EP1144852A1 - Verfahren zum herstellen eines kraftstoffhochdruckspeichers - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines kraftstoffhochdruckspeichers

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EP1144852A1
EP1144852A1 EP00978953A EP00978953A EP1144852A1 EP 1144852 A1 EP1144852 A1 EP 1144852A1 EP 00978953 A EP00978953 A EP 00978953A EP 00978953 A EP00978953 A EP 00978953A EP 1144852 A1 EP1144852 A1 EP 1144852A1
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EP
European Patent Office
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connection
base body
pressure fuel
bore
interior
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Application number
EP00978953A
Other languages
English (en)
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Inventor
Kurt Frank
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a high-pressure fuel accumulator for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine, with a hollow base body which is equipped with a plurality of connection openings.
  • a high-pressure pump conveys the fuel to be injected from a tank into the central high-pressure fuel reservoir, which is referred to as the common rail.
  • Fuel lines lead from the rail to the individual injectors, which are assigned to the cylinders of the internal combustion engine. The injectors are used individually depending on the operating parameters of the internal combustion engine
  • Engine electronics controlled to inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a conventional high-pressure fuel accumulator is e.g. described in DE 195 48 611. conventional
  • High-pressure fuel accumulators are manufactured, for example, from a forged blank. Serves as fuel storage a longitudinal hole in the mostly elongated body.
  • the connection openings are usually created by drilling.
  • the area of intersection between the longitudinal bore and the connection bores is sharp-edged and burred due to the manufacturing process. Deburring and then cleaning the intersection area is complex and expensive.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a high-pressure fuel accumulator that is simple and inexpensive.
  • the high-pressure strength of the high-pressure fuel accumulators produced is to be improved.
  • the object is achieved in a method for producing a high-pressure fuel accumulator for a common rail fuel injection system of an internal combustion engine, with a hollow base body which is equipped with a plurality of connection openings, in that a connection bore is predrilled and that
  • connection between the connection hole and the interior of the base body is created with the help of another machining process.
  • the high-pressure strength of the high-pressure fuel reservoir is primarily limited by the intersections between the connection openings and the base body.
  • High-pressure fuel storage can be increased.
  • drilling is reduced to pre-drilling. This significantly reduces drill wear.
  • a special embodiment of the invention is characterized in that the further method is an electrochemical removal method (ECM, electro-
  • the electrochemical removal process creates the connection between the predrilled connection hole and the interior of the base body.
  • the electrochemical removal process simultaneously creates a rounded transition between the predrilled connection bore and the interior of the base body.
  • connection bores are made tangential to the interior of the base body.
  • this arrangement of the connection bores has proven to be particularly advantageous in practice. When the connection holes are drilled through, drill breaks often occur in this arrangement. This undesirable tool wear is avoided by the inventive two-stage production of the connection bores.
  • Another special embodiment of the invention is characterized in that a plurality of connection bores are machined simultaneously using a multiple electrode. This reduces the processing time, which has a positive effect on the manufacturing costs.
  • intersection area is machined, in particular rounded, between the connection bores and the basic body interior using the electrochemical removal process.
  • the intersection area can be specifically optimized in order to further improve the high-pressure strength of the high-pressure fuel reservoir according to the invention.
  • FIG. 2 the high-pressure fuel accumulator from FIG. 1 after further processing
  • Fig. 4 a similar section as in Fig. 3 with a special inner geometry.
  • the high-pressure fuel reservoir shown in cross section in FIG. 1 comprises a tubular one
  • a longitudinal bore 2 extends in the axial direction in the tubular basic body 1.
  • the longitudinal bore 2 forms the storage volume of the high-pressure fuel reservoir according to the invention.
  • Connection piece 3 formed, of which only one can be seen in the cross section shown.
  • An external thread 5 is formed on the outer lateral surface of the connecting piece 3. The external thread 5 is used to attach a (not shown) high-pressure fuel line, the
  • High-pressure fuel accumulator connects to one of the injectors of the internal combustion engine.
  • connection bore 4 is pre-drilled in the connection piece 3.
  • the connection bore 4 extends tangentially transverse to the longitudinal bore 2.
  • the tip of the connection bore 4 is separated from the longitudinal bore 2 by a remaining wall thickness S.
  • the material remaining after predrilling is removed by electrochemical removal.
  • electrochemical removal the metallic material of the base body 1 is anodically dissolved in the region 6 under the action of an electrical current and an electrolyte solution.
  • the current flow can be brought about by an external current source, but also by local element formation on the workpiece (internal voltage source).
  • the high-pressure fuel accumulator is indicated by the arrows at 7 that the edges in the region of the mouth of the connection bore 4 are rounded into the longitudinal bore 2. Rounding can take place, for example, by electrochemical removal. In the further embodiment of the invention shown in detail in FIG. 4, even more material was removed in the transition region 8 between the connection bore 4 and the longitudinal bore 2 in order to make the transition even softer. The material is preferably removed by electrochemical removal.
  • connection bore 2 Longitudinal bore 2 drilled and the connection bore 4 pre-drilled so far that the remaining wall thickness S is minimal.
  • connection between the longitudinal bore 2 and the connection bore 4 is established by means of ECM processing.
  • a multiple electrode can be used to shorten the machining time.
  • intersection geometry can be specifically optimized with the ECM processing in order to achieve optimum high-pressure strength of the high-pressure fuel accumulator according to the invention.

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlen Grundkörper (1), der mit mehreren Anschlussöffnungen (3) ausgestattet ist. Bei einem einfachen und kostengünstig durchführbaren Verfahren wird eine Anschlussbohrung (4) vorgebohrt. Die Verbindung zwischen der Anschlussbohrung (4) und dem Innenraum (2) des Grundkörpers (1) wird mit Hilfe eines weiteren Bearbeitungsverfahrens geschaffen.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffhochdruckst-eichers
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlen Grundkörper, der mit mehreren Anschlussöffnungen ausgestattet ist.
In Common-Rail-Einspritzsystemen 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.
Ein herkömmlicher Kraftstoffhochdruckspeicher ist z.B. in der DE 195 48 611 beschrieben. Herkömmliche
Kraftstoffhochdruckspeicher werden z.B. aus einem Schmiederohling hergestellt. Als KraftstoffSpeicher dient eine Längsbohrung in dem meist länglichen Grundkörper. Die Anschlussöffnungen werden in der Regel durch Bohren erzeugt . Der Bereich der Verschneidung zwischen der Längsbohrung und den Anschlussbohrungen ist herstellungsbedingt scharfkantig und mit Grat versehen. Das Entgraten und das anschließende Reinigen des Verschneidungsbereichs ist aufwendig und teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffhochdruckspeichers anzugeben, das einfach und kostengünstig ist. Darüber hinaus soll die Hochdruckfestigkeit der hergestellten Kraftstoffhochdruckspeicher verbessert werden.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffhochdrucckspeichers für ein Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine , mit einem hohlen Grundkörper, der mit mehreren Anschlussöffnungen ausgestattet ist, dadurch gelöst, dass eine Anschlussbohrung vorgebohrt wird und dass die
Verbindung zwischen der Anschlussbohrung und dem Innenraum des Grundkörpers mit Hilfe eines weiteren Bearbeitungsverfahrens geschaffen wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass die Hochdruckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers primär durch die Verschneidungen zwischen den Anschlussöffnungen und dem Grundkörper beschränkt wird. Durch einen zusätzlich zu dem Bohren und Entgraten durchgeführten Bearbeitungsschritt können die Übergänge zwischen den Anschlussöffnungen und dem Grundkörper entschärft werden. Dadurch kann die Hochdruckfestigkeit des
Kraftstoffhochdruckspeichers gesteigert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Bohren auf ein Vorbohren reduziert. Dadurch wird der Bohrerverschleiß deutlich reduziert. Außerdem entfallen die Bearbeitungsschritte Durchbohren und Entgraten. Dadurch wird das Herstellungsverfahren erheblich vereinfacht.
Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem weiteren Verfahren um ein elektrochemisches Abtragverfahren (ECM, Electro-
Chemical Machining) handelt. Mit dem elektrochemischen Abtragverfahren wird zum einen die Verbindung zwischen der vorgebohrten Anschlussbohrung und dem Innenraum des Grundkörpers hergestellt. Zum anderen wird mit dem elektrochemischen Abtragverfahren gleichzeitig ein verrundeter Übergang zwischen der vorgebohrten Anschlussbohrung und dem Innenraum des Grundkörpers erzeugt . Dadurch wird die Hochdruckfestigkeit des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers deutlich erhöht .
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbohrungen tangential zu dem Innenraum des Grundkörpers angebracht werden. Aus Festigkeitsgründen hat sich diese Anordnung der Anschlussbohrungen in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen. Bei einem Durchbohren der Anschlussbohrungen treten bei dieser Anordnung jedoch häufig Bohrerbrüche auf. Dieser unerwünschte Werkzeugverschleiß wird durch das erfindungsgemäße zweistufige Erzeugen der Anschlussbohrungen vermieden.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Mehrfachelektrode mehrere Anschlussbohrungen gleichzeitig bearbeitet werden. Dadurch wird die Bearbeitungszeit reduziert, was sich positiv auf die Herstellkosten auswirkt .
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verschneidungsbereich zwischen den Anschlussbohrungen und dem Grundkörperinnenrau mit Hilfe des elektrochemischen Abtragverfahrens bearbeitet, insbesondere verrundet wird. Dadurch kann der Verschneidungsbereich gezielt optimiert werden, um die Hochdruckfestigkeit des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers weiter zu verbessern.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: Die Darstellung eines Querschnitts durch einen Kraftstoffhochdruckspeicher nach dem Vorbohren;
Fig. 2: den Kraftstoffhochdruckspeicher aus Fig. 1 nach der weiteren Bearbeitung;
Fig. 3: einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit verrundeten Verschneidungskanten und
Fig. 4: einen ähnlichen Ausschnitt wie in Fig. 3 mit einer speziellen Innengeometrie.
Der in Fig. 1 im Querschnitt dargeteilte Kraftstoffhochdruckspeicher umfasst einen rohrförmigen
Grundkörper 1. In dem rohrförmigen Grundkörper 1 erstreckt sich eine Längsbohrung 2 in axialer Richtung. Die Längsbohrung 2 bildet das Speichervolumen des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers .
An dem rohrförmigen Grundkörper 1 sind mehrere Anschlussstutzen 3 ausgebildet, von denen in dem dargestellten Querschnitt nur einer zu sehen ist. An der äußeren Mantelfläche des Anschlussstutzens 3 ist ein Außengewinde 5 ausgebildet. Das Außengewinde 5 dient zur Befestigung einer (nicht dargestellten) Kraftstoffhochdruckleitung, die den
Kraftstoffhochdruckspeicher mit einem der Injektoren der Brennkraftmaschine verbindet .
In dem Anschlussstutzen 3 ist eine Anschlussbohrung 4 vorgebohrt. Die Anschlussbohrung 4 verläuft tangential quer zu der Längsbohrung 2. Die Spitze der Anschlussbohrung 4 ist durch eine verbleibende Wandstärke S von der Längsbohrung 2 getrennt .
Bei der Darstellung des erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruckspeichers in Fig. 2 sieht man, dass das verbleibende Material in dem Übergangsbereich 6 zwischen der vorgebohrten Anschlussbohrung 4 und der Längsbohrung 2 entfernt wurde. Das Entfernen des nach dem Vorbohren verbleibenden Materials erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung durch elektrochemisches Abtragen. Beim elektrochemischen Abtragen wird der metallische Werkstoff des Grundkörpers 1 im Bereich 6 unter Einwirkung eines elektrischen Stroms und einer Elektrolytlösung anodisch aufgelöst. Der Stromfluss kann dabei durch eine äußere Stromquelle, aber auch durch eine Lokalelementbildung am Werkstück (innere Spannungsquelle) bewirkt werden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruckspeichers ist durch die Pfeile bei 7 angedeutet, dass die Kanten im Bereich der Mündung der Anschlussbohrung 4 in die Längsbohrung 2 verrundet sind. Das Verrunden kann beispielsweise durch elektrochemisches Abtragen erfolgen. Bei der in Fig. 4 ausschnittsweise dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung wurde in dem Übergangsbereich 8 zwischen der Anschlussbohrung 4 und der Längsbohrung 2 noch mehr Material entfernt, um den Übergang noch weicher zu gestalten. Das Entfernen des Materials erfolgt vorzugsweise durch elektrochemisches Abtragen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die zwei Stufen der Herstellung der Verschneidung zwischen der Längsbohrung 2 und der Anschlussbohrung 4. In der ersten Stufe wird die
Längsbohrung 2 gebohrt und die Anschlussbohrung 4 so weit vorgebohrt, dass die verbleibende Wandstärke S minimal wird. In der zweiten Stufe wird mittels ECM-Bearbeitung die Verbindung zwischen der Längsbohrung 2 und der Anschlussbohrung 4 hergestellt . Dabei kann eine Mehrfachelektrode zum Einsatz kommen, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen.
Mit der ECM-Bearbeitung kann gleichzeitig die Verschneidungsgeometrie gezielt optimiert werden, um eine optimale Hochdruckfestigkeit des erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers zu erreichen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines
Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlen Grundkörper (1) , der mit mehreren Anschlussöffnungen (3) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussbohrung (4) vorgebohrt wird, und dass die Verbindung zwischen der Anschlussbohrung (4) und dem Innenraum (2) des Grundkörpers (1) mit Hilfe eines weiteren Bearbeitungsverfahrens geschaffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem weiteren Verfahren um ein elektrochemisches Abtragverfahren (ECM, Electro-Chemical Machining) handelt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbohrungen (4) tangential zu dem Innenraum (2) des Grundkörpers (1) angebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Mehrfachelektrode mehrere Anschlussbohrungen (4) gleichzeitig bearbeitet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschneidungsbereich (6, 7, 8) zwischen den Anschlussbohrungen (4) und dem Grundkörperinnenraum (2) mit Hilfe des elektrochemischen Abtragverfahrens bearbeitet, insbesondere verrundet wird.
EP00978953A 1999-10-16 2000-09-28 Verfahren zum herstellen eines kraftstoffhochdruckspeichers Withdrawn EP1144852A1 (de)

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PCT/DE2000/003387 WO2001029404A1 (de) 1999-10-16 2000-09-28 Verfahren zum herstellen eines kraftstoffhochdruckspeichers

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EP (1) EP1144852A1 (de)
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CZ (1) CZ20012119A3 (de)
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