EP3592968A1 - Rohrleitungsabschnitt einer common-rail-leitung und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Rohrleitungsabschnitt einer common-rail-leitung und verfahren zu dessen herstellung

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EP3592968A1
EP3592968A1 EP18707683.1A EP18707683A EP3592968A1 EP 3592968 A1 EP3592968 A1 EP 3592968A1 EP 18707683 A EP18707683 A EP 18707683A EP 3592968 A1 EP3592968 A1 EP 3592968A1
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EP
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tube
adapter
opening
pipe
peripheral surface
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EP18707683.1A
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Jack Schwarz
Wolfgang Schütz
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GKN Powder Metallurgy Engineering GmbH
Original Assignee
GKN Sinter Metals Engineering GmbH
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F3/115—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by spraying molten metal, i.e. spray sintering, spray casting
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    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
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    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8061—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving press-fit, i.e. interference or friction fit

Definitions

  • the present invention relates to a pipe section of a common rail line, which is provided for high pressure injection of a fluid and two methods for producing a pipe section, in particular for the production of the proposed pipe section.
  • Common rail lines have long been known, in particular as part of injection systems for a fuel in internal combustion engines, in particular in diesel engines.
  • common rail lines are subjected to high pressures, through which the fluid is transported into the combustion chambers of the internal combustion engines.
  • Common rail lines are usually connected to a plurality of injection nozzles, via which in particular a plurality of combustion chambers are supplied with fluid.
  • pressures of at least 200 bar, in particular of at least 1,000 bar and preferably of at least 2,000 bar are achieved, which act on the common rail line. It is mandatory to ensure a tightness of the common rail line permanently.
  • a common rail line comprises, in particular, at least one first pipe with a first pipe and one or more adapters, one or more injectors being fluidly connected to the first pipe via each adapter.
  • First pipe and the adapter are usually connected by solder joints or welds cohesively together. About the solder joint or the weld while the strength and tightness of the connection of adapter and tube is guaranteed.
  • the object of the invention is therefore to at least partially solve the problems existing with reference to the prior art and in particular to provide a pipe tion section of a common rail line and to provide a method for producing a pipe section in which a cohesive connection of adapter and first pipe via a soldering or welding process is not required to ensure on the one hand the strength of the connection and on the other hand, the tightness of the connection ,
  • a pipe section contributes to a common rail line, which is provided for high pressure injection of a fluid.
  • the pipe section has at least a first pipe and an adapter.
  • the first tube has a wall and extends at least along an axial direction.
  • the wall has an inner circumferential surface and an outer peripheral surface and encloses a first conduit.
  • the adapter has a fitting and a second tube, wherein the fitting extends annularly around the first tube and is disposed on the outer peripheral surface.
  • a second line formed by the second tube is fluidly connected via a first opening in the first tube and a second opening in the connecting piece with the first line.
  • At least the adapter is made by a metal powder injection molding process.
  • Metal powder injection molding (MIM) metal injection molding has been known for a long time.
  • the metal powder injection molding process comprises at least the following steps: feedstock production, injection molding, debindering and sintering.
  • the sintered component can then be subjected to an aftertreatment.
  • feedstock production is a fine metal powder, eg. As iron powder (and possibly additional other powdered additives, possibly nickel or chromium, etc.) mixed with an organic binder to a homogeneous mass that can be processed in an injection molding process analogous to the plastic processing.
  • This metal / plastic mixture is called Feedstock.
  • the connecting piece of the adapter with the outer peripheral surface of the first tube forms an at least non-positive connection.
  • Positive connections require a normal force on the surfaces to be joined together. Their mutual displacement is prevented, as long as the counter-force caused by the static friction is not exceeded.
  • This z. B the adapter produced by a metal powder injection molding, wherein the first tube is made independently of the adapter and possibly by other methods.
  • the sintered component here at least the adapter, in particular has a residual porosity of at most 5%, preferably of at most 3%, and is gas-tight.
  • the component shrinks by at least 10% and at most 20%, in particular between 12% and 16%. In the present case, this shrinkage is used to produce the frictional connection.
  • the required dimensions of the components, in particular of the adapter or of the connection piece and in particular for the injection molding are designed with regard to the shrinkage during sintering.
  • Cohesive connections are all compounds in which the connection partners are held together by atomic or molecular forces. They are at the same time non-detachable connections, which can only be separated by destruction of the connecting means.
  • the adapter and the first tube are connected to each other in addition to the at least non-positive connection at least by a positive connection.
  • the positive connection only serves an alignment of the components to each other during the manufacturing process.
  • the required strength of the connection in the sintered assembly, consisting of the first tube and the adapter is ensured exclusively by the at least frictional (possibly additionally cohesive) connection.
  • Form-fitting connections are created by the interaction of at least two connection partners. As a result, the connection partners can not solve without or with interrupted power transmission. In other words, in the case of a positive connection, one connection partner gets in the way of the other.
  • the positive connection is formed by a projection on the adapter, which surrounds the second opening and extends into the first opening.
  • the adapter can be pushed onto the first tube before sintering.
  • Over the projection and the first opening of the adapter can be positioned in a predetermined position to the first tube.
  • a maximum clearance between the projection and the first opening is at most 0.5 millimeter, preferably at most 0.2 millimeter, so that accurate positioning can be ensured.
  • the play is formed in particular by the different diameters of the projection and the first opening. For a game of no more than 0.5 millimeters, the diameters differ by no more than 0.5 millimeters.
  • the adapter and the first tube are fluid-tightly connected to each other via the outer circumferential surface, wherein the fluid-tight seal exclusively Lich on the non-positive connection (or additionally cohesive connection) between the first tube and the connector is ensured.
  • the adapter and the first tube are fluid-tightly connected to each other via the outer circumferential surface, wherein the fluid-tight seal is ensured via the non-positive connection and additionally via an additional sealing means.
  • solder material is used as an additional sealant, which is applied in particular in the region of the frictional connection prior to sintering.
  • solder material in particular only the sealing effect is ensured.
  • the majority of the required strength of the connection of the adapter and the first tube is ensured here in particular via the non-positive connection (or via the additional cohesive connection of the adapter and the first tube).
  • the first tube and the adapter are produced as a (common, one-piece) assembly by a metal powder injection molding process, wherein the first tube and the adapter are materially connected to each other.
  • the cohesive connection is formed by the fact that the first tube and the adapter are already made in the injection molding as a one-piece, cohesively interconnected assembly.
  • Such a one-piece assembly has obvious advantages in terms of the manufacturing process since only one manufacturing process is involved. is set and an at least non-positive, fluid-tight connection does not have to be generated first.
  • the method comprises at least the following steps: a) providing a first tube, the first tube having a wall and extending at least along an axial direction; wherein the wall has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface and encloses a first conduit;
  • the adapter having a sleeve-like fitting for receiving the first tube and a second tube, the adapter having a second opening;
  • the first tube has at least one first opening in the wall, wherein in step d) a second line formed by the second tube is fluidly connected via the first opening in the first tube and the second opening in the connecting piece to the first line becomes.
  • the adapter and the first tube in addition to the frictional (and optionally additionally cohesive) connection, at least by a positive a positive connection connected to each other, wherein the positive connection is formed by a projection on the adapter, which surrounds the second opening; wherein the fitting is positioned on the first tube in step c) such that the protrusion extends into the first opening; wherein the projection in step c) is used to align the adapter with the first tube.
  • a sealing agent is applied in the region between the connection piece and the outer circumferential surface before step d), wherein the sealing means ensures a fluid-tight seal of the connection between the adapter and the first pipe over the outer peripheral surface.
  • a further method is proposed for producing a pipeline section of a common rail line which is provided for high-pressure injection of a fluid, in particular for producing the above-described one-piece pipeline section.
  • the method comprises at least the following steps:
  • the pipe section having at least a first pipe and an adapter as a one-piece assembly by a metal powder injection molding method; wherein the first tube has a wall and extends at least along an axial direction; wherein the wall has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface and encloses a first conduit; the adapter having a fitting and a second pipe; wherein the fitting extends annularly around the first tube; wherein a second conduit formed by the second conduit is fluidly connected to the first conduit via a first opening in the first conduit and a second opening in the attachment;
  • FIG. 1 shows a first embodiment variant of a pipe section in a side view in section
  • Fig. 2 a second embodiment of a pipe section in a side view in section.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a pipe section 1 in a side view in section.
  • the pipe section 1 has a first pipe 3 and an adapter 4.
  • the first tube 3 has a wall 6 and extends at least along an axial direction 7.
  • the wall 6 has an inner circumferential surface 8 and an outer peripheral surface 9 and encloses a first conduit 10.
  • the adapter 4 has a connecting piece 11 and a second tube 12, wherein the connecting piece 11 in an annular manner the first tube 3 is stretched and arranged on the outer circumferential surface 9.
  • a second line 13 formed by the second tube 12 is fluidly connected to the first line 10 via a first opening 14 in the first tube 3 and a second opening 15 in the connection piece 11.
  • the adapter 4 is manufactured by a metal powder injection molding process.
  • Fig. 1 the process for producing the pipe section 1 of a common rail line 2 is also shown.
  • step a) the first tube 3 is provided.
  • step b) a one-piece adapter 4 is produced and provided by a metal powder injection molding process (see left-hand illustration of the adapter 4).
  • step c) the adapter 4 with the sleeve-like connecting piece 11 is pushed onto the first tube 3, so that the connecting piece 11 extends annularly around the first tube 3 and forms an assembly 19 (see left-hand illustration of FIG. 1).
  • step d) the assembly 19 is sintered, wherein the adapter 4 is shrunk onto the outer peripheral surface 9 of the first tube 3 with the sleeve-like connecting piece 11 and thus forms a non-positive connection 5 (possibly additionally cohesive connection) (see right illustration of FIG Fig. 1).
  • the first tube 3 has before step c) in the wall 6, a first opening 14, wherein in step d) formed by the second tube 12 second conduit 13 via the first opening 14 in the first tube 3 and the second opening 15 in the connection piece 11 is fluidly connected to the first conduit 10.
  • the adapter 4 and the first tube 3 are fluid-tightly connected to each other via the outer peripheral surface 9, wherein the fluid-tight seal exclusively is ensured by the frictional (possibly additionally cohesive) connection 5 between the first tube 3 and the connecting piece 11.
  • Fig. 1 can be used in addition to the representation of the one-piece produced Rohr Obersab- section 1.
  • the right-hand illustration of the pipe section 1 in FIG. 1 shows that the first pipe 3 and the adapter 4 are produced as a (common, one-piece) assembly by a metal powder injection molding process, with the first pipe 3 and the adapter 4 being materially connected to one another.
  • the cohesive connection is formed by the fact that the first tube 3 and the adapter 4 are already made in the injection molding as a one-piece, cohesively interconnected assembly 19.
  • the indicated dividing lines between the adapter 4 and the first tube 3 illustrate only the components described separately (adapter 4 and first tube 3), which, however, are actually executed together without a recognizable separation in the structure together in one piece.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a pipe section 1 in a side view in section.
  • the adapter 4 and the first tube 3 are connected to one another at least by a positive connection 16 in addition to the non-positive (optionally additionally cohesive) connection 5.
  • the positive connection 16 is used exclusively to align the components (first tube 3, adapter 4) to one another during the manufacturing process.
  • the required strength of the connection in the sintered assembly 19, consisting of the first tube 3 and the adapter 4 is exclusive ensured by the non-positive (possibly additionally cohesive) connection 5.
  • the positive connection 16 is formed by a projection 17 on the adapter 4, which surrounds the second opening 15 and extends into the first opening 14 inside.
  • the adapter 4 can be pushed onto the first tube 3 before sintering (see left illustration of the adapter 4). Via the projection 17 and the first opening 14, the adapter 4 can be positioned in a predetermined position relative to the first tube 3. Between the projection 17 and the first opening 14 is for a game 20 (a clearance fit) before, so that an accurate positioning can be ensured.
  • the second embodiment variant additionally differs by the following feature:
  • the adapter 4 and the first tube 3 are fluid-tightly connected to each other via the outer circumferential surface 9, wherein the fluid-tight seal via the non-positive (possibly additionally cohesive) compound 5 and additionally via a additional sealant 18 is ensured.
  • solder material is used, which is applied before sintering in the region of the frictional connection 5 (see left illustration of the pipe section 1). By the solder material only the sealing effect is ensured. The majority of the required strength of the connection of the adapter 4 and the first tube 3 is also ensured here via the frictional (possibly additionally cohesive) connection 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rohrleitungsabschnitt (1) einer Common-Rail-Leitung (2), die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist, wobei der Rohrleitungsabschnitt (1) zumindest ein erstes Rohr (3) und einen Adapter (4) aufweist; wobei das erste Rohr (3) eine Wandung (6) aufweist und sich zumindest entlang einer axialen Richtung (7) erstreckt; wobei die Wandung (6) eine Innenumfangsfläche (8) sowie eine Außenumfangsfläche (9) aufweist und eine erste Leitung (10) umschließt; wobei der Adapter (4) ein Anschlussstück (11) und ein zweites Rohr (12) aufweist; wobei sich das Anschlussstück (11) ringförmig um das erste Rohr (3) erstreckt und an der Außenumfangsfläche (9) angeordnet ist; wobei eine durch das zweite Rohr (12) gebildete zweite Leitung (13) über eine erste Öffnung (14) im ersten Rohr (3) und eine zweite Öffnung (15) im Anschlussstück (11) mit der ersten Leitung (10) fluidtechnisch verbunden ist; wobei zumindest der Adapter (4) durch ein Metallpulverspritzgießverfahren hergestellt ist. Die Erfindung betrifft weiter zwei Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts (1).

Description

Rohrleitungsabschnitt einer Common-Rail-Leitung und
Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rohrleitungsabschnitt einer Common- Rail-Leitung, die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist sowie zwei Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts, insbesondere zur Herstellung des vorgeschlagenen Rohrleitungsabschnitts.
Common-Rail-Leitungen sind seit langem bekannt, insbesondere als Teil von Ein- spritzanlagen für einen Kraftstoff in Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in Diesel-Motoren. Dabei werden Common-Rail-Leitungen mit hohen Drücken beaufschlagt, durch die das Fluid in die Brennkammern der Verbrennungskraftmaschinen transportiert werden. Common-Rail-Leitungen sind üblicherweise mit mehreren Einspritzdüsen verbunden, über die insbesondere mehrere Brennkammern mit Fluid versorgt werden. Dabei werden Drücke von mindestens 200 bar, insbesondere von mindestens 1.000 bar und bevorzugt von mindestens 2.000 bar erreicht, die die Common-Rail-Leitung beaufschlagen. Dabei ist eine Dichtheit der Common-Rail-Leitung zwingend dauerhaft sicherzustellen.
Eine Common-Rail-Leitung umfasst insbesondere zumindest ein erstes Rohr mit einer ersten Leitung und einen oder mehrere Adapter, wobei über jeden Adapter eine oder mehrere Einspritzdüsen mit der ersten Leitung fluidtechnisch verbunden sind. Erstes Rohr und die Adapter werden bisher üblicherweise über Lotverbindungen oder über Schweißverbindungen stoffschlüssig miteinander verbunden. Über die Lotverbindung bzw. die Schweißverbindung wird dabei die Festigkeit und die Dichtheit der Verbindung von Adapter und Rohr gewährleistet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik vorhandenen Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Rohrlei- tungsabschnitt einer Common-Rail-Leitung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts bereitzustellen, bei denen eine stoffschlüssige Verbindung von Adapter und erstem Rohr über ein Lot- oder Schweiß verfahren nicht erforderlich ist, um einerseits die Festigkeit der Verbindung und andererseits die Dichtheit der Verbindung sicherzustellen.
Diese Aufgaben werden gelöst mit dem Rohrleitungsabschnitt gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit Verfahren gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 8 und 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Rohrleitungs- abschnitts und der Verfahren sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Hierzu trägt ein Rohrleitungsabschnitt einer Common-Rail-Leitung bei, die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist. Der Rohrleitungsabschnitt weist zumindest ein erstes Rohr und einen Adapter auf. Das erste Rohr weist eine Wandung auf und erstreckt sich zumindest entlang einer axialen Richtung. Die Wandung weist eine Innenumfangsfläche sowie eine Außenumfangsfläche auf und umschließt eine erste Leitung. Der Adapter weist ein Anschlussstück und ein zweites Rohr auf, wobei sich das Anschlussstück ringförmig um das erste Rohr erstreckt und an der Außenumfangsfläche angeordnet ist. Eine durch das zweite Rohr gebildete zweite Leitung ist über eine erste Öffnung im ersten Rohr und eine zweite Öffnung im Anschlussstück mit der ersten Leitung fluidtechnisch verbunden. Zumindest der Adapter ist durch ein Metallpulverspritzgießverfahren hergestellt. Metallpulverspritzgießverfahren (MIM-Metal-Injection-Molding) sind seit langem bekannt. Das Metallpulverspritzgießverfahren umfasst insbesondere zumindest die folgenden Schritte: Feedstockproduktion, Spritzgießen, Entbindern und Sintern. Das gesinterte Bauteil kann anschließend noch einer Nachbehandlung unterzogen werden. Bei der Feedstockproduktion wird ein feines Metallpulver, z. B. Eisenpulver (und ggf. zusätzliche andere pulverförmige Zusätze, ggf. Nickel oder Chrom etc.) mit einem organischen Binder zu einer homogenen Masse vermischt, die analog zur Kunststoffverarbeitung in einem Spritzgussprozess verarbeitet werden kann. Diese Metall-/Kunststoffmischung nennt man Feedstock. Bei dem nachfolgenden Spritzgießen wird dieser Feedstock in verflüssigter Form (üblicherweise bei erhöhter Temperatur) in ein geschlossenes Werkzeug eingespritzt, wo er durch gezielte Temperaturführung die Form (Kavität) erst komplett ausfüllt und anschließend plastifiziert. Der so entstandene Formkörper (Grünling) weist schon alle typischen geometrischen Merkmale des fertigen Bauteils auf. Bei dem nachfolgenden Entbindern wird der Binder nach Entnahme des Grünlings aus der Spritzgussmaschine in einem zweistufigen Prozess, der Entbinderung, wieder ent- fernt. Es entsteht ein rein metallisches Bauteil. Der nach dem Entbindern zurückbleibende poröse Formkörper, nun Bräunling genannt, wird durch Sintern bei hoher Temperatur zu einem Bauteil mit seinen endgültigen geometrischen und mechanischen Eigenschaften verdichtet. Bei der Common-Rail-Leitung werden insbesondere über jeden Adapter eine oder mehrere Einspritzdüsen mit der ersten Leitung fluidtechnisch verbunden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet das Anschlussstück des Adapters mit der Außenumfangsfläche des ersten Rohrs eine zumindest kraftschlüssige Verbindung aus. Kraftschlüssige Verbindungen setzen eine Normal-Kraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegenseitige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegen-Kraft nicht überschritten wird.
Dabei wird z. B. der Adapter durch ein Metallpulverspritzgießverfahren hergestellt, wobei das erste Rohr unabhängig vom Adapter und ggf. durch andere Verfahren hergestellt ist. Das gesinterte Bauteil, hier zumindest der Adapter, weist insbesondere eine Restporosität von höchstens 5 %, bevorzugt von höchstens 3 % auf und ist gasdicht. Während des Sinterns erfolgt eine Schrumpfung des Bauteils um mindestens 10 % und höchstens 20 %, insbesondere zwischen 12 % und 16 %. Vorliegend wird diese Schrumpfung zur Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung genutzt. Dafür werden die erforderlichen Abmessungen der Bauteile, insbesondere des Adapters bzw. des Anschlussstückes und insbesondere für das Spritzgießen, im Hinblick auf die Schrumpfung während des Sinterns ausgelegt. Durch die Schrumpfung wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Adapter und erstem Rohr gebildet, die zumindest die erforderliche Festigkeit der Verbindung bei der gesinterten Baugruppe, bestehend aus dem ersten Rohr und dem Adapter, gewährleistet. Insbesondere entsteht durch das Sintern des Adapters zusätzlich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Adapter und dem erstem Rohr.
Stoffschlüssige Verbindungen werden alle Verbindungen genannt, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Sie sind gleichzeitig nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen. Insbesondere sind der Adapter und das erste Rohr zusätzlich zu der zumindest kraftschlüssigen Verbindung zumindest durch eine formschlüssige Verbindung miteinander verbunden. Bevorzugt dient die formschlüssige Verbindung ausschließlich einer Ausrichtung der Bauteile zueinander während des Herstellungs- Verfahrens. Insbesondere wird die erforderliche Festigkeit der Verbindung bei der gesinterten Baugruppe, bestehend aus dem ersten Rohr und dem Adapter, ausschließlich durch die zumindest kraftschlüssige (ggf. zusätzlich stoffschlüssige) Verbindung gewährleistet. Formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die formschlüssige Verbindung durch einen Vorsprung am Adapter gebildet, der die zweite Öffnung umgibt und sich in die erste Öffnung hinein erstreckt. Insbesondere kann so der Adapter vor dem Sintern auf das erste Rohr aufgeschoben werden. Über den Vorsprung und die erste Öffnung kann der Adapter in einer vorbestimmten Lage zum ersten Rohr positioniert werden. Insbesondere beträgt ein maximales Spiel zwischen dem Vorsprung und der ersten Öffnung höchstens 0,5 Millimeter, bevorzugt höchstens 0,2 Millimeter, so dass eine genaue Positionierung sichergestellt werden kann. Das Spiel wird insbesondere durch die unterschiedlichen Durchmesser des Vorsprungs und der ersten Öffnung gebildet. Für ein Spiel von höchstens 0,5 Millimeter unterscheiden sich die Durchmesser um höchstens 0,5 Millimeter.
Insbesondere sind der Adapter und das erste Rohr über die Außenumfangsfläche fluiddicht miteinander verbunden, wobei die fluiddichte Abdichtung ausschließ- lieh über die kraftschlüssige Verbindung (bzw. zusätzlich stoffschlüssige Verbindung) zwischen dem ersten Rohr und dem Anschlussstück sichergestellt ist. Damit ist gewährleistet, dass ein durch die Common-Rail-Leitung gefördertes Fluid nur über die erste Öffnung und die zweite Öffnung in das zweite Rohr einströmen kann, wobei ein Durchtritt des Fluids über die kraftschlüssige Verbindung verhindert wird.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind der Adapter und das erste Rohr über die Außenumfangsfläche fluiddicht miteinander verbunden, wobei die fluiddichte Abdichtung über die kraftschlüssige Verbindung und zusätzlich über ein zusätzliches Dichtmittel sichergestellt wird.
Insbesondere wird als zusätzliches Dichtmittel ein Lotmaterial eingesetzt, das insbesondere vor dem Sintern in dem Bereich der kraftschlüssigen Verbindung aufgetragen wird. Durch das Lotmaterial wird insbesondere ausschließlich die Dichtwirkung sichergestellt. Der größte Teil der erforderlichen Festigkeit der Verbindung von Adapter und erstem Rohr wird auch hier insbesondere über die kraftschlüssige Verbindung (oder über die zusätzliche stoffschlüssige Verbindung von Adapter und erstem Rohr) sichergestellt.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung sind das erste Rohr und der Adapter als (gemeinsame, einteilige) Baugruppe durch ein Metallpulver- spritzgießverfahren hergestellt, wobei das erste Rohr und der Adapter stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die stoffschlüssige Verbindung wird dadurch gebildet, dass das erste Rohr und der Adapter bereits bei dem Spritzgießen als einteilige, stoffschlüssig miteinander verbundene Baugruppe hergestellt werden.
Eine solche einteilig hergestellte Baugruppe weist offensichtliche Vorteile hinsichtlich des Herstellungsverfahrens auf, da nur ein Herstellungsverfahren einge- setzt wird und eine zumindest kraftschlüssige, fluiddichte Verbindung nicht erst erzeugt werden muss.
Es wird zudem ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts einer Common-Rail-Leitung, die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist, vorgeschlagen, insbesondere zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Rohrleitungsabschnitts. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Rohrs, wobei das erste Rohr eine Wandung aufweist und sich zumindest entlang einer axialen Richtung erstreckt; wobei die Wandung eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche aufweist und eine erste Leitung umschließt;
b) Herstellen zumindest eines einteiligen Adapters durch ein Metallpulver- spritzgießverfahren; wobei der Adapter ein hülsenartiges Anschlussstück zur Aufnahme des ersten Rohres und ein zweites Rohr aufweist, wobei der Adapter eine zweite Öffnung aufweist;
c) Aufschieben des hülsenartigen Anschlussstückes auf das erste Rohr, so dass das Anschlussstück sich ringförmig um das erste Rohr erstreckt und Bilden einer Baugruppe;
d) Sintern der Baugruppe; wobei der Adapter mit dem hülsenartigen Anschlussstück auf die Außenumfangsfläche des ersten Rohrs aufgeschrumpft wird und so eine zumindest kraftschlüssige Verbindung (und ggf. zusätzlich stoffschlüssige Verbindung) ausbildet.
Insbesondere weist das erste Rohr vor Schritt c) in der Wandung zumindest eine erste Öffnung auf, wobei in Schritt d) eine durch das zweite Rohr gebildete zweite Leitung über die erste Öffnung im ersten Rohr und die zweite Öffnung im Anschlussstück mit der ersten Leitung fluidtechnisch verbunden wird.
Bevorzugt werden der Adapter und das erste Rohr zusätzlich zu der kraftschlüssigen (und ggf. zusätzlich stoffschlüssigen) Verbindung zumindest durch eine form- schlüssige Verbindung miteinander verbunden, wobei die formschlüssige Verbindung durch einen Vorsprung am Adapter gebildet ist, der die zweite Öffnung umgibt; wobei das Anschlussstück in Schritt c) auf dem ersten Rohr so angeordnet wird, dass sich der Vorsprung in die erste Öffnung hinein erstreckt; wobei der Vorsprung in Schritt c) zur Ausrichtung des Adapters zum ersten Rohr verwendet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird vor Schritt d) ein Dichtmittel im Bereich zwischen dem Anschlussstück und der Außenumfangsfläche aufgetragen, wobei das Dichtmittel eine fluiddichte Abdichtung der Verbindung von Adapter und erstem Rohr über die Außenumfangsfläche gewährleistet.
Es wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts einer Common-Rail-Leitung, die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist, vorgeschlagen, insbesondere zur Herstellung des vorstehend beschriebenen einteilig ausgeführten Rohrleitungsabschnitts. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
(1) Herstellen des Rohrleitungsabschnitt, der zumindest ein erstes Rohr und einen Adapter als einteilige Baugruppe aufweist, durch ein Metallpulver- spritzgießverfahren; wobei das erste Rohr eine Wandung aufweist und sich zumindest entlang einer axialen Richtung erstreckt; wobei die Wandung eine Innenumfangsfläche sowie eine Außenumfangsfläche aufweist und eine erste Leitung umschließt; wobei der Adapter ein Anschlussstück und ein zweites Rohr aufweist; wobei sich das Anschlussstück ringförmig um das erste Rohr erstreckt; wobei eine durch das zweite Rohr gebildete zweite Leitung über eine erste Öffnung im ersten Rohr und eine zweite Öffnung im Anschlussstück mit der ersten Leitung fluidtechnisch verbunden ist;
(2) Sintern der Baugruppe. Die Ausführungen zu dem Rohrleitungsabschnitt gelten in gleicher Weise für die vorgeschlagenen Verfahren und umgekehrt.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste",„zwei- te",„dritte",...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
Die Erfindung, sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 : eine erste Ausführungsvariante eines Rohrleitungsabschnitts in einer Seitenansicht im Schnitt; und Fig. 2: eine zweite Ausführungsvariante eines Rohrleitungsabschnitts in einer Seitenansicht im Schnitt.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Rohrleitungsabschnitts 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Der Rohrleitungsabschnitt 1 weist ein erstes Rohr 3 und einen Adapter 4 auf. Das erste Rohr 3 weist eine Wandung 6 auf und erstreckt sich zumindest entlang einer axialen Richtung 7. Die Wandung 6 weist eine In- nenumfangsfläche 8 sowie eine Außenumfangsfläche 9 auf und umschließt eine erste Leitung 10. Der Adapter 4 weist ein Anschlussstück 11 und ein zweites Rohr 12 auf, wobei sich das Anschlussstück 11 ringförmig um das erste Rohr 3 er- streckt und an der Außenumfangsfläche 9 angeordnet ist. Eine durch das zweite Rohr 12 gebildete zweite Leitung 13 ist über eine erste Öffnung 14 im ersten Rohr 3 und eine zweite Öffnung 15 im Anschlussstück 11 mit der ersten Leitung 10 fluidtechnisch verbunden. Der Adapter 4 ist durch ein Metallpulverspritzgießver- fahren hergestellt.
In Fig. 1 ist zudem das Verfahren zur Herstellung des Rohrleitungsabschnitts 1 einer Common-Rail-Leitung 2 dargestellt. Gemäß Schritt a) wird das erste Rohr 3 bereitgestellt. Gemäß Schritt b) wird ein einteiliger Adapter 4 durch ein Metall- pulverspritzgießverfahren hergestellt und bereitgestellt (siehe linke Darstellung des Adapters 4). In Schritt c) wird der Adapter 4 mit dem hülsenartigen Anschlussstück 11 auf das erste Rohr 3 aufgeschoben, so dass das Anschlussstück 11 sich ringförmig um das erste Rohr 3 erstreckt und eine Baugruppe 19 bildet (siehe linke Darstellung der Fig. 1). In Schritt d) wird die Baugruppe 19 gesintert, wobei der Adapter 4 mit dem hülsenartigen Anschlussstück 11 auf die Außenum- fangsfläche 9 des ersten Rohrs 3 aufgeschrumpft wird und so eine kraftschlüssige Verbindung 5 (ggf. zusätzlich stoffschlüssige Verbindung) ausbildet (siehe rechte Darstellung der Fig. 1).
Das erste Rohr 3 weist vor Schritt c) in der Wandung 6 eine erste Öffnung 14 auf, wobei in Schritt d) eine durch das zweite Rohr 12 gebildete zweite Leitung 13 über die erste Öffnung 14 im ersten Rohr 3 und die zweite Öffnung 15 im Anschlussstück 11 mit der ersten Leitung 10 fluidtechnisch verbunden wird.
Der Adapter 4 und das erste Rohr 3 sind über die Außenumfangsfläche 9 fluid- dicht miteinander verbunden, wobei die fluiddichte Abdichtung ausschließlich über die kraftschlüssige (ggf. zusätzlich stoffschlüssige) Verbindung 5 zwischen dem ersten Rohr 3 und dem Anschlussstück 11 sichergestellt ist. Damit ist gewährleistet, dass ein durch die Common-Rail-Leitung gefördertes Fluid nur über die erste Öffnung 14 und die zweite Öffnung 15 in das zweite Rohr 12 einströmen kann, wobei ein Durchtritt des Fluids über die kraftschlüssige (ggf. zusätzlich stoffschlüssige) Verbindung 5 verhindert wird (siehe rechte Darstellung der Fig.
1)·
Fig. 1 kann zusätzlich zur Darstellung des einteilig hergestellten Rohrleitungsab- Schnitts 1 herangezogen werden. Dabei zeigt die rechte Darstellung des Rohrleitungsabschnitts 1 in Fig. 1 , dass das erste Rohr 3 und der Adapter 4 als (gemeinsame, einteilige) Baugruppe durch ein Metallpulverspritzgießverfahren hergestellt sind, wobei das erste Rohr 3 und der Adapter 4 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die stoffschlüssige Verbindung wird dadurch gebildet, dass das erste Rohr 3 und der Adapter 4 bereits bei dem Spritzgießen als einteilige, stoffschlüssig miteinander verbundene Baugruppe 19 hergestellt werden. Die angedeuteten Trennlinien zwischen dem Adapter 4 und dem ersten Rohr 3 verdeutlichen hier nur die einzeln beschriebenen Bauteile (Adapter 4 und erstes Rohr 3), die allerdings tatsächlich ohne eine erkennbare Trennung im Gefüge zusammen einteilig ausgeführt sind.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines Rohrleitungsabschnitts 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird Bezug genommen. Im Unterschied zu Fig. 1 sind hier der Adapter 4 und das erste Rohr 3 zusätzlich zu der kraftschlüssigen (ggf. zusätzlich stoffschlüssigen) Verbindung 5 zumindest durch eine formschlüssige Verbindung 16 miteinander verbunden. Dabei dient die formschlüssige Verbindung 16 ausschließlich einer Ausrichtung der Bauteile (erstes Rohr 3, Adapter 4) zueinander während des Herstellungsverfahrens. Die erforderliche Festigkeit der Verbindung bei der gesinterten Baugruppe 19, bestehend aus dem ersten Rohr 3 und dem Adapter 4, wird ausschließlich durch die kraftschlüssige (ggf. zusätzlich stoffschlüssige) Verbindung 5 gewährleistet.
Die formschlüssige Verbindung 16 wird durch einen Vorsprung 17 am Adapter 4 gebildet, der die zweite Öffnung 15 umgibt und sich in die erste Öffnung 14 hinein erstreckt. Der Adapter 4 kann vor dem Sintern auf das erste Rohr 3 aufgeschoben werden (siehe linke Darstellung des Adapters 4). Über den Vorsprung 17 und die erste Öffnung 14 kann der Adapter 4 in einer vorbestimmten Lage zum ersten Rohr 3 positioniert werden. Zwischen dem Vorsprung 17 und der ersten Öffnung 14 liegt dafür ein Spiel 20 (eine Spielpassung) vor, so dass eine genaue Positionierung sichergestellt werden kann.
Die zweite Ausführungsvariante unterscheidet sich zusätzlich durch das folgende Merkmal: Hier sind der Adapter 4 und das erste Rohr 3 über die Außenumfangs- fläche 9 fluiddicht miteinander verbunden, wobei die fluiddichte Abdichtung über die kraftschlüssige (ggf. zusätzlich stoffschlüssige) Verbindung 5 und zusätzlich über ein zusätzliches Dichtmittel 18 sichergestellt wird.
Als zusätzliches Dichtmittel 18 wird ein Lotmaterial eingesetzt, das vor dem Sin- tern in dem Bereich der kraftschlüssigen Verbindung 5 aufgetragen wird (siehe linke Darstellung des Rohrleitungsabschnitts 1). Durch das Lotmaterial wird ausschließlich die Dichtwirkung sichergestellt. Der größte Teil der erforderlichen Festigkeit der Verbindung von Adapter 4 und erstem Rohr 3 wird auch hier über die kraftschlüssige (ggf. zusätzlich stoffschlüssige) Verbindung 5 sichergestellt.
Bezugszeichenliste
1 Rohrleitungsabschnitt
2 Common-Rail-Leitung
3 erstes Rohr
4 Adapter
5 kraftschlüssige Verbindung
6 Wandung
7 axiale Richtung
8 Innenumfangs fläche
9 Außenumfangsfläche
10 erste Leitung
11 Anschlussstück
12 zweite Rohr
13 zweite Leitung
14 erste Öffnung
15 zweite Öffnung
16 formschlüssige Verbindung
17 Vorsprung
18 Dichtmittel
19 Baugruppe
20 Spiel

Claims

Patentansprüche
Rohrleitungsabschnitt (1) einer Common-Rail-Leitung
(2), die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist, wobei der Rohrleitungsabschnitt (1) zumindest ein erstes Rohr (3) und einen Adapter (4) aufweist, wobei das erste Rohr (3) eine Wandung (6) aufweist und sich zumindest entlang einer axialen Richtung (7) erstreckt; wobei die Wandung (6) eine Innenumfangsfläche (8) sowie eine Außenumfangsfläche (9) aufweist und eine erste Leitung (10) umschließt; wobei der Adapter (4) ein Anschlussstück (11) und ein zweites Rohr (12) aufweist; wobei sich das Anschlussstück (11) ringförmig um das erste Rohr (3) erstreckt und an der Außenumfangsfläche (9) angeordnet ist; wobei eine durch das zweite Rohr (12) gebildete zweite Leitung (13) über eine erste Öffnung (14) im ersten Rohr (3) und eine zweite Öffnung (15) im Anschlussstück (11) mit der ersten Leitung
(10) fluidtechnisch verbunden ist; wobei zumindest der Adapter (4) durch ein Metallpul verspritzgieß verfahren hergestellt ist.
Rohrleitungsabschnitt (1) nach Patentanspruch 1, wobei das Anschlussstück
(11) des Adapters (4) mit der Außenumfangsfläche (9) des ersten Rohrs (3) eine zumindest kraftschlüssige Verbindung (5) ausbildet.
Rohrleitungsabschnitt (1) nach Patentanspruch 2, wobei der Adapter (4) und das erste Rohr (3) zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung (5) zumindest durch eine formschlüssige Verbindung (16) miteinander verbunden sind.
Rohrleitungsabschnitt (1) nach Patentanspruch 3, wobei die formschlüssige Verbindung (16) durch einen Vorsprung (17) am Adapter (4) gebildet ist, der die zweite Öffnung (15) umgibt und sich in die erste Öffnung (14) hinein erstreckt. Rohrleitungsabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Adapter (4) und das erste Rohr
(3) über die Außenumfangsfläche (9) fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei die fluiddichte Abdichtung ausschließlich über die zumindest kraftschlüssige Verbindung (5) sichergestellt ist.
Rohrleitungsabschnitt (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 4, wobei der Adapter
(4) und das erste Rohr (3) über die Außenumfangsfläche (9) fluiddicht miteinander verbunden sind, wobei die fluiddichte Abdichtung über die zumindest kraftschlüssige Verbindung
(5) und zusätzlich über ein zusätzliches Dichtmittel (18) sichergestellt ist.
Rohrleitungsabschnitt (1) nach Patentanspruch 1, wobei das erste Rohr (3) und der Adapter (4) als eine Baugruppe (19) durch ein Metallpulverspritz- gießverfahren hergestellt sind, wobei das erste Rohr (3) und der Adapter (4) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts (1) einer Common- Rail-Leitung (2), die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist, zumindest umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen eines ersten Rohrs (3), wobei das erste Rohr (3) eine Wandung
(6) aufweist und sich zumindest entlang einer axialen Richtung
(7) erstreckt; wobei die Wandung (6) eine Innenumfangsfläche
(8) und eine Außenumfangsfläche (9) aufweist und eine erste Leitung (10) umschließt;
b) Herstellen zumindest eines einteiligen Adapters (4) durch ein Metall- pulverspritzgießverfahren; wobei der Adapter (4) ein hülsenartiges Anschlussstück (11) zur Aufnahme des ersten Rohres (3) und ein zweites Rohr (12) aufweist; c) Aufschieben des hülsenartigen Anschlussstückes (11) auf das erste Rohr (3), so dass das Anschlussstück (11) sich ringförmig um das erste Rohr (3) erstreckt und Bilden einer Baugruppe (19);
d) Sintern der Baugruppe (19); wobei der Adapter (4) mit dem hülsenar- tigen Anschlussstück (11) auf die Außenumfangs fläche (9) des ersten
Rohrs (3) aufgeschrumpft wird und so eine zumindest kraftschlüssige Verbindung (5) ausbildet.
9. Verfahren nach Patentanspruch 7, wobei das erste Rohr (3) vor Schritt c) in der Wandung (6) zumindest eine erste Öffnung (14) aufweist und wobei das Anschlussstück (11) in Schritt b) mit einer zweiten Öffnung (15) hergestellt wird; wobei in Schritt d) eine durch das zweite Rohr (12) gebildete zweite Leitung (13) über die erste Öffnung (14) im ersten Rohr (3) und die zweite Öffnung (15) im Anschlussstück (11) mit der ersten Leitung (10) fluidtech- nisch verbunden wird.
10. Verfahren nach Patentanspruch 8, wobei der Adapter (4) und das erste Rohr
(3) zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung (5) zumindest durch eine formschlüssige Verbindung (16) miteinander verbunden werden, wobei die formschlüssige Verbindung (16) durch einen Vorsprung (17) am Adapter
(4) gebildet ist, der die zweite Öffnung (15) umgibt; wobei das Anschlussstück (11) in Schritt c) auf dem ersten Rohr (3) so angeordnet wird, dass sich der Vorsprung (17) in die erste Öffnung (14) hinein erstreckt; wobei der Vorsprung (17) in Schritt c) zur Ausrichtung des Adapters (4) zum ersten Rohr (3) verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 7 bis 9, wobei vor Schritt d) ein Dichtmittel (18) im Bereich zwischen dem Anschlussstück (11) und der Außenumfangsfläche (9) aufgetragen wird, wobei das Dicht- mittel (18) eine fluiddichte Abdichtung der Verbindung von Adapter (4) und erstem Rohr (3) über die Außenumfangsfläche (9) gewährleistet. Verfahren zur Herstellung eines Rohrleitungsabschnitts (1) einer Common- Rail-Leitung (2), die zur Hochdruckeinspritzung eines Fluids vorgesehen ist, zumindest umfassend die folgenden Schritte:
(1) Herstellen des Rohrleitungsabschnitt (1), der zumindest ein erstes Rohr (3) und einen Adapter (4) als einteilige Baugruppe (19) aufweist, durch ein Metallpulverspritzgießverfahren; wobei das erste Rohr (3) eine Wandung (6) aufweist und sich zumindest entlang einer axialen Richtung (7) erstreckt; wobei die Wandung (6) eine Innenumfangsflä- che (8) sowie eine Außenumfangsfläche (9) aufweist und eine erste Leitung (10) umschließt; wobei der Adapter (4) ein Anschlussstück (11) und ein zweites Rohr (12) aufweist; wobei sich das Anschlussstück (11) ringförmig um das erste Rohr (3) erstreckt; wobei eine durch das zweite Rohr (12) gebildete zweite Leitung (13) über eine erste Öffnung (14) im ersten Rohr (3) und eine zweite Öffnung (15) im Anschlussstück (11) mit der ersten Leitung (10) fluidtechnisch verbunden ist;
(2) Sintern der Baugruppe (19).
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