JP2005500916A - 燃料高圧アキュムレータを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、アキュムレータ型噴射システムを備えた内燃機関、特にコモンレール噴射システムを備えたディーゼル内燃機関の燃料高圧アキュムレータを製造するための方法であって、金属から成る中空の圧力アキュムレータ（２）の製造後に、該圧力アキュムレータ（２）に圧力管路を接続するための分岐部（８）を設け、該分岐部（８）の、圧力アキュムレータ（２）の中空室に通じた内縁部（９）に、ショットピーニング法によってそれぞれ曲率半径（１０）を付与し、圧力アキュムレータ（２）の中空室よりも小さな直径を有する円錐形の先端部（１４）を備えた円筒状のランス（１２）を、ショットピーニング法において使用されるショットの噴射方向（１６）とは逆向きに案内する形式の方法に関する。本発明の方法では、各内縁部（９）を、圧力アキュムレータ（２）の中空室の延在方向で両方の向きで順次にピーニングし、この場合、ランス（１２）をその都度、逆向きに案内するようになっている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、燃料高圧アキュムレータを製造するための方法に関する。
【０００２】
燃料高圧アキュムレータは、特に「コモンレールシステム」を備えたディーゼル機関において使用される。この場合、燃料は高圧ポンプによって１０００バールよりも高い圧力〜２０００バールよりも高い圧力にまで圧縮されて、燃料高圧アキュムレータに供給される。この燃料高圧アキュムレータからは複数の圧力管路が導出されており、これらの圧力管路は内燃機関の個々の燃焼室のインジェクタに通じている。燃料高圧アキュムレータは、形成された圧力において著しい機械的負荷を受け、しかもこの負荷は運転中に著しく変動する。
【０００３】
特に将来見込まれる、一層高い噴射圧における十分な永久圧縮強さおよび永久脈動強さを達成するためには、燃料高圧アキュムレータの内側の孔の表面に圧縮固有応力もしくは圧縮残留応力（Druckeigenspannung）を導入することが好都合となる。このことは、たとえば内部ショットピーニング（Innenkugelstrahlen）によって行うことができる。しかしこの場合に不都合となるのは、管路分岐部に対する内側の交差縁部におけるピーニング作用に差異が生じることである。このような不均一なピーニング作用は不均一な丸味付けに現れる。他方において、内側の交差縁部の過度に強力な丸味付けも不都合となる。
【０００４】
本発明の課題は、公知先行技術における不都合を回避し、内側の交差縁部の最適化されたピーニング作用を可能にするような、燃料高圧アキュムレータの圧縮強さを向上させるための方法を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。本発明の有利な改良形の特徴は請求項２以下に記載されている。
【０００６】
蓄圧型もしくはアキュムレータ型の噴射システムを備えた内燃機関、特にコモンレール噴射システムを備えたディーゼル内燃機関の燃料高圧アキュムレータを製造するための本発明による方法では、金属から成る中空の圧力アキュムレータの製造後に、該圧力アキュムレータに圧力管路を接続するための複数の分岐部が加工成形される。この場合、内孔および特に危険にさらされた分岐部の、圧力アキュムレータの中空室に通じた内縁部が、ショットピーニング法によって処理される。これにより、材料に圧縮固有応力が持ち込まれる。このような処理の結果、丸味もしくは曲率半径が付与される。
【０００７】
当該方法では、圧力アキュムレータの中空室よりも小さな直径を有する円錐形の先端部を備えた円筒状のランスが、ショットピーニング法において使用される球体もしくはショットの噴射方向とは逆向きまたは同じ向きに案内される。本発明によれば、各分岐部の各内縁部が、圧力アキュムレータの中空室の延在方向において両方の向きで順次に、つまり中空室の延在方向において両側から順次にピーニングされ、この場合、ランスはその都度、噴射方向とは逆向きに、かつ／または噴射方向と同じ向きに案内される。
【０００８】
本発明によるこのような方法には次のような利点がある。すなわち、高圧アキュムレータ内の分岐部の内縁部の丸味付け部を、従来よりも著しく均一にかつ一定の曲率半径を持って製作することができる。圧力アキュムレータの中空室の長手方向において両方の向きで行われるピーニングもしくはショット噴射により、各分岐部の内縁部全体に沿った一定の処理が生ぜしめられる。ショットもしくは球体の噴射方向とは逆の向きで長手方向に沿って案内されるランスは、ショットを圧力アキュムレータの内孔の壁の方向へ変向させるために働く。したがって、２方向でのピーニングにより、ピーニング時間に応じて一定の丸味付けがもたらされる。両側からのピーニングに基づき、内縁部が全ての側で均一に処理されることが保証される。
【０００９】
本発明による方法の改良形では、丸め処理により選定された（arrondiert.）ピーニング粒子、つまり規定されたショットサイズおよび規定されたショット硬度のピーニング材料が使用される。このようなピーニング材料を用いたショットピーニングは、大規模のチャージを処理する場合でも、高圧アキュムレータの正確に再現可能な寸法および性質をもたらす。
【００１０】
所望の構成部分強度に応じて、かつ所望の使用目的に応じて、高圧アキュムレータを構造用鋼、浸炭鋼、熱調質鋼（Verguetungsstahl）またはステンレス鋼から製造することができる。本発明の有利な実施態様では、燃料高圧アキュムレータが、鍛造された鋼から製造される。鍛造された鋼は、発生する交番圧縮負荷における特に高い強度および靱性を有している。上で挙げた鋼は全てショットピーニングにより、内側の表面が圧縮され、ひいてはノッチ効果が著しく減じられる程度にまで硬化され得る。
【００１１】
本発明のさらに別の有利な改良形では、ランスが圧力アキュムレータ内で同心的に案内される。ほぼ円筒状のランスが、圧力アキュムレータの同じく円筒状の内部中空室内に同心的に案内されることにより、ランスの円錐形先端部に基づき、圧力アキュムレータの内側の表面の十分に均一な硬化がもたらされる。同心的な案内は有利には、ランスが、円筒状の周面に均一に分配された少なくとも３つの支持エレメントを有していて、これらの支持エレメントが圧力アキュムレータの中空室内で圧力アキュムレータの長手方向延在方向に沿ってスライドし得るようになっていることにより保証され得る。
【００１２】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１３】
図１には、蓄圧器もしくは圧力アキュムレータ２が示されている。この圧力アキュムレータ２は、鋼から成るほぼ円筒状の管４を有している。この管４の外周面には、複数の圧力管路接続部６が設けられている。これらの圧力管路接続部６には、それぞれ内燃機関のインジェクタに通じた圧力管路を接続することができる。管４は鋼から成っていると有利であり、この鋼は製作上の理由から鍛造されていてよい。圧力アキュムレータ２のための材料としては、たとえば構造用鋼、浸炭鋼、熱調質鋼またはステンレス鋼が挙げられる。この鋼は鍛造されていると有利である。
【００１４】
図２には、図１に示した圧力アキュムレータ２に設けられた分岐部８の詳細図が示されている。図２から判るように、圧力アキュムレータ２は内孔１１を有しており、この内孔１１は中空の圧力アキュムレータ２の内部にほぼ円筒状に延在している。管４の内孔１１の長手方向延在方向に対して直角に、複数の分岐部８が設けられている。図２には、これらの分岐部のうちの１つしか図示されていない。円形の分岐部は、たとえば管４の内孔１１に中心で開口した孔として形成されていてよい。分岐部８の内縁部９には圧力アキュムレータ２の運転強度を高めるために、ショットピーニングにより生じた曲率半径１０もしくは丸味が施与されている。ショットピーニングは、管４の内側の表面を硬化させるためにも役立つ。これにより、管４のノッチ効果は著しく低減される。こうして、圧力アキュムレータ２は運転中の著しい交番負荷（Schwellbelastung）に抵抗することができる。
【００１５】
本発明によれば、ショットピーニングの際に内孔１１の長手方向延在方向に沿って、ショットピーニングのピーニング方向、つまりピーニング材料の噴射方向１６とは逆向きの方向または同じ方向で、ほぼ円筒状のランス１２が案内される。このランス１２の、噴射方向１６に対面した側の端部は、円錐形先端部１４を有している。ランス１２の円錐形先端部１４はピーニング材料を内孔１１の壁の方向ならびに各分岐部８の内縁部９の方向に変向させるので、内縁部９にはそれぞれ曲率半径１０が付与される。しかし、ショットの噴射が内孔１１の長手方向延在方向の一方の向きでしか行われないと、各内縁部９の全周にわたって不均一な曲率半径１０が生じる危険がある。それゆえに本発明によれば、ショット噴射が管４の長手方向延在方向の両方の向きで行われる。この場合、ランス１２の円錐形先端部１４はその都度、逆方向に向けられる。したがって、図２に示した向きで、ある程度の時間の噴射が行われた後には、逆の向きで同じ長さの時間の噴射が行われる。この場合、噴射方向１６は図面で見て右側から左側へ向けられており、円錐形先端部１４はこの場合には右側へ向けられている。
【００１６】
図３には、圧力アキュムレータを製造するための本発明による方法における丸味付けに影響を与えるために働くランスが示されている。図３の左側の部分は、ランス１２の円錐形先端部１４の平面図を示している。ランス１２の円筒状の外周面には、合計３つの支持エレメント１８が設けられている。これらの支持エレメント１８はランス１２の周面に放射状に均一に分配されている。支持エレメント１８の長さは、管４の内孔１１内でランス１２の十分に遊びのないスライド運動が可能になるように設定されている。図３の右側の部分は、ランス１２の側面図を示しており、この場合、３つの支持エレメント１８のうちの２つが見えている。
【００１７】
ショットピーニングのためには、特に規定の硬度の金属球体から成る「ショット」と呼ばれる球体ピーニング粒子が適している。これらの球体はそれぞれ０．２〜０．６ｍｍの直径を有しており、この場合、ピーニング材料の種々の直径は統計的な分布に従う。
【００１８】
ピーニング材料としては、特に丸めにより選定された（arrondiert.）ピーニング粒子、つまり規定のサイズと規定の硬度とを有するピーニング粒子も適している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】燃料高圧アキュムレータの一部を示す側面図である。
【００２０】
【図２】図１に示した圧力アキュムレータの分岐部を示す断面図である。
【００２１】
【図３】燃料高圧アキュムレータを製造するための本発明による方法における丸味付けに影響を与えるランスを平面図および側面図で示す概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
２ 圧力アキュムレータ
４ 管
６ 圧力管路接続部
８ 分岐部
９ 内縁部
１０ 曲率半径
１１ 内孔
１２ ランス
１４ 円錐形先端部
１６ 噴射方向
１８ 支持エレメント

Claims (7)

1. アキュムレータ型噴射システムを備えた内燃機関、特にコモンレール噴射システムを備えたディーゼル内燃機関の燃料高圧アキュムレータを製造するための方法であって、金属から成る中空の圧力アキュムレータ（２）の製造後に、該圧力アキュムレータ（２）に圧力管路を接続するための分岐部（８）を設け、該分岐部（８）の、圧力アキュムレータ（２）の中空室に通じた内縁部（９）に、ショットピーニング法によってそれぞれ曲率半径（１０）を付与し、圧力アキュムレータ（２）の中空室よりも小さな直径を有する円錐形の先端部（１４）を備えた円筒状のランス（１２）を、ショットピーニング法において使用されるショットの噴射方向（１６）とは逆向きに案内する形式の方法において、各内縁部（９）を、圧力アキュムレータ（２）の中空室の延在方向で両方の向きで順次にピーニングし、この場合、ランス（１２）をその都度、逆向きに案内することを特徴とする、燃料高圧アキュムレータを製造するための方法。
2. 当該方法を用いて、ほぼ円筒状の圧力アキュムレータ（２）を製造する、請求項１記載の方法。
3. ピーニング材料として、丸め処理により選定されたピーニング粒子を使用する、請求項１または２記載の方法。
4. 燃料高圧アキュムレータを、構造用鋼、浸炭鋼、熱調質鋼またはステンレス鋼から製造する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 燃料高圧アキュムレータを、鍛造された鋼から製造する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ランス（１２）を圧力アキュムレータ（２）内で同心的に案内する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ランス（１２）の同心的な案内を、ランス（１２）の円筒状の周面に均一に分配された少なくとも３つの支持エレメント（１８）によって行う、請求項６記載の方法。