EP4118316A1 - Komponente für eine einspritzanlage und einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete brennkraftmaschinen sowie verfahren zur herstellung solch einer komponente - Google Patents

Komponente für eine einspritzanlage und einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete brennkraftmaschinen sowie verfahren zur herstellung solch einer komponente

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Publication number
EP4118316A1
EP4118316A1 EP21701316.8A EP21701316A EP4118316A1 EP 4118316 A1 EP4118316 A1 EP 4118316A1 EP 21701316 A EP21701316 A EP 21701316A EP 4118316 A1 EP4118316 A1 EP 4118316A1
Authority
EP
European Patent Office
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base body
deburring
connection
component
injection system
Prior art date
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Pending
Application number
EP21701316.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian GRENZ
Frank Schneider
Goekhan Guengoer
Ralf Weber
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4118316A1 publication Critical patent/EP4118316A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8069—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving removal of material from the fuel apparatus, e.g. by punching, hydro-erosion or mechanical operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials
    • F02M2200/9053—Metals

Definitions

  • the invention relates to a component, in particular a fuel line or a fuel distributor, for an injection system which is used for mixture-compressing, externally ignited internal combustion engines.
  • the invention relates to the field of injection systems for motor vehicles in which fuel is injected directly into the combustion chambers of an internal combustion engine.
  • a method for producing a fuel distributor is known from DE 102016 115550 A1, in which a distributor pipe is produced from a forged blank.
  • Austenitic steels with the material numbers 1.4301, 1.4306, 1.4307 and 1.4404 can be used here. It has been recognized here that forged blanks have inherent stresses from the forging process due to their production and that the corrosion resistance is reduced by the chromium carbides that are formed.
  • the chromium carbides produced by slow cooling are dissolved again by means of a controlled heat treatment between 850 ° C. and 1100 ° C. for more than 60 seconds. The mechanical properties and corrosion resistance are thereby improved. Since the heat treatment also improves the machining properties for drilling, milling and thread cutting, the heat treatment is preferably carried out on the unmachined forging blank.
  • 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 8 as well as the method according to the invention according to claim 9 have the advantage that an improved design and functionality are made possible.
  • the measures listed in the subclaims allow advantageous developments of the component specified in claim 1, the injection system specified in claim 8 and the method specified in claim 9.
  • the injection system according to the invention is used for mixture-compressing, externally ignited internal combustion engines.
  • the injection system according to the invention is used to inject gasoline and / or ethanol and / or comparable fuels and / or to inject a mixture with gasoline and / or ethanol and / or comparable fuels.
  • a mixture can, for example, be a mixture with water.
  • the component according to the invention is used for such injection systems.
  • At least the base body of the component is made from a material that is preferably a stainless steel, in particular an austenitic stainless steel.
  • the material can be based on an austenitic stainless steel with the material number 1.4301 or 1.4307 or on a stainless steel comparable to this.
  • a hydraulic connection provided on the base body can be designed as a high pressure inlet, high pressure outlet or other high pressure connection.
  • the base body is then preferably formed as a forged blank together with the high pressure inlet and the at least one high pressure outlet and optionally one or more other high pressure connections during manufacture and further processed.
  • a pipe for the soldering trail is machined and deburred before the add-on components are soldered on.
  • the forged design enables a design for higher pressures in particular.
  • An essential difference to a high pressure rail for compression ignition internal combustion engines consists in the choice of material and the processing, in particular in the forging of a stainless steel.
  • electrochemical deburring ECM deburring
  • a separate system and a subsequent cleaning process are required, which account for a not inconsiderable part of the manufacturing costs.
  • the proposed mechanical deburring can easily follow a machining process and, in particular, can be carried out in the same machining center. This applies in particular to a retraction deburring proposed according to the advantageous development of claim 2, since one or more retraction deburrers are in can advantageously be integrated into the machining process.
  • the production can be simplified and the unit cost can be reduced.
  • the mechanical deburring enables reliable process control.
  • ECM deburring for example, when an electrode is energized by a contact between the electrode and a burr to be removed, a short circuit could occur if the burr to be removed is too large, whereby the process would come to a standstill without material removal. This problem arises in particular with the proposed austenitic stainless steels, since these are comparatively difficult to machine.
  • FIG. 1 shows an injection system for a mixture-compressing, externally ignited internal combustion engine with a component designed as a fuel distributor in a schematic sectional illustration according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows the section of the component designated by II in FIG. 1 according to the exemplary embodiment in a detailed, schematic illustration
  • FIG. 3 shows the detail of the component, designated III in FIG. 1, corresponding to the exemplary embodiment in a detailed, schematic illustration in a section perpendicular to a longitudinal axis of the component and
  • FIG. 3 shows the detail of the component, designated III in FIG. 1, corresponding to the exemplary embodiment in a detailed, schematic illustration in a section perpendicular to a longitudinal axis of the component and
  • FIG. 3 shows the detail of the component, designated III in FIG. 1, corresponding to the exemplary embodiment in a detailed, schematic illustration in a section perpendicular to a longitudinal axis of the component
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a mechanical deburring of an intersection area to explain a possible embodiment of the invention.
  • the fuel distributor 2 of the fuel injection system 1 is a component 3 designed according to the invention.
  • a high-pressure pump 4 is provided.
  • the high-pressure pump 4 is connected to the fuel distributor 2 via a fuel line 5 designed as a high-pressure line 5.
  • a fuel or a mixture with fuel is supplied as a fluid during operation.
  • the high-pressure line 5 can also be designed as a component 3 'according to the invention in a corresponding manner.
  • the fuel distributor 2 serves to store and distribute the fluid to injection valves 7 to 10 designed as fuel injection valves 7 to 10 and reduces pressure fluctuations and pulsations.
  • the fuel distributor 2 can also serve to dampen pressure pulsations that can occur when the fuel injectors 7 to 10 are switched.
  • high pressures p can occur in an interior space 11 of the component 3, at least at times.
  • the high-pressure line 5 has hydraulic connections 12, 12 'designed as high-pressure inlet 12 and high-pressure outlet 12', which can optionally be interchanged, as well as a base body 13.
  • the fuel distributor 2 has a tubular base body 14 which is formed by forging in one or more stages.
  • a hydraulic connection 15 designed as a high pressure inlet 15 and a plurality of hydraulic connections 16 to 19 designed as high pressure outlets 16 to 19 or cups 16 to 19 are provided on the tubular base body 14.
  • a hydraulic connection 20 designed as a pressure sensor connection 20 is provided on the tubular base body 14.
  • the tubular base body 14, the high pressure inlet 15, the high pressure outlets 16 to 19 and the pressure sensor connection 20 are formed from a forged individual part 14 ′. The high pressure inlet 15, the high pressure outlets 16 to 19 and the pressure sensor connection 20 are thus forged onto the base body 14.
  • the fuel line 5 is connected at its high pressure inlet 12 to the high pressure pump 4 and at its high pressure outlet 12 ′ to the high pressure inlet 15 of the fuel distributor 2.
  • the fuel injectors 7 to 10 are each connected to the high pressure outlets 16 to 19 of the fuel distributor 2.
  • a pressure sensor 21 is provided which is connected to the pressure sensor connection 20.
  • the tubular base body 14 is closed by a screw plug 23.
  • an axial high pressure inlet can be provided at one end 24 instead of the lateral and / or radial high pressure inlet 15.
  • the tubular base body 14 or the forged individual part 14 ' is machined by at least one machining process.
  • a bore 25 is also formed in the tubular base body 14 after forging in order to form the interior space 11.
  • the fluid supplied at the high pressure inlet 15 can be distributed to the fuel injection valves 7 to 10 connected to the high pressure outlets 16 to 19 via the interior 11.
  • bores 26 to 31 are made in the forged individual part 14 'by machining.
  • the holes 27 to 30 are used for the high pressure outlets 16 to 19.
  • the hole 26 is used for the high pressure inlet 15.
  • the hole 31 is used for the pressure sensor connection 20 get cut.
  • bores 32 to 37 can be provided at the high pressure inlet 15, the high pressure outlets 16 to 19 and the pressure sensor connection 20, which form connection spaces 32 to 37.
  • the bore 25 is oriented axially with respect to a longitudinal axis 38.
  • the bores 26 to 37 are oriented radially or radially eccentrically with respect to the longitudinal axis 38.
  • an orientation of the bores 26, 31, 32, 37 of the connections 15, 20 or the bores 27 to 30, 33 to 36 can be preferred of the connections 16 to 19 above or below the longitudinal axis and / or from the longitudinal axis 38 pointing away from or pointing towards a motor.
  • Connection channels 26 to 31 that are intersected with the interior space 11 are formed by the bores 26 to 31. These connection channels 26 to 31 connect the bores 32 to 37 with the interior space 11. Here, the bores 26 to 31 are intersected with the bore 25 which forms the interior space 11. This results in intersection areas 40 to 45 on which burrs remain after the machining. The intersection areas 40 to 45 are deburred by mechanical deburring.
  • connections 15, 20 is described by way of example with reference to connection 15 with reference to FIG. 2.
  • One possible configuration of the connections 16 to 19 is described by way of example with reference to the connection 16 with reference to FIG. 3.
  • One possible configuration for mechanical deburring is described with reference to FIG. 4. This results in a possible configuration of a component 3 which is configured in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
  • another component 3 'of the injection system 1 can also be implemented, for example the high-pressure line 5, with the connections 12, 12' being designed and mechanically deburred in a corresponding manner.
  • FIG. 2 shows the section of component 3, designated II in FIG. 1, corresponding to the exemplary embodiment in a detailed, schematic illustration.
  • a conical and / or step-shaped transition 46 is provided for bores 26, 32.
  • the bores 26, 32 can be arranged coaxially in this case.
  • a suitable thread can also be implemented on the connection 15 in order to connect the high-pressure line 5, for example.
  • intersection region 40 can be carried out from the bore 32, as is also explained with reference to FIG. 4. As a result, a bevel 40 ′ can be formed on the intersection area 40.
  • FIG. 3 shows the section of component 3 designated III in FIG. 1 according to the exemplary embodiment in a detailed, schematic representation in a section perpendicular to longitudinal axis 38 33 is arranged eccentrically to the bore 27.
  • the bore 27 can be oriented radially to the longitudinal axis 38.
  • the bore 33 is then oriented radially eccentrically with respect to the longitudinal axis 38.
  • the deburring of the intersection area 41 can take place from the bore 33, as is illustrated with reference to FIG. 4.
  • a bevel 4 can be formed on the intersection area 41.
  • connection 15 can thus be designed in the form of a valve cup 15.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of mechanical deburring of an intersection region 40 by means of a return deburring tool 50 to explain a possible embodiment of the invention.
  • the bores 25, 26 are intersected with one another in the intersection region 40.
  • the return deburring tool 50 can be fed in via the bore 32 (FIG. 2) along an axis 51.
  • the retraction deburring tool 50 has at least one cutting edge 52. During the feeding process, the cutting edge 52 is fully or partially folded into a jacket surface 53 of the return deburring tool 50.
  • the cutting edge 52 can be folded out by means of a rotation 54 and / or by applying a cooling lubricant, which can be supplied via the return deburring tool 50.
  • the rotation 54 results in a mechanical deburring of the intersection area 40 by means of the cutting edge 52.
  • the rotation 54 and / or the supplied liquid cooling lubricant causes the cutting edge 52 to move against the intersection area 40 applied.
  • the bevel 40 ' can be formed in this case.
  • the return deburring tool 50 can then be removed, the cutting edge 52 fully or partially folding back into the lateral surface 53.
  • the cutting edge 52 can also be held, for example, by a spring in order to facilitate the introduction and removal of the return deburring tool 50.
  • the timing of the machining for the design of the bores 25 to 37 can be implemented in a suitable manner.
  • the mechanical deburring of the intersection areas 40 to 45 can be integrated into this processing or connected to it in a suitable manner.
  • the bore 25 for the configuration of the interior 11 can first be drilled.
  • the bores 32 to 37 for the connection geometries of the connections 15 to 20 can then be drilled and the bores 26 to 31 serving as connection channels 26 to 31 to the interior 11 can be drilled.
  • the intersection areas 40 to 45 can then be mechanically deburred. Mechanical deburring can thus follow the machining process.
  • connection geometries are machined, in particular all bores 32 to 37 are drilled, then all bores 26 to 31 serving as connection channels 26 to 31 or as connection bores 26 to 31 are drilled and finally all intersection areas 40 to 45 mechanically deburred.
  • a possible modification of this process is that a different sequence is implemented for drilling and deburring, which integrates the deburring into the machining process.
  • a processing sequence can relate to one of the connections 15 to 20 in each case. This means, for example at the connection 15, that the bore 32 drilled, then drilled the bore 26 and then the mechanical deburring of the intersection area 40 takes place. These steps can be carried out one after the other for each of the connections 15 to 20 in a corresponding manner.
  • mechanical deburring does not necessarily take place after the machining process has been completed.
  • mechanical deburring can thus also be integrated into the machining process.
  • an inner wall 60 extending from the bore 25 over the intersection area 40 and through the bore 26 is configured with a material condition subject to compressive residual stress.
  • This inner wall 60 can also extend into the transition 46 (FIG. 2) or the hole bottom 47 (FIG. 3) and at least partially over the holes 32 to 37.
  • the configuration of the inner wall 60 with the material condition subject to compressive residual stress results in an improved cyclic strength.

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Abstract

Komponente (3; 3') für eine Einspritzanlage (1) für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die zum Zumessen eines unter hohem Druck stehenden Fluids dient, insbesondere Hochdruckleitung (5) oder Fluidverteiler (2), mit einem Grundkörper (14; 13), an dem zumindest ein hydraulischer Anschluss (15 - 20) vorgesehen ist, wobei zumindest der Grundkörper (14; 13) mit dem Anschluss (15 - 20) durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet ist, wobei an dem Grundkörper (14; 13) durch eine zerspanende Bearbeitung nach dem Schmieden ein Innenraum (11) ausgebildet ist und wobei an dem Anschluss (15 - 20) durch eine zerspanende Bearbeitung nach dem Schmieden ein in einem Verschneidungsbereich (40 - 45) mit dem Innenraum (11) verschnittener Anschlusskanal (26 - 31) ausgebildet ist. Vorgeschlagen wird, dass der Verschneidungsbereich (40 - 45) durch ein mechanisches Entgraten entgratet ist. Ferner sind eine Einspritzanlage (1) und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Komponente (3; 3') angegeben.

Description

Beschreibung
Titel
Komponente für eine Einspritzanlaqe und Einspritzanlaqe für qemischverdichtende, fremdqezündete Brennkraftmaschinen sowie Verfahren zur Herstellunq solch einer
Komponente
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Komponente, insbesondere eine Brennstoffleitung oder einen Brennstoffverteiler, für eine Einspritzanlage, die für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen dient. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Einspritzanlagen von Kraftfahrzeugen, bei denen eine direkte Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine erfolgt.
Aus der DE 102016 115550 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffverteilers bekannt, bei dem ein Verteilerrohr aus einem Schmiederohling hergestellt wird. Hierbei können austenitische Stähle mit den Werkstoffnummern 1.4301, 1.4306, 1.4307 und 1.4404 zum Einsatz kommen. Hierbei ist erkannt worden, dass Schmiederohlinge herstellungsbedingt Eigenspannungen aus dem Schmiedevorgang aufweisen und dass durch entstandene Chromkarbide die Korrosionsbeständigkeit reduziert wird. Bei dem bekannten Verfahren werden durch eine kontrollierte Wärmebehandlung zwischen 850 °C und 1100 °C für mehr als 60 Sekunden die durch eine langsame Abkühlung erzeugten Chromkarbide wieder gelöst. Die mechanischen Eigenschaften und eine Korrosionsbeständigkeit werden dadurch verbessert. Da die Wärmbehandlung auch die Bearbeitungseigenschaften für ein Bohren, Fräsen und Gewindeschneiden verbessert, erfolgt die Wärmbehandlung vorzugsweise am unbearbeiteten Schmiederohling.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Einspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 9 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Komponente, der im Anspruch 8 angegebenen Einspritzanlage und des im Anspruch 9 angegebenen Verfahrens möglich.
Die erfindungsgemäße Einspritzanlage dient für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen. Die erfindungsgemäße Einspritzanlage dient zum Einspritzen von Benzin und/oder Ethanol und/oder vergleichbaren Brennstoffen und/oder zum Einspritzen eines Gemisches mit Benzin und/oder Ethanol und/oder vergleichbaren Brennstoffen. Bei einem Gemisch kann es sich beispielsweise um ein Gemisch mit Wasser handeln. Die erfindungsgemäße Komponente dient für solche Einspritzanlagen.
Zumindest der Grundkörper der Komponente wird aus einem Werkstoff ausgebildet, bei dem es sich vorzugsweise um einen Edelstahl, insbesondere einen austenitischen Edelstahl, handelt. Insbesondere kann der Werkstoff auf einem austenitischer Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4301 oder 1.4307 oder auf einem hiermit vergleichbaren Edelstahl basieren. Ein an dem Grundkörper vorgesehener hydraulischer Anschluss kann als Hochdruckeingang, Hochdruckausgang oder sonstiger Hochdruckanschluss ausgebildet sein. Vorzugsweise wird der Grundkörper dann zusammen mit dem Hochdruckeingang und dem zumindest einen Hochdruckausgang und gegebenenfalls einem oder mehreren sonstigen Hochdruckanschlüssen bei der Herstellung als Schmiederohling ausgeformt und weiterbearbeitet.
Bei einer vorgeschlagenen Ausgestaltung eines Brennstoffverteilers ergeben sich somit wesentliche Unterschiede zu einem Lötrail, bei dem ein Rohr für das Lötrail zerspant und entgratet wird, bevor die Anbaukomponenten angelötet werden. Durch die geschmiedete Ausgestaltung kann insbesondere eine Auslegung für höhere Drücke ermöglicht werden.
Ein wesentlicher Unterschied zu einem Hochdruckrail für selbstzündende Brennkraftmaschinen besteht in der Werkstoffauswahl und der Bearbeitung, insbesondere in dem Schmieden eines Edelstahls. Im Unterschied zu einem elektrochemischen Entgraten (ECM-Entgraten) ergeben sich wesentliche Unterschiede. Für ein ECM-Entgraten sind eine separate Anlage und ein sich anschließender Reinigungsprozess erforderlich, die einen nicht unerheblichen Anteil an den Herstellungskosten bedingen. Das vorgeschlagene mechanische Entgraten kann hingegen in einfacher Weise auf einen Zerspanprozess folgen und insbesondere im gleichen Bearbeitungszentrum durchgeführt werden. Dies gilt insbesondere für ein gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 2 vorgeschlagenes Rückzugsentgraten, da ein oder mehrere Rückzugsentgrater in vorteilhafter Weise in den Zerspanprozess integriert werden können. Somit können die Herstellung vereinfacht und die Stückkosten reduziert werden.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen mechanischen Entgratens gegenüber einem ECM-Entgraten ergibt sich in Bezug auf einen Materialzustand. Bei einem ECM-Entgraten wird überschüssiges Material beziehungsweise zumindest ein Grat an einer Bohrungsverschneidung elektrochemisch aufgelöst, wobei ein praktisch druckeigenspannungsfreier Materialzustand entsteht. Im Unterschied dazu kann bei einer vorgeschlagenen Ausgestaltung ein druckeigenspannungsbehafteter Materialzustand realisiert werden, der höhere zyklische Festigkeiten, insbesondere unter pulsierender Innendruckbeanspruchung, aufweist. Dies ergibt sich insbesondere bei einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 3. Somit kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher festigkeitssteigender Prozess, wie beispielsweise eine Autofrettage, vermieden werden. Besonders vorteilhaft sind hierbei vorteilhafte Weiterbildungen nach Anspruch 4 und/oder Anspruch 5.
Eine vorteilhafte geometrische Ausgestaltung ist gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 6 möglich. Insbesondere ist hierdurch ein vorteilhaftes Entgraten mit einem rotierenden Entgratwerkzeug, insbesondere einem Rückzugsentgrater, möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Grundkörpers mit dem hydraulischen Anschluss beziehungsweise den hydraulischen Anschlüssen ist gemäß Anspruch 7 möglich. Hierbei ist durch das mechanische Entgraten eine zuverlässige Prozessführung möglich. Bei einem ECM-Entgraten könnte beispielsweise beim Bestromen einer Elektrode durch einen Kontakt der Elektrode und einem zu entfernenden Grat ein Kurzschluss auftreten, wenn der zu entfernende Grat zu groß ist, wodurch der Prozess ohne Materialabtrag zum Erliegen kommen würde. Dieses Problem ergibt sich insbesondere bei den vorgeschlagenen austenitischen Edelstählen, da diese vergleichsweise schwer zu zerspanen sind.
Insbesondere durch das Schmieden können eigentlich unerwünschte Gefügebestandteile wie Delta-Ferrit und Umformmartensit auftreten. Durch das vorgeschlagene mechanische Entgraten kann auch in diesem Fall eine zuverlässige Prozessführung erreicht werden. Bei einem ECM-Entgraten könnte sich hingegen ein ungleichmäßiger Abtrag ergeben, da das Auflösungsverhalten von der Gefügestruktur anhängt. Durch das vorgeschlagene mechanische Entgraten werden solche Nachteile auch bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 7 vermieden. Entsprechende Vorteile ergeben sich bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 10 und/oder Anspruch 11.
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 eine Einspritzanlage für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einer als Brennstoffverteiler ausgebildeten Komponente in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Komponente entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer detaillierten, schematischen Darstellung;
Fig. 3 den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt der Komponente entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer detaillierten, schematischen Darstellung in einem Schnitt senkrecht zu einer Längsachse der Komponente und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines mechanischen Entgratens eines Verschneidungsbereichs zur Erläuterung einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Einspritzanlage 1 mit einem Brennstoffverteiler (Fluidverteiler) 2 in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Brennstoffverteiler 2 der Brennstoffeinspritzanlage 1 um eine entsprechend der Erfindung ausgebildete Komponente 3. Ferner ist eine Hochdruckpumpe 4 vorgesehen. Die Hochdruckpumpe 4 ist über eine als Hochdruckleitung 5 ausgebildete Brennstoffleitung 5 mit dem Brennstoffverteiler 2 verbunden. An einem Eingang 6 der Hochdruckpumpe 4 wird im Betrieb als Fluid ein Brennstoff oder ein Gemisch mit Brennstoff zugeführt. Hierbei kann in entsprechender Weise auch die Hochdruckleitung 5 als Komponente 3' gemäß der Erfindung ausgebildet sein. Der Brennstoffverteiler 2 dient zum Speichern und Verteilen des Fluids auf als Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 ausgebildete Einspritzventile 7 bis 10 und verringert Druckschwankungen und Pulsationen. Der Brennstoffverteiler 2 kann auch zum Dämpfen von Druckpulsationen, die beim Schalten der Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 auftreten können, dienen. Im Betrieb können hierbei zumindest zeitweise hohe Drücke p in einem Innenraum 11 der Komponente 3 auftreten. Die Hochdruckleitung 5 weist als Hochdruckeingang 12 und Hochdruckausgang 12' ausgebildete hydraulische Anschlüsse 12, 12', die gegebenenfalls vertauscht werden können, sowie einen Grundkörper 13 auf.
Der Brennstoffverteiler 2 weist einen rohrförmigen Grundkörper 14 auf, der durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet wird. An dem rohrförmigen Grundkörper 14 sind ein als Hochdruckeingang 15 ausgebildeter hydraulischer Anschluss 15 und mehrere als Hochdruckausgänge 16 bis 19 beziehungsweise Tassen 16 bis 19 ausgebildete hydraulische Anschlüsse 16 bis 19 vorgesehen. Ferner ist an dem rohrförmigen Grundkörper 14 ein als Drucksensor-Anschluss 20 ausgebildeter hydraulischer Anschluss 20 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind der rohrförmige Grundkörper 14, der Hochdruckeingang 15, die Hochdruckausgänge 16 bis 19 und der Drucksensor-Anschluss 20 aus einem geschmiedeten Einzelteil 14' gebildet. Der Hochdruckeingang 15, die Hochdruckausgänge 16 bis 19 und der Drucksensor-Anschluss 20 sind somit an den Grundkörper 14 geschmiedet.
Die Brennstoffleitung 5 ist an ihrem Hochdruckeingang 12 mit der Hochdruckpumpe 4 und an ihrem Hochdruckausgang 12' mit dem Hochdruckeingang 15 des Brennstoffverteilers 2 verbunden. Die Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 sind jeweils an den Hochdruckausgängen 16 bis 19 des Brennstoffverteilers 2 angeschlossen. Ferner ist ein Drucksensor 21 vorgesehen, der an dem Drucksensor-Anschluss 20 angeschlossen ist. An einem Ende 22 ist der rohrförmige Grundkörper 14 durch eine Verschlussschraube 23 verschlossen. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung kann ein axialer Hochdruckeingang an einem Ende 24 anstelle des seitlichen und/oder radialen Hochdruckeingangs 15 vorgesehen sein.
Nach dem Schmieden wird der rohrförmige Grundkörper 14 beziehungsweise das geschmiedete Einzelteil 14' durch zumindest eine zerspanende Bearbeitung bearbeitet. In dem rohrförmigen Grundkörper 14 wird in diesem Ausführungsbeispiel nach dem Schmieden noch eine Bohrung 25 ausgebildet, um den Innenraum 11 auszubilden. Über den Innenraum 11 kann im Betrieb das an dem Hochdruckeingang 15 zugeführte Fluid auf die an den Hochdruckausgängen 16 bis 19 angeschlossenen Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 verteilt werden. Außerdem werden durch eine zerspanende Bearbeitung Bohrungen 26 bis 31 in das geschmiedete Einzelteil 14’ eingebracht. Die Bohrungen 27 bis 30 dienen hierbei für die Hochdruckausgänge 16 bis 19. Die Bohrung 26 dient für den Hochdruckeingang 15. Die Bohrung 31 dient für den Drucksensor-Anschluss 20. Ferner kann ein Gewinde 22' am Ende 22 des Grundkörpers 13 in die Bohrung 25 geschnitten werden.
Außerdem können Bohrungen 32 bis 37 an dem Hochdruckeingang 15, den Hochdruckausgängen 16 bis 19 und dem Drucksensor-Anschluss 20 vorgesehen sein, die Anschlussräume 32 bis 37 bilden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 25 axial bezüglich einer Längsachse 38 orientiert. Die Bohrungen 26 bis 37 sind radial beziehungsweise radial-exzentrisch bezüglich der Längsachse 38 orientiert. Bei einer radialen beziehungsweise radial-exzentrischen Orientierung in Bezug zu der Längsachse 38 kann bei einer Befestigung in beispielsweise einem Motorraum dann vorzugsweise eine Orientierung der Bohrungen 26, 31, 32, 37 der Anschlüsse 15, 20 beziehungsweise der Bohrungen 27 bis 30, 33 bis 36 der Anschlüsse 16 bis 19 oberhalb beziehungsweise unterhalb der Längsachse und/oder von der Längsachse 38 aus eine Orientierung von einem Motor weg zeigend beziehungsweise zu diesem hin zeigend realisiert werden.
Durch die Bohrungen 26 bis 31 sind mit dem Innenraum 11 verschnittene Anschlusskanäle 26 bis 31 gebildet. Diese Anschlusskanäle 26 bis 31 verbinden die Bohrungen 32 bis 37 mit dem Innenraum 11. Hierbei sind die Bohrungen 26 bis 31 mit der Bohrung 25, die den Innenraum 11 bildet, verschnitten. Hierbei ergeben sich Verschneidungsbereiche 40 bis 45, an denen nach der zerspanenden Bearbeitung Grate verbleiben. Die Verschneidungsbereiche 40 bis 45 werden durch ein mechanisches Entgraten entgratet.
Eine mögliche Ausgestaltung der Anschlüsse 15, 20 ist exemplarisch anhand des Anschlusses 15 anhand der Fig. 2 beschrieben. Eine mögliche Ausgestaltung der Anschlüsse 16 bis 19 ist exemplarisch in Bezug auf den Anschluss 16 anhand der Fig. 3 beschrieben. Eine mögliche Ausgestaltung für das mechanische Entgraten ist anhand der Fig. 4 beschrieben. Dadurch ergibt sich eine mögliche Ausgestaltung einer Komponente 3, die entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist. In entsprechender Weise kann auch eine andere Komponente 3’ der Einspritzanlage 1 ausgeführt werden, beispielsweise die Hochdruckleitung 5, wobei die Anschlüsse 12, 12’ in entsprechender Weise ausgestaltet und mechanisch entgratet sein können.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Komponente 3 entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer detaillierten, schematischen Darstellung. Zwischen den Bohrungen 26, 32 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein konischer und/oder stufenförmiger Übergang 46 vorgesehen. Insbesondere können die Bohrungen 26, 32 hierbei koaxial angeordnet sein. Je nach Anwendungsfall kann an dem Anschluss 15 auch ein geeignetes Gewinde realisiert werden, um beispielsweise die Hochdruckleitung 5 anzuschließen.
Die Entgrätung des Verschneidungsbereichs 40 kann von der Bohrung 32 her ausgeführt werden, wie es auch anhand der Fig. 4 erläutert ist. An dem Verschneidungsbereich 40 kann hierdurch eine Fase 40' ausgebildet werden.
Fig. 3 zeigt den in Fig. 1 mit III bezeichneten Ausschnitt der Komponente 3 entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer detaillierten, schematischen Darstellung in einem Schnitt senkrecht zu der Längsachse 38. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Bohrung 33 einen ebenen Bohrungsgrund 47 auf, wobei die Bohrung 33 exzentrisch zu der Bohrung 27 angeordnet ist. Die Bohrung 27 kann hierbei radial zu der Längsachse 38 orientiert sein.
Die Bohrung 33 ist dann radial-exzentrisch bezüglich der Längsachse 38 orientiert. Das Entgraten des Verschneidungsbereichs 41 kann von der Bohrung 33 her erfolgen, wie es anhand der Fig. 4 veranschaulicht ist. An dem Verschneidungsbereich 41 kann hierdurch eine Fase 4 ausgebildet werden.
Somit kann der Anschluss 15 in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Ventiltasse 15 ausgeführt werden.
Anhand der Fig. 2 und 3 sind Möglichkeiten illustriert, um nicht exzentrische und exzentrische Anschlussgeometrien zu realisieren, bei denen ein mechanisches Entgraten erfolgen kann.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines mechanischen Entgratens eines Verschneidungsbereichs 40 mittels eines Rückzugentgrat-Werkzeugs 50 zu Erläuterung einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung. Die Bohrungen 25, 26 sind in dem Verschneidungsbereich 40 miteinander verschnitten. Das Rückzugentgrat-Werkzeug 50 kann über die Bohrung 32 (Fig. 2) entlang einer Achse 51 zugeführt werden. Das Rückzugentgrat-Werkzeug 50 weist mindestens eine Schneide 52 auf. Beim Zuführen ist die Schneide 52 ganz oder teilweise in eine Mantelfläche 53 des Rückzugentgrat- Werkzeugs 50 eingeklappt. Das Ausklappen der Schneide 52 kann über eine Rotation 54 und/oder durch eine Beaufschlagung mit einem Kühlschmiermittel, das über das Rückzugentgrat-Werkzeug 50 zugeführt werden kann, erfolgen. Durch Rückziehen des Rückzugentgrat-Werkzeuges 50 in einer Rückzugsrichtung 55 kommt es aufgrund der Rotation 54 zu einem mechanischen Entgraten des Verschneidungsbereichs 40 mittels der Schneide 52. Durch die Rotation 54 und/oder durch das zugeführte flüssige Kühlschmiermittel wird die Schneide 52 hierbei gegen den Verschneidungsbereich 40 beaufschlagt. Dabei kann die Fase 40' ausgebildet werden. Anschließend kann das Rückzugentgrat-Werkzeug 50 entfernt werden, wobei die Schneide 52 wieder ganz oder teilweise in die Mantelfläche 53 einklappt.
Somit können eine mechanische Entfernung eines Grates und ein spanender Kantenabtrag im Verschneidungsbereich 40 erzielt werden. Je nach Ausgestaltung des Rückzugentgrat- Werkzeugs 50 kann die Schneide 52 beispielsweise auch durch eine Feder gehalten werden, um das Einführen und Entfernen des Rückzugentgrat-Werkszeugs 50 zu erleichtern.
Der zeitliche Ablauf der zerspanenden Bearbeitung zur Ausgestaltung der Bohrungen 25 bis 37 kann auf geeignete Weise realisiert werden. Das mechanische Entgraten der Verschneidungsbereiche 40 bis 45 kann hierbei auf geeignete Weise in diese Bearbeitung integriert oder an diese angeschlossen werden.
Bei einer möglichen Verfahrensdurchführung kann zunächst die Bohrung 25 zur Ausgestaltung des Innenraums 11 gebohrt werden. Anschließend können die Bohrungen 32 bis 37 für die Anschlussgeometrien der Anschlüsse 15 bis 20 gebohrt und die als Anschlusskanäle 26 bis 31 dienenden Bohrungen 26 bis 31 zum Innenraum 11 gebohrt werden. Anschließend kann das mechanische Entgraten der Verschneidungsbereiche 40 bis 45 erfolgen. Das mechanische Entgraten kann sich somit an die zerspanende Bearbeitung anschließen.
Bei einer möglichen Ausführung des Verfahrens werden nach dem Bohren der Bohrung 25 für den Innenraum 11 alle Anschlussgeometrien bearbeitet, insbesondere alle Bohrungen 32 bis 37 gebohrt, dann alle als Anschlusskanäle 26 bis 31 beziehungsweise als Anschlussbohrungen 26 bis 31 dienenden Bohrungen 26 bis 31 gebohrt und letztlich alle Verschneidungsbereiche 40 bis 45 mechanisch entgratet.
Eine mögliche Abwandlung dieses Verfahren besteht darin, dass eine andere Reihenfolge beim Bohren und Entgraten realisiert wird, die das Entgraten in die zerspanende Bearbeitung integriert. Wenn mehrere Verschneidungsbereiche 40 bis 45 mechanisch entgratet werden, dann kann eine Bearbeitungsreihenfolge jeweils einen der Anschlüsse 15 bis 20 betreffen. Dies bedeutet beispielsweise an dem Anschluss 15, dass die Bohrung 32 gebohrt, dann die Bohrung 26 gebohrt und anschließend das mechanische Entgraten des Verschneidungsbereichs 40 erfolgt. Diese Schritte können in sich entsprechender weise nacheinander für jeden der Anschlüsse 15 bis 20 ausgeführt werden. Somit erfolgt das mechanische Entgraten nicht notwendigerweise nach dem Abschluss der zerspanenden Bearbeitung. Insbesondere kann das mechanische Entgraten somit auch in die zerspanende Bearbeitung integriert werden. Durch geeignete Prozessparameter und die Wahl eines geeigneten Kühlschmiermittels ist es auch möglich, dass eine sich unter anderem von der Bohrung 25 über den Verschneidungsbereich 40 und durch die Bohrung 26 erstreckende Innenwand 60 mit einem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltet wird. Diese Innenwand 60 kann sich auch in den Übergang 46 (Fig. 2) beziehungsweise den Bohrungsgrund 47 (Fig. 3) und zumindest teilweise über die Bohrungen 32 bis 37 erstrecken. Durch die Ausgestaltung der Innenwand 60 mit dem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ergibt sich eine verbesserte zyklische Festigkeit.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Komponente (3; 3') für eine Einspritzanlage (1) für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die zum Zumessen eines unter hohem Druck stehenden Fluids dient, insbesondere Hochdruckleitung (5) oder Fluidverteiler (2), mit einem Grundkörper (14), an dem zumindest ein hydraulischer Anschluss (15 - 20) vorgesehen ist, wobei zumindest der Grundkörper (14) mit dem Anschluss (15 - 20) durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet ist, wobei an dem Grundkörper (14) durch eine zerspanende Bearbeitung nach dem Schmieden ein Innenraum (11) ausgebildet ist und wobei an dem Anschluss (15 - 20) durch eine zerspanende Bearbeitung nach dem Schmieden ein in einem Verschneidungsbereich (40 - 45) mit dem Innenraum (11) verschnittener Anschlusskanal (26 - 31) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschneidungsbereich (40 - 45) durch ein mechanisches Entgraten entgratet ist.
2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschneidungsbereich (40 - 45) durch ein mechanisches Rückzugsentgraten entgratet ist.
3. Komponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschmiedeter Werkstoff des Grundkörpers (13) an einer Innenwand (60) des Grundkörpers (13), die im Betrieb von dem hohen Druck (p) des Fluids beaufschlagt ist, mit einem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltet ist.
4. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltete Innenwand (60) des Grundkörpers (13) den Innenraum (11) begrenzt und/oder dass sich die mit dem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltete Innenwand (60) des Grundkörpers (13) über den Verschneidungsbereich (40 - 45) erstreckt und/oder dass sich die mit dem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltete Innenwand (60) des Grundkörpers (13) zumindest über den Anschlusskanal (26 - 31) des hydraulischen Anschlusses (15 - 20) erstreckt.
5. Komponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Anschluss (15 - 20) einen Anschlussraum (32 - 37) aufweist, der über den Anschlusskanal (26 - 31) mit dem Innenraum (11) verbunden ist, und dass sich die mit dem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltete Innenwand (60) von dem Anschlusskanal (26 - 31) zumindest teilweise über den Anschlussraum (32 - 37) des Anschlusses (15 - 20) erstreckt.
6. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (11) des Grundkörpers (13) durch zumindest eine Bohrung (25) ausgebildet ist und/oder dass der Anschlusskanal (26 - 31) durch zumindest eine Bohrung (26 - 31) ausgebildet ist.
7. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (13) und der zumindest eine hydraulische Anschluss (15 - 20) aus einem geschmiedeten Einzelteil (14') geformt sind und/oder dass der Grundkörper (13) aus einem Werkstoff ausgebildet ist, der auf einem austenitischen Edelstahl, insbesondere einem austenitischer Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4301 oder 1.4307 oder auf einem hiermit vergleichbaren Edelstahl, basiert.
8. Einspritzanlage (1) für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die zum Einspritzen eines Fluids, das Brennstoff, insbesondere Benzin und/oder Ethanol, und/oder ein Gemisch mit Brennstoff ist, dient, mit zumindest einer Komponente (3, 3') nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Verfahren zur Herstellung einer Komponente (3; 3') für eine Einspritzanlage für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine, die zum Zumessen eines unter hohem Druck stehenden Fluids, das Brennstoff, insbesondere Benzin und/oder Ethanol, und/oder ein Gemisch mit Brennstoff ist, dient, insbesondere Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckleitung (5) oder eines Fluidverteilers (2), wobei ein Grundkörper (14; 13), und zumindest ein an dem Grundkörper (13) vorgesehener hydraulischer Anschluss (15 - 20) durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet werden, wobei an dem Grundkörper (14; 13) durch eine zerspanende Bearbeitung nach dem Schmieden ein Innenraum (11) ausgebildet wird und wobei an dem Anschluss (15 - 20) durch eine zerspanende Bearbeitung nach dem Schmieden ein in einem Verschneidungsbereich (40 - 45) mit dem Innenraum (11) verschnittener Anschlusskanal (26 - 31) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschneidungsbereich (40 - 45) durch ein mechanisches Entgraten entgratet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum mechanischen Entgraten dienende Schneide (52) eines Rückzugentgrat- Werkzeugs (50) zum Entgraten von einem zum Kühlen beim mechanische Entgraten zugeführten flüssigen Kühlschmiermittel gegen den Verschneidungsbereich (40 - 45) beaufschlagt wird und/oder dass eine zum mechanischen Entgraten dienende Schneide (52) eines Rückzugentgrat- Werkzeugs (50) zum Entgraten durch Rotieren des Rückzugentgrat-Werkzeugs (50) gegen den Verschneidungsbereich (40 - 45) beaufschlagt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Kühlen beim mechanische Entgraten zugeführtes flüssiges Kühlschmiermittel zumindest zeitweise unter einen so hohen Druck gesetzt wird, dass ein geschmiedeter Werkstoff des Grundkörpers (13) an einer Innenwand (60) des Grundkörpers (13), die im Betrieb von dem hohen Druck des Fluids beaufschlagt ist, mit einem druckeigenspannungsbehafteten Materialzustand ausgestaltet wird.
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