JP2005508478A - プレロードがかけられた接続片を備えた燃料蓄圧管路を製作するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、プレロードがかけられた接続片（２）を備えた燃料蓄圧管路（１）を製作するための方法および燃料蓄圧管路（１）に関する。接続片（２）は締り嵌めされるかまたは一時的な拡張および／または燃料蓄圧管路（１）の一時的な収縮によって所定のプレロードを伴って燃料蓄圧管路（１）に被せ嵌められる。接続片（２）は、管路を燃料蓄圧管路（１）に接続するために働く。接続片（２）のプレロードによって、所定の圧力が、耐圧性の向上を生ぜしめる燃料蓄圧管路（１）に加えられる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、燃料蓄圧管路を製作するための方法および請求項８の上位概念部に記載した形式の燃料蓄圧管路に関する。
【０００２】
燃料蓄圧管路は、自動車技術の分野では、コモンレール噴射システムを形成するために使用される。この場合、燃料蓄圧管路は、比較的高い圧力を備えた燃料が提供される蓄え容積として働く。燃料は、対応した噴射弁を介して燃料蓄圧管路から内燃機関の燃焼室内に放出される。燃料蓄圧管路は、直接噴射式のガソリン内燃機関だけでなく、直接噴射式のディーゼル内燃機関にも使用される。
【０００３】
精確なかつ能率的な噴射のために、特にディーゼル燃料では、極めて高い圧力が燃料蓄圧管路内に好まれる。そうこうしているうちに、１５００〜２０００ｂａｒの圧力が達成される。この圧力範囲は燃料蓄圧管路の品質に特に高い要求を課している。特に燃料蓄圧管路への管路の接続は、燃料蓄圧管路の品質に大きな影響を与える臨界的な機能である。管路の接続は孔を燃料蓄圧管路の壁に要求する。孔を備えた壁は、高い圧力で裂開する亀裂が孔の領域に形成されるという欠点を有している。さらに、高い圧力に対してシールするために、管路を大きな圧力で燃料蓄圧管路に押圧することが必要となる。
【０００４】
管路を燃料蓄圧管路に接続するためには、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第３８１７４１３号明細書に基づき、燃料蓄圧管路の接続孔の領域に配置された環状の接続片を設けることが公知である。この接続片は燃料蓄圧管路を接続孔の領域で取り囲んでいて、ねじ山を有している。このねじ山は、燃料蓄圧管路に接続したい管路に燃料蓄圧管路に向かって予荷重もしくはプレロードをかける保持ナットをねじ込むために働く。接続片は燃料蓄圧管路を取り囲んでいるので、管路には比較的大きな力で燃料蓄圧管路に対してプレロードをかけることができる。より良好な位置固定のためには、接続片を溶接シームを介して燃料蓄圧管路に結合することが規定されている。
【０００５】
本発明の課題は、燃料蓄圧管路を製作するための改善された方法および改善された燃料蓄圧管路を提供することである。
【０００６】
本発明の課題は、請求項１の特徴および請求項８の特徴によって解決される。
【０００７】
本発明の利点は、接続片が所定のプレロードを伴って燃料蓄圧管路に被せ嵌められることにある。これによって、簡単な方法により、摩擦接続的な接続部が接続片と燃料蓄圧管路との間に形成される。したがって、燃料蓄圧管路に対する接続片の位置が規定されている。さらに、接続片のプレロードは、燃料蓄圧管路に所定のプレロードが作用し、これによって、燃料蓄圧管路の高圧耐性が高められるという利点を提供する。特に孔が燃料蓄圧管路に設けられている接続領域では、プレロードがポジティブな影響を与える。なぜならば、接続片の領域における燃料蓄圧管路の材料継ぎ目が、プレロードによって、安定した領域に維持されるからである。
【０００８】
本発明による方法の別の有利な実施態様では、孔が燃料蓄圧管路に接続片の組付け後に初めて加工成形される。この場合、接続片はすでに開口を、加工成形したい孔の領域に有していてよい。しかし、組み付けられた接続片に初めて開口を加工成形することも可能である。こうして、燃料蓄圧管路への孔の加工成形時の改善された手段が提供される。外側から燃料蓄圧管路に加えられるプレロードは、燃料蓄圧管路への孔の加工成形時のずれ形成または亀裂形成に対してポジティブな影響を与える。
【０００９】
本発明による方法の簡単な実施態様では、接続片が、この接続片の内径の一時的な膨張または燃料蓄圧管路の外径の一時的な収縮によって被せ嵌められる。接続片の拡張および／または燃料蓄圧管路の外径の収縮は、接続片をプレロードを伴って燃料蓄圧管路に組み付けることができる簡単なかつ慣用の方法を成している。このためには、接続片が、通常の周辺条件において、燃料蓄圧管路の外径に比べて小さな内径を有している。組付け後、接続片の内径および／または燃料蓄圧管路の外径が再び元々の大きさをとり、これによって、接続片が、燃料蓄圧管路の中心に対して半径方向に向けられたプレロードを燃料蓄圧管路の壁に加える。したがって、全体的に燃料蓄圧管路の周面へのプレロード力の均一な分配が達成される。
【００１０】
有利な実施態様では、異なる大きさの外径を備えた少なくとも２つの接続領域を有する燃料蓄圧管路が使用される。こうして、一方の側から、より大きな内径を備えた第１の接続片を、より小さな外径を備えた外側の接続領域を介して被せ嵌めることができる。次いで初めて、側方からのプレス嵌め過程によって、第１の接続片が第２の接続領域に被せ嵌められる。第２の接続領域に対して第２の接続片が設けられている。この第２の接続片は第１の接続片に比べて小さな内径を有していて、同じく側方からのプレス嵌め過程を介して第２の接続領域に被せ嵌められる。こうして、収縮過程または拡張過程なしに１つの接続片を１つの接続領域を介して別の接続領域に被せ、この別の接続領域で初めて接続片を圧潰過程を介して所定のプレロードを伴って燃料蓄圧管路に被せ嵌めることが可能となる。
【００１１】
別の実施態様では、接続領域が燃料蓄圧管路の圧縮によって製作される。この圧縮によって、燃料蓄圧管路の外径が拡大される。圧縮は、接続領域の領域における燃料蓄圧管路の強度に対する付加的な利点を提供する。たとえば、燃料蓄圧管路は、長手方向孔によって中空室が加工成形される中実管によって製作することができる。次いで、設定された接続領域での燃料蓄圧管路の圧縮によって、燃料蓄圧管路の外径の拡大が達成される。したがって、改善された耐圧性を生ぜしめる継ぎ目応力が圧縮領域に形成され、さらに、材料厚さが接続領域の領域で増加させられる。より大きな材料厚さは、高められた耐圧性を生ぜしめる。高められた耐圧性は、確かに孔の加工成形によって再び幾分低下させられるが、しかし、必要となる高い圧力範囲に損傷なしに耐えるためには、全体的にまだ十分な大きさである。
【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】
以下に、本発明を、内燃機関、特にディーゼルまたはガソリンで運転される内燃機関に用いられる燃料蓄圧管路の実施例で説明する。しかし、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、管路を接続することができるあらゆる種類の高圧管路に使用可能である。
【００１４】
図１には、内燃機関に用いられる燃料蓄圧管路の斜視図が示してある。この燃料蓄圧管路１は、この実施例では、中空円筒形状を有している。この中空円筒形状は第１の端領域で閉鎖されていて、第２の端領域で供給管路の接続のために形成されている。この供給管路は燃料ポンプに接続されている。この燃料ポンプは燃料をタンクから燃料蓄圧管路に圧送する。燃料に対する慣用の圧力範囲は、直接噴射式のガソリン内燃機関の分野では１００〜１５０ｂａｒにあり、ディーゼル内燃機関では１５００ｂａｒの範囲にある。燃料蓄圧管路１の中空円筒形状は、たとえば中実管の製作と、これに続く、中実管への中空室の長手方向孔の製作とによって製作される。この構成は、中空管の一方の端部が中空管の壁によって一体に閉鎖されているという利点を有している。したがって、適宜な高圧シール部材を設けることが不要となる。１つの燃料蓄圧管路１は複数の接続領域５を有している。これらの接続領域５には管路６が接続されている。この管路６は、内燃機関の例では、噴射弁に接続されている。この噴射弁は、燃料蓄圧管路から管路６を介して供給された燃料を内燃機関に噴射する。１つの接続領域５の領域には接続片２が設けられている。この接続片２は環状に形成されていて、燃料蓄圧管路１を取り囲んでいる。接続片２には、図示の実施例では、接続ねじ３がねじ込まれている。接続片２は、予荷重もしくはプレロードを燃料蓄圧管路１の壁に向かって加えるように燃料蓄圧管路１に被せ嵌められている。
【００１５】
プレロードは、たとえば組付け前に接続領域５の外径が接続片２の内径よりも大きく寸法設定されていることによって形成される。接続片２を接続領域５に被せ嵌めることができるようにするためには、接続片２の内径が拡張され、かつ／または接続領域５の外径が縮小される。接続片２の内径の拡張は、たとえば接続片２の温度上昇によって達成される。接続片２は、通常、温度の増加時に膨張する金属材料から成っている。この膨張によって、接続片２の内径も拡大される。接続領域５の領域での燃料蓄圧管路１の外径の収縮は、通常、金属材料から製造されている燃料蓄圧管路１が、周辺温度よりも低い温度に冷却されることによって達成される。この冷却によって、金属材料が収縮し、燃料蓄圧管路の外径が減少する。
【００１６】
拡張および／または収縮は、接続片２を接続領域５に被せ嵌めることができるまで実施される。接続片２を接続領域５に配置した後、接続片２および／または接続領域５が再び周辺温度にもたらされる。この場合、接続片２の内径が減少しかつ／または接続領域５の外径が拡大する。したがって、接続片２が、燃料蓄圧管路１に対して半径方向に作用するプレロード力を有している。
【００１７】
別の製作法では、接続領域５の外径が数パーセントだけ接続片２の内径よりも大きく寸法設定されている。接続片２は側方からの締り嵌め過程を介して接続領域５に被せ嵌められる。この場合、接続片２の機械的な特性に基づき、接続片２の内径の拡張および／または燃料蓄圧管路の外径の圧縮が達成される。しかし、この場合、有利には、接続片２の材料の降伏点は達成されない。接続片２の内径の拡張は、締り嵌め過程の終了後、燃料蓄圧管路に向かって作用するプレロードを接続片２に生ぜしめる。
【００１８】
図２には、図１の燃料蓄圧管路の接続領域５の横断面図が示してある。燃料蓄圧管路１は、選択された実施例では、中空容積７を備えた中空シリンダの形で形成されている。燃料蓄圧管路１の壁は接続開口８を有している。この接続開口８は中空容積７から燃料蓄圧管路１の外面にまで案内されている。燃料蓄圧管路１の外面の近くには、接続開口８がその横断面を有していて、選択された実施例では、円環状に形成されたシール面９を形成している。このシール面９には、接続ねじ３の、対応したシール面が載置している。接続ねじ３は雄ねじ山を有している。この雄ねじ山は接続片２の雌ねじ山に螺合されている。この雌ねじ山の領域では、接続片２が管路４に向かって、より大きな材料厚さを備えて形成されている。より大きな材料厚さは、長い雌ねじ山を形成することができるという利点を有している。長い雌ねじ山によって、接続ねじ３をシール面９に対して十分な力で雌ねじ山の損傷なしに押圧することができる。
【００１９】
接続ねじ３は、一貫して延びる孔を有している。この孔は第２の末端１０に案内されている。この第２の末端１０に接続ねじ３は、管路４が袋ナット１１を介して接続ねじ３に対して密に螺合可能となる雄ねじ山を有している。このためには、第２の末端１０が別のシール面１２を有している。このシール面１２は、この実施例では、円錐形に形成されている。有利には、管路４が、第２の末端１０に対応した端部に同じく円錐形の外側シール面を有している。管路４と接続ねじ３との螺合によって、密な管路接続部が管路４と接続ねじ３との間に形成される。接続片２は、有利には、平らな上面を有している。この上面は接続ねじ３の長手方向に対して垂直に方向付けられている。
【００２０】
図２ａには、接続片２の横断面図が示してある。この場合、円形の内径Ｉを明確に認識することができる。この内径Ｉは接続片２によって取り囲まれる。同時に平らな上面１３を認識することができる。この上面１３は接続開口１４の領域に配置されている。この接続開口１４を通って接続ねじ３が、組み付けられた状態で案内されている。
【００２１】
図２ｂには、接続孔８の領域における燃料蓄圧管路１の横断面図が示してある。
【００２２】
図３には、燃料蓄圧管路１の別の構成が示してある。この構成では、接続開口８が外側の端領域に円錐形の第３のシール面１５を有している。この実施例では、管路４が円錐形の第３のシール面１５にまで直接案内されている。最適なシールのために、この実施例では、管路４が、燃料蓄圧管路１に対応した端領域に同じく円錐形の外側シール面を有している。管路４は位置調整スリーブ１６と第２の袋ナット１７とを介して接続片２に螺合されている。第２の袋ナット１７は雄ねじ山を有している。この雄ねじ山は接続片２の雌ねじ山に螺合されている。位置調整スリーブ１６は下側の縁領域で管路４の側面１９に載置している。位置調整スリーブ１６の上側の縁領域は第２の袋ナット１７の接触面２０に接触している。したがって、管路４には、第２の袋ナット１７によって第３のシール面１５に対してプレロードがかけられる。この実施例でも、第２の接続片２が所定のプレロードを伴って燃料蓄圧管路１に固定されている。
【００２３】
図４には、管路４を燃料蓄圧管路１に接続するための別の構成が示してある。この場合、この実施例では、プレロードがかけられた接続片２が雄ねじ山を有しており、第３の袋ナット１８が設けられている。この第３の袋ナット１８は雌ねじ山を介して第２の接続片２に螺合されている。この実施例でも、管路４への最適な燃料導入を達成するために、位置調整スリーブ１６が設けられている。
【００２４】
図５には、燃料蓄圧管路１の別の有利な構成が示してある。この燃料蓄圧管路１は、異なる外径を備えた接続領域５を有している。図示の実施例では、４つの接続開口８が設けられている。接続領域５は内側の２つの接続領域５Ａと外側の２つの接続領域５Ｂとに分割されている。内側の接続領域５Ａは第１の外径Ｒ１を有しており、外側の接続領域５Ｂは第２の外径Ｒ２を有している。第１の外径Ｒ１は第２の外径Ｒ２よりも大きく寸法設定されている。内側の接続領域５Ａには第１の接続片２Ａが被せ嵌められている。この第１の接続片２Ａの内径は内側の接続領域５Ａの外径に適合されており、これによって、第１の接続片２Ａが側方から内側の接続領域５Ａに締り嵌め過程を介して被せ嵌められ、次いで、この被嵌め過程後、所定のプレロードを伴って内側の接続領域５Ａに載置するようになっている。
【００２５】
外側の接続領域５Ｂには第２の接続片２Ｂが対応している。この第２の接続片２Ｂの内径は外側の接続領域５Ｂの外径に適合されており、これによって、接続片２Ｂが側方からの締り嵌め過程によって外方から外側の接続領域５Ｂに被嵌め可能となり、この被嵌め過程後、所定のプレロードを伴って外側の接続領域５Ｂに載置するようになっている。第１の接続片２Ａの内径は、この第１の接続片２Ａを圧潰過程なしに外側の接続領域５Ｂを介して内側の接続領域５Ａに被せることができるように形成されている。こうして、接続片を、接続領域が２つよりも多い場合でも、側方からの簡単な締り嵌め過程を介して所定のプレロードを伴って内側の接続領域に被せ嵌めることが可能となる。この構成では、接続片２もしくは接続領域５の一時的な拡張および／または一時的な収縮を実施することが不要となる。これによって、燃料蓄圧管路１と接続片２との構成が、一時的に拡張することができるかまたは収縮することができる材料に限定されていない。さらに、こうして、拡張および／または収縮によって生ぜしめられる欠点が回避される。
【００２６】
図５の構成には、４つの接続部が示してある。しかし、この場合、接続領域５の外径もしくは接続片２の内径の適宜な適合によって、より多くの接続部も図示可能である。
【００２７】
別の製作法では、接続片と接続領域とがほぼ同じ大きさの内径もしくは外径を有している。したがって、接続片を問題なく接続領域に被せることができる。次いで、接続領域の外径が圧縮過程によって拡大される。これによって、接続片の領域に、燃料蓄圧管路に作用するプレロードが形成される。圧縮は、たとえば接続領域が、段状に拡大された直径を燃料蓄圧管路に対して有していることによって形成される（図５参照）。段状の側面２１には、接続領域を圧縮する２つの工具２２が作用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】接続片を備えた燃料蓄圧管路の斜視図である。
【００２９】
【図２】接続領域における燃料蓄圧管路の横断面図である。
【００３０】
【図２ａ】接続片の横断面図である。
【００３１】
【図２ｂ】接続開口の領域における燃料蓄圧管路の横断面図である。
【００３２】
【図３】接続領域の別の構成の横断面図である。
【００３３】
【図４】燃料蓄圧管路の接続領域の第３の構成を示す図である。
【００３４】
【図５】異なる外径を有する接続領域を備えた燃料蓄圧管路の横断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 燃料蓄圧管路、 ２，２Ａ，２Ｂ 接続片、 ３ 接続ねじ、 ４ 管路、 ５，５Ａ，５Ｂ 接続領域、 ６ 管路、 ７ 中空容積、 ８ 接続開口、 ９ シール面、 １０ 末端、 １１ 袋ナット、 １２ シール面、 １３ 上面、 １４ 接続開口、 １５ シール面、 １６ 位置調整スリーブ、 １７ 袋ナット、 １８ 袋ナット、 １９ 側面、 ２０ 接触面、 ２１ 側面、 ２２ 工具、 Ｉ 内径、 Ｒ１，Ｒ２ 外径

Claims (11)

1. 少なくとも１つの孔（８）を燃料蓄圧管路（１）の壁に接続領域（５）で加工成形して、内燃機関に用いられる燃料蓄圧管路（１）を製作するための方法において、
   接続片（２）をプレロードを伴って接続領域（５）に被せ嵌めることを特徴とする、内燃機関に用いられる燃料蓄圧管路を製作するための方法。
2. 孔を、接続片（２）の組付け後に初めて燃料蓄圧管路（１）に加工成形する、請求項１記載の方法。
3. 燃料蓄圧管路（１）の壁に孔の領域で、管路（４）を接続するためのシール面（９，１２，１５）を形成する、請求項１または２記載の方法。
4. 接続片（２）を該接続片（２）の一時的な膨張および／または燃料蓄圧管路（１）の一時的な収縮によって被せ嵌める、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 接続片（２）の内径（Ｉ）を接続領域（５）の外径よりも小さく寸法設定し、接続片（２）を側方からのプレス嵌め過程を介して接続領域（５）にプレス嵌めする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
6. 少なくとも２つの接続片（２Ａ，２Ｂ）を２つの接続領域（５Ａ，５Ｂ）にプレス嵌めし、２つの接続片（２Ａ，２Ｂ）の内径を、異なる大きさに寸法設定し、２つの接続領域（５Ａ，５Ｂ）の外径を、異なる大きさに寸法設定し、第２の接続片（２Ｂ）の内径を、対応した内側の接続領域（５Ａ）の外径よりも小さく寸法設定し、第１の接続片（２Ａ）の内径を外側の接続領域（５Ｂ）の外径よりも大きく寸法設定し、２つの接続片（２Ａ，２Ｂ）を側方からのプレス嵌め過程を介して、対応した接続領域にプレス嵌めする、請求項５記載の方法。
7. 接続領域（５Ａ，５Ｂ）に外径の拡大部を圧縮過程によって形成する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 燃料蓄圧管路（１）であって、管路（４）を接続するための接続片（２）が設けられており、該接続片（２）が、当該燃料蓄圧管路（１）の接続領域（５）に配置されており、当該燃料蓄圧管路（１）に接続領域（５）で接続開口（８）が加工成形されている形式のものにおいて、
   接続片（２）が、所定のプレロードを当該燃料蓄圧管路（１）の方向に有していることを特徴とする、燃料蓄圧管路。
9. ２つの接続領域（５Ａ，５Ｂ）が設けられており、両接続領域（５Ａ，５Ｂ）が、異なる外径を有している、請求項８記載の燃料蓄圧管路。
10. 接続片が、接続開口（８）を有しており、組み付けられた接続片において、接続開口（８）が、同時に接続片（２）と当該燃料蓄圧管路（１）とに加工成形されている、請求項８または９記載の燃料蓄圧管路。
11. 接続領域（５Ａ，５Ｂ）が、圧縮された肉厚部の形で形成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の燃料蓄圧管路。