EP1461526A1 - Bauteil für ein speichereinspritzsystem - Google Patents

Bauteil für ein speichereinspritzsystem

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Publication number
EP1461526A1
EP1461526A1 EP02791630A EP02791630A EP1461526A1 EP 1461526 A1 EP1461526 A1 EP 1461526A1 EP 02791630 A EP02791630 A EP 02791630A EP 02791630 A EP02791630 A EP 02791630A EP 1461526 A1 EP1461526 A1 EP 1461526A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
injection system
individual
individual bores
bores
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP02791630A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Scharf
Andreas Heinek
Andreas Lenk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1461526A1 publication Critical patent/EP1461526A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • 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 present invention relates to a component for an accumulator injection system, the accumulator injection system injecting fuel from a reservoir (rail) into a combustion chamber of an internal combustion engine, a passage for a fuel flow being provided in the component.
  • Components of storage injection systems of this type are, for example, the rail, in which passages are provided from the storage space of the rail to the injectors, or, for example, the injectors with an integrated inlet throttle or an outlet throttle.
  • the injectors for example, the rail, in which passages are provided from the storage space of the rail to the injectors, or, for example, the injectors with an integrated inlet throttle or an outlet throttle.
  • storage injection systems are usually designed as a single bore as a passage. These holes are only intended to ensure a defined hydraulic flow, with a fluctuation in the hydraulic flow before the hydroerosive rounding usually being in a range from ⁇ 2% to ⁇ 3.5%. However, since the flow rate depends approximately on the square of the diameter, this means that the diameter of the bore may only fluctuate in a range from ⁇ 1% to ⁇ 1.75%. Since the usual bores have a diameter of 50 to 600 ⁇ m, precision bores with diameter fluctuations in the ⁇ m range are required.
  • the component according to the invention for a storage injection system with the features of claim 1 has a passage for a fuel flow.
  • the passage is formed from a large number of individual bores.
  • a plurality of smaller individual bores are thus provided instead of a single bore.
  • a manufacturing method for producing the plurality of individual bores can therefore be used which has a lower accuracy than the eroding methods used in the prior art. It should also be noted that j but one Larger number of individual bores also leads to increased expenditure or to an increasing process time in the production, so that overall there is an optimal number of boreholes which can be determined by a person skilled in the art on the basis of the parameters given.
  • Another advantage of the provision of a plurality of individual bores according to the invention instead of a single bore is that the cavitation reversal point can also be easily influenced thereby. The cavitation reversal point is given by the pressure difference at which the flow no longer depends on the pressure due to cavitation.
  • the cavitation reversal point is therefore a measure of the good flow formation in the borehole.
  • the cavitation reversal point can be influenced by appropriate selection of the individual diameters of the individual bores.
  • Another advantage is that the large number of individual holes has a wall surface that is a factor of «larger than that of a single hole. This leads to a shortened process time in a subsequent hydroerosive rounding, since due to the larger wall area with a large number of individual bores, only a small amount of material has to be removed for a predetermined flow rate in comparison with a single larger bore.
  • the component in which the passage is formed by a plurality of individual bores is preferably an injector with an inlet throttle and / or an outlet throttle, which are provided by the plurality of individual bores.
  • the component is the rail (storage element) of the storage injection system.
  • the plurality of individual bores can each replace a connecting bore between the rail and an injector or a connecting bore between the rail and a pump or other components flanged to the rail.
  • the passage is preferably arranged in a component of the storage injection system at the transition to an adjacent component.
  • the individual bores are each arranged parallel to one another. As a result, in particular larger turbulences when flowing through the large number of parallel individual bores can be prevented.
  • At least one of the individual bores does not run parallel to the other individual bores.
  • all of the individual bores can also be inclined to an imaginary straight flow direction.
  • the inclination is particularly preferred at an angle between 0 ° and 30 °.
  • At least one of the plurality of individual bores is formed with a tapering cross section in or against the flow direction.
  • the individual bore is particularly preferably tapered. Due to this tapering formation of the individual holes, the cavitation reversal point can also be easily set.
  • the conicity of the individual bores is particularly preferably between 0 and
  • the large number of individual bores preferably have the same diameter.
  • the individual bores are particularly preferably arranged on a circle.
  • the individual bores can be produced very quickly, for example by rotating the workpiece in which they are arranged, or by rotating the tool.
  • one of the individual bores is arranged in the middle of a circle and the remaining individual bores are arranged on a circle around the middle individual bore. This allows particularly good flow conditions to be achieved.
  • these are preferably arranged as a rectangle or a square. It is also possible for individual bores to be arranged within the geometric shape delimited by the outer individual bores.
  • the distance between the individual individual bores and the adjacent individual bores is preferably the same.
  • drilling with a laser can also be used to produce the individual holes.
  • very short process times can be achieved with sufficient drill hole quality. It should be noted here that for a single bore, as in the prior art, this quality which can be achieved by means of a laser would not be sufficient, since the fluctuations in the size and roundness of the bore are too great.
  • the absolute borehole quality (fluctuation in diameter and roundness) tends to improve with the transition to smaller bores.
  • An Nd-YAG laser is particularly preferably used here.
  • the laser When producing the large number of individual bores, which are for example in a circle, the laser can be equipped with a specific pulse repetition frequency, so that the workpiece or the laser or both are rotated between the individual laser pulses to produce a single bore, so that the next Pulse sequence an adjacent single hole can be made. This allows the shortest processing times to be achieved, since only the pulse repetition frequency of the laser determines the process time.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of a rail with an opening according to a first exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic top view of a rail with an opening according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic top view of a rail with a passage according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 A first exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to FIG. 1.
  • the component of the accumulator injection system which has the passage according to the invention is one
  • Rail 1 of the storage injection system As can be seen from FIG. 1, the passage is formed from a multiplicity of individual bores 2 which lie on a circle 3 around a center point M. The diameter of the circle 3 is D.
  • the individual individual bores 2 are spaced equally far apart.
  • the number of individual bores 2 is sixteen, the individual bores 2 each having a diameter of 80 ⁇ m.
  • Such an arrangement of a large number of individual bores 2 can be a conventional Replace hole with a diameter of 320 ⁇ m.
  • the flow after the drilling process must be within ⁇ 2%. This results in a tolerance of approx. ⁇ 1 or ⁇ 3 ⁇ m.
  • Such an individual bore is usually produced by means of spark erosion, the process time being approximately 40 seconds.
  • a plurality of individual holes (namely sixteen) with a diameter of 80 ⁇ m each can now be produced by means of a laser, the area of the plurality of individual holes 2 corresponding to the area of the individual hole in the prior art.
  • These sixteen individual bores 2 can be produced within 4 seconds if the pulse repetition frequency of the laser is 4 Hz.
  • the workpiece 1 is preferably guided on a circular path at 15 rpm. The workpiece 1 thus only moves by 0.4 ⁇ m during the pulse time of 0.4 milliseconds, which corresponds to the pulse length of the laser. Continuous processing of the
  • the laser according to the invention can be used to produce the individual bores 2, as a result of which the process time is significantly reduced.
  • This surprising result in which the quality of the individual boreholes 2 produced by means of a laser is worse than that of an individual borehole produced by spark erosion, brings great manufacturing advantages.
  • the poorer quality (especially dimensional and round accuracy) of the laser created bores can, however, be compensated for by the large number of individual bores 2 with a smaller diameter and thus also with smaller absolute deviations.
  • FIG. 2 shows a component of a storage injection system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the same or functionally the same parts are designated with the same reference numerals as in the first exemplary embodiment.
  • the component of the storage injection system is also a rail 1, in which a plurality of individual bores 2, 4 are provided.
  • the individual bores 2, 4 of the second exemplary embodiment again have the same diameter.
  • a single bore 4 is arranged in the center of a circle 3, the other individual bores 2 being arranged on the circle 3 at the same distance. A total of seven individual holes are thus formed in the second exemplary embodiment.
  • Providing a single bore 4 in the center of the circle of the other individual bores 2 can in particular prevent large turbulence when flowing through the passage formed by the plurality of individual bores 2, 4.
  • the diameter of the circle 3 is A.
  • the second exemplary embodiment corresponds to the first exemplary embodiment, so that reference can be made to the description given there.
  • the plurality of individual holes 2 is arranged in a rectangle.
  • the ten lengths of the rectangle defined with B and C.
  • Four individual bores 2 are also provided in the interior of the rectangle.
  • the individual individual bores 2 are each at the same distance from the adjacent individual bores 2 in the vertical or horizontal direction.
  • This arrangement of the individual bores 2 according to the invention also ensures a smooth and continuous flow through the passage. Otherwise, this exemplary embodiment corresponds to the previous exemplary embodiments, so that reference can be made to the description given there.
  • the present invention thus relates to a component for an accumulator injection system, the accumulator injection system injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a fuel flow through a passage is provided in the component.
  • the passage is formed from a multiplicity of individual bores 2, which replace the single bore present in the prior art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil für ein Speichereinspritzsystem, wobei das Speichereinspritzsystem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzt. In dem Bauteil ist ein Kraftstoffdurchfluss durch einen Durchlass vorgesehen. Dabei ist der Durchlass aus einer Vielzahl von Einzelbohrungen (2) gebildet, welche die im Stand der Technik vorhandene einzige Bohrung ersetzen.

Description

Beschreibung
Bauteil für ein Speichereinspritzsystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil für ein Speichereinspritzsystem, wobei das Speichereinspritzsystem Kraftstoff aus einem Speicher (Rail) in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzt, wobei in dem Bauteil ein Durchlass für einen Kraftstoffdurchfluss vorgesehen ist.
Derartige Bauteile von Speichereinspritzsystemen sind beispielsweise das Rail, in welchem Durchlässe vom Speicherraum des Rails zu den Injektoren vorgesehen sind, oder beispielsweise die Injektoren mit einer integrierten Zulaufdrossel bzw. einer Ablaufdrossel . In den bekannten Bauteilen von
Speichereinspritzsystemen ist hierzu üblicherweise eine einzelne Bohrung als Durchlass ausgebildet. Diese Bohrungen sollen nur einen definierten hydraulischen Durchfluss gewährleisten, wobei eine Schwankung des hydraulischen Durchflusses vor dem hydroerosiven Verrunden üblicherweise in einem Bereich von ± 2 % bis ± 3,5 % liegt. Da jedoch der Durchfluss annähernd zum Quadrat des Durchmessers abhängt, bedeutet dies, dass der Durchmesser der Bohrung nur in einem Bereich von ± 1 % bis ± 1,75 % schwanken darf. Da die üblichen Boh- rungen einen Durchmesser von 50 bis 600 μm aufweisen, sind also Präzisionsbohrungen mit Durchmesserschwankungen im μm- Bereich erforderlich.
Daher werden derartige Bohrungen im Stand der Technik vorwie- gend mittels Erodieren (Funkenerosion) hergestellt, da nur durch dieses Verfahren die hohen Anforderungen an die Durchmessergenauigkeit erreicht werden können. Dieses Verfahren ist jedoch relativ aufwendig und weist insbesondere eine relativ lange Prozesszeit auf, bis eine Bohrung erzeugt ist. Da jedoch die Bauteile von Speichereinspritzsystemen jährlich in einer Größenordnung von mehreren Millionen benötigt werden, wirken sich derartige lange Bearbeitungszeiten sehr negativ auf den Preis derartiger Bauteile aus.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil für ein Speichereinspritzsystem bereitzustellen, welches einen Durchlass für einen Kraftstoffdurchfluss aufweist, der einfach aufgebaut ist und insbesondere schnell und kostengünstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil für ein Speicherein- spritzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 13 gelost. Die Unteranspruche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Das erfmdungsgemaße Bauteil für ein Speichereinspritzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist einen Durchlass für einen Kraftstoffdurchfluss auf. Erfmdungsgemaß ist der Durchlass dabei aus einer Vielzahl von Einzelbohrungen gebildet. Erfmdungsgemaß wird somit an Stelle von einer einzigen Bohrung eine Vielzahl von kleineren Einzelbohrungen vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass der Emfluss der statistischen Schwankungen der Bohrlochqualltat verringert werden kann, da der Durchmesser einer statistischen Verteilung folgt, so dass sich die Schwankung für den effektiven Durch- esser und damit auch für den Durchfluss um den Faktor 1/V" verringert, wobei n die Lochzahl ist. Dabei entspricht die Summe der Flachen der Vielzahl von Einzelbohrungen des Durchlasses der Flache einer ansonsten an dieser Stelle im Spei- cheremspritzsystem gebildeten einzelnen Bohrung. Mit anderen Worten kann erfmdungsgemaß trotz einer schlechteren relativen Bohrlochqualltat insgesamt die gleiche bzw. eine bessere Durchflusstoleranz eingehalten werden. Dieser Effekt steigt mit vergrößerter Anzahl der Einzelbohrungen. Erf dungsgemaß kann somit ein Herstellverfahren zur Erzeugung der Vielzahl von Einzelbohrungen verwendet werden, welches eine geringere Genauigkeit als die im Stand der Technik verwendeten Erodierverfahren aufweist. Es sei auch angemerkt, dass jedoch eine größere Anzahl von Einzelbohrungen auch zu einem erhöhten Aufwand bzw. zu einer ansteigenden Prozesszeit bei der Herstellung fuhrt, so dass es insgesamt betrachtet eine optimale Bohrlochzahl gibt, welche von einem Fachmann anhand der gege- benen Parameter ermittelt werden kann. Ein weiterer Vorteil des erf dungsgemaßen Vorsehens einer Vielzahl von Einzelbohrungen an Stelle einer einzigen Bohrung ist, dass dadurch auch der Kavitationsumkehrpunkt einfach zu beeinflussen ist. Der Kavitationsumkehrpunkt ist durch die Druckdifferenz gege- ben, bei der der Durchfluss aufgrund von Kavitation nicht mehr vom Druck abhangt. Somit ist der Kavitationsumkehrpunkt ein Maßstab für die Gute der Stromungsbildung in der Bohrung. Erfindungsgemaß kann der Kavitationsumkehrpunkt dabei durch entsprechende Wahl der einzelnen Durchmesser der Einzelboh- rungen beemflusst werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Vielzahl der Einzelbohrungen gegenüber einer einzigen Bohrung eine um den Faktor « größere Wandflache haben. Dies fuhrt zu einer verkürzten Prozesszeit bei einem nachfolgenden hydroerosiven Verrunden, da aufgrund der große- ren Wandflache bei einer Vielzahl von Einzelbohrungen im Vergleich mit einer einzigen größeren Bohrung für eine vorbestimmte Durchflussmenge nur noch ein geringer Materialbetrag abgetragen werden muß.
Vorzugsweise ist das Bauteil, in welchem der Durchlass durch eine Vielzahl von Einzelbohrungen gebildet ist, ein Injektor mit einer Zulaufdrossel und/oder einer Ablaufdrossel, welche durch die Vielzahl von Einzelbohrungen bereitgestellt werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform ist das Bau- teil das Rail (Speicherelement) des Speichereinspritzsystems. Erfmdungsgemaß können hierbei die Vielzahl von Einzelbohrungen jeweils eine Verbindungsbohrung zwischen dem Rail und einem Injektor bzw. eine Verbindungsbohrung zwischen dem Rail und einer Pumpe oder anderen an das Rail angeflanschten Bau- teilen ersetzen. Dabei ist der Durchlass vorzugsweise in einem Bauteil des Speichereinspritzsystems am Übergang zu einem benachbarten Bauteil angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Einzelbohrungen jeweils parallel zueinander angeordnet. Dadurch können insbesondere größere Verwirbelungen beim Durchströmen durch die Vielzahl der parallelen Einzelbohrungen verhindert werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verlauft wenigstens eine der Einzelbohrungen nicht parallel zu den anderen Einzelbohrungen. Hierbei können auch beispielsweise alle Einzelbohrungen zu einer gedachten geraden Durchflussrichtung schraggestellt sein. Besonders bevorzugt ist die Schragstellung dabei in einem Winkel zwischen 0° und 30°. Durch die Schragstellung der Einzelbohrungen kann insbesondere auch der Kavitationsumkehrpunkt einfach eingestellt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine der Vielzahl von Einzelbohrungen mit ei- nem sich verjungenden Querschnitt in oder entgegen der Durchflussrichtung gebildet. Besonders bevorzugt verlauft die Einzelbohrung dabei konisch. Durch diese sich verjungende Ausbildung der Einzelbohrungen kann ebenfalls der Kavitationsumkehrpunkt einfach eingestellt werden. Besonders bevorzugt be- tragt dabei die Konizitat der Einzelbohrungen zwischen 0 und
Um besonders einfach herstellbar zu sein, weisen die Vielzahl von Einzelbohrungen vorzugsweise den gleichen Durchmesser auf.
Besonders bevorzugt sind die Einzelbohrungen auf einem Kreis angeordnet. Dadurch können die Einzelbohrungen beispielsweise durch Drehen des Werkstucks, in welchem sie angeordnet sind, oder durch Drehen des Werkzeugs sehr schnell hergestellt werden. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine der Einzelbohrungen in der Mitte eines Kreises angeordnet und die restlichen Einzelbohrungen sind auf einem Kreis um die eine mittlere Einzelbohrung herum an- geordnet. Dadurch können besonders gute Stromungsverhaltnisse erzielt werden.
Gemäß einer noch anderen bevorzugten Anordnungsmoglichkeit der Einzelbohrungen sind diese vorzugsweise als Rechteck oder als Quadrat angeordnet. Dabei ist es auch möglich, dass Einzelbohrungen innerhalb der durch die äußeren Einzelbohrungen begrenzten geometrischen Form angeordnet sind.
Um die Strömung durch die Vielzahl von Einzelbohrungen mog- liehst positiv zu beeinflussen, ist der Abstand der einzelnen Einzelbohrungen zu den jeweils benachbarten Einzelbohrungen vorzugsweise gleich groß.
Durch das erfmdungsgemaße Ersetzen einer einzelnen Bohrung durch eine Vielzahl von Einzelbohrungen kann insbesondere auch das Bohren mittels Laser zur Herstellung der Einzelbohrungen verwendet werden. Mittels Laserstrahl-Bohren lassen sich sehr kurze Prozesszeiten bei einer ausreichenden Bohr- lochqualitat realisieren. Hierbei sei angemerkt, dass für ei- ne einzige Bohrung wie im Stand der Technik diese mittels Laser erreichbare Qualität allerdings nicht ausreichen wurde, da dabei die Schwankungen hinsichtlich Große und Rundheit der Bohrungen zu groß ist. Weiterhin wird beim Laserbohren tendenziell die absolute Bohrlochqualltat (Schwankung des Durch- messers und der Rundheit) beim Übergang zu kleineren Bohrungen tendenziell besser. Besonders bevorzugt wird hierbei ein Nd-YAG-Laser verwendet. Bei der Herstellung der Vielzahl von Einzelbohrungen, welche beispielsweise in einem Kreis liegen, kann dabei der Laser mit einer bestimmten Pulsfolgefrequenz ausgestattet werden, so dass zwischen den einzelnen Laserpulsen zur Erzeugung einer Einzelbohrung das Werkstuck oder der Laser oder beide gedreht werden, so dass mit der nächsten Pulsfolge eine benachbarte Einzelbohrung hergestellt werden kann. Dadurch lassen sich die kürzesten Bearbeitungszeiten erreichen, da nur die Pulsfolgefrequenz des Lasers die Prozesszeit bestimmt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Draufsicht eines Rails mit einem Durchlass gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine schematische Draufsicht eines Rails mit einem Durchlass gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Figur 3 eine schematische Draufsicht eines Rails mit einem Durchlass gemäß einem dritten Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Figur 1 gezeigt, ist das Bauteil des Speichereinspritzsys- tems, welches den erfindungsgemaßen Durchlass aufweist, ein
Rail 1 des Speichereinspritzsystems. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist der Durchlass aus einer Vielzahl von Einzelbohrungen 2 gebildet, welche auf einem Kreis 3 um einen Mittelpunkt M liegen. Der Durchmesser des Kreises 3 betragt dabei D.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die einzelnen Einzelbohrungen 2 jeweils gleich weit voneinander beabstandet. Im ersten Ausfuhrungsbeispiel betragt die Anzahl der Einzelboh- rungen 2 sechzehn, wobei die Einzelbohrungen 2 jeweils einen Durchmesser von 80 μm aufweisen. Eine derartige Anordnung einer Vielzahl von Einzelbohrungen 2 kann dabei eine herkόmmli- ehe Bohrung mit einem Durchmesser von 320 μm ersetzen. Bei der herkömmlichen einzelnen Bohrung muss der Durchfluss nach dem Bohrprozess innerhalb von ± 2 % liegen. Dadurch ergibt sich für den Durchmesser einer einzelnen Bohrung als Toleranz somit e Wert von ca . ± 1 bzw. ± 3 μm. Üblicherweise wird eine derartige einzelne Bohrung mittels Funkenerosion hergestellt, wobei die Prozesszeit bei ca. 40 Sekunden liegt.
Erfmdungsgemaß kann nun an Stelle dieser einzelnen Bohrung mittels eines Lasers eine Vielzahl von Einzelbohrungen (nämlich sechzehn) mit einem Durchmesser von jeweils 80 μm hergestellt werden, wobei die Flache der Vielzahl von Einzelbohrungen 2 der Flache der einzelnen Bohrung im Stand der Technik entspricht. Diese sechzehn Einzelbohrungen 2 können dabei innerhalb von 4 Sekunden erzeugt werden, wenn die Pulsfolgefrequenz des Laser bei 4 Hz liegt. Dabei wird vorzugsweise das Werkstuck 1 auf einer Kreisbahn mit 15 U/min gefuhrt. Somit bewegt sich das Werkstuck 1 wahrend der Pulszeit von 0,4 Millisekunden, was der Pulslange des Lasers entspricht, nur um 0,4 μm. Somit kann eine kontinuierliche Bearbeitung des
Werkstucks erfolgen, wobei nur die Pulsfolgefrequenz des Lasers die Prozesszeit bestimmt. Hierbei verringert sich bei sechzehn Einzelbohrungen 2 die Standardabweichung für den effektiven Durchmesser und den Durchfluss auf 1/4 ( 1 / -Jn = 1/V16 = 1/4). Das heißt, dass für die Durchmesser der Einzelbohrungen 2 eine Toleranz von ± 4 % bzw. ± 3,2 μm ausreicht, um die oben genannte Toleranz für den Gesamtdurch- fluss durch den Durchlass einzuhalten.
Somit kann erfindungsgemaß em Laser zur Herstellung der Einzelbohrungen 2 verwendet werden, wodurch sich die Prozesszeit signifikant verringert. Dieses überraschende Ergebnis, bei dem zwar die Qualltat der einzelnen mittels eines Lasers hergestellten Einzelbohrungen 2 schlechter als bei einer e zi- gen, mittels Funkenerosion hergestellten Bohrung ist, bringt große fertigungstechnische Vorteile. Die schlechtere Qualität (insbesondere Maß- und Rundgenauigkeit) der mittels Laser er- zeugten Bohrungen kann jedoch durch die Vielzahl von Einzelbohrungen 2 mit kleinerem Durchmesser und somit auch kleineren absoluten Abweichungen ausgeglichen werden.
In Figur 2 ist ein Bauteil eines Speichereinspritzsystems gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausfuh- rungsbeispiel bezeichnet.
Wie m Figur 1 gezeigt, ist das Bauteil des Speicherein- spritzsystems ebenfalls ein Rail 1, m welchem mehrere Em- zelbohrungen 2, 4 vorgesehen sind. Wie im ersten Ausfuhrungs- beispiel weisen die Einzelbohrungen 2, 4 des zweiten Ausfuh- rungsbeispiels wieder die gleichen Durchmesser auf. Im Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispiel ist beim zweiten Aus- fuhrungsbeispiel eine Einzelbohrung 4 in der Mitte eines Kreises 3 angeordnet, wobei die anderen Einzelbohrungen 2 in gleichem Abstand auf dem Kreis 3 angeordnet sind. Somit sind im zweiten Ausfuhrungsbeispiel insgesamt sieben Einzelbohrungen gebildet. Durch das Vorsehen einer Einzelbohrung 4 in der Mitte des Kreises der anderen Einzelbohrungen 2 kann insbesondere eine große Turbulenz beim Durchströmen des durch die Vielzahl von Einzelbohrungen 2, 4 gebildeten Durchlasses ver- hindert werden. Der Durchmesser des Kreises 3 betragt, wie in Figur 2 gezeigt, dabei A. Ansonsten entspricht das zweite Ausfuhrungsbeispiel dem ersten Ausfuhrungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 ein drittes
Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausfuhrungs- beispielen bezeichnet.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist die Vielzahl der Einzelbohrungen 2 hierbei in einem Rechteck angeordnet. Dabei sind die Sei- tenlangen des Rechtecks mit B und C definiert. Ebenfalls sind im Inneren des Rechtecks vier Einzelbohrungen 2 vorgesehen. Die einzelnen Einzelbohrungen 2 weisen dabei senkrechter bzw. waagrechter Richtung jeweils den gleichen Abstand von den hierzu benachbarten Einzelbohrungen 2 auf. Auch diese er- fmdungsgemaße Anordnung der Einzelbohrungen 2 sorgt für eine ruhige und kontinuierliche Strömung durch den Durchlass. Ansonsten entspricht dieses Ausfuhrungsbeispiel den vorherigen Ausfuhrungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Be- Schreibung verwiesen werden kann.
Es sei angemerkt, dass in den Figuren 1 bis 3 aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nicht alle Einzelbohrungen mit dem Bezugszeichen 2 versehen wurden. Weiterhin sei angemerkt, dass die Vielzahl der Einzelbohrungen 2 des Durchlasses auch gleichzeitig durch eine Vielzahl von Lasern hergestellt werden kann. Dadurch kann die Bearbeitungszeit zur Herstellung der Einzelbohrungen auf ein Minimum reduziert werden. Allerdmgs sind hierzu auch relativ hohe Investitionskosten hin- sichtlich der Produktionsvorrichtungen notwendig.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung em Bauteil für em Speichereinspritzsystem, wobei das Speichereinspritzsystem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraf maschine ein- spritzt. In dem Bauteil ist em Kraftstoffdurchfluss durch einen Durchlass vorgesehen. Dabei ist der Durchlass aus einer Vielzahl von Einzelbohrungen 2 gebildet, welche die im Stand der Technik vorhandene einzige Bohrung ersetzen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausfuhrungsbeispiele beschrankt. Es können verschiedene Abweichungen und Änderungen ausgeführt werden, ohne den Erf - dungsumfang zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Bauteil für e Speichereinspritzsystem zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei in dem Bauteil ein Durchlass für einen Durchfluss von Kraftstoff ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass aus einer Vielzahl von Einzelbohrungen (2) gebildet ist.
2. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Injektor mit einer Zulaufdrossel und/oder einer Ablaufdrossel als Durchlass ausgebildet ist.
3. Bauteil für em Speichereinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Rail (1) des Speichereinspritzsystems ausgebildet ist.
4. Bauteil für em Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Einzelbohrungen (2) parallel zueinander angeordnet sind.
5. Bauteil für em Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Einzelbohrung zu einer anderen Einzelbohrung in einer Schragstellung angeordnet ist.
6. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Vielzahl von Einzelbohrungen (2) sich verjungend, insbesondere konisch, ausgebildet ist.
7. Bauteil für em Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbohrungen (2) jeweils den gleichen Durchmesser aufweisen .
8. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbohrungen (2) auf einem Kreis (3) angeordnet sind.
9. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzelbohrung (2) in der Mitte des Kreises (3) angeordnet ist und die restlichen Einzelbohrungen (2) auf dem Kreis (3) angeordnet sind.
10. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbohrungen (2) als Rechteck oder als Quadrat angeordnet sind.
11. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbohrungen (2) zu jeweils benachbarten Emzel- bohrungen (2) den gleichen Abstand aufweisen.
12. Bauteil für ein Speichereinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbohrungen (2) mittels einer Lasers, msbeson- dere eines Nd-YAG-Lasers, hergestellt werden.
13. Speichereinspritzsystem mit einem Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP02791630A 2001-12-27 2002-12-16 Bauteil für ein speichereinspritzsystem Ceased EP1461526A1 (de)

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