EP2998566A1 - Kraftstoffverteiler - Google Patents

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EP2998566A1
EP2998566A1 EP15178905.4A EP15178905A EP2998566A1 EP 2998566 A1 EP2998566 A1 EP 2998566A1 EP 15178905 A EP15178905 A EP 15178905A EP 2998566 A1 EP2998566 A1 EP 2998566A1
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accumulator tube
fuel
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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    • F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
    • F02M2200/857—Mounting of fuel injection apparatus characterised by mounting fuel or common rail to engine

Definitions

  • the invention relates to a fuel distributor according to the features in the preamble of claim 1.
  • Such a fuel distributor is part of a fuel supply or a fuel injection system and serves to supply fuel to injection valves of an internal combustion engine.
  • statically compressed fuel is stored in a pressure accumulator tube and distributed to the injectors or injection valves of a cylinder bank.
  • the DE 295 21 402 U1 discloses a fuel rail in which the accumulator tube is formed by forging with forged technically molded connecting piece and fasteners.
  • the fasteners form connectors in the form of eyelets with through holes made by drilling.
  • the invention is based on the prior art, the object to show a manufacturing technology and weight advantageous fuel distributor.
  • the fuel rail has an accumulator tube for receiving pressurized fuel.
  • the main body of the accumulator tube is forged and has a longitudinal cavity. For mounting or fixing the pressure accumulator tube in the motor vehicle connecting pieces are provided.
  • each connecting piece comprises a base portion of the same material integrally formed flange portion and a sleeve, wherein the sleeve is pressed with its base-side end in a bore in the flange portion.
  • a forged blank For the production of the basic body, a forged blank is provided.
  • the body is more compact than conventional forged pressure storage tubes with long projecting connecting webs or pieces that are forged for technical reasons.
  • internal forging stresses in the body which can cause adverse effects, especially in the subsequent mechanical processing of the body, in particular when producing the longitudinal cavity by deep hole drilling. Since in the fuel distributor according to the invention on long or far away from the body protruding forged connecting pieces, accordingly, the internal stresses are reduced.
  • the forged blank is drilled and machined.
  • a longitudinal cavity passing through the base body in the longitudinal direction is produced.
  • the flange portions of the connecting pieces are formed during the forging of the main body or blank.
  • the flange sections are machined.
  • a bore passing through this is introduced into each flange section.
  • the sleeve is a separate component made of steel. The sleeve is pressed with its base body end in the bore in the flange. Accordingly, the outer diameter of the end of the sleeve and the inner diameter of the end receiving portion of the bore are matched to each other, so that an interference fit (press fit) results after joining.
  • the hole is a through hole in the flange section, which is stepped.
  • a step in the bore forms a stop for the end of the sleeve.
  • a reliable, durable and highly resilient connection between flange and sleeve is made.
  • a clamping surface is formed for a mounting member.
  • the fuel distributor are fixed by means of mounting elements in the form of bolts on the cylinder block. The bolts are each guided through the hole in the flange and the sleeve and screwed into threaded holes in the cylinder block. In this case, the screw head comes to rest on the flat clamping surface.
  • Another aspect provides that integrally integrally formed injector flanges on the body material. This also takes place in the course of forging technology production of the body. In each Injektorflansch the necessary connection or connection holes for connection of the longitudinal cavity and the injector connections are introduced.
  • a space-saving and also advantageous in terms of stability embodiment provides that the flange portion of the connector and the Injektorflansch merge into each other.
  • the fuel rail 1 belongs to the accumulator injection system of an internal combustion engine.
  • the pressure generation and the fuel injection are decoupled from each other in such storage injection systems.
  • a separate high-pressure pump continuously generates pressure. This pressure, which is built up independently of the injection sequence, is permanently available in the fuel distributor 1.
  • the fuel distributor 1 comprises a pressure accumulator tube 2 with a pump-side fuel inlet 3 and a plurality of injector ports 4, 5.
  • the statically compressed fuel is stored in the pressure accumulator tube 2 and distributed through the injector ports 4, 5 the injectors of a cylinder bank available.
  • a pressure sensor 7 is fixed in one end 6 of the accumulator tube 2.
  • the other end 8 is closed by a sealing plug 9.
  • the pressure accumulator tube 2 has a forged base body 10. In the main body 10, a longitudinal cavity 11 is introduced by deep hole drilling.
  • connecting pieces 12, 13 are provided on the base body.
  • Each connecting piece 12, 13 has a flange formed on the base 10 10 of the same material integrally formed during forging and a separate sleeve 15.
  • the sleeve 15 is pressed with its base-side end 16 in a stepped bore 17 in the flange portion 14.
  • a step 18 in the bore 17 forms a stop for the end 16 of the sleeve 15th
  • Injektorflansche 19, 20 Forging technology uniform material on the base body 10 Injektorflansche 19, 20 are further formed.
  • the Injektorflansche 19, 20 are machined as well as the flange portions 14 of the connecting pieces 12, 13.
  • the injector ports 4, 5 are formed with the necessary connection holes.
  • a clamping surface 22 for a mounting element On the side opposite the sleeve 15 side 21 of the flange portion 14 is a clamping surface 22 for a mounting element, in particular a screw head, educated.
  • the injector flanges 19, 20 have upper and lower planar surfaces 23, 24. Further, in the Injektorflansche 19, 20 mounting holes 25 are introduced.
  • the sleeves 15 of the connecting pieces 12, 13 bridge the distance between the pressure accumulator tube 2 and an engine block.
  • the flange portions 14 on the base body 10 are appropriately compact. Long protruding from the base body 10, forge-produced connection struts are avoided. As a result, weight is saved and in particular facilitates the mechanical processing of the base body 10.

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Abstract

Ein erfindungsgemäßer Kraftstoffverteiler weist ein Druckspeicherrohr 2 zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff auf. Das Druckspeicherrohr 2 besitzt einen geschmiedeten Grundkörper 10 mit einem Längshohlraum 11. Zur Montage des Druckspeicherrohrs 2 sind an diesem Verbindungsstücke 12, 13 vorgesehen. Ein Verbindungsstück 12, 13 umfasst einen am Grundkörper 10 materialeinheitlich einstückig ausgebildeten Flanschabschnitt 14 und eine Hülse 15, wobei die Hülse 15 mit ihrem grundkörperseitigen Ende 16 in eine Bohrung 17 im Flanschabschnitt 14 eingepresst ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solcher Kraftstoffverteiler ist Bestandteil einer Kraftstoffversorgung bzw. eines Kraftstoff-Einspritzsystems und dient zum Zuführen von Kraftstoff zu Einspritzventilen eines Verbrennungsmotors. Hierbei wird statisch komprimierter Kraftstoff in einem Druckspeicherrohr gespeichert und verteilt den Injektoren bzw. Einspritzventilen einer Zylinderbank zur Verfügung gestellt.
  • Aus der DE 102 47 524 B4 ist ein Kraftstoffverteiler bekannt mit einem einteilig als Gussteil ausgeführten Druckspeicherrohr.
  • Die DE 295 21 402 U1 offenbart einen Kraftstoffverteiler, bei dem das Druckspeicherrohr durch Schmieden geformt ist mit schmiedetechnisch angeformten Anschlussstutzen und Befestigungselementen. Die Befestigungselemente bilden Verbindungsstücke in Form von Befestigungsösen mit durch Bohren hergestellten Durchgangslöchern.
  • Bei Kraftstoffverteilern mit geschmiedeten Druckspeicherrohren wird der Grundkörper des Druckspeicherrohrs in der Regel durch Bohren und Drehen bzw. Fräsen bearbeitet. Insbesondere wird der Längshohlraum im Grundkörper durch eine Bohrung hergestellt, üblicherweise durch ein sogenanntes Tieflochbohren. Dies geschieht mit einem drehenden Werkzeug und in der Regel auch bei drehendem Grundkörper. Nachteilig erweist sich hierbei die ungleiche Massenverteilung im Grundkörper, insbesondere wenn die Verbindungsstücke relativ lang gegenüber dem rohrförmigen Grundkörper vorstehen. Die Montagepunkte des Kraftstoffverteilers im Kraftfahrzeug bzw. am Motorblock sind durch den Hersteller vorgegeben und sind von Modell zu Modell unterschiedlich. Dementsprechend lang müssen auch die Verbindungsstücke ausgebildet sein. Solche weit abstehenden Verbindungsstücke erschweren die Bearbeitung, insbesondere die drehende Bearbeitung des Grundkörpers. Zudem erhöhen lang abstehende Verbindungsstücke das Gewicht, insbesondere weil die Verbindungsstücke im Übergangsbereich zum Grundkörper verstärkt ausgeführt sind, um die notwendige Fliesfähigkeit des Werkstoffs beim Schmiedevorgang zu gewährleisten.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen fertigungstechnisch und gewichtsmäßig vorteilhaften Kraftstoffverteiler aufzuzeigen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Kraftstoffverteiler gemäß Patenanspruch 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilers sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 6.
  • Der Kraftstoffverteiler weist ein Druckspeicherrohr zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff auf. Der Grundkörper des Druckspeicherrohrs ist geschmiedet und besitzt einen Längshohlraum. Zur Montage bzw. Festlegung des Druckspeicherrohrs im Kraftfahrzeug sind Verbindungsstücke vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß umfasst jedes Verbindungsstück einen am Grundkörper materialeinheitlich einstückig ausgebildeten Flanschabschnitt und eine Hülse, wobei die Hülse mit ihrem grundkörperseitigen Ende in eine Bohrung im Flanschabschnitt eingepresst ist.
  • Zur Herstellung des Grundkörpers wird ein geschmiedeter Rohling bereitgestellt. Der Grundkörper ist kompakter als herkömmliche geschmiedete Druckspeicherrohre mit lang abstehenden Verbindungsstege bzw. -stücke, die schmiedetechnisch geformt sind. Insbesondere entstehen beim Schmieden innere Spannungen im Grundkörper, die nachteilige Auswirkungen hervorrufen können, insbesondere bei der anschließenden mechanischen Bearbeitung des Grundkörpers, hier vor allem beim Herstellen des Längshohlraums mittels Tieflochbohren. Da bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffverteiler auf lang bzw. weit vom Grundkörper abstehende geschmiedete Verbindungsstücke verzichtet wird, sind dementsprechend auch die inneren Spannungen reduziert.
  • Der geschmiedete Rohling wird bohrend und spanend bearbeitet. Hierbei wird mittels Tieflochbohren in den Rohling bzw. den Grundkörper ein den Grundkörper in Längsrichtung durchsetzender Längshohlraum hergestellt. Die Flanschabschnitte der Verbindungsstücke sind beim Schmieden des Grundkörpers bzw. Rohlings ausgeformt. In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt werden die Flanschabschnitte mechanisch bearbeitet. Hierbei wird in jeden Flanschabschnitt eine diesen durchsetzende Bohrung eingebracht. Die Hülse ist ein separates Bauteil aus Stahl. Die Hülse ist mit ihrem grundkörperseitigen Ende in die Bohrung im Flanschabschnitt eingepresst. Entsprechend sind der Außendurchmesser des Endes der Hülse und der Innendurchmesser des das Ende aufnehmenden Abschnitts der Bohrung aufeinander abgestimmt, so dass sich eine Übermaßpassung (Presspassung) nach dem Fügen ergibt.
  • Bei der Bohrung handelt es sich um eine Durchgangsbohrung im Flanschabschnitt, welche gestuft ist. Eine Stufe in der Bohrung bildet einen Anschlag für das Ende der Hülse.
  • Durch die presstechnische Fügung der Hülse in der Bohrung ist eine zuverlässige, dauerhafte und hochbelastbare Verbindung zwischen Flanschabschnitt und Hülse hergestellt. Auf der der Hülse gegenüberliegenden Seite des Flanschabschnitts ist eine Spannfläche für ein Montageelement ausgebildet. Üblicherweise werden die Kraftstoffverteiler mittels Montageelementen in Form von Schraubbolzen am Zylinderblock festgelegt. Die Schraubbolzen werden jeweils durch die Bohrung im Flanschabschnitt und die Hülse geführt und in Gewindebohrungen im Zylinderblock geschraubt. Hierbei kommt der Schraubenkopf an der planen Spannfläche zur Anlage.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass am Grundkörper materialeinheitlich einstückig Injektorflansche angeformt sind. Dies erfolgt ebenfalls im Zuge der schmiedetechnischen Herstellung des Grundkörpers. In jedem Injektorflansch sind die notwendigen Verbindungs- bzw. Anschlussbohrungen zur Verbindung des Längshohlraums und den Injektoranschlüssen eingebracht.
  • Eine platzsparende und auch hinsichtlich der Stabilität vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Flanschabschnitt des Verbindungsstücks und der Injektorflansch ineinander übergehen.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen erfindungsgemäßen Kraftstoffverteiler in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben;
    Figur 2
    den erfindungsgemäßen Kraftstoffverteiler in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten;
    Figur 3
    eine weitere perspektivische Ansicht auf den Kraftstoffverteiler;
    Figur 4
    den Kraftstoffverteiler teilweise in geschnittener Darstellungsweise und
    Figur 5
    einen vertikalen Querschnitt durch den Kraftstoffverteiler.
  • Anhand der Figuren 1 bis 5 ist ein erfindungsgemäßer Kraftstoffverteiler 1 erläutert.
  • Der Kraftstoffverteiler 1 gehört zum Speichereinspritzsystem eines Verbrennungsmotors. Die Druckerzeugung und die Kraftstoffeinspritzung sind bei solchen Speichereinspritzsystemen voneinander entkoppelt. Eine separate Hochdruckpumpe erzeugt kontinuierlich Druck. Dieser unabhängig von der Einspritzfolge aufgebaute Druck steht im Kraftstoffverteiler 1 permanent zur Verfügung.
  • Der Kraftstoffverteiler 1 umfasst ein Druckspeicherrohr 2 mit einem pumpenseitigen Kraftstoffeinlass 3 und mehreren Injektoranschlüssen 4, 5. Der statisch komprimierte Kraftstoff wird im Druckspeicherrohr 2 gespeichert und über die Injektoranschlüsse 4, 5 verteilt den Injektoren einer Zylinderbank zur Verfügung gestellt. In einem Ende 6 des Druckspeicherrohrs 2 ist ein Drucksensor 7 festgelegt. Das andere Ende 8 ist durch einen Verschlussstopfen 9 geschlossen.
  • Das Druckspeicherrohr 2 weist einen geschmiedeten Grundkörper 10 auf. Im Grundkörper 10 ist mittels Tieflochbohren ein Längshohlraum 11 eingebracht.
  • Zur Festlegung bzw. Montage des Kraftstoffverteilers 1 im Kraftfahrzeug sind am Grundkörper 10 Verbindungsstücke 12, 13 vorgesehen. Jedes Verbindungsstück 12, 13 weist einen am Grundkörper 10 materialeinheitlich einstückig beim Schmieden ausgebildeten Flanschabschnitt 14 und eine separate Hülse 15 auf. Die Hülse 15 ist mit ihrem grundkörperseitigen Ende 16 in eine gestufte Bohrung 17 im Flanschabschnitt 14 eingepresst. Hierbei bildet eine Stufe 18 in der Bohrung 17 einen Anschlag für das Ende 16 der Hülse 15.
  • Schmiedetechnisch materialeinheitlich einstückig am Grundkörper 10 sind weiterhin Injektorflansche 19, 20 ausgebildet. Die Injektorflansche 19, 20 sind ebenso wie die Flanschabschnitte 14 der Verbindungsstücke 12, 13 spanend bearbeitet. In den Injektorflanschen 19, 20 sind die Injektoranschlüsse 4, 5 mit den notwendigen Verbindungsbohrungen ausgebildet.
  • An der der Hülse 15 gegenüberliegenden Seite 21 des Flanschabschnitts 14 ist eine Spannfläche 22 für ein Montageelement, insbesondere einen Schraubenkopf, ausgebildet. Die Injektorflansche 19, 20 weisen obere und untere Planflächen 23, 24 auf. Ferner sind in die Injektorflansche 19, 20 Montageöffnungen 25 eingebracht.
  • Man erkennt des Weiteren insbesondere an den Darstellungen der Figuren 2 und 3, dass die in der Bildebene hinteren Flanschabschnitte 14 der Verbindungsstücke 13 und die Injektorflansche 20 ineinander übergehen.
  • Die Hülsen 15 der Verbindungsstücke 12, 13 überbrücken die Distanz zwischen dem Druckspeicherrohr 2 und einem Motorblock. Die Flanschabschnitte 14 am Grundkörper 10 sind zweckentsprechend kompakt ausgeformt. Lang vom Grundkörper 10 abstehende, schmiedetechnisch hergestellte Verbindungsstreben werden vermieden. Hierdurch wird Gewicht eingespart und insbesondere die mechanische Bearbeitung des Grundkörpers 10 erleichtert.
    • Bezugszeichen:
    • 1
    - Kraftstoffverteiler
    2
    - Druckspeicherrohr
    3
    - Kraftstoffeinlass
    4
    - Injektoranschluss
    5
    - Injektoranschluss
    6
    - Ende von 2
    7
    - Drucksensor
    8
    - Ende von 2
    9
    - Verschlussstopfen
    10
    - Grundkörper
    11
    - Längshohlraum
    12
    - Verbindungsstück
    13
    - Verbindungsstück
    14
    - Flanschabschnitt
    15
    - Hülse
    16
    - Ende von 15
    17
    - Bohrung
    18
    - Stufe von 17
    19
    - Injektorflansch
    20
    - Injektorflansch
    21
    - Seite von 14
    22
    - Spannfläche
    23
    - Planfläche
    24
    - Planfläche
    25
    - Montageöffnung

Claims (6)

  1. Kraftstoffverteiler, welcher ein Druckspeicherrohr (2) zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff aufweist, wobei das Druckspeicherrohr (2) einen geschmiedeten Grundkörper (10) mit einem Längshohlraum (11) besitzt und am Druckspeicherrohr (2) zumindest ein Verbindungsstück (12, 13) vorgesehen ist zur Montage des Druckspeicherrohrs (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (12, 13) einen am Grundkörper (10) materialeinheitlich einstückig ausgebildeten Flanschabschnitt (14) und eine Hülse (15) umfasst, wobei die Hülse (15) mit ihrem grundkörperseitigen Ende (16) in eine Bohrung (17) im Flanschabschnitt (14) eingepresst ist.
  2. Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (17) im Flanschabschnitt (14) gestuft ist.
  3. Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stufe (18) in der Bohrung (17) im Flanschabschnitt (14) einen Anschlag für das Ende (16) der Hülse (15) bildet.
  4. Kraftstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (14) an seiner der Hülse (15) gegenüberliegenden Seite (21) eine Spannfläche (22) für ein Montageelement, insbesondere einen Schraubenkopf, aufweist.
  5. Kraftstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (10) zumindest ein Injektorflansch (19, 20) materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist.
  6. Kraftstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (14) des Verbindungsstücks (13) und der Injektorflansch (20) ineinander übergehen.
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