EP4038269A1 - Komponente für eine einspritzanlage, insbesondere brennstoffverteilerleiste, einspritzanlage und verfahren zur herstellung solch einer komponente - Google Patents

Komponente für eine einspritzanlage, insbesondere brennstoffverteilerleiste, einspritzanlage und verfahren zur herstellung solch einer komponente

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EP4038269A1
EP4038269A1 EP20785936.4A EP20785936A EP4038269A1 EP 4038269 A1 EP4038269 A1 EP 4038269A1 EP 20785936 A EP20785936 A EP 20785936A EP 4038269 A1 EP4038269 A1 EP 4038269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
forging
base body
component
injection system
fastening element
Prior art date
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Pending
Application number
EP20785936.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Rehwald
Marc Spinner
Husnu Ozpedal
Goekhan Guengoer
Cengiz OTUK
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.)
Bosch Sanayi ve Ticaret AS
Original Assignee
Bosch Sanayi ve Ticaret AS
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Filing date
Publication date
Application filed by Bosch Sanayi ve Ticaret AS filed Critical Bosch Sanayi ve Ticaret AS
Publication of EP4038269A1 publication Critical patent/EP4038269A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • 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
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8053—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving mechanical deformation of the apparatus or parts thereof

Definitions

  • Components for an injection system in particular the fuel rail,
  • the invention relates to a component, in particular a fuel rail, for a fuel injection system, a method for producing a base body for such a component, and an injection system.
  • the invention relates to the field of fuel injection systems, which are preferably used for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines, the fuel rail being arranged, for example, in an engine compartment of a motor vehicle and used for direct injection of fuel into combustion chambers of the internal combustion engine.
  • JP 2018-158372 A it is known to produce a base body for a distributor bar by forging.
  • the material is forged eccentrically, so that several connection elements that are drilled after forging and two fastening elements that are also drilled after forging are formed by forging on the forged base body.
  • the fastening elements formed by forging on the base body and then drilled are of high strength, so that the entire distribution strip can be reliably mounted and fastened with suitable attachments, for example on a cylinder head in an engine compartment.
  • JP 2018-158372 A has the disadvantage that the amount of material to be processed by forging increases by an additional amount of material for the fastening elements.
  • This known implementation of the fastening elements is expensive, especially if the base body is to be made from high-quality steel.
  • the component according to the invention with the features of claim 1 and the injection system according to the invention with the features of claim 7 have the advantage that an improved design and functionality are made possible.
  • a fastening option can be implemented with optimized effort.
  • corresponding advantages and improved production can be achieved.
  • the proposed injection system can in particular be designed as a fuel injection system which is used to inject a fuel or a mixture with at least one fuel.
  • an injection system can serve not only for liquid fluids, but also, if necessary, enable gaseous fluids, in particular combustible gases, to be injected.
  • the fastening element can be formed at least partially by a remnant of a forged burr.
  • a forging burr remainder is created by a special design and combination of forging and a subsequent only partial removal of a forging burr created during forging. Since the forged burr is only partially removed here, a residue remains at at least one point, which is then used to form the fastening element. It is conceivable here that the fastening element is partially predetermined by the forging and only partially formed by such a remnant of a forged burr. However, such a fastening element is preferably formed at least essentially by the remainder of the forging ridge remaining there, as indicated in claim 2.
  • the injection system is designed, for example, as a fuel injection system for motor vehicles, then there is usually the need to fasten the injection system in the engine compartment, in particular on a cylinder head, with high loads occurring.
  • high-strength fastening elements are usually provided on the injection system, via which the fastening to, for example, the Cylinder head takes place.
  • assembly points are also referred to here as assembly points.
  • the assembly points in the case of a fuel distribution rail must therefore withstand high loads, so that they have to be forged, for example.
  • the proposed fastening elements are suitable for lower loads, so that they do not have to be formed by forging.
  • the material for producing a component via the forging process can be cut to length from a round material, for example. The amount of material then results with a certain tolerance.
  • the cut material is placed in a press, which can consist of a lower half of the die and an upper half of the die.
  • the die halves provide a contour for the forging process, which defines the forged shape of the base body. Even at the lower end of the tolerance, it must be possible to fill the contour to 100% during forging. Since the contour for the base body varies locally and can, for example, provide eccentricities or a local additional material requirement, there is usually a locally varying amount of material that is displaced between the die halves into a gap serving to accommodate displaced material.
  • the forging contour can be achieved reliably in one or more forging stages. So that the forging contour is reliably achieved, there is inevitably a forging burr.
  • a major influencing factor on the respective size of the forging burr is the amount of material that varies within the tolerance range due to the cutting to length. Another important influencing variable is the extent of local fluctuations in the amount of material on the base body, which are caused, for example, by eccentricities.
  • An essential aspect of the proposed solution is therefore to produce assembly points only for high loads, such as attachment to a cylinder head, by forging.
  • fastening elements are implemented in the manner proposed.
  • the forging burr which is formed anyway as a result of the process is used in an advantageous manner in order to implement one or more fastening elements.
  • Suitable add-on parts such as a plug, a cable or a cable duct, can then be attached to such fastening elements.
  • the further development according to claim 3 has the advantage that the through opening can be punched out with an existing tool, which can be done together with the rest of the separated forging burr.
  • FIG. 1 shows material with a forging ridge after forging during the manufacture of a component for an injection system designed as a fuel injection system in a schematic illustration corresponding to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows the component which, after further processing, in particular stamping, is produced from the material shown in FIG. 1, in a schematic representation corresponding to the first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a lower die for producing the forged material shown in FIG. 1 for the component according to the first embodiment of the invention
  • FIG. 4 shows the lower die shown in FIG. 3 together with an upper die to illustrate the forging of the material shown in FIG. 1 in accordance with the first exemplary embodiment of the invention
  • 5 shows a deburring tool for further processing of the material shown in FIG. 1 in accordance with the first exemplary embodiment of the invention in a partial, schematic illustration
  • FIG. 6 shows an excerpt of the material shown in FIG. 1 to explain a preferred local arrangement of fastening elements on a base body of the component for an optimized lowering position
  • FIG. 7 shows the component shown in FIG. 2 in an excerpt view corresponding to a second exemplary embodiment of the invention.
  • a component 1 can be designed as a fuel distribution rail 1 and serve for a fuel injection system in which a fluid is distributed to preferably several fuel injection valves.
  • Component 1 is preferably designed in such a way that there is a very high load-bearing capacity in relation to a pressure of the fluid that is stored within component 1 and distributed, for example, to fuel injectors.
  • the component 1 is realized as a forged component 1, so that high loads in relation to the pressure of the fluid are possible. Therefore, a component 1 is considered here, the base body 2 of which is forged.
  • FIG. 1 shows a material 3 from which the component 1 is produced in a schematic representation corresponding to a first exemplary embodiment.
  • the base body 2 is forged here. Furthermore, not only the base body 2, but also a forging burr 4 from the material 3 on the base body 2 is produced during forging. Strictly speaking, FIG. 1 does not yet show the finished component 1, but the material 3 which is processed by forging and here is formed in the base body 2 and the forging line 4.
  • the desired shape of the base body 2 can be predetermined in a complex manner.
  • the base body 2 has a tubular part 5, which is also provided with a longitudinal bore 8 along a longitudinal axis 9 in order to form an interior 7 (FIG. 2).
  • the base body 2 has eccentricities 10, 11, from which high-strength fastening elements (assembly points) 12, 13 (Fig. 2) are formed.
  • there is a locally increased material requirement for example, when viewed along the longitudinal axis 9.
  • eccentricities 18, 19 are formed on the base body 2, from which, for example, cups 20, 21 for connecting the fuel injection valves can be formed.
  • such eccentricities 10, 11, 18, 19 are to be regarded as largely predetermined in terms of their number, their material requirements and their arrangement.
  • areas 14, 15 on the forging ridge 4 in which the forging ridge 4 is comparatively pronounced.
  • the area 15 is chosen to illustrate how a fastening element 25 (FIG. 2) can be formed in the proposed manner by a remnant forging 26, which in the illustration in FIG. 1 is still part of the entire forging 4.
  • FIG. 2 shows the component 1, which is produced from the material 3 shown in FIG. 1 after further processing, in particular stamping, in a schematic illustration corresponding to the first exemplary embodiment.
  • the forging burr 4 that is no longer required is separated by punching, although the forging burr remainder 26 is left on the base body 2.
  • a through-opening 27 is formed on the remnant of forging 26. This can be done, for example, after punching in a further processing step, for example by drilling. However, it is also conceivable that the punching of the through opening 27 takes place in the same processing step as the removal of the forging burr 4 that is not required.
  • bores 28, 29 are formed at the eccentricities 10, 11 in order to realize the assembly points 12, 13. Since the assembly points 12, 13 are integrally formed on the forged base body 2, they can withstand high loads. The assembly points 12, 13 are therefore particularly suitable for fastening the component 1, which can include the base body 2 and further elements, to a cylinder head. Compared to the assembly points 12, 13, the fastening element 25 can only be subjected to low loads.
  • the fastening element 25 can generally be dimensioned in such a way that at least one attachment part of the component 1, in particular a plug and / or a cable and / or a cable duct, can be fastened to it.
  • two or more such fastening elements 25 can also be implemented in suitable areas, for example also in the area 14, on the base body 2 by forging leftovers corresponding to the forging leftovers 26.
  • the forging burr 4 is created anyway during forging as a result of the process.
  • the fastening element 25 for example, no additional material is required with regard to the material 3 to be formed during forging.
  • the fastening element 25 can then only be subjected to a comparatively low load, but can be implemented without additional material requirements.
  • the strength of the fastening element 25 can be predetermined within certain limits by the dimensioning of the remnant forging frame 26.
  • the eccentricities 10, 11, 18, 19 result in areas 30A to 30D on the base body 2 with a locally increased material requirement during forging.
  • the area 15 is arranged outside of these areas 30A to 30D on the base body 2, so that the forging flash 4 there has sufficiently large dimensions to realize the forging flash residue 26 in the desired dimensions.
  • FIG. 3 shows a lower die 35 for producing the forged material 3 shown in FIG. 1 for the component 1 according to the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4 shows the lower die 35 shown in FIG. 3 together with an upper die 36 to illustrate a forging tool 37 which is used for forging the material 3 shown in FIG. 1 in accordance with the first exemplary embodiment.
  • a half-mold 38A for the base body 2 is essentially formed in the lower die 35.
  • the other half-mold 38B is formed in the upper die 36.
  • the forging tool 37 is shown in a simplified manner.
  • a plurality of half-molds can also be formed in each of the dies 35, 36, the material 3 to be forged being turned over in the forging tool 37 in accordance with the forging stages.
  • Stepped areas 39A are formed in the dies 35, 36, as a result of which a gap 40 remains during forging.
  • the gap 40 enables the excess material to be displaced during forging, as a result of which the forging flash 4 is formed.
  • a gap height 41 here specifies a (mean) thickness 42 of the forging burr 4 that is produced.
  • FIG. 5 shows a deburring tool 50 for further processing of the material 3 shown in FIG. 1 corresponding to the first exemplary embodiment in a partial, schematic illustration.
  • the deburring tool has a cutting line 51 which is adapted with respect to the forging debris 26, as a result of which, with the exception of the forging debris 26, which remains on the base body 2, the remaining forging 4 that is not required is removed.
  • FIG. 6 shows a partial illustration of the material 3 shown in FIG. 1 to explain a preferred local arrangement of at least one fastening element 25 on the base body 2 of the component 1 for an optimized lowering position.
  • the position of the remnant of forged burrs 26 is selected in an area 15 with a large burr formation.
  • a profile 52 of the material 2 including the formed forging flash 4 in a plane perpendicular to the longitudinal axis 9 is illustrated by a broken line 52.
  • the forging burr remainder 26 with the thickness 42 of the forging burr 4 can be realized by the selection. This applies to the entire radial extent of the remnant forging 26.
  • FIG. 7 shows the component 1 shown in FIG. 2 in an excerpt view corresponding to a second exemplary embodiment.
  • the gap 40 illustrated in FIG. 4 can also be formed with different gap heights 41 along the workpiece geometry of the base body 2, depending on the workpiece contour of the desired base body 2.
  • the filling behavior of the cavity of the forging tool 37 predetermined by the half-molds 38A, 38B can be controlled. This can lead to the fact that in the area 15 in which the remnant forging 26 is placed, an average thickness of the remainder of the forging 26 is greater or smaller than an average thickness 42 of the forging 4 formed during forging.
  • the base body 2 can be processed in further steps.
  • cutouts can be provided on the eccentricities 18, 19 in order to design the cups 20, 21.

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Abstract

Komponente (1) für eine Einspritzanlage, insbesondere Brennstoffverteilerleiste (1) für eine Brennstoffeinspritzanlage, mit einem Grundkörper (2), der durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden bearbeitet ist, wobei an dem Grundkörper (2) zumindest ein Befestigungselement (25) vorgesehen ist. Vorgeschlagen wird, dass das Befestigungselement (25) zumindest teilweise durch einen Schmiedegratrest (26) gebildet ist. Ferner sind eine Einspritzanlage mit solch einer Komponente (1) und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Komponente (1) angegeben.

Description

Beschreibung
Titel
Komponente für eine Einspritzanlage, insbesondere Brennstoffverteilerleiste,
Einspritzanlage und Verfahren zur Herstellung solch einer Komponente
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Komponente, insbesondere eine Brennstoffverteilerleiste, für eine Brennstoffeinspritzanlage, ein Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers für solch eine Komponente sowie eine Einspritzanlage. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen, die vorzugsweise für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen dienen, wobei die Brennstoffverteilerleiste beispielsweise in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und zur direkten Einspritzung von Brennstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine dient.
Aus der Zusammenfassung und den Figuren der JP 2018-158372 A ist es bekannt, einen Grundkörper für eine Verteilerleiste durch Schmieden herzustellen. Hierbei wird das Material exzentrisch geschmiedet, so dass an dem geschmiedeten Grundkörper mehrere Anschlusselemente, die nach dem Schmieden gebohrt werden, und auch zwei Befestigungselemente, die ebenfalls nach dem Schmieden noch gebohrt werden, durch das Schmieden gebildet werden.
Bei einem Grundkörper für eine Verteilerleiste, der entsprechend dem aus der Zusammenfassung und den Figuren der JP 2018-158372 A bekannten Verfahren hergestellt ist, weisen die durch das Schmieden an dem Grundkörper ausgebildeten und anschließend gebohrten Befestigungselemente eine hohe Festigkeit auf, so dass die gesamte Verteilerleiste mit geeigneten Anbauteilen zuverlässig montiert und befestigt werden kann, beispielsweise an einem Zylinderkopf in einem Motorraum.
Das aus der Zusammenfassung und den Figuren der JP 2018-158372 A bekannten Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass sich die durch das Schmieden zu bearbeitende Materialmenge um eine zusätzliche Materialmenge für die Befestigungselemente erhöht. Speziell wenn der Grundkörper nun aus einem hochwertigen Stahl ausgebildet werden soll, dann ist diese bekannte Realisierung der Befestigungselemente kostspielig.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Einspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 7 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere kann mit optimiertem Aufwand eine Befestigungsmöglichkeit realisiert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 lassen sich entsprechende Vorteile sowie eine verbesserte Herstellung realisieren.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Komponente, der im Anspruch 7 angegebenen Einspritzanlage und des in Anspruch 8 angegebenen Verfahrens möglich.
Die vorgeschlagene Einspritzanlage kann insbesondere als Brennstoffeinspritzanlage ausgebildet sein, die zur Einspritzung eines Brennstoffes oder eines Gemisches mit zumindest einem Brennstoff dient. Ferner kann eine Einspritzanlage nicht nur für flüssige Fluide dienen, sondern gegebenenfalls auch das Einblasen von gasförmigen Fluiden, insbesondere brennbaren Gasen, ermöglichen.
In vorteilhafter Weise kann das Befestigungselement zumindest teilweise durch einen Schmiedegratrest gebildet sein. Solch ein Schmiedegratrest entsteht durch eine besondere Ausführung und Kombination eines Schmiedens und eines anschließenden nur teilweisen Entfernens eines beim Schmieden entstandenen Schmiedegrats. Da der Schmiedegrat hierbei nur teilweise entfernt wird, verbleibt an zumindest einer Stelle ein Rest, der dann zur Ausbildung des Befestigungselements dient. Hierbei ist es denkbar, dass das Befestigungselement teilweise durch das Schmieden vorgegeben und nur teilweise durch solch einen Schmiedegratrest gebildet ist. Vorzugsweise wird solch ein Befestigungselement allerdings zumindest im Wesentlichen durch den dort verbleibenden Rest des Schmiedegrats gebildet, wie es im Anspruch 2 angegeben ist.
Wenn die Einspritzanlage beispielsweise als Brennstoffeinspritzanlage für Kraftfahrzeuge ausgebildet ist, dann besteht in der Regel das Erfordernis, die Einspritzanlage im Motorraum, insbesondere an einem Zylinderkopf, zu befestigen, wobei hohe Belastungen auftreten. Zur Befestigung sind daher in der Regel an der Einspritzanlage hochfeste Befestigungselemente vorgesehen, über die die Befestigung an beispielsweise dem Zylinderkopf erfolgt. Zur begrifflichen Unterscheidung werden solche hochfesten Befestigungselemente hier auch als Montagestellen bezeichnet. Im Unterschied zu den vorgeschlagenen Befestigungselementen müssen die Montagestellen bei einer Brennstoffverteilerleiste also hohen Belastungen standhalten, so dass diese beispielsweise geschmiedet ausgeführt werden müssen. Die vorgeschlagenen Befestigungselemente eignen sich hingegen für geringere Beanspruchungen, so dass diese gerade nicht durch Schmieden ausgebildet werden müssen.
Daraus ergibt sich ein wesentlicher Unterschied hinsichtlich der Materialmengenplanung. Das Material zur Herstellung einer Komponente über den Schmiedevorgang kann beispielsweise von einem Rundmaterial abgelängt werden. Die Materialmenge ergibt sich dann mit einer gewissen Toleranz. Das abgelängte Material wird in eine Presse eingelegt, die aus einer Gesenkunterhälfte und einer Gesenkoberhälfte bestehen kann. Die Gesenkhälften geben hierbei eine Kontur für den Schmiedeprozess vor, die die geschmiedete Form des Grundkörpers definiert. Auch am unteren Toleranzende muss die Kontur beim Schmieden zu 100 % gefüllt werden können. Da die Kontur für den Grundkörper lokal variiert und beispielsweise Exzentrizitäten beziehungsweise einen lokalen Materialmehrbedarf vorsehen kann, ergibt sich in der Regel eine lokal variierende Menge des Materials, die zwischen den Gesenkhälften in einen zur Aufnahme von verdrängtem Material dienenden Spalt verdrängt wird. Dadurch kann die Schmiedekontur prozesssicher in ein oder mehreren Schmiedestufen erreicht werden. Damit die Schmiedekontur prozesssicher erreicht wird, ergibt sich also zwangsläufig ein Schmiedegrat. Eine wesentliche Einflussgröße auf die jeweilige Größe des Schmiedegrats ist die im Rahmen der Toleranz variierende Materialmenge aufgrund des Ablängens. Eine weitere wesentliche Einflussgröße ist das Ausmaß lokaler Materialmengenschwankungen am Grundkörper, die beispielsweise durch Exzentrizitäten bedingt sind.
Speziell beim Einsatz hochqualitativer Werkstoffe, insbesondere hochqualitativer Stähle, ist die Minimierung des Materialverbrauchs ein wesentlicher Vorteil. Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorgeschlagenen Lösung ist deshalb, Montagestellen nur für hohe Belastungen, wie eine Befestigung an einem Zylinderkopf, durch Schmieden herzustellen. Für niedrige Belastungen werden hingegen Befestigungselemente auf die vorgeschlagene Weise realisiert. Hierbei wird in vorteilhafter Weise der sich prozessbedingt ohnehin bildende Schmiedegrat genutzt, um ein oder mehrere Befestigungselemente zu realisieren. An solchen Befestigungselementen können dann geeignete Anbauteile befestigt werden, wie beispielsweise ein Stecker, ein Kabel oder ein Kabelkanal. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass die Durchgangsöffnung hierbei mit einem vorhandenen Werkzeug ausgestanzt werden kann, was zusammen mit dem übrigen abgetrennten Schmiedegrat erfolgen kann. Die Weiterbildungen nach Anspruch 4 und 5 ermöglichen Anpassungen an den jeweiligen Anwendungsfall. Speziell kann hierbei eine lokale Reduzierung der Dicke des Schmiedegrats im Bereich des verbleibenden Schmiedegratrestes realisiert werden. Speziell bei einer Weiterbildung nach Anspruch 6 können im jeweiligen Anwendungsfall auch relativ große Befestigungselemente zuverlässig in der vorgeschlagenen Weise realisiert werden. Beispielsweise kann der Ort für den verbleibenden Schmiedegratrest dann in einem gewissen Abstand zu Exzentrizitäten oder dergleichen des Grundkörpers gewählt werden, an denen ein lokaler Materialmehrbedarf besteht.
Entsprechende Vorteile ergeben sich bei den Weiterbildungen nach Anspruch 9 und/oder 10 in Bezug auf das vorgeschlagene Verfahren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Material mit einem Schmiedegrat nach einem Schmieden während der Herstellung einer Komponente für eine als Brennstoffeinspritzanlage ausgebildete Einspritzanlage in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 die Komponente, die nach einer weiteren Bearbeitung, insbesondere einem Stanzen, aus dem in Fig. 1 dargestellten Material hergestellt wird, in einer schematischen Darstellung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 ein Untergesenk zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten geschmiedeten Materials für die Komponente entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 das in Fig. 3 dargestellte Untergesenk zusammen mit einem Obergesenk zur Veranschaulichung des Schmiedens des in Fig. 1 dargestellten Materials entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 5 ein Entgratwerkzeug zur weiteren Bearbeitung des in Fig. 1 dargestellten Materials entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer auszugsweisen, schematischen Darstellung;
Fig. 6 eine auszugsweise Darstellung des in Fig. 1 dargestellten Materials zur Erläuterung einer bevorzugten örtlichen Anordnung von Befestigungselementen an einem Grundkörper der Komponente für eine optimierte Fierstellung und
Fig. 7 die in Fig. 2 dargestellte Komponente in einer auszugsweisen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Anhand der Figuren sind mögliche Ausgestaltungen sowie denkbare Verfahren zur Fierstellung einer Komponente 1 für eine Einspritzanlage beschrieben. Speziell kann solch eine Komponente 1 als Brennstoffverteilerleiste 1 ausgebildet sein und für eine Brennstoffeinspritzanlage dienen, bei der ein Fluid auf vorzugsweise mehrere Brennstoffeinspritzventile aufgeteilt wird. Hierbei ist die Komponente 1 vorzugsweise so ausgebildet, dass eine sehr hohe Belastbarkeit in Bezug auf einen Druck des Fluids gegeben ist, das innerhalb der Komponente 1 gespeichert und beispielsweise auf Brennstoffeinspritzventile verteilt wird. Die Komponente 1 ist als geschmiedete Komponente 1 realisiert, so dass hohe Belastungen in Bezug auf den Druck des Fluids möglich sind. Daher wird hier eine Komponente 1 betrachtet, deren Grundkörper 2 geschmiedet ist.
Fig. 1 zeigt ein Material 3, aus dem die Komponente 1 hergestellt wird in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 2 wird hierbei geschmiedet. Ferner entsteht beim Schmieden nicht nur der Grundkörper 2, sondern auch ein Schmiedegrat 4 aus dem Material 3 an dem Grundkörper 2. Somit zeigt Fig. 1 genau genommen noch nicht die fertige Komponente 1 , sondern das Material 3, das durch Schmieden bearbeitet ist und hierbei in den Grundkörper 2 und den Schmiedegrat 4 geformt wird.
Für das Schmieden kann die gewünschte Form des Grundkörpers 2 in komplexer Weise vorgegeben sein. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper 2 ein rohrförmiges Teil 5 auf, das zur Ausbildung eines Innenraums 7 (Fig. 2) noch mit einer Längsbohrung 8 entlang einer Längsachse 9 versehen wird. Ferner weist der Grundkörper 2 Exzentrizitäten 10, 11 auf, aus denen hochfeste Befestigungselemente (Montagestellen) 12, 13 (Fig. 2) gebildet werden. Während des Schmiedens besteht hierbei beispielsweise entlang der Längsachse 9 betrachtet ein lokal erhöhter Materialbedarf.
Durch einen lokal erhöhten Materialbedarf, der beispielsweise durch Exzentrizitäten 10, 11 verursacht ist, ergibt sich beim Schmieden ein wesentlicher Beitrag zur Erzeugung lokal unterschiedlich ausgeprägter Dimensionen des Schmiedegrats 4. Speziell ergibt sich hierbei in einem Bereich 15 zuverlässig eine größere Ausprägung des Schmiedegrats 4 als beispielsweise in einem Bereich 16 oder einem Bereich 17 in unmittelbarer Nähe der Exzentrizitäten 10, 11.
In diesem Ausführungsbeispiel sind an dem Grundkörper 2 weitere Exzentrizitäten 18, 19 ausgebildet, aus denen beispielsweise Tassen 20, 21 zum Anschließen der Brennstoffeinspritzventile ausgebildet werden können. In der Regel sind solche Exzentrizitäten 10, 11 , 18, 19 in ihrer Anzahl, ihrem Materialbedarf und ihrer Anordnung als weitgehend vorgegeben zu betrachten. Hierdurch ergeben sich diesbezüglich dann an dem Schmiedegrat 4 Bereiche 14, 15, in denen der Schmiedegrat 4 vergleichsweise ausgeprägt ist. Exemplarisch wird der Bereich 15 gewählt, um zu veranschaulichen, wie in der vorgeschlagenen Weise ein Befestigungselement 25 (Fig. 2) durch einen Schmiedegratrest 26 gebildet werden kann, der in der Darstellung der Fig. 1 noch ein Bestandteil des gesamten Schmiedegrats 4 ist.
Fig. 2 zeigt die Komponente 1 , die nach einer weiteren Bearbeitung, insbesondere einem Stanzen, aus dem in Fig. 1 dargestellten Material 3 hergestellt wird, in einer schematischen Darstellung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. Hierbei wird der nicht weiter benötigte Schmiedegrat 4 durch Stanzen abgetrennt, wobei allerdings der Schmiedegratrest 26 an dem Grundkörper 2 stehen gelassen wird. Ferner wird an dem Schmiedegratrest 26 eine Durchgangsöffnung 27 ausgebildet. Dies kann beispielsweise nach dem Stanzen in einem weiteren Bearbeitungsschritt erfolgen, beispielsweise durch Bohren. Allerdings ist es auch denkbar, dass das Stanzen der Durchgangsöffnung 27 im gleichen Bearbeitungsschritt wie das Entfernen des nicht benötigten Schmiedegrats 4 erfolgt.
Des weiteren werden an den Exzentrizitäten 10, 11 Bohrungen 28, 29 ausgebildet, um die Montagestellen 12, 13 zu realisieren. Da die Montagestellen 12, 13 integral an dem geschmiedeten Grundkörper 2 ausgebildet sind, sind diese hoch belastbar. Die Montagestellen 12, 13 eignen sich deshalb insbesondere zur Befestigung der Komponente 1 , die den Grundkörper 2 und weitere Elemente umfassen kann, an einem Zylinderkopf. Im Vergleich zu den Montagestellen 12, 13 ist das Befestigungselement 25 nur gering belastbar. Das Befestigungselement 25 kann hierbei in der Regel so dimensioniert werden, dass zumindest ein Anbauteil der Komponente 1 , insbesondere ein Stecker und/oder ein Kabel und/oder ein Kabelkanal, daran befestigt werden kann. Je nach Anwendungsfall können hierbei auch zwei oder mehr solcher Befestigungselemente 25 in geeigneten Bereichen, beispielsweise auch in dem Bereich 14, an dem Grundkörper 2 durch Schmiedegratreste entsprechend dem Schmiedegratrest 26 realisiert werden.
Hierbei wird ausgenützt, dass der Schmiedegrat 4 beim Schmieden prozessbedingt ohnehin entsteht. Somit ist zur Realisierung von beispielsweise dem Befestigungselement 25 kein zusätzlicher Materialbedarf im Hinblick auf das beim Schmieden zu formende Material 3 erforderlich. Das Befestigungselement 25 ist dann zwar nur vergleichsweise gering belastbar, aber ohne zusätzlichen Materialbedarf realisierbar. Die Festigkeit des Befestigungselements 25 kann hierbei in gewissen Grenzen durch die Dimensionierung des Schmiedegratrestes 26 vorgegeben werden. Durch die Exzentrizitäten 10, 11 , 18, 19 ergeben sich an dem Grundkörper 2 Bereiche 30A bis 30D mit einem beim Schmieden lokal erhöhten Materialbedarf. Der Bereich 15 ist außerhalb dieser Bereiche 30A bis 30D an dem Grundkörper 2 angeordnet, so dass dort der Schmiedegrat 4 ausreichend große Abmessungen hat, um den Schmiedegratrest 26 in den gewünschten Abmessungen zu realisieren.
Fig. 3 zeigt ein Untergesenk 35 zur Herstellung des in Fig. 1 dargestellten geschmiedeten Materials 3 für die Komponente 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 dargestellte Untergesenk 35 zusammen mit einem Obergesenk 36 zur Veranschaulichung eines Schmiedewerkzeugs 37, das zum Schmieden des in Fig. 1 dargestellten Materials 3 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel dient. In dem Untergesenk 35 ist im Wesentlichen eine Halbform 38A für den Grundkörper 2 ausgeformt. Die andere Halbform 38B ist in dem Obergesenk 36 ausgeformt. Hierbei ist das Schmiedewerkzeug 37 vereinfacht dargestellt. Insbesondere können in den Gesenken 35, 36 auch jeweils mehrere Halbformen ausgebildet sein, wobei das zu schmiedende Material 3 in dem Schmiedewerkzeug 37 entsprechend den Schmiedestufen umgelegt wird.
In den Gesenken 35, 36 sind abgesetzte Bereiche 39A ausgestaltet, wodurch beim Schmieden ein Spalt 40 verbleibt. Der Spalt 40 ermöglicht ein Verdrängen des Materialüberschusses beim Schmieden, wodurch der Schmiedegrat 4 gebildet wird. Eine Spalthöhe 41 gibt hierbei eine (mittlere) Dicke 42 des entstehenden Schmiedegrats 4 vor. Fig. 5 zeigt ein Entgratwerkzeug 50 zur weiteren Bearbeitung des in Fig. 1 dargestellten Materials 3 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel in einer auszugsweisen, schematischen Darstellung. Hierbei weist das Entgratwerkzeug eine in Bezug auf den Schmiedegratrest 26 angepasste Schnittlinie 51 auf, wodurch mit Ausnahme des Schmiedegratrestes 26, der an dem Grundkörper 2 verbleibt, der nicht benötigte übrige Schmiedegrat 4 entfernt wird.
Fig. 6 zeigt eine auszugsweise Darstellung des in Fig. 1 dargestellten Materials 3 zur Erläuterung einer bevorzugten örtlichen Anordnung von zumindest einem Befestigungselement 25 an dem Grundkörper 2 der Komponente 1 für eine optimierte Fierstellung. Die Lage des Schmiedegratrestes 26 wird in einem Bereich 15 mit großer Gratausprägung gewählt. Durch eine unterbrochen dargestellte Linie 52 ist ein Profil 52 des Materials 2 einschließlich des gebildeten Schmiedegrats 4 in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse 9 veranschaulicht. In diesem Fall kann durch die Wahl der Schmiedegratrest 26 mit der Dicke 42 des Schmiedegrats 4 realisiert werden. Dies betrifft die gesamte radiale Ausdehnung des Schmiedegratrestes 26.
Fig. 7 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Komponente 1 in einer auszugsweisen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der in Fig. 4 veranschaulichte Spalt 40 kann abhängig von der Werkstückkontur des gewünschten Grundkörpers 2 auch mit unterschiedlicher Spalthöhe 41 entlang der Werkstückgeometrie des Grundkörpers 2 ausgebildet werden. Dadurch kann insbesondere das Füllverhalten der durch die Halbformen 38A, 38B vorgegebenen Kavität des Schmiedewerkzeugs 37 gesteuert werden. Dies kann dazu führen, dass im Bereich 15, in den der Schmiedegratrest 26 gelegt wird, eine mittlere Dicke des Schmiedegratrestes 26 größer oder kleiner als eine mittlere Dicke 42 des beim Schmieden gebildeten Schmiedegrats 4 ist.
Es versteht sich, dass der Grundkörper 2 in weiteren Schritten bearbeitet werden kann. Insbesondere können Ausfräsungen an den Exzentrizitäten 18, 19 vorgesehen sein, um die Tassen 20, 21 auszugestalten.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Komponente (1) für eine Einspritzanlage, insbesondere Brennstoffverteilerleiste (1) für eine Brennstoffeinspritzanlage, mit einem Grundkörper (2), der durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden bearbeitet ist, wobei an dem Grundkörper (2) zumindest ein Befestigungselement (25) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (25) zumindest teilweise durch einen Schmiedegratrest (26) gebildet ist.
2. Komponente nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (25) zumindest im wesentlichen durch den Schmiedegratrest (26) gebildet ist.
3. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Befestigungselement (25) vorgesehene Durchgangsöffnung (27) als Stanzung (27) ausgebildet ist.
4. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Dicke (53) des Schmiedegratrestes (26) größer oder kleiner als eine mittlere Dicke (42) eines beim Schmieden gebildeten Schmiedegrats (4) ist.
5. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Festigkeit des Befestigungselements (25) so vorgegeben ist, dass eine Befestigung von zumindest einem Anbauteil, insbesondere einem Stecker und/oder einem Kabel und/oder einem Kabelkanal, an dem Grundkörper (2) ermöglicht ist.
6. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (2) zumindest ein Bereich (30A - 30D) mit einem beim Schmieden lokal erhöhten Materialbedarf vorgegeben ist und dass das Befestigungselement (25) außerhalb dieses zumindest einen Bereichs (30A - 30D) an dem Grundkörper (2) angeordnet ist.
7. Einspritzanlage, insbesondere Brennstoffeinspritzanlage, mit zumindest einer Komponente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei an dem Befestigungselement (25) zumindest ein Anbauteil, insbesondere ein Stecker und/oder ein Kabel und/oder ein Kabelkanal, befestigt ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Grundkörpers (2) für eine Komponente (1) einer Einspritzanlage, insbesondere für eine Brennstoffverteilerleiste (1) einer Brennstoffeinspritzanlage, wobei der Grundkörper (2) mit einem ein- oder mehrstufigen Schmieden bearbeitet wird, wobei an dem Grundkörper (2) ein Schmiedegrat (4) entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiedegrat (4) teilweise entfernt wird, wobei durch einen nicht entfernten Schmiedegratrest (26) des beim Schmieden an dem Grundkörper (2) entstandenen Schmiedegrats (4) zumindest teilweise ein Befestigungselement (25) gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchgangsöffnung (27) in dem Befestigungselement (25) gestanzt wird und/oder dass der Schmiedegrat (4) durch ein Stanzen entfernt wird, wobei durch das Stanzen im gleichen Bearbeitungsschritt auch eine Durchgangsöffnung (27) in dem Befestigungselement (25) gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) so geschmiedet wird, dass der Schmiedegrat (4) im Bereich des Schmiedegratrestes (26), der nicht entfernt wird, eine kleinere oder größere mittlere Dicke (53) aufweist als im übrigen Bereich, der entfernt wird.
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