FI111479B - Polttoaineen syöttöputki - Google Patents

Description

111479 <·

POLTTOAINEEN SYÖTTÖPUTKI

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty polttoaineen syöttöputki.

Tällaiset syöttöputket soveltuvat erikoisesti käytettäväksi suurpainesäiliöinä diesel-5 moottoreissa, joissa on yhteiskanavajärjestelmä (Common-Rail-System). Tällä ymmärretään suihkutusjäijestelmiä, joissa jokaiselle sylinterille suihkupumpun sijasta on jäljestetty magneettiventtiili, joka ohjaa läpikulkua haaraputkessa, mikä yhdistää kyseessä olevan suihkutussuuttimen keskeiseen, kaikille sylintereille yhteiseen suurpainesäiliöön, johon suurpainepumppu syöttää melko tasaisesti polttoainetta. 10 Tällöin painetta säiliössä säädetään moottorin käyttötilasta riippuen ja magneetti-venttiilejä ohjataan siten, että ne kulloinkin oikeana ajankohtana aukeavat lyhyeksi ajaksi ja siten mahdollistavat suurpainesäiliössä ja haaraputkessa olevan polttoaineen suihkutuksen asianomaiseen sylinteriin.

Koska yksittäisiin sylintereihin johtavien haaraputkien täytyy olla yhdistettävissä 15 suurpainesäiliöön irrotettavasti, on yleisenä ongelmana niiden jokaisen varustaminen kiinnityssysteemillä, joka mahdollistaa mahdollisimman yksinkertaisen ja nopean kokoonpanon ja - huolto- ja/tai korjaustöitä tehtäessä - myös suurpainesäiliön vierellä sijaitsevien haaraputkien purkamisen ja uudelleenkokoonpanon ja takaa turvallisesti tiiviin liitoksen epätavallisen korkeista käyttöpaineista huolimatta, jotka 20 voivat olla suuruudeltaan 1600 barin luokkaan.

Tähän tarkoitukseen on esimerkiksi DE-hakemusjulkaisusta 3817413 tunnettua varustaa jokainen haaraputki syöttöputkea ympäröivällä muhvilla, joka kiinnittää syöt-töputken ja yhden säteittäisesti sen pituusakseliin ulottuvan kierreholkin, jossa on läpiulottuva sylinterinmuotoinen ontelo, joka päättyy toisella puolella syöttöputken 25 vaippapintaan ja jonka toinen päätysivu on avoin, niin että sieltä käsin voidaan johtaa haaraputken liitospää, johon tiivistysnippa on tyssätty. Jokainen muhvi on sijoitettu syöttöputkeen siten, että niiden kierreholkkien ontelo kulkee koaksiaalisesti sä-teittäin syöttöputken seinän läpi ulottuvaan liitosporausreikään, joka muodostuu sisemmästä suunnilleen sylinterimäisestä osasta ja ulommasta, kierreholkin onteloon 30 päin reikäkartiomaisesti laajentuvasta osasta.

Reikäkartiomaisen osan tiivistyspintana palvelevaa seinää vasten puristetaan haara-putken liitospäässä tyssätyn tiivistysnipan vastaavanlainen vastatiivistyspinta tiivistävällä tavalla siten, että ruuvataan haaraputkea ympäröivä hatturuuvi kierreholkin 2 111479 sisäkierteeseen ja kiristetään se, jolloin hatturuuvi puristuu tiivistysnippelin vastatii-vistyspintaa vastakkaisella puolella olevaan vastakosketuspintaan.

Tämä tunnettu konstruktio soveltuu kyllä haaraputkien asentamiseen syöttöputkeen sellaisella tavalla, että saadaan aikaan korkeita käyttöpaineita kestävä, tiivis liitos, 5 mutta siinä on kuitenkin paljon ongelmia:

Olennaisin haitta on siinä, että varsinaisen kierreholkin vieressä olevat liitosmuhvit muodostavat liitoskohdan, jonka tilavuus on mitoitettava niin suureksi, että syöttö-putken yhdistämiseksi sen läpikulkeva sisäporaus suljetaan riittävänpaksuisella seinällä, Jos syöttöputki on suhteellisen pieni ulkoiselta läpimitaltaan, on tuloksena 10 vielä tunnettujen muhvien jossain määrin hyväksyttävät mitat; mutta huomattavasti suuremmalla ulkoläpimitalla varmistetuille syöttöputkille olisivat tunnetut muhvit erittäin pölkkymäisiä ja paljon materiaalia vaativia sekä niillä olisi erittäin epäedullinen rakennekoko.

Sen lisäksi voi ensiasennuksessa tunnettujen muhvien vaadittava työntäminen syöt-15 töputken päälle johtaa erikoisesti silloin vaikeuksiin, jos syöttöputki ei ole kauttaaltaan suora vaan (mahdollisesti jopa monta kertaa) kaareva. Tunnetun liitoslaitteen asemointi suoraan kaarevan syöttöputkiosan alueelle on käytännössä poissuljettu mahdollisuus.

Sitä vastoin keksinnön tarkoituksena on alussa mainitunlaisen polttoaineen syöttö-20 putken edelleen kehittäminen, joka saadaan aikaan vähemmän tilaa vievillä, yksin-kertaisimmilla ja siten edullisemmilla rakenneosilla, jotka voidaan asemoida melkeinpä syöttöputken mihin kohtaan hyvänsä, saada aikaan liitoskokoonpano, joka voidaan toteuttaa yksinkertaisuuden johdosta haaraputkien yhdellä ensi-, purku- ja kokoamisasennuksella kuten myös saavutettujen liitosten tiiviyden johdosta on vä-25 hintään samanlainen tekniikan tasosta tunnettujen laitteiden kanssa.

Tämän tarkoituksen ratkaisemiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Näiden keksinnönmukaisten toimenpiteiden perustana on ymmärrys siitä, että tavoiteltavien päämäärien kannalta on täysin riittävää muotoilla kierreholkki niin, että 30 sen päätysivu asetetaan yhdeltä puolelta syöttöputken ulkopinnalle ja voidaan siinä kiinnittää - edullisesti hitsaamalla. Näin tehdyn liitoksen täytyy kyetä luotettavasti ja jatkuvasti kestämään ne voimat, joita käytetään puristuselementin ruuvaamiseen ja kiristämiseen; tiivistysvaatimuksia sitä vastoin sen ei tarvitse täyttää, koska suur- 3 111479 paineen kestävä tiivistys on haaraputken päähän varustetun vastatiivistepinnan ja lii-tosporausreiän ulommaisen osan kartiomaisen manttelipinnan välissä.

Tässä yhteydessä on erittäin edullista, että tämän ulkoisen osan valmistamiseksi täytyy syöttöputki porata ulkoapäin vain hyvin tasaiseksi yhdeltä seinämän alueelta, jo-5 ta sisäinen paine ei rasita kovinkaan paljon.

Yksipuolisella kierreholkin kiinnityksellä voidaan luopua nykyisen tekniikan vaatimista muhviosasta täysin, niin että tuloksena on olennaisesti vähemmän materiaalia ja tilaa tarvitseva rakenneosa, jonka koko sitä paitsi on käytännössä syöttöputken läpimitasta riippumaton. Aukaisuvaihe ensiasennuksessa ei ole tarpeellinen.

10 Periaatteessa voidaan keksinnönmukaiset kierreholkit asentaa mihin kohtaan tahansa, vaikkapa syöttöputken välittömään läheisyyteen tai jopa taivutettuihin paikkoihin, ja yhdistää ne siihen.

On olemassa mahdollisuus muotoilla syöttöputkeen asennettavan kierreholkin päätysivu satulanmuotoiseksi, jotta saavutettaisiin kytkentä suurpainesäiliöputken ku-15 perään ulkopintaan. Mutta etupäässä on viimemainittuun kunkin liitoskohdan alueella edellytetty tasoitusta, jotta kierreholkin tasainen päätysivu voidaan asettaa tyl-pästi ja kiinnittää.

Erittäin edullisen suoritustavan mukaisesti on kierreholkki varustettu ulkokierteellä, jonka päälle puristuselimenä toimiva hattumutteri on ruuvattavissa.

20 Nämä ja muut edulliset keksinnönmukaisen syöttöputken muodot ovat esitetty ali-vaatimuksissa.

Keksintöä esitetään seuraavaksi yhden sovellusesimerkin avulla viitaten piirustukseen, jossa kuva 1 on erään keksinnönmukaisen polttoaineen syöttöputken lyhennetyn osan 25 osittain leikattu sivukuva, josta hattumutterit ja haaraputket on jätetty pois, ja

« I

kuva 2 on leikkaus kuvan 1 linjaa II-II pitkin valmiiksi kootussa tilassa hattumutte-rilla ja liitosputkella varustettuna.

Kuvassa 1 on esitetty paksuseinäinen polttoaineen syöttöputki 1, jota voidaan käyttää "yhteiskanavajäijestelmällä" (Common-Rail-System) varustetuissa polttomoot-30 toreissa suurpainesäiliönä. Tätä tarkoitusta varten on esimerkiksi putken toisessa sen esittämättä jääneistä päistä liitos yhdestä pumpusta tulevaan syöttöjohtoon, joka 4 111479 on tehty samalla tavalla, kuten on selvitetty seuraavassa kuvissa esitettyjen liitosko-koonpanojen 2 liittämiseksi haaraputkiin 3.

Kuten kuvista 1 ja 2 ilmenee, sisältää jokainen näistä liitoskokoonpanoista 2 yhden liitosporausreiän 5, joka lähtien ulos syöttöputken 1 ontosta sisätilasta 7 ulottuu 5 syöttöputken korkeaan sisäiseen paineeseen sopivan paksun putkiseinämän läpi yhteen suuntaan, joka suhteessa syöttöputken 1 pituussuuntaan kulkee suurin piirtein säteittäin, mutta riippuen kulloisestakin liitoskokoonpanosta 2, joka määrittelee suunnan akselin suhteen.

Viimeksi mainitussa suunnassa koostuu jokainen liitosporausreikä 5 kahdesta välitit) tömästi toisiinsa yhteen liittyvistä osista, joista sisempi osa 8 on onton sylinterin muotoinen ja akselipituudeltaan suurempi kuin reikäkartiomaisesti ulospäin aukeava ulompi osa 9.

Reikäkartiomaisen ulommaisen osa 9 suuaukon ympärillä on syöttöputken 1 ulommaisessa vaippapinnassa kuvassa esimerkiksi suorakulmainen syvennys 10, mikä on 15 työstetty ulkoapäin pienellä syvyydellä syöttöputken 1 vaippapintaan, jotta saataisiin aikaan tasainen jatkospinta kierreholkkia 12 varten, jonka päätysivu on liittämistä varten asetettu tälle tasaiselle jatkospinnalle ja on yhdistetty syöttöputkeen 1 esim. hitsaamalla 14.

Kierreholkissa 12 on läpimenevä sisäporausreikä 15, joka ulottuu koaksiaalisesti lii-20 tosporausreikään 5, ja jonka läpimitta on suunnilleen sama liitosporausreiän 5 reikäkartiomaisesti laajentuneen ulommaisen osan 9 suurimman läpimitan kanssa. Siten muodostaa syöttöputkelle 1 hitsatun kierreholkin 12 sisäporaus 15 yhdessä liitosporausreiän 5 uloimman osan 9 kanssa ontelon, johon kierreholkin 12 vapaasta päästä käsin haaraputken 3 liitospää voidaan työntää niin pitkälle sisään, kunnes tä-25 hän liitospäähän tehty vastaliitospinta 16 ulottuu tiivistyspintana 18 palvelevaan liitosporausreiän 5 reikäkartiomaisen ulommaisen osan 9 vaippapintaan. Jos liitospin-ta 16 on rakennettu pallomaiseksi, syntyy siitä aluksi vain kosketusviiva.

» *! Saavuttaakseen "yhteiskanavajärjestelymäisen" (Common.Rail-System) korkeita käyttöpaineita kestävän tiiviyden on kierreholkin 12 vapaan pään alueella ulkokierre 30 20, johon on kierrettävissä hattumutteri 22, joka on työnnetty haaraputken 3 päälle ja voi pohjaseinänsä sisäsivulle varustetulla painepinnalla 23 vaikuttaa vasta-painepintaan 24, joka on muodostettu esim. tyssäyksen avulla aikaansaatuun haara-putken 3 paksunnokseen 25.

5 111479

Jotta voidaan muodostaa painepinta 23 välittömästi reuna-alueelle, missä kohtaa haaraputken 3 menemisen hattumutterin 20 pohjan läpi mahdollistava aukko ulottuu tämän pohjan sisäpinnassa, on tarpeellista, että aksiaalinen etäisyys haaraputken 3 uloimmassa päässä olevan vastaliitospinnan 16 ja paksunnoksen 25 välillä on niin 5 suuri, että viimemainittu kootussa tilassa ulottuu vähintään painepinnan 24 kanssa hieman kierreholkin 12 vapaan pään yli. Koska kierreholkilla 12 on oltava riittävä aksiaalinen pituus voidakseen asentaa hattumutterin kiertämiseen tarvittava kierre-osa, on paksunnos 25 asennettu toisin kuin tavanomainen tiivistysnippeli; ei välittömästi haaraputken 3 päähän, vaan vastaavalle etäisyydelle tästä päästä. Jotta tälle 10 paksunnokselle saataisiin riittävästi tilaa, on kierreholkin 12 muutoin sylinterimäistä sisäporausta 15 laajennettu reikäkartiomaisesti vapaan pään suuntaan.

Huomautettakoon kuitenkin nimenomaan siitä, että keksinnönmukaisessa liitosko-koonpanossa paksunnoksen 25 alueella ei ole minkäänlaista tiivistystä järjestelmän sisällä olevan, korkean paineen alla olevan polttoaineen suhteen. Ainoastaan hattu-15 mutterin 22 kiristämisen avulla tuotetaan se tarpeellinen voima, joka puristaa haara-putken 3 päässä olevan vastaliitospinnan 16 siten liitosporausreiän 5 liitospintaa 18 vasten, että yllä mainitusta kosketusviivasta vastatiivistyspinnan 16 plastisen muotoutumisen ansiosta tulee kehäpinta, jossa haaraputken 3 pää ja tiivistepinta 18 tulevat siten keskenään kosketuksiin, että ainoastaan tässä kohdassa saadaan aikaan ko-20 ko tarvittava tiivistysvaikutus.

Tämän etuna on, että hitsauksen 14 on kestettävä yksinomaan puristusvoimia, mutta sen itse ei tarvitse olla painetiivis.

.* Kuten erikoisesti piirustuksesta 2 näkyy, on hattumutterin 22 käytön johdosta kek- sinnönmukainen liitoskokoonpano 2 ulospäin täysin suljettu lukuun ottamatta pientä 25 rengasrakoa, joka jää haaraputken 3 vaippapirman ja hattumutterin 2 pohjassa olevan aukon väliin, jonka läpi haaraputki kulkee. Tämä rengasrako on akselinmukai-selta pituudeltaan hyvin lyhyt, lyhyempi kuin hattumutterin 22 pohjan paksuus, koska se päättyy jo vastapainepintaan 24. Tämä erittäin pieni rako tekee mahdolli-’.. seksi vain pienet liankeräytymismahdollisuudet.

30 Kuten on jo mainittu, ovat kierreholkit 12 kiinnitetty syöttöputkeen 1 edullisesti hit-v saamalla.

Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää jokaista muuta yhdistämistapaa, joka on yhtä yksinkertainen toteuttaa ja joka kiristämällä hattumutteria 20 tai vastaavasti jonka 6 111479 avulla akselinsuuntaisesti liitosputken 3 päähän vaikuttavat sisäiset käyttöpaineen aiheuttamat voimat voidaan ottaa vastaan.

Jos syvennyksen 10 tekemistä syöttöputken 1 vaippapinnalle täytyisi välttää, on mahdollista, että syöttöputken 1 kiinnityksessä palvelevaa kierreholkin 12 päätä ei 5 leikata suoraan vaan käännettyyn U-kirjaimen muotoon, jolloin se voidaan asettaa sylinterinmuotoiselle syöttöputken 1 ulkopinnalle ja kiinnittää siihen tiukasti.

« < f

Claims (6)

7 111479

1. Suurella sisäisellä paineella kuormitettavissa oleva polttoaineen syöttöputki (1), joka on erityisesti käytettävissä suurpainesäiliönä polttomoottoreissa, joissa on yh-teiskanavajärjestelmä (Common-Rail-System), ja jossa on ainakin yksi haaraputken 5 (3) irrotettavissa oleva, liittämistä varten oleva liitäntälaite (2), joka käsittää seuraa- vat osat: - suunnilleen säteen suunnassa syöttöputken seinän läpi ulottuvan liitosporausreiän (5), johon kuuluu sisempi, suunnilleen lieriömäinen osa (8) ja siihen liittyvä ulompi, reikäkartiomaisesti laajeneva osa (9), 10. syöttöputkeen kiinnitetyn kierreholkin (12), jonka läpikulkeva sisäporaus (15) jat kaa liitosporausreikää (5) ja toimii liitettävän haaraputken (3) pään vastaanotto-osana, ja - puristuselimen (22), joka on varustettu puristuspinnalla (23), joka puristuselintä kierreholkkiin kiinni ruuvattaessa liikkuu syöttöputkeen (1) päin ja samalla käyttää 15 voimaa haaraputken paksunnokseen (25) muodostettua vastapuristuspintaa (24) kohden, joka voima painaa haaraputken päässä olevaa vastatiivistyspintaa (16) pai-netiiviisti tiivistyspintana (18) toimivaa liitosporausreiän uloimman osan kartiosei-nää vasten, tunnettu siitä, että syöttöputkea (1) kohden oleva kierreholkin (12) päätysivu 20 on tasasivuisesti asetettu syöttöputken (1) ulkosivulle ja kiinnitetty tämän kanssa kiinteästi yhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttoaineen syöttöputki, tunnettu siitä, että syöttöputken (1) muuten lieriömäinen ulkosivu on kierreholkin (12) liitosalueen kohdalla tasoitettu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen polttoaineen syöttöputki, tunnettu siitä, : että kierreholkki (12) on asetettu puskuliitoksella syöttöputken (1) ulkopinnalle ja hitsattu siihen kiinni.

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen polttoaineen syöttöputki, tunnettu siitä, että kierreholkissa (12) on ulkokierre (20), johon kierrettävissä puris- 30 tuselimenä toimiva hattumutteri (22).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen polttoaineen syöttöputki, tunnettu siitä, että haaraputken (3) vastapuristuspinnalla (24) varustetusta paksunnoksesta (25) on niin 8 111479 suuri aksiaalinen välimatka vastatiivistyspinnalla (16) varustettuun päähän, että vas-tapuristuspinta (24) kootussa tilassa ulottuu ulos kierreholkin (12) vapaan pään ulkopuolelle.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen syöttöputki, tunnettu siitä, 5 että liitosporausreiän (5) sisemmän osan (8) aksiaalinen pituus on suurempi kuin ulomman osan (9) aksiaalinen pituus. •« 9 111479 PATENKRAV