WO2008031773A1 - Expansion pipe - Google Patents
Expansion pipe Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008031773A1 WO2008031773A1 PCT/EP2007/059403 EP2007059403W WO2008031773A1 WO 2008031773 A1 WO2008031773 A1 WO 2008031773A1 EP 2007059403 W EP2007059403 W EP 2007059403W WO 2008031773 A1 WO2008031773 A1 WO 2008031773A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- expansion tube
- basic shape
- tube
- wall
- leg
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 25
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/025—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by having a particular shape
-
- 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
- F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
- F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
- H10N30/886—Mechanical prestressing means, e.g. springs
-
- 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
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/26—Fuel-injection apparatus with elastically deformable elements other than coil springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
The invention relates to an expansion pipe (1;9;10;15;19), comprising a wall (2) with a cross-sectional profile that has several wall segments (4) with a first basic form, each respective pair of wall segments (4) being connected by a shaped portion (5; 14; 16; 20) with a second basic form that differs from the first basic form.
Description
Beschreibungdescription
DehnrohrDehnrohr
Die Erfindung betrifft ein Dehnrohr.The invention relates to an expansion tube.
Insbesondere für leckagefreie Benzin- und Diesel-Hochdruckeinspritzer werden Piezoaktuatoren häufig in einem Bereich hohen Kraftstoffdrucks betrieben. Er darf dabei aber, beispielsweise zur Vermeidung von Korrosion, nicht in Kontakt mit Kraftstoffbestandteilen gebracht werden. Eine Möglichkeit zur Anordnung des Piezoaktuators besteht darin, diesen gegen Kraftstoff hermetisch abgedichtet in ein Dehnungsrohr bzw. Dehnrohr einzubringen. Ein freies Volumen zwischen Piezoaktuator und Dehnrohr wird meist mit einem Füllöl aufgefüllt. Das Dehnrohr dient zudem häufig als Vorspannfeder, die den Piezoaktuator in Betätigungsrichtung zur Vermeidung einer Rissausbreitung unter Vorspannung hält.In particular, for leak-free gasoline and diesel high pressure injectors, piezoactuators are often operated in a high fuel pressure range. However, it must not be brought into contact with fuel components, for example to avoid corrosion. One possibility for arranging the piezoactuator is to introduce it hermetically sealed against fuel into an expansion tube or expansion tube. A free volume between Piezoaktuator and Dehnrohr is usually filled with a filling oil. The expansion tube also often serves as a biasing spring, which keeps the piezo actuator in the actuating direction to avoid crack propagation under tension.
Eine Möglichkeit der Ausbildung eines Dehnungsrohrs besteht in der Verwendung eines Metallbalgs. Bisher vorgeschlagene Metallbälge mit Dehnrohrfunktion zur isobaren Medientrennung unter Hochdruck sind dabei nur für einen eingeschränkten Temperatur- und Druckbereich einsetzbar. Bei starken Temperatur- oder Druckschwankungen wird durch die Ausdehnung bzw. Kompression der eingeschlossenen Materialien, z. B. des Piezoaktuators und des ihn umgebenden Füllöls, der Metallbalg starken Spannungsbelastungen ausgesetzt. Dies verkürzt die Lebensdauer stark und macht das Bauteil im Dauerbetrieb fehleranfällig. Diese, von den Randbedingungen des Einsatzes abhängigen, mechanischen Spannungen müssen so niedrig wie möglich gehalten werden (je nach Material ca. unter 1 GPa, besser unter 500 MPa). Außerdem sind z. T. aufwendige Herstellungsverfahren notwendig, um geeignete Membranformen realisieren zu können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Verbesserung der Langlebigkeit von Dehnungsrohren bei starken Temperatur- oder Druckschwankungen bereitzustellen .One way of forming an expansion tube is to use a metal bellows. Previously proposed metal bellows with expansion tube function for isobaric media separation under high pressure can only be used for a limited temperature and pressure range. In the case of strong temperature or pressure fluctuations, the expansion or compression of the enclosed materials, eg. As the piezoelectric actuator and the surrounding filling oil, the metal bellows exposed to high voltage loads. This greatly shortens the service life and makes the component susceptible to failure in continuous operation. These, depending on the boundary conditions of the use, mechanical stresses must be kept as low as possible (depending on the material about 1 GPa, better below 500 MPa). In addition, z. T. consuming production processes necessary to realize suitable membrane shapes can. It is therefore the object of the present invention to provide a way to improve the longevity of expansion tubes under severe temperature or pressure fluctuations.
Diese Aufgabe wird durch ein Dehnrohr nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere der Unteransprüchen einzeln oder in Kombination entnehmbar.This object is achieved by a stretching tube according to claim 1. Advantageous embodiments, in particular the dependent claims individually or in combination can be removed.
Das Dehnrohr weist dazu eine Wand mit einem Querschnittsprofil auf, das mehrere Wandsegmente einer ersten Grundform aufweist, von denen jeweils zwei Wandsegmente durch eine Ausformung einer zweiten, zur ersten Grundform unterschiedlichen Grundform verbunden sind.For this purpose, the expansion tube has a wall with a cross-sectional profile, which has a plurality of wall segments of a first basic shape, of which two wall segments are connected by a shaping of a second, different basic shape to the first basic shape.
Unter einer gleichen Grundform werden Formen verstanden, die sich lediglich in ihren Abmessungen unterscheiden, z. B. sinusförmige Wandabschnitte mit unterschiedlicher "Amplitude".Under a same basic form forms are understood that differ only in their dimensions, z. B. sinusoidal wall sections with different "amplitude".
Durch diese Ausgestaltung kann auf einfache Art das eingeschlossene Volumen minimiert werden. Durch das geringere Innenvolumen werden Volumenänderungen des Füllmaterials, z. B. des Piezoaktuators und des Füllöls, aufgrund von Druck- oder Temperaturschwankungen minimiert. Zudem lässt sich durch die Gestaltung der Ausformungen die Beweglichkeit bzw. Steifigkeit des Dehnrohrs anpassen.With this configuration, the enclosed volume can be minimized in a simple way. Due to the lower internal volume changes in volume of the filling material, eg. B. the piezoelectric actuator and the filling oil due to pressure or temperature fluctuations minimized. In addition, the flexibility or rigidity of the expansion tube can be adjusted by the design of the formations.
Es ist, insbesondere zur Aufnahme von Körpern mit rotationssymmetrischer Querschnittsfläche vorteilhaft, wenn die erste Grundform der Wandsegmente rotationssymmetrisch ist.It is, in particular for receiving bodies with rotationally symmetrical cross-sectional area advantageous if the first basic shape of the wall segments is rotationally symmetrical.
Es kann dann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Grundform der Wandsegmente rund, z. B. oval, aber insbesondere kreisförmig, ist.It may then be particularly advantageous if the basic shape of the wall segments round, z. B. oval, but in particular circular, is.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Grundform der Wandsegmente n-eckig, mit n ≥ 4, ist, z. B. viereckig, insbesondere quadratisch, oder achteckig.
Es ist zur Verbesserung der Beweglichkeit des Dehnrohrs vorteilhaft, wenn zumindest eine Ausformung jeweils einen Anschlussteil zu Verbindung mit einem Wandsegment, und jeweils einen Schenkelteil zur Verbindung mit einem Anschlussteil und einen Verbindungsteil zur Verbindung der Schenkelteile aufweistBut it may also be advantageous if the basic shape of the wall segments is n-angular, with n ≥ 4, z. B. quadrangular, especially square, or octagonal. It is advantageous for improving the mobility of the expansion tube if at least one molding has in each case a connection part for connection to a wall segment, and in each case a leg part for connection to a connection part and a connection part for connection of the leg parts
Insbesondere gerade Schenkelteile ermöglichen vorteilhafter- weise eine hohe Beweglichkeit.Straight leg parts, in particular, advantageously allow high mobility.
Es kann, je nach konkreter Ausgestaltungsform, vorteilhaft sein, wenn die Schenkelteile im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, von den Anschlussteilen aus aufein- ander zulaufen oder von den Anschlussteilen auseinander laufen .It may, depending on the specific embodiment, be advantageous if the leg portions are aligned substantially parallel to each other, run towards each other from the connection parts or run apart from the connection parts.
Es kann, je nach konkreter Ausgestaltungsform, vorteilhaft sein, wenn der Verbindungsteil im Wesentlichen halbkreisför- mig ausgebildet ist, bogenförmig mit einem Winkel kleiner als 180° ausgebildet ist oder bogenförmig mit einem Winkel größer als 180° ausgebildet ist.It may, depending on the specific embodiment, be advantageous if the connecting part is formed substantially halbkreisför- mig, arcuately formed with an angle smaller than 180 ° or arcuately formed with an angle greater than 180 °.
Eine besonders vorteilhafte, weil einfache und dennoch genaue Formgebung wird erreicht, wenn das Dehnrohr durch hydrostatisches Ziehen bzw. Innenhochdruckumformen geformt wird. Dabei handelt es sich um einen preiswerten, auch bei großen Stückzahlen anwendbaren Herstellungspro- zess, der für eine Großserienfertigung geeignet ist.A particularly advantageous, because simple and yet accurate shaping is achieved when the expansion tube is formed by hydrostatic drawing or hydroforming. This is an inexpensive production process which can also be used for large quantities and which is suitable for mass production.
Es ist insbesondere bei eckiger erster Grundform vorteilhaft, wenn das Dehnrohr durch hydrostatisches Ziehen von Außen nach Innen geformt wird. Dabei kann beispielsweise ein rohrförmiger Rohling mit einem Durchmesser, der einem maximalen Außendurchmesser der fertigen hydrostatisch umgeformten Wand entspricht, verwendet werden. Durch von außen aufgebrachten Flüssigkeitsdruck werden die Ausformungen nach innen gegen eine Matrize ausgeformt. Dabei
wird im Allgemeinen das Material um einen gewissen Prozentsatz gestaucht.It is particularly advantageous in angular first basic form when the expansion tube is formed by hydrostatic pulling from outside to inside. In this case, for example, a tubular blank having a diameter corresponding to a maximum outer diameter of the finished hydrostatically formed wall can be used. By externally applied liquid pressure, the formations are formed inwardly against a die. there In general, the material is compressed by a certain percentage.
Es ist insbesondere bei runder erster Grundform vorteil- haft, wenn das Dehnrohr durch hydrostatisches Ziehen bzw. Innenhochdruckumformen von Innen nach Außen geformt wird. Hierbei erfolgt die Ausformung so, dass ein, insbesondere rohrförmiger, Rohling, dessen Durchmesser dem minimalen Innendurchmesser des fertigen Dehnrohrs entspricht, als Ausgangswerkstück verwendet wird. Der Flüssigkeitsdruck wird von innen aufgebracht, die Ausformungen werden somit nach außen gegen eine Negativform ausgeformt. Die Materialstreckung ist bei dieser Herstellungsart im Allgemeinen größer als bei der Ausformung nach innen. Es muss bei diesen Herstellungsverfahren sichergestellt werden, dass die Materialverstreckung unterhalb eines vorbestimmten Maximalwertes (bei austenitischen Stählen typischerweise ca. 30%) bleibt, da ansonsten die Wand während des Umformungsprozesses beschädigt wird.It is advantageous, in particular in the case of a round first basic shape, if the expansion tube is formed from inside to outside by hydrostatic drawing or hydroforming. In this case, the shaping takes place in such a way that a, in particular tubular, blank whose diameter corresponds to the minimum inner diameter of the finished expansion tube is used as the starting workpiece. The fluid pressure is applied from the inside, the formations are thus formed outwardly against a negative mold. The material stretch is generally greater in this type of production than in the inside shape. It must be ensured in these production processes that the material stretch remains below a predetermined maximum value (typically about 30% for austenitic steels), otherwise the wall will be damaged during the forming process.
Im Folgenden wird die Erfindung rein schematisch anhand ausgewählter, nicht zur Beschränkung der Erfindung gedachter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Gleiche Komponenten werden durch gleiche Bezugszeichen angezeigt.In the following, the invention is explained in more detail purely schematically with reference to selected, not intended to limit the invention exemplary embodiments. Like components are indicated by like reference numerals.
FIG 1 zeigt eine Seitenansicht eines Dehnrohrs;1 shows a side view of a Dehnrohrs;
FIG 2 bis 6 zeigen verschiedene beispielhafte Querschnittsprofile eines Dehnrohrs.FIGS. 2 to 6 show various exemplary cross-sectional profiles of a stretching tube.
FIG 7 zeigt eine Auftragung einer maximalen Dehnrohrspannung gegen eine Materialverstreckung für eine Herstellung verschiedener Querschnittsprofile.7 shows a plot of a maximum Dehnrohrspannung against a material stretch for a production of different cross-sectional profiles.
FIG 1 zeigt eine Seitenansicht eines im Wesentlichen zylinderförmigen Dehnrohrs 1, das in Längsrichtung entlang seiner Längsachse L in einen Balgbereich B und einen Dehnrohrbereich
D zweigeteilt ist. In diesem Dehnrohr 1 sind ein Piezoaktua- tor und Füllöl hermetisch verschweißt (nicht gezeigt) . Die Betätigungsrichtung des Balgbereichs B entspricht der Längsachse L. Die Betätigungsrichtung des Dehnrohrbereichs D ent- spricht der Achse A-A. Im Folgenden wird die Ausgestaltung des Dehnrohrbereichs D im Querschnitt entlang der Schnittachse A-A weiter beschrieben.1 shows a side view of a substantially cylindrical expansion tube 1, which in the longitudinal direction along its longitudinal axis L in a bellows region B and a Dehnrohrbereich D is divided into two parts. In this expansion tube 1 a Piezoaktua- tor and filling oil are hermetically welded (not shown). The actuation direction of the bellows region B corresponds to the longitudinal axis L. The actuation direction of the expansion tube region D corresponds to the axis AA. In the following, the configuration of the Dehnrohrbereichs D in cross section along the section axis AA is further described.
FIG 2 zeigt das Querschnittsprofil des Dehnrohrs 1 aus FIG 1 entlang der Schnittlinie A-A. Das Dehnrohr 1 weist eine metallische Wand 2 aus austenitischem Stahl auf, das einen Innenraum 3 zur Aufnahme z. B. eines Piezoaktuators (nicht dargestellt) definiert. Die Wand 2 weist ein Querschnittsprofil auf, das sechs Wandsegmente 4 einer kreisförmigen ersten Grundform mit Innenradius RO um die Mitte M des Dehnrohrs 1 aufweist, wie durch die gepunktete Linie angedeutet. Die Mitte M des Dehnrohrs 1 entspricht auch der Lage der Längsachse L in der Querschnittsfläche.2 shows the cross-sectional profile of the expansion tube 1 of FIG 1 along the section line A-A. The expansion tube 1 has a metallic wall 2 made of austenitic steel, which has an interior space 3 for receiving z. B. a piezo actuator (not shown) defined. The wall 2 has a cross-sectional profile having six wall segments 4 of a circular first basic shape with inner radius RO around the center M of the expansion tube 1, as indicated by the dotted line. The center M of the expansion tube 1 also corresponds to the position of the longitudinal axis L in the cross-sectional area.
Dabei und im Folgenden sind zur besseren Übersichtlichkeit nur die Komponenten der Dehnrohrwand 2 in einem einzigen, durch die gestrichpunkteten Linien angezeigten Winkelsektor von 60° mit Bezugszeichen versehen. Die Ausgestaltung in den anderen Winkelsektoren ist identisch.Here and below are provided for clarity, only the components of the Dehnrohrwand 2 in a single, indicated by the dotted lines angle sector of 60 ° with reference numerals. The design in the other angular sectors is identical.
Je zwei Wandsegmente 4 der kreisförmigen ersten Grundform sind durch eine Ausformung 5 (insgesamt sechs) einer zweiten, zur ersten Grundform unterschiedlichen Grundform verbunden. Die zweite Grundform entspricht hier einer nach Außen gerich- teten, abgeschlossenen, etwa U-förmigen Erstreckung. Das gezeigte Dehnrohr 1 bzw. sein Dehnrohrbereich weist somit eine der Zahl der Ausformungen 5 entsprechende 6-zählige Rotationssymmetrie in der Querschnittsebene auf.Each two wall segments 4 of the circular first basic shape are connected by a formation 5 (six in total) of a second basic shape different from the first basic shape. The second basic form here corresponds to an outwardly directed, closed, approximately U-shaped extension. The expansion tube 1 shown or its expansion tube region thus has a number of formations 5 corresponding 6-fold rotational symmetry in the cross-sectional plane.
Im Einzelnen weist jede Ausformung 5 jeweils einen Anschlussteil 6 zur Verbindung bzw. am Übergang mit einem zugehörigen Wandsegment 4 auf. An den Anschlussteil 6 schließt sich jeweils ein gerader Schenkelteil 7 an, wobei die Schenkelteile
7 parallel zueinander ausgerichtet sind. Die beiden Schenkelteile 7 werden durch einen halbkreisförmigen VerbindungsteilIn detail, each formation 5 in each case has a connection part 6 for connection or at the transition with an associated wall segment 4. The connecting part 6 is followed in each case by a straight leg part 7, wherein the leg parts 7 are aligned parallel to each other. The two leg parts 7 are formed by a semicircular connecting part
8 miteinander verbunden.8 interconnected.
Dieses Dehnrohr 1 ist durch hydrostatisches Ziehen eines einstückigen zylinderförmigen Grundwerkstücks (nicht dargestellt) von Innen nach Außen ausgebildet worden.This expansion tube 1 has been formed by hydrostatic pulling an integral cylindrical base work piece (not shown) from inside to outside.
FIG 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Querschnitts- profus eines Dehnrohrs 9 in einer Darstellung analog zu FIG 2.FIG. 3 shows a further embodiment of a cross-sectional profile of an expansion tube 9 in a representation analogous to FIG. 2.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform aus FIG. 2 ist die Wand 2 des Dehnrohrs 9 nun vierzählig rotationssymmetrisch, weist also vier Ausformungen 5 auf.In contrast to the embodiment of FIG. 2, the wall 2 of the expansion tube 9 is now vierzählig rotationally symmetric, thus has four formations 5.
FIG 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Querschnittsprofils eines Dehnrohrs 10 in einer Darstellung analog zu FIG 3.4 shows a further embodiment of a cross-sectional profile of an expansion tube 10 in a representation analogous to FIG. 3
Im Gegensatz zu der Ausführungsform aus FIG. 3 ist jede der vier Ausformungen 11 des Dehnrohrs 10 nun so ausgebildet, dass die Schenkelteile 13 nicht mehr parallel angeordnet sind, sondern von den Anschlussteilen 12 aus nach Außen auf- einander zulaufen. Das Verbindungsteil 14 ist entsprechend bogenförmig mit einem Winkel kleiner als 180° ausgebildet. Diese Ausführungsform ist einfacher herzustellen als die Ausführungsformen nach FIG 2 und oder FIG 3.In contrast to the embodiment of FIG. 3, each of the four formations 11 of the expansion tube 10 is now formed so that the leg portions 13 are no longer arranged in parallel, but run towards each other from the connection parts 12 to the outside. The connecting part 14 is formed corresponding arcuate with an angle smaller than 180 °. This embodiment is easier to manufacture than the embodiments of FIG 2 and or FIG. 3
FIG 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Querschnittsprofils eines Dehnrohrs 15 in einer Darstellung analog zu FIG 2.5 shows a further embodiment of a cross-sectional profile of an expansion tube 15 in a representation analogous to FIG. 2
Im Gegensatz zu der ebenfalls 6-zählig rotationssymmetrischen Ausführungsform aus FIG 2 sind die Schenkelteile 17 der jeweiligen Ausformung 16 zwar ebenfalls parallel zueinander angeordnet, jedoch sind die Anschlussteile 18 der jeweiligen Ausformungen 16 bogenförmig mit einem Winkel größer als 180°,
nämlich fast kreisförmig, ausgebildet. Zudem liegen die Schenkelteile 17 im Vergleich zu der Ausführungsform aus FIG 1 näher beieinander, weisen also einen geringeren Abstand zueinander auf. Die als Kreisring ausgeführten Anschlussteile 18 weisen also einen Durchmesser auf, der größer ist als der Abstand der Schenkelteile 17.In contrast to the also 6-fold rotationally symmetrical embodiment of FIG 2, the leg portions 17 of the respective formation 16 are also arranged parallel to each other, but the connecting parts 18 of the respective formations 16 are arcuate with an angle greater than 180 °, namely almost circular, formed. In addition, the leg portions 17 are compared to the embodiment of FIG 1 closer together, so have a smaller distance from each other. The running as a circular ring connecting parts 18 thus have a diameter which is greater than the distance of the leg parts 17th
Diese Ausführungsform minimiert die Spannungen in den kritischen Außenbereichen und optimiert damit die Lebensdauer.This embodiment minimizes the stresses in the critical outdoor areas, thus optimizing the life.
Zudem ermöglichen insbesondere die Ausformungen 16 mit langen, geraden Schenkeln 17 eine gute Beweglichkeit der Wand 2. Die Ausformungen 16 bewegen sich dabei ähnlich den Schenkeln einer Pinzette (öffnende bzw. schließende Bewegung) . Auf Grund des langen Hebels sind hierfür nur geringe Kräfte notwendig. Die Bewegung des Ansatzpunktes der Ausformungen 16 in Umfangsrichtung verändert insbesondere in dieser Ausführungsform den Wandumfang und damit das eingeschlossene Volumen. Das Dehnrohr kann also mit geringen inneren Kräften eine gro- ße Volumendifferenz ausgleichen, die beispielsweise durch eine temperaturbedingte Volumenzunahme bzw. -abnähme oder eine druckbedingte Kompression des Füllmaterials auftritt. Die verbesserte Beweglichkeit führt wiederum zu einer Verlängerung der Lebensdauer.In addition, in particular the formations 16 with long, straight legs 17 allow a good mobility of the wall 2. The formations 16 move similar to the legs of a pair of tweezers (opening or closing movement). Due to the long lever only small forces are necessary for this. The movement of the attachment point of the formations 16 in the circumferential direction changed, in particular in this embodiment, the wall circumference and thus the enclosed volume. Thus, the expansion tube can compensate for a large volume difference with small internal forces, which occurs, for example, as a result of a temperature-related volume increase or decrease or a pressure-related compression of the filling material. The improved mobility in turn leads to an extension of the life.
Alternativ brauchen die Schenkelteile 17 z. B. auch nicht parallel angeordnet sein, sondern können z. B. insbesondere ähnlich zu FIG 4 aufeinander zulaufen.Alternatively, the leg parts need 17 z. B. also not be arranged in parallel, but z. B. in particular similar to FIG 4 converge.
FIG 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Querschnittsprofils eines Dehnrohrs 19.FIG. 6 shows a further embodiment of a cross-sectional profile of an expansion tube 19.
Bei der nun 5-zählig rotationssymmetrischen Ausführungsform laufen die geraden Schenkelteile 21 der Ausformungen 20 von den Anschlussstücken (ohne Bezugsziffern) aus voneinander nach Außen auseinander und sind durch jeweils ein bogenförmiges Verbindungsteil 22 mit einem Bogenwinkel kleiner als 180° über einen Übergangsradius (ohne Bezugsziffer) verbunden. Die
Verbindungsteile 22 sind so geformt, dass sie auf einem gemeinsamen Kreis mit Außenradius Rl liegen, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, und dass der Verbindungsteil 22 mit Länge 1 am Außenradius Rl so lang ist, dass die kritische Materialbelastung durch Biegung unterschritten wird. DieIn the now 5-fold rotationally symmetrical embodiment, the straight leg parts 21 of the formations 20 run apart from each other from the connecting pieces (without reference numerals) and are each separated by an arcuate connecting part 22 with an arc angle smaller than 180 ° over a transition radius (without reference numeral). connected. The Connecting parts 22 are shaped so that they lie on a common circle with outer radius Rl, as indicated by the dashed line, and that the connecting part 22 with length 1 at the outer radius Rl is so long that the critical material load is exceeded by bending. The
Grundform der Ausformungen 20 kann z. B. als im Wesentlichen trichterförmig bezeichnet werden. Die Schenkel der nebeneinander liegenden Ausformungen 20 sollten vorteilhafterweise von außen gesehen parallel oder geringförmig konisch geneigt verlaufen, damit ein Ausformen des Dehnrohres besonders gut möglich ist.Basic shape of the formations 20 may, for. B. be referred to as a substantially funnel-shaped. The legs of the adjacent formations 20 should advantageously be seen from the outside parallel or slightly conically inclined, so that a molding of the expansion tube is particularly well possible.
Bei den gezeigten Ausführungsformen kann das Zusatzvolumen klein gehalten werden. Durch das geringe Innenvolumen werden Volumenveränderungen des Füllmaterials durch Druck- oder Temperaturschwankungen minimiert. Dadurch wird die Belastung des der Wand reduziert, und ihre Lebensdauer verlängert sich. Zudem verändert eine Bewegung des Ansatzpunktes der Ausformungen in Umfangsrichtung den Wandumfang und damit das einge- schlossene Volumen. Das Dehnrohr kann also mit geringen inneren Kräften eine große Volumendifferenz ausgleichen, die beispielsweise durch eine temperaturbedingte Volumenzunahme bzw. -abnähme oder eine druckbedingte Kompression des Füllmaterials auftritt. Die verbesserte Beweglichkeit führt wiederum zu einer Verlängerung der Lebenszeit.In the embodiments shown, the additional volume can be kept small. Due to the low internal volume volume changes of the filling material are minimized by pressure or temperature fluctuations. This reduces the load on the wall and prolongs its life. In addition, a movement of the starting point of the formations in the circumferential direction changes the wall circumference and thus the enclosed volume. The expansion tube can thus compensate for low internal forces a large volume difference, which occurs for example by a temperature-induced volume increase or decrease or pressure-induced compression of the filling material. The improved mobility in turn leads to an extension of the lifetime.
FIG 7 zeigt eine Auftragung einer maximalen Dehnrohrspannung in GPa gegen eine genäherte Materialverstreckung in % bei Herstellung eine Dehnrohrs mittels hydrostatischen Ziehens nach Innen für verschiedene Querschnittsprofile analog zu den Ausführungsformen von FIG 2 und FIG 3 mit einer unterschiedlichen Zahl an Ausformungen. Als Randbedingungen wurde ein Außendruck von 2000 bar und eine Füllung mit Silikonöl und Piezomaterial angenommen.7 shows a plot of a maximum Dehnrohrspannung in GPa against an approximated Materialverstreckung in% when producing a Dehnrohrs by means of hydrostatic pulling inwards for different cross-sectional profiles analogous to the embodiments of FIG 2 and FIG 3 with a different number of formations. As boundary conditions, an external pressure of 2000 bar and a filling with silicone oil and piezo material was assumed.
Die Maximalspannungen im Dehnrohrbereich stellen ein Maß für die Dehnrohrbeweglichkeit dar: je beweglicher das Dehnrohr ist, desto kleinere Spannungen treten auf.
Wie oben bereits erwähnt, sollte beim hydrostatischen Ziehen die Materialverstreckung bei austenitischen Stählen typischerweise unterhalb einer Grenze von ca. 30% liegen. Für ei- ne gute Beweglichkeit der Wand benötigt man jedoch lang ausgebildete Ausformungen, die viel Material erfordern und damit im allgemeinen im Herstellungsprozess eine hohe Materialverstreckung erzeugen.The maximum stresses in the expansion tube area are a measure of the Dehnrohrbeweglichkeit: the more flexible the expansion tube is, the smaller tensions occur. As noted above, for hydrostatic drawing, austenitic steels should typically be stretched below about 30%. For a good mobility of the wall, however, requires long trained formations that require a lot of material and thus generally produce a high material distortion in the manufacturing process.
Die Berechnungen für die hier angenommenen Modellannahmen ergeben, dass bei Wänden mit bis zu 6 Ausformungen die Materialverstreckung unter der beispielhaften kritischen Grenze von 30% bleibt (senkrechte gepunktete Linie) . Gleichzeitig ist ab 4 Ausformungen eine ausreichende Membranbeweglichkeit gewähr- leistet, so dass die Maximalspannungen unterhalb der beispielhaften Streckgrenze von ca. 1 GPa bleiben (waagerechte gepunktete Line) .The calculations for the assumed model assumptions show that for walls with up to 6 formations, the material stretch remains below the exemplary critical limit of 30% (vertical dotted line). At the same time, sufficient deformability of the membrane is ensured from 4 formations, so that the maximum stresses remain below the exemplary yield strength of approx. 1 GPa (horizontal dotted line).
Selbstverständlich ist die obige Erfindung nicht auf die ge- zeigte Ausführungsform beschränkt. So können andere Symmetrieordnungen gewählt werden, z. B. viereckig, sechseckig, achteckig usw., z. B. mit geraden Wandsegmenten. Auch braucht der Dehnrohrkörper nicht oder braucht teilweise nicht symmetrisch ausgeführt zu sein. Auch müssen die Ausformungen nicht gleich geformt sein, sind aber vorzugsweise symmetrisch angeordnet; beispielsweise können sich unterschiedliche Gruppen von Ausformungen abwechseln. Auch sind in Umfangsrichtung a- symmetrische Schenkelteile denkbar.
Of course, the above invention is not limited to the embodiment shown. So other symmetry orders can be selected, for. B. quadrangular, hexagonal, octagonal, etc., z. B. with straight wall segments. Also, the Dehnrohrkörper does not need or sometimes not designed to be symmetrical. Also, the formations need not be the same shape, but are preferably arranged symmetrically; For example, different groups of formations may alternate. Also in the circumferential direction a-symmetrical leg parts are conceivable.
Claims
1 . Dehnrohr ( 1 ; 9 ; 10 ; 15 ; 1 9 ) , dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wand (2) mit einem Quer- schnittsprofil aufweist, das mehrere Wandsegmente (4) einer ersten Grundform aufweist, von denen jeweils zwei Wandsegmente (4) durch eine Ausformung (5; 14; 16; 20) einer zweiten, zur ersten Grundform unterschiedlichen Grundform verbunden sind.1 . Expansion tube (1; 9; 10; 15; 1 9), characterized in that it has a wall (2) with a cross-sectional profile which has a plurality of wall segments (4) of a first basic shape, of which two wall segments (4) by a formation (5; 14; 16; 20) of a second basic shape different from the first basic shape.
2. Dehnrohr (1; 9; 10; 15; 19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Grundform rotationssymmetrisch ist.2. expansion tube (1; 9; 10; 15; 19) according to claim 1, characterized in that the first basic shape is rotationally symmetrical.
3. Dehnrohr (1; 9; 10; 15; 19) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundform der Wandsegmente (4) rund, insbesondere kreisförmig, ist.3. stretching tube (1; 9; 10; 15; 19) according to claim 2, characterized in that the basic shape of the wall segments (4) is round, in particular circular.
4. Dehnrohr (23) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundform der Wandsegmente n-eckig, mit n ≥ 4, ist.4. expansion tube (23) according to claim 1, characterized in that the basic shape of the wall segments is n-angular, with n ≥ 4, is.
5. Dehnrohr (1; 9; 10; 15; 19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ausformung (5; 14; 16; 20) aufweist:5. stretching tube (1; 9; 10; 15; 19) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one formation (5; 14; 16; 20) has:
- jeweils einen Anschlussteil (6; 12) zu Verbindung mit einem Wandsegment (4); und- Each one connecting part (6, 12) for connection to a wall segment (4); and
- jeweils einen Schenkelteil (7; 13; 17; 21) zur Verbin- düng mit einem Anschlussteil (6; 12); und- one leg part (7; 13; 17; 21) for connection to a connection part (6; 12); and
- jeweils einen Verbindungsteil (8; 14; 18; 22) zur Verbindung zweier Schenkelteile (7; 13; 17; 21) .in each case a connecting part (8; 14; 18; 22) for connecting two leg parts (7; 13; 17; 21).
6. Dehnrohr (1; 9; 10; 15; 19) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelteile (7; 13; 17; 21) gerade sind. 6. Stretching tube (1; 9; 10; 15; 19) according to claim 5, characterized in that the leg parts (7; 13; 17; 21) are straight.
7. Dehnrohr (1; 9; 15) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelteile (7; 17) parallel zueinander ausgerichtet sind.7. stretching tube (1; 9; 15) according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the leg portions (7; 17) are aligned parallel to each other.
8. Dehnrohr (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelteile (13) von den Anschlussteilen (12) aus aufeinander zulaufen.8. stretching tube (10) according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the leg portions (13) of the connecting parts (12) converge towards each other.
9. Dehnrohr (19) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelteile (21) von den Anschlussteilen (6) aus auseinander laufen.9. stretching tube (19) according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the leg portions (21) of the connecting parts (6) from diverge.
10. Dehnrohr (1; 9) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (8) im We- sentlichen halbkreisförmig ausgebildet ist.10. expansion tube (1; 9) according to one of claims 5 to 9, characterized in that the connecting part (8) is substantially semicircular.
11. Dehnrohr (10; 19) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (14; 22) bogenförmig mit einem Winkel kleiner als 180° ausgebildet ist.11. Expansion tube (10; 19) according to one of claims 5 to 9, characterized in that the connecting part (14; 22) is arc-shaped with an angle smaller than 180 °.
12. Dehnrohr (15) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (18) bogenförmig mit einem Winkel größer als 180° ausgebildet ist. 12. Dehnrohr (15) according to any one of claims 5 to 9, characterized in that the connecting part (18) is arcuate formed at an angle greater than 180 °.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006042973.7 | 2006-09-13 | ||
DE102006042973A DE102006042973A1 (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Dehnrohr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2008031773A1 true WO2008031773A1 (en) | 2008-03-20 |
Family
ID=38829180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2007/059403 WO2008031773A1 (en) | 2006-09-13 | 2007-09-07 | Expansion pipe |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006042973A1 (en) |
WO (1) | WO2008031773A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2031104A3 (en) * | 2007-08-28 | 2010-01-06 | Murata Machinery, Ltd. | Residual-yarn removing device and picker member |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB397539A (en) * | 1932-02-23 | 1933-08-23 | Siemens Brothers & Co Ltd | Improvements in or relating to electric cable systems |
US3603384A (en) * | 1969-04-08 | 1971-09-07 | Modine Mfg Co | Expandable tube, and heat exchanger |
FR2341746A1 (en) * | 1976-02-20 | 1977-09-16 | United Technologies Corp | COMBINED GUIDE VANE AND MIXER FOR A GAS TURBINE ENGINE |
JPS585458A (en) * | 1981-07-02 | 1983-01-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Circumferentially corrugated spacer expander |
FR2730025A1 (en) * | 1995-01-26 | 1996-08-02 | Lorraine Laminage | Energy absorption strut for use as cross member or lengthwise member in chassis of motor vehicle or railway carriage |
EP0856681A1 (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-05 | RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT DU GROUPE COCKERILL SAMBRE, en abrégé: RD-CS | Energy-absorbing device |
WO2000063605A1 (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-26 | Suez Lyonnaise Des Eaux | Rehabilitation of water supply pipes |
US20020151924A1 (en) * | 1988-07-29 | 2002-10-17 | Samuel Shiber | Clover leaf shaped tubular medical device |
EP1293415A1 (en) * | 2001-03-27 | 2003-03-19 | Nippon Steel Corporation | Automobile strengthening member |
WO2003046334A1 (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Expandable tubes with overlapping end portions |
US20060012266A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Oakley Charles D | Actuator |
-
2006
- 2006-09-13 DE DE102006042973A patent/DE102006042973A1/en not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-09-07 WO PCT/EP2007/059403 patent/WO2008031773A1/en active Application Filing
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB397539A (en) * | 1932-02-23 | 1933-08-23 | Siemens Brothers & Co Ltd | Improvements in or relating to electric cable systems |
US3603384A (en) * | 1969-04-08 | 1971-09-07 | Modine Mfg Co | Expandable tube, and heat exchanger |
FR2341746A1 (en) * | 1976-02-20 | 1977-09-16 | United Technologies Corp | COMBINED GUIDE VANE AND MIXER FOR A GAS TURBINE ENGINE |
JPS585458A (en) * | 1981-07-02 | 1983-01-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Circumferentially corrugated spacer expander |
US20020151924A1 (en) * | 1988-07-29 | 2002-10-17 | Samuel Shiber | Clover leaf shaped tubular medical device |
FR2730025A1 (en) * | 1995-01-26 | 1996-08-02 | Lorraine Laminage | Energy absorption strut for use as cross member or lengthwise member in chassis of motor vehicle or railway carriage |
EP0856681A1 (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-05 | RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT DU GROUPE COCKERILL SAMBRE, en abrégé: RD-CS | Energy-absorbing device |
WO2000063605A1 (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-26 | Suez Lyonnaise Des Eaux | Rehabilitation of water supply pipes |
EP1293415A1 (en) * | 2001-03-27 | 2003-03-19 | Nippon Steel Corporation | Automobile strengthening member |
WO2003046334A1 (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Expandable tubes with overlapping end portions |
US20060012266A1 (en) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Oakley Charles D | Actuator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2031104A3 (en) * | 2007-08-28 | 2010-01-06 | Murata Machinery, Ltd. | Residual-yarn removing device and picker member |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102006042973A1 (en) | 2008-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102013006009B3 (en) | Producing bellows of austenitic stainless steel, includes transforming single or multilayer sleeve by hydraulic transformation to form bellows, cleaning bellows in environment of e.g. carbon and/or nitrogen atmosphere and hardening | |
EP2982888B1 (en) | Membrane bellows | |
DE102009021463A1 (en) | hydraulic accumulator | |
EP2330326B1 (en) | Tubular component | |
WO2018134244A1 (en) | Cylinder-piston device having a cylinder produced from a fibre-composite material | |
WO1996037721A1 (en) | Piping | |
AT516387B1 (en) | LENGTH-ADJUSTABLE CONNECTING ROD | |
EP2090801A1 (en) | Pneumatic spring rollIing bellows | |
DE1650214C3 (en) | Process for the production of a thick-walled pressure vessel from a uniform metallic material for high internal or external pressures | |
WO2008031773A1 (en) | Expansion pipe | |
AT522985B1 (en) | Length-adjustable connecting rod with a sealing device | |
EP1985388B1 (en) | High pressure-resistant metal bellow and method for manufacturing the same | |
DE102019213479A1 (en) | SUPPORT RING, SEALING DEVICE, SEALING ARRANGEMENT AND LENGTH ADJUSTABLE CONNECTING ROD FOR A PISTON PISTON | |
AT11501U1 (en) | CONNECTING ROD | |
EP0281685B1 (en) | Bellows serving as a compensator | |
DE102011086005A1 (en) | Fuel injector, method for mounting a fuel injector and clamping device for mounting a fuel injector | |
DE102007037954A1 (en) | Damping element in the form of a cylindrical hollow body and method of manufacture | |
WO2022228873A1 (en) | Metal bellows and method for the production thereof | |
DE202013005210U1 (en) | sealing system | |
EP2190647B1 (en) | Air spring rolling bellows | |
DE102013106547B4 (en) | Conduit element and method for its production, as well as forming tool | |
EP3698072A1 (en) | Metal bellows and method for producing a metal bellows | |
EP1638712A1 (en) | Tube bend | |
DE102018117566A1 (en) | Flexible conduit element with reinforcing elements and method for producing the same | |
EP4012234A1 (en) | Unwinding sealing ring, dynamic sealing arrangement, reciprocating piston pump and use of the unwinding sealing ring |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 07820064 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07820064 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |