten des Rohranschlußstutzens in der Aufnahmeboh­ rung erfolgt dabei gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen in vorteilhafter Weise mittels einer Vorrichtung zum Setzen eines Rohranschlußstutzens, wobei durch das vollständige Einführen eines Dorns mit einem Kopf, dessen Querschnitt gegenüber zu­ mindest einem Teil der Durchgangsbohrung des Rohranschluß­ stutzens im Bereich der Überdeckung mit der Aufnahmebohrung vergrößert ist, wodurch dieser Teil der Durchgangsbohrung aufgeweitet und in Folge der Rohranschlußstutzen gegen die Wand der Aufnahmebohrung gepreßt wird. Dieser Einführvorgang des Dorns in den Rohranschlußstutzen kann dabei über ein axiales Hineinziehen des Dornkopfes in der gehäuseabgewand­ ten Richtung gegen ein den Rohranschlußstutzen axial fixie­ renden Gegenhalter erfolgen, es ist jedoch auch möglich, den Dorn in der gehäusezugewandten Richtung einzupressen, wobei in diesem Fall auf einen zusätzlichen Gegenhalter verzich­ tet werden kann, da sich der Rohranschlußstutzen in vorteil­ hafter Weise an einem gehäusefesten Anschlag axial abstützt. Dieser Anschlag kann dabei über einen Ringabsatz am Umfang des Rohranschlußstutzens oder einen Bohrungsabsatz der Auf­ nahmebohrung gebildet sein.

Ein weiterer Vorteil wird durch die konischen Querschnitts­ übergänge am Kopf des Dorns und der Durchgangsbohrung des Rohranschlußstutzens erreicht, die ein Verkanten des Werkzeu­ ges (Dorn) während des Verformungshubes und mögliche Kerb­ wirkungen innerhalb des Rohranschlußstutzens vermeiden. Er­ folgt die Aufweitung des Rohranschlußstutzens durch das Ein­ führen des Dorns in Richtung Ventilgehäuse, ist es zudem vorteilhaft, auch den Querschnittsübergang zwischen Kopf und Schaft des Dornes konisch bzw. gleichmäßig verjüngt auszu­ führen (Doppelkonus), um so ein Verkanten des Dorns bei des­ sen Herausziehen aus dem Rohranschlußstutzen zu vermeiden. Dies kann zudem auch durch eine Anschrägung des Übergangs zwischen der in das Gehäuse ragenden Stirnseite des Rohran­ schlußstutzens und dessen Durchgangsbohrung unterstützt wer­ den.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll vorzugsweise zum Einset­ zen von Leckölanschlußstutzen in das Gehäuse eines Ein­ spritzventils verwendet werden, wobei aber auch andere Vor­ wendungsmöglichkeiten möglich sind, bei denen ein Rohrstut­ zen dichtend an einem Gehäuse angeordnet werden soll. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegen­ standes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsetzen von Rohranschlußstutzen in ein Gehäuse sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Gehäuse­ teil eines Einspritzventils mit einem darin eingesetzten Rohranschlußstutzen, die Fig. 2 ein erstes Ausführungsbei­ spiel des Verfahrens, bei dem der Dorn von unten in den in das Gehäuse eingesetzten Rohranschlußstutzen gezogen wird und die Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfah­ rens analog zur Darstellung der Fig. 2, bei dem der Dorn von oben in den Rohranschlußstutzen eingebracht wird.

In dem in der Fig. 1 zum Teil geschnitten dargestellten, einen Düsenhalter bildenden Gehäuseteil 1 eines ansonsten nicht näher dargestellten Einspritzventils ist eine Aufnah­ mebohrung 3 vorgesehen, die in einen Federraum 5 mündet. Dieser Federraum 5 nimmt eine nicht dargestellte Rückstell­ feder des Einspritzventils auf und wird während des Betriebs des Einspritzventils über den Schaft des Ventilgliedes mit Leckagekraftstoff gefüllt, der über die Bohrung 3 in eine Rücklaufleitung abfließt.

Diese ebenfalls nicht dargestellte Rücklaufleitung ist mit­ tels eines einen Leckölanschlußstutzen bildenden Rohran­ schlußstutzes 7 mit der Bohrung 3 verbunden.

Der Rohranschlußstutzen 7 ist dazu mit einem Teil seiner Um­ fangsfläche dichtend in die Aufnahmebohrung 3 eingesetzt und derart befestigt, daß ein Aufstecken und Abziehen der Rück­ laufleitung vom Stutzen 7 ohne eine Beschädigung dessen dichtender Verbindung mit der Wand der Aufnahmebohrung 3 möglich ist.

Der Rohranschlußstutzen 7 wird dazu mittels eines erfin­ dungsgemäßen Verfahrens in die Aufnahmebohrung 3 des Gehäu­ ses 1 eingesetzt und dort über eine Querschnittserweiterung des Rohranschlußstutzens 7 befestigt, dessen zwei Ausfüh­ rungsbeispiele anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden.

Der dabei verwendete Rohranschlußstutzen 7 ist in beiden Ausführungsbeispielen gleich ausgebildet und weist an seinem einen, dem Gehäuse 1 abgewandten Ende einen Befestigungsko­ nus 9 auf, auf den die Rücklaufleitung aufgesteckt und befe­ stigt wird. Desweiteren ist an seiner Umfangsfläche ein Ringabsatz 11 vorgesehen, der durch eine Querschnittsverrin­ gerung des Rohranschlußstutzens 7 in der vom Befestigungsko­ nus 9 abgewandten Richtung gebildet ist und über dessen Lage die Eintauchtiefe des Rohranschlußstutzens 7 in die Aufnah­ mebohrung 3 festgelegt ist, wobei das im Querschnitt verrin­ gerte Ende 13 des Rohranschlußstutzens 7 vollständig in die Aufnahmebohrung 3 eintaucht. Der Rohranschlußstutzen 7 weist zudem eine Durchgangsbohrung 15 auf, deren Durchmesser sich im Bereich des im Querschnitt verringerten Endes 13 konisch in Richtung der dem Befestigungskonus 9 abgewandten Stirn­ seite 19 verringert.

Bei dem in der Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohranschlußstut­ zen 7 zunächst mit seiner Durchgangsbohrung 15 derart auf einen Dorn 17 aufgesetzt, daß er mit seiner dem Befesti­ gungskonus 9 abgewandten Stirnseite 19 zur Anlage an einen am einen Ende des Dorns 17 vorgesehenen Kopf 21 gelangt, dessen Querschnitt sich konisch vom Durchmesser des Dorn­ schaftes 23 auf das Maß der Durchgangsbohrung 15 im nicht verringerten Bereich erweitert. Dabei ragt der gegenüber der Durchgangsbohrung 15 einen kleineren Durchmesser aufweisende Dornschaft 23 so weit aus dem Rohranschlußstutzen 7 heraus, daß ein Zugwerkzeug an diesem angesetzt werden kann.

In einem nächsten Schritt wird der Rohranschlußstutzen 7 mit eingeführtem Dorn 17 in die Aufnahmebohrung 3 im Gehäuse 1 eingesetzt, wobei ein geringes Spaltmaß 25 zwischen der Um­ fangsfläche des Rohranschlußstutzens 7 im Bereich des Endes 13 und der Wand der Aufnahmebohrung 3 verbleibt. Nunmehr wird ein Gegenhalter 27 auf das aus dem Gehäuse 1 ragende Ende des Rohranschlußstutzens 7 aufgesetzt, der da­ bei sowohl direkt an der Stirnseite als auch an der koni­ schen Fläche des Befestigungskonus 9 anliegen kann. Dann erfolgt der eigentliche Befestigungsvorgang, indem der Dorn 17 mit seinem Kopf 21 durch die Durchgangsbohrung 15 gezogen wird, wobei der Rohranschlußstutzen 7 axial vom ein Widerlager bildenden Gegenhalter 27 gehalten wird. Dabei wird beim Durchlaufen des Dornkopfes 21 durch den Be­ reich der Durchgangsbohrung 15 mit verringertem Durchmesser der Querschnitt der Durchgangsbohrung 15 auf das Maß des Dornkopfes 21 aufgeweitet, wodurch sich in Folge der Querschnitt des Rohranschlußstutzens 7 im Bereich 13 derart vergrößert, daß dessen Umfangsfläche nach Durchlaufen des Spaltmaßes 25 dichtend gegen die Wand der Aufnahmebohrung 3 verspannt wird. Dabei läßt sich je nach Anforderung an die Zugfestigkeit der Grad dieser Verspannung über die Größen­ differenz zwischen Dornkopf 21 und dem Durchmesser der ver­ ringerten Durchgangsbohrung 15 einstellen.

In einem abschließenden Arbeitsgang wird nun der Dorn voll­ ständig durch die Durchgangsbohrung 15 gezogen, wobei deren Durchmesser außerhalb des Bereiches 13 vorteilhafter­ weise geringfügig größer oder gleich groß dem größten Querschnitt des Dornkopfes 21 ist. Eine Durchführungsöffnung 29 für den Dorn 17 im Gegenhalter 27 kann dabei alternativ das Maß des Dornschaftes 23 oder des Dornkopfes 21 aufwei­ sen, so daß der Gegenhalter 27 nach dem vollständigen Durch­ ziehen des Dornes 17 durch die Durchgangsbohrung 15 oder mit diesem zusammen abgenommen werden kann.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der analog zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildete Rohranschlußstutzen 7 in einem ersten Verfahrensschritt ebenfalls unter Beibe­ haltung des Spaltmaßes 25 mit seinem dem Befestigungskonus 9 abgewandten Ende 13 in die Aufnahmebohrung 3 im Gehäuse 1 eingesetzt. Dabei wird die Einstecktiefe des Rohranschluß­ stutzens 7 hier ebenfalls über den Ringabsatz 11 oder wie dargestellt über einen Bohrungsabsatz 31 der Aufnahmebohrung 3 bestimmt, an den die Stirnfläche 19 des Rohranschlußstut­ zens 7 zur Anlage gelangt.

In einem weiteren Arbeitsgang wird ein Dorn 317 von der obe­ ren, den Befestigungskonus 9 aufweisenden Stirnseite des Rohranschlußstutzens 7 in die Durchgangsbohrung 15 einge­ steckt. Dieser Dorn 317 weist an seinem unteren Ende einen Kopf 321 auf, dessen Querschnitt sich von der dem Schaft 323 abgewandten Stirnseite in Richtung Schaft 323 hin konisch auf das Maß des nicht verringerten Durchmessers der Durch­ gangsbohrung 15 vergrößert, wobei der Schaftdurchmesser vor­ zugsweise kleiner als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 15 ausgeführt ist.

Der Dorn 317 gelangt dabei beim Einstecken zunächst bis zur Anlage des Kopfes 321 an den Beginn der Querschnittsverrin­ gerung der Durchgangsbohrung 15.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Dorn 317 mit­ tels eines nicht näher dargestellten, an seinem aus dem Rohranschlußstutzen 7 herausragenden Schaftende angreifenden Werkzeugs vollständig mit seinem Kopf 321 durch die Durch­ gangsbohrung 15 gedrückt, wodurch sich wie bei Fig. 2 be­ schrieben, der Querschnitt des Rohranschlußstutzens 7 im Be­ reich 13 derart aufweitet, daß eine dichtende radiale Preß­ verbindung zwischen der Wand der Aufnahmebohrung 3 und der Umfangswand des Rohranschlußstutzens 7 entsteht.

Dabei wirkt der Bohrungsabsatz 31 der Aufnahmebohrung 3 als axiales Widerlager, gegen das sich der Rohranschlußstutzen 7 abstützt. Es ist bei entsprechend großer Auslegung alterna­ tiv auch möglich, den Ringabsatz 11 als Widerlager zu ver­ wenden, was den Fertigungsaufwand noch einmal verringert. In einem abschließenden Arbeitsgang wird dann der Dorn 317 wieder aus der Durchgangsbohrung 15 hinausgezogen, wobei es vorteilhaft ist, den größten Kopfquerschnitt des Dorns 317 geringfügig kleiner auszuführen als den Durchmesser der Durchgangsbohrung.

Es ist somit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einset­ zen von Rohranschlußstutzen in einfacher Weise möglich eine dicht ende und zugfeste Verbindung zwischen Stutzen und Ge­ häuse herzustellen, wobei dieses Verfahren insbesondere vor­ teilhaft für die Verwendung zum Einsetzen von Leckölan­ schlußstutzen in das Gehäuse von Einspritzventilen für Brennkraftmaschinen geeignet ist, da dort besonders hohe An­ forderungen an die Dauerhaltbarkeit und Dichtheit gestellt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Einsetzen eines Rohranschlußstutzens (7), insbesondere eines Leckölanschlußstutzens, in ein Gehäuse (1) eines Einspritzventils für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohranschlußstutzen (7) nach dem Einsetzen in eine Aufnahmebohrung (3) im Gehäuse (1) mittels einer radialen Aufweitung seiner Querschnittsfläche im Bereich der Aufnahmebohrung (3), mit seiner Umfangsfläche dichtend gegen die Wand der Aufnahmebohrung (3) verspannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Aufsetzen des Rohranschlußstutzens (7) auf einen Dorn (17) der ein Kopfteil (21) mit gegenüber wenigstens einen Teil einer Durchgangsbohrung (15) des Rohranschlußstutzens (7), im Bereich der Überdeckung mit dem Gehäuse (1) größe­ rem Durchmesser aufweist,
• - Einsetzen des dem Kopf (21) des Dorns (17) zugewandten En­ des des Rohranschlußstutzens (7) in die Aufnahmebohrung (3) des Gehäuses (1), wobei ein geringes Spaltmaß (25) zwischen Rohranschlußstutzen (7) und der Wand der Aufnahmebohrung (3) vorgesehen ist,
• - Aufsetzen eines Gegenhalters (27) auf das aus der Aufnah­ mebohrung (3) ragende Ende des Rohranschlußstutzens (7),
• - Hindurchziehen des Dornes (17) durch die Durchgangsbohrung (15) des Rohranschlußstutzens (7), wobei diese auf das Maß des Kopfes (21) des Dorns (17) aufgeweitet wird, was im Be­ reich der Überdeckung mit dem Gehäuse (1) eine radiale Auf­ weitung des Außendurchmessers des Rohranschlußstutzens (7) auf die Größe des Durchmessers der Aufnahmebohrung (3) im Gehäuse (1) bewirkt,
• - Abnehmen von Dorn (17) und Gegenhalter (27).

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Einsetzen des Rohranschlußstutzens (7) in die Aufnahmeboh­ rung (3) im Gehäuse (1), wobei die Eintauchtiefe des Rohran­ schlußstutzens (7) durch einen, ein axiales Widerlager bildenden Anschlag (31, 11) festgelegt ist,
• - Einstecken eines Dorns (317) in eine Durchgangsbohrung (15) im Rohranschlußstutzen (7), deren Durchmesser im Be­ reich der Überdeckung des Rohranschlußstutzens (7) mit dem Gehäuse (1) einen kleineren Durchmesser, als ein am unteren, dem Gehäuse (1) zugewandten Ende angeordneter Kopf (321) des Dorns (317) an seiner größten Stelle aufweist,
• - Durchführen des Kopfes (321) des Dorns (317) durch die Durchgangsbohrung (15) des Rohranschlußstutzens (7), vor­ zugsweise bis zu dessen Austritt an der im Gehäuse (1) ange­ ordneten Stirnseite (19) des Rohranschlußstutzens (7), wobei sich der Durchmesser der Durchgangsbohrung (15) im Bereich der Überdeckung mit dem Gehäuse (1) auf das Größtmaß des Kopfes (321) des Dorns (317) und der Außendurchmesser des Rohranschlußstutzens (7) auf die Größe des Durchmessers der Aufnahmebohrung (3) im Gehäuse (1) aufweiten.

4. Rohranschlußstutzen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohranschlußstutzen (7) eine Durchgangsbohrung (15) hat, die im Bereich der Eintauchtiefe des in die Aufnahmebohrung (3) eingesetzten Rohranschlußstutzens (7) einen konischen, sich in Einsetzrichtung zum Gehäuse inneren hin verringernden Querschnittsverlauf aufweist.

5. Rohranschlußstutzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rohranschlußstutzen (7) an seiner Umfangsfläche einen Ringabsatz (11) aufweist, über dessen Lage die Ein­ stecktiefe des Rohranschlußstutzens (7) in die Aufnahmeboh­ rung (3) festgelegt ist.

6. Rohranschlußstutzen nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (11) das axiale Wi­ derlager des Rohranschlußstutzens (7) während des Aufweit­ vorganges bildet.

7. Vorrichtung zum Setzen eines Rohranschlußstutzens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kopf (21, 321) des verwendeten Dorns (17, 317) entgegen der Einführ­ richtung in den Rohranschlußstutzen (7) konisch von einem kleinen zu einem großen Querschnitt vergrößert, wobei der große Querschnitt höchstens gleich groß dem Durchmesser der Durchgangsbohrung (15) des Rohranschlußstutzens (7) außer­ halb des Überdeckungsbereiches mit der Aufnahmebohrung (3) des Gehäuses (1) ist.

8. Vorrichtung zum Setzen eines Rohranschlußstutzens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (3) einen Bohrungsabsatz (31) aufweist, an den der einge­ setzte Rohranschlußstutzen (7) mit seiner Stirnseite (19) zur Anlage kommt und der dabei während des Aufweitvorganges das axiale Widerlager des Rohranschlußstutzens (7) bildet.