NL192272C

NL192272C - Werkwijze voor het vervaardigen van een brandstofinspuitleiding voor verbrandingsmotoren met gestuikte druknippel.

Info

Publication number: NL192272C
Application number: NL8802854A
Authority: NL
Original assignee: Guido Juergen Dipl Ing
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1997-04-03
Also published as: DK590488A; FI884833A0; FI884833A; NL8802854A; SE8803738L; JPH01203649A; FR2626319A1; GB8824937D0; IT8809522A0; CA1311167C; JPH0569990B2; DE3801703C1; ES2011410A6; DK164750B; ATA256488A; US4881763A; FI94896B; IT1225318B; GB2214451A; FI94896C

Description

1 192272 t

Werkwijze voor het vervaardigen van een brandstofinspuitleiding voor verbrandingsmotoren met gestuikte druknippel

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een brandstofinspuitleiding voor 5 verbrandingsmotoren uit een buis van blank-getrokken staal, waarbij ten minste één uiteinde van de buis tot een druknippel wordt gestuikt, die een afdichtkegel vertoont, welke onder plastische vervorming van haar afdichtvlak dient voor het afdichten bij een aan haar kegelhoek aangepast hol kegelvlak van een ten opzichte van het afdichtvlak van de druknippel harder tegenstuk, en waarvan het achterstuk, voor de afsteuning tegen een hol kegelvlak van een wartelmoer bepaald steunvlak de vorm heeft van een bolseg-10 ment, dat overgaat in de buitenomtrek van de aansluitende buisleiding via een afronding.

Een dergelijke brandstofinspuitleiding met gestuikte drukaansluitnippel is bekend uit Duitse Offenlegungs-schrift 1.937.975, alsmede uit de aanvullingsaanvrage daarvan, het Duitse Offenlegungsschrift 2.138.043. Daarbij is de bolvorm met aansluitend kegelsegment van de druknippel zodanig gedimensioneerd, dat enerzijds een uitstekende uitrichting bij het opzetten op het tegenstuk plaatsvindt, anderzijds een vloeiende 15 en afdichtende afsluiting bij het opdraaien van de wartelmoer wordt verkregen.

Voor het vervaardigen van de in DE-A 1.937.975 en in DE-A 2.138.043 beschreven inspuitleidingen worden volgens de stand van de techniek buizen volgens DIN 73000 uit koolstofarm ongelegeerd staaf, bijvoorbeeld St 30 Al, gebruikt. Deze buizen worden voor het stuiken van de druknippel zachtgegloeid, zodat de bij het opstuiken van de druknippel optredende koude vervorming zonder scheurvorming en met een 20 slechts matige opbouw van spanning kan plaatsvinden. De voor het stuiken van de druknippel zachtge-gloeide buis biedt als inspuitleiding een aantal voordelen: de sterkte voor wisselende buigspanningen in het achter de druknippel aansluitende, in het bijzonder op trillingen belaste en voor breuk gevaarlijke gedeelte wordt slechts weinig beïnvloed. Verder vergt het latere buigen van de inspuitleiding bij het aanbrengen op een verbrandingsmotor slechts geringe krachten en is zodoende mogelijk met eenvoudige werktuigen.

25 Tenslotte treden bij het buigen van de inspuitleiding slechts geringe veerkrachten op zodat een goede buignauwkeurigheid wordt verkregen, en niet in de laatste plaats wordt bovendien gewaarborgd, dat het op het afdichtoppervlak van de druknippel aanwezige materiaal bij het aandrukken van het afdichtoppervlak tegen het holle kegeloppervlak van het in vergelijking tot de druknippel hardere tegenstuk plastisch vervormt, zodat een goede afdichting wordt verkregen.

30 Bij dergelijke, op de bekende wijze vervaardigde inspuitleidingen is het echter een nadeel, dat het vooraf zachtgloeien van de gebruikte buizen de fabricagekosten aanzienlijk verhoogt, en het gevaar van een vervuiling van de inspuitleiding door gloeirestanten met zich meebrengt. Bovendien is door het vooraf zachtgloeien ook het materiaal bij het achterste kogelvormig gebied van het gestuikte drukaansluitstuk overeenkomstig zacht, zodat dit steunoppervlak van het drukaansluitstuk bij het herhaaldelijk losnemen en 35 weer aandraaien van de wartelmoer snel slijt.

Aan de uitvinding ligt nu het doel ten grondslag, een inspuitleiding van de in de aanhef genoemde soort zodanig te verbeteren dat met vermijding van de hiervoor genoemde nadelen en tegelijkertijd met behoud van alle wezenlijke voordelen van de gebruikelijke inspuitleidingen een aanzienlijk goedkopere vervaardiging mogelijk is.

40 Hiertoe voorziet de uitvinding in een werkwijze zoals in de aanhef omschreven, met het kenmerk, dat het stuiken van de druknippel direct volgt op het blank-trekken van de buis, en dat nadien de aangestuikte druknippel aan haar, zich in het gebied van het oplegvlak van haar afdichtkegel aan het holle kegel-oppervlak van het tegenstuk bevindende materiaalzone inductief zachtgegloeid wordt.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat de op de onderhavige uitvinding betrekking hebbende, ook 45 onder de aanduiding "bolnippel" bekende, in DE-A 1937975 en in DE-A 2138043 beschreven druknippels met hun afgeronde overgangen zo goed geschikt zijn voor een koude vervorming, dat zij ook bij een uitgangsmateriaal van blank-getrokken staal zonder vooraf zachtgloeien zonder scheurvorming koud kunnen worden aangestuikt. Daarmee wordt een kostenverlaging van de fabricage verkregen van tot 20%.

Andere vormen van de nippel, bijvoorbeeld volgens DIN 73365, kunnen daarentegen slechts onder 50 sterke scheurvorming aan het uiteinde van blank-getrokken stalen buizen worden gestuikt.

Onder een blank-getrokken stalen buis wordt daarbij bijvoorbeeld een buis volgens DIN 2391 verstaan van het materiaal St 30 Al met de volgende eigenschappen: a) Hardheid 195 tot 205 HV 5 (Vickershardheid) b) Breukrek 16% 55 c) Treksterkte 525 tot 610 N/mm2 (N = Newton) d) 0,2- Rekgrens 470 N/mm2 e) Structuur koud vervormde ferrietstructuur met geringe perlietgehalte.

1192272 2

Wegens de gunstige vorm van de volgens de uitvinding verkregen bolnippel vindt ook bij het stuiken ervan aan een buis van blank-getrokken staal slechts een geringe spanningsopbouw plaats, zodat de goede materiaaleigenschappen van de buis aanwezig blijven en ten opzichte van de gebruikelijke inspuitleidingen uit zachtgegloeide stalenbuizen tot een duidelijke verbetering leiden van de sterkte voor wisselende 5 buigspanningen in het kritische gebied achter de druknippel. Uitgevoerde metingen gaven hierbij in de praktijk een verbetering van de sterkte voor wisselende buigspanningen van 15% en meer.

Bij het buigen van de inspuitleidingen van blank-getrokken staal treden weliswaar grotere terugveer-krachten op. Evenwel ten gevolge van de zeer gelijkmatige kwaliteit van deze stalen buizen is deze grotere terugvering eveneens zeer gelijkmatig, zodat bij het gebruik van buigwerktuigen hier zodanig nauwkeurig 10 rekening mee kan worden gehouden, dat deze terugvering geen nadeel met zich meebrengt. Evenzo laten de beschikbare mechanische buigprocessen de optredende buigkrachten probleemloos toe, wat in de praktijk gebleken is.

Een verder voordeel van de inspuitleiding volgens de uitvinding is, dat het ter ondersteuning tegen het holle kegelvormige oppervlak van de bijbehorende wartelmoer dienende bolsegmentvormige achterste 15 steunvlak van de bolnippel harder is dan bij een inspuitleiding volgens de stand van de techniek van in het algemeen vooraf zachtgegloeide buis. zodat de bij het aandraaien van de wartelmoer ten opzichte van dit ondersteuningsvlak optredende slijtage aanzienlijk is verkleind en de inspuitleidingen volgens de uitvinding nu aanzienlijk vaker kunnen worden losgemaakt en weer worden vastgezet.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de zachtgegloeide materiaalzone gevormd met 20 een diepte van 0,4 tot 0,6 mm, bij voorkeur 0,5 mm. In deze gerekristalliseerde, gegloeide zachte materiaalzone van de afdichtkegel van de bolnippel worden dezelfde eigenschappen verkregen als die van de afdichtkegels van bekende bolnippels bij vooraf totaal zachtgegloeide inspuitleidingen volgens de stand van de techniek. Volgens de uitvinding werden ongeveer de volgende waarden verkregen: a) Hardheid 115tot125HV5 25 b) Breukrek 38% c) Treksterkte 380 N/mm2 d) 0,2- Rekgrens 220 N/mm2 e) Structuur fijnkorrelig opnieuw gekristalliseerde structuur.

Indien een buis van koolstofarm ongelegeerd staal gebruikt wordt, verkrijgt men ten opzichte van de 30 gebruikelijke fabricageprocessen een kostenbesparing van ongeveer 20%.

De uitvinding wordt hierna bij wijze van voorbeeld nader toegelicht met verwijzing naar de tekening. De enkele figuur van de tekening toont een inspuitleiding met hieraan gevormde bolnippel en een doorsnede van het daarop passende tegenstuk met wartelmoer, alsmede in met streep-puntlijn aangegeven afbeelding een vloeiperswerktuig voor het stuiken van de druknippel.

________I^J]t.fJi|..tel^njng.we9i!99e9ven brandstofinspuitleiding 1 volgens een uitvoeringsvorm vaixto uitvinding t—— is vervaardigd uit een uitgangsmateriaal van blank-getrokken staal, zoals hiervoor reeds toegelicht. De inspuitleiding 1 draagt aan één van zijn einden (of op niet weergegeven wijze ook aan beide einden) steeds een in een met streep-puntlijn aangegeven gesloten vloeiperswerktuig 2, opgestuikte druknippel 3. Deze druknippel 3 heeft een bij het stuiken gevormde afdichtkegel 4, die met zijn afdichtvlak 5 dient ter afdichting 40 tegen een van een kegelhoek α van ongeveer 60° aangepast hol kegelvormig oppervlak 6 van een tegenstuk 7. Dit tegenstuk 7 kan bijvoorbeeld een onderdeel zijn van een (niet weergegeven) brandstof door de inspuitleiding 1 van een, (eveneens niet weergegeven) inspuitmond toevoerende, inspuitpomp.

Het andere steunoppervlak van de druknippel 3 bestaat uit een bolvormig gebied respectievelijk een bolsegment 8 en dient ter ondersteuning tegen een hol kegelvormig oppervlak 9 van een wartelmoer 10.

45 Voor het afdichtend aandrukken van de druknippel 3 tegen het tegenstuk 7 wordt de wartelmoer 10 op gebruikelijke wijze op een uitwendige schroefdraad 11 van het tegenstuk 7 geschroefd.

De weergegeven en hiervoor beschreven druknippel 3 wordt ook wel aangeduid als ’’bolnippel” omdat zij in het bijzonder vanwege het bolsegment 8, dat bij het aandraaien van de wartelmoer 10 op bekende wijze een automatische centrering van de druknippel 3 waarborgt, doet denken aan een bolvorm.

50 Het in de tekening slechts aangegeven vloeipersweiktuig 2 is zonder meer in staat de weergegeven druknippel 3 - of ook andere soortgelijk gevormde ’’bolnippels” aan inspuitleidingen 1 van willekeurig, dus ook koolstofrijk of zelfs gelegeerd blank-getrokken staal te stuiken, zolang het gebruikte materiaal nog het vermogen heeft om koud te vervormen en bovendien geschikt is voor het trekken van de voor inspuitleidingen noodzakelijke buizen. Voor het volledig benutten van de reeds genoemde voordelen van ten 55 opzichte van de stand der techniek hardere inspuitleidingsbuizen uit blank-getrokken staal, waarop volgens de uitvinding zonder voorafgaand zachtgloeien de druknippels 3 worden gestuikt, dient evenwel het volgende in aanmerking te worden genomen:

Claims

13 192272 I, Bij de volgens de stand der techniek gebruikelijke, in een bijzondere procesgang voor het vormen van de druknippel zachtgegloeide inspuitleidingen volgens DIN 73000 van een kóolstofarm staal wordt zonder meer een ten opzichte van de hardheid van het tegenstuk 7 zachtere druknippel verkregen. Het afdichtoppervlak hiervan wordt nu bij het aandraaien van de wartelmoer 10 tegen het holle kegel vormige oppervlak 6 5 plastisch vervormd, zodat een betrouwbare afdichting wordt gewaarborgd. Een dergelijke afdichting is onder ruwe bedrijfsomstandigheden, in het bijzonder de trilbelastingen bij verbrandingsmotoren, buitengewoon belangrijk. Men heeft derhalve volgens de stand der techniek op de koop toe genomen, dat het, de bofzone respectievelijk het bolsegment vormende, even zachte materiaal van de tot nog toe gebruikelijke bolnippets bij het aandraaien van de wartelmoer 10 in verhouding snel verslijt, zodat dergelijke gebruikelijke insput-10 leidingen reeds na weinig montagehandelingen onbruikbaar worden. Bij de in de tekening weergegeven druknippel 3 volgens de uitvinding, gevormd uit een blank-getrokken staal zonder voorafgaand zachtgloeien, wordt daarentegen het voordeel verkregen van een overeenkomstig hardere bolzone of een harder kogelsegment 8 en dus van een aanzienlijk hogere slijtagebestendigheid bij het losdraaien en weer vastdraaien van de wartelmoer 10. 15 Evenwel is ten eerste direct na het vormen van de druknippel 3 ook het afdichtoppervlak 5 hiervan even hard, zodat bij het aandraaien van de wartelmoer 10 tegen het afdichtoppervlak 5 van de druknippel 3 geen plastische vervorming zou kunnen worden verkregen. Om dit gebrek op te heffen, wordt de op de inspu'rt-leiding 1 gestuikte druknippel 3 in zijn in het gebied van het aanligoppervlak van zijn afdichtkegel 5 tegen het holle kegelvormige oppervlak 6 van het tegenstuk 7 aanwezige, in de tekening met streep-puntlijnen 20 aangegeven, materiaalgebied 13 inductief zachtgegloeid (rekristallisatiegloeien), en wel bij voorkeur zodanig, dat de reeds hiervoor genoemde materiaalparameters in dit materiaalgebied 13 optreden. De zachtgegloeide materiaalzone 13 strekt zich daarbij bij voorkeur op de in de tekening weergegeven wijze uit over het aanligoppervlak van de afdichtkegel 4 tegen het tegenstuk 7, en wel enerzijds naar het bevestigingspunt van de afdichtkegel 4 toe en anderzijds ook in het aan het vrije uiteinde hiervan aanwezige kopoppervlak 25 14. Het inductief zachtgloeien geschiedt daarbij door middel van een gebruikelijke, met wisselstroom gevoede inductiespoel, die op gebruikelijke geschikte wijze om de druknippel 3 wordt aangebracht. Bij het voeren van stroom door de inductiespoel wordt in een door de geometrie van de inductiespoel en zijn geometrische opstelling ten opzichte van de druknippel 3 bepaald materiaalgebied een wervelstroom 30 geïnduceerd, die leidt tot een plaatselijk begrensde en nauwkeurig gestuurde verwarming, zodat niet alleen de geometrie van de materiaalzone 13, d.w.z. de oppervlakteuitzetting en de diepte hiervan nauwkeurig kunnen worden bepaald, maar ook de opwarmtemperatuur en eventueel bij geschikte sturing van de stroomflux, ook de afkoeling na de opwarming tot de gewenste temperatuur. Het bijzondere voordeel van het inductief zachtgloeien bestaat dus in de eerste plaats daaruit dat 35 nauwkeurig gelokaliseerd een zeer bepaalde en vooraf bepaalbare materiaalzone 13 op de gewenste wijze wordt zachtgegloeid.

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een brandstofinspuitleiding voor verbrandingsmotoren uit een buis van blank-getrokken staal, waarbij ten minste één uiteinde van de buis tot een druknippel wordt gestuikt, cüe een afdichtkegel vertoont, welke onder plastische vervoiming van haar afdichtvlak dient voor het aftfichten bij een aan haar kegelhoek aangepast hol kegelvlak van een ten opzichte van het afdichtvlak van de 45 druknippel harder tegenstuk, en waarvan het achterstuk, voor de afsteuning tegen een hol kegelvlak van een wartelmoer bepaald steunvlak de vorm heeft van een bolsegment, dat overgaat in de buitenomtrek van de aansluitende buisleiding via een afronding, met het kenmerk, dat het stuiken van de druknippel (3) direct volgt op het blank-trekken van de buis, en dat nadien de aangestuikte druknippel (3) aan haar, zich in het gebied van het oplegvlak van haar afdichtkegel (4) aan het holle kegeloppervlak (6) van het tegenstuk (7) 50 bevindende materiaalzone (13) inductief zachtgegloeid wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zachtgegloeide materiaalzone (13) gevormd wordt met een diepte van 0,4 tot 0,6 mm, bij voorkeur 0,5 mm.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de zachtgegloeide materiaalzone (13) zo wordt uitgevoerd, dat zij zich over het oplegvlak van de afdichtkegel (4), waar het tegenstuk (7) tegenaan komt, 55 uitstrekt, zowel tot aan de basis van de afdichtkegel (4) die grenst aan het kogelsegment (8) alsook in het zich aan haar vrije einde bevindende kopvlak (14) van de druknippel (3).

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het zachtgloeien van de 1192272 4 materiaalzone (13) plaatsvindt als rekristallisatiegloeien bij een temperatuur van ongeveer 700°C.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de druknippel (3) op de inspuitleiding wordt gestuikt in een gesloten vloeiperswerktuig. Hierbij 1 blad tekening