WO2010086330A1 - Geometrie zur festigkeitssteigerung bei bohrungsverschneidungen im hochdruckbereich - Google Patents

Geometrie zur festigkeitssteigerung bei bohrungsverschneidungen im hochdruckbereich Download PDF

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WO2010086330A1
WO2010086330A1 PCT/EP2010/050927 EP2010050927W WO2010086330A1 WO 2010086330 A1 WO2010086330 A1 WO 2010086330A1 EP 2010050927 W EP2010050927 W EP 2010050927W WO 2010086330 A1 WO2010086330 A1 WO 2010086330A1
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inner diameter
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bore
pressure passage
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Philippe Allio
Volker Staub
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • Circumferential direction of the high-pressure channels run.
  • Bohrverschneidungen that is, a branch of two high-pressure channels within the device, such as those in a high-pressure fuel rail in a fuel injection system of a diesel engine, overlap the stresses occurring in the material from the two high-pressure channels such that in the area the bore intersection arise local stress concentrations.
  • the voltage peaks lead to the formation of micro or macrocracks in the material surrounding the high-pressure channels.
  • the fatigue strength of the component is thereby considerably reduced, wherein in particular a pressure threshold stress of the high-pressure channels leads to premature crack formation in the region of the bore intersection.
  • 51 286 A1 provided a blind hole into which a screw is screwed, which exerts a pressure force on the material of the device with its end.
  • the object of the invention is to provide a branching of high-pressure ducts in a component in which the medium under high pressure generates only low stresses in the material of the component surrounding the high-pressure ducts.
  • the pronounced compressive residual stress field in the material of the component is preferably produced by a method known as autofrettage.
  • autofrettage By a single overloading with the aid of an internal pressure in the high-pressure channels, the material of the component which adjoins the walls of the high-pressure channels becomes aims plastically deformed.
  • the high-pressure channels Before the load of the high-pressure channels with the so-called stretching or Autofrettagetik whose size is above the subsequent operating pressure in the high-pressure channels and the material claimed beyond its yield strength, the high-pressure channels are sealed and introduced a pressure medium under high pressure in the high-pressure channels.
  • the pressure medium is preferably a hydraulic oil.
  • the second high pressure passage intersecting the first high pressure passage at any angle includes an outlet port fluidly connecting the second high pressure passage to the first high pressure passage.
  • the second high-pressure passage according to the invention has a portion extending from the outlet opening in the axial direction of the second high-pressure passage.
  • the inner diameter of the section is reduced compared to the outside of the section existing inner diameter of the second Hochdruckka- channel.
  • the partial reduction of the inner diameter of the second high-pressure channel in the region of the bore intersection results in local stress peaks in the material when the component is subjected to internal pressure, which however is more than compensated for by the increased level of compressive stresses in the region of the reduced inner diameter.
  • a compressive residual stress field with a high level can thus be generated at the point of failure in the component, which improves the high-pressure resistance of the component according to the invention compared to a car-mounted component without a section with a reduced inner diameter.
  • the second high pressure passage is divided in the axial direction into a larger inner diameter portion and the reduced inner diameter portion.
  • the transition between the sections may be designed stepwise.
  • the transition to the reduced inner diameter section in the second high-pressure channel has a conical shape. Due to the resulting hydrodynamic advantageous form so-called dead water areas in which the high-pressure medium can accumulate avoided. - -
  • the length of the reduced inner diameter section is up to twice the size of the reduced inner diameter of the second high pressure passage. It has been found to be particularly advantageous for the high-pressure resistance of the component according to the invention if the length of the section and the size of the reduced inner diameter have a size ratio of 1: 1 or less.
  • the intersecting edge has a rounding at the outlet opening of the second high-pressure channel into the first high-pressure channel.
  • the first high-pressure channel has a larger inner diameter than the second high-pressure channel, wherein the second high-pressure channel can intersect the first high-pressure channel both perpendicularly and at any angle.
  • FIG. 1 shows a section through a high-pressure loaded autofretted component with a bore intersection of a first and a second high-pressure channel.
  • a high-pressure-loaded component 1 is shown in a schematic manner.
  • an outlet opening 8 is provided inside the structural element 1, with which the high-pressure channel 4 penetrates the inner wall 10 of the high-pressure accumulator body 2 and thus connects the high-pressure channel 4 with the high-pressure accumulator body 2 in terms of flow.
  • High-pressure channel 4 outside of the section 18 is reduced.
  • the transition 16 from the inner diameter D2 to the reduced inner diameter section D3 in the high-pressure passage 4 is designed as a stepped bore, the high-pressure passage 4 being conically shaped in the region of the transition 16.
  • the inner diameter D1 of the high-pressure accumulator body 2 is greater than the inner diameter D2 of the high-pressure channel 4 before the section 18, which is embodied in the reduced inner diameter D 3 .
  • the portion 18, which may also be considered as a stepped bore is made so that the ratio of the inner diameter D2 of the high pressure passage 4 to the reduced inner diameter D 3 of the stepped bore 18 and the portion 18 is 1: 1 or less.
  • the length of the section 18 influences the strength of the high-pressure accumulator body 2 as autofret- terte component considerably.
  • the application of the method of the autofrettage is provided, in which the high-pressure reservoir body 2 and the high-pressure channel 4 are sealed to the outside in a pressure-tight manner and a pressure medium under high pressure is sealed into them Components 2, 4 is initiated.
  • the high-pressure accumulator body 2 and the high-pressure passage 4 are in this case loaded with an internal pressure such that the to the inner walls 10, 12 of the high-pressure accumulator body 2 and the - -

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrungsverschneidung (6) in einem Hochdruckspeicherkörper (2) zwischen diesem und einem Hochdruckkanal (4) in einem autofrettierten Bauelement (1). Der Hochdruckkanal (4) weist eine Auslassöffnung (8) auf, an der der Hochdruckkanal (4) in den Hochdruckspeicherkörper (2) mündet. Der Hochdruckkanal (4) weist im Bereich der Bohrungsverschneidung (6) mit dem Hochdruckspeicherkörper (2) einen Abschnitt (18) mit einem verringerten Innendurchmesser D3 auf. Der Abschnitt (18) erstreckt sich von der Auslassöffnung (8) in axialer Richtung des Hochdruckkanals (4).

Description

Beschreibung
Titel
Geometrie zur Festiqkeitssteiqerunq bei Bohrunqsverschneidunqen im Hochdruckbereich
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Geometrie zur Festigkeitssteigerung einer Boh- rungsverschneidung von zwei Hochdruckkanälen in einem autofrettierten Bauelement, insbesondere in einem Bauelement eines Kraftstoffspeicher-Einspritzsystems gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 .
Bei Bauelementen mit Hochdruckkanälen, durch die ein Medium unter hohen Druck geleitet wird, treten in dem Werkstoff des Bauelements durch den Innendruck verur- sachte Spannungen auf, welche sowohl in axialer und radialer Richtung als auch in
Umfangsrichtung der Hochdruckkanäle verlaufen. Bei Bohrungsverschneidungen, das heißt einer Verzweigung von zwei Hochdruckkanälen innerhalb des Bauelements, wie sie beispielsweise bei einem Hochdruck-Kraftstoffverteiler in einem Kraftstoffspeicher- Einspritzsystem eines Diesel-Motors vorhanden sind, überlagern sich die im Werkstoff auftretenden Spannungen aus den beiden Hochdruckkanälen derart, dass im Bereich der Bohrungsverschneidung lokale Spannungskonzentrationen entstehen. Im ungünstigen Fall führen die Spannungsspitzen zur Bildung von Mikro- oder Makrorissen in dem die Hochdruckkanäle umschließenden Werkstoff. Die Dauerfestigkeit des Bauelements wird hierdurch in beträchtlichem Maße verringert, wobei insbesondere eine Druckschwellbeanspruchung der Hochdruckkanäle zur vorzeitigen Rissbildung im Bereich der Bohrungsverschneidung führt. Nachdem insbesondere bei Kraftstoffspeicher- Einspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, die auch als Common-Rail-Systeme bekannt sind, Innendrücke von über 200 MPa bzw. 2000 bar auftreten, stellen Bohrungsverschneidungen im Hochdruckbereich des Einspritzsystems Schwachstellen dar, die infolge der auftretenden Spannungsspitzen zum frühzeitigen Versagen des betreffenden Bauelements führen und somit die Lebensdauer der Brennkraftmaschine erheblich verkürzen. Zur Reduzierung der Höhe der Spannungsspitzen im Bereich von Bohrungsverschnei- dungen ist es aus der DE 198 51 286 A1 bekannt, eine Druckkraft auf den Bereich der Bohrungsverschneidung von außen her aufzubringen. Zur Erzeugung von Druckspan- nungen im Bereich der Bohrungsverschneidung ist im Bauelement gemäß der DE 198
51 286 A1 eine Sacklochbohrung vorgesehen, in die eine Schraube einschraubbar ist, die mit ihrem Ende eine Druckkraft auf den Werkstoff des Bauelements ausübt.
Durch das Erfordernis einer zusätzlichen Sacklochbohrung im Bauelement gemäß der DE 198 51 286 A1 zur Aufnahme einer Schraube zum Einbringen von Druckspannungen in den Werkstoff, welche den Spannungsspitzen in der Bohrungsverschneidung entgegen wirken, vergrößert sich der Aufwand für die Herstellung des Bauelements erheblich. Um eine Beschädigung des Bauelements zu verhindern, darf die Schraube weiterhin nur mit einem definierten Drehmoment angezogen werden.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzweigung von Hochdruckkanälen in einem Bauelement bereitzustellen, bei welchem das unter hohen Druck stehende Me- dium nur geringe Spannungen in dem die Hochdruckkanäle umgebenden Werkstoff des Bauelements erzeugt.
Gemäß der Erfindung sind im Hochdruckbereich eines autofrettierten Bauelements ein erster und ein zweiter Hochdruckkanal angeordnet, die über eine Bohrungsverschnei- düng miteinander verbunden sind. Das Bauelement kann hierbei beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Zur Verbesserung der Hochdruckdauerfestigkeit sind in dem Werkstoff des erfindungsgemäßen Bauelements ausgeprägte Druckeigenspannungsfelder vorhanden, welche den ersten und den zweiten Hochdruckkanal umschließen. Bei einem nicht durch einen
Innendruck belasteten Bauelement sind die Druckeigenspannungen hierbei im Gleichgewicht und verlaufen über nahezu homogen durch den Werkstoff.
Das ausgeprägte Druckeigenspannungsfeld im Werkstoff des Bauelements wird vor- zugsweise mit einem als Autofrettage bekannten Verfahren erzeugt. Durch ein einmaliges Überlasten mit Hilfe eines Innendrucks in den Hochdruckkanälen wird der Werkstoff des Bauelements, welcher an die Wandungen der Hochdruckkanäle angrenzt, ge- zielt plastisch verformt. Vor der Belastung der Hochdruckkanäle mit dem sogenannten Reck- bzw. Autofrettagedruck, dessen Größe über dem späteren Betriebsdruck in den Hochdruckkanälen liegt und den Werkstoff über dessen Streckgrenze hinaus beansprucht, werden die Hochdruckkanäle abgedichtet und ein Druckmedium unter hohem Druck in die Hochdruckkanäle eingeleitet. Bei dem Druckmedium handelt es sich hierbei vorzugsweise um ein Hydrauliköl.
Infolge der Plastifizierung der an die Innenwandung der Hochdruckkanäle angrenzenden Werkstoffzone wird die elastisch verformte Werkstoffzone, welche an die plastisch verformte Zone des Werkstoffes anschließt, daran gehindert, sich zu entlasten. Das auf diese Weise in den Werkstoff eingebrachte Druckeigenspannungsfeld wirkt den Spannungen entgegen, die durch den in den Hochdruckkanälen vorherrschenden Innendruck in das Bauelement eingeleitet werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass schädliche Spannungsspitzen abgeschwächt bzw. kompensiert werden.
Für die Durchführung des Verfahrens der Autofrettage ist es erforderlich, dass sowohl der Reckinnendruck, der bis zu 1500 MPa betragen und bei anderen Werkstoffen auch höher liegen kann, als auch dessen Haltezeit auf die Werkstoffeigenschaften des Bauelements abgestimmt sind.
Neben der Höhe des für die Autofrettage erforderlichen Innendrucks wird das im Bauelement erzeugte Druckeigenspannungsfeld im Wesentlichen von der Bauelementgeometrie, der Temperatur des Werkstoffes während der Autofrettage sowie dem Plastifi- zierungsvermögen des Werkstoffes bestimmt. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei die Verwendung eines mikrolegierten Edelstahls auf Mangan-Vanadin-Basis erwiesen, welcher zudem eine gute Zerspanbarkeit aufweist.
Der zweite Hochdruckkanal, der den ersten Hochdruckkanal in einem beliebigen Winkel schneidet, umfasst eine Auslassöffnung, die den zweiten Hochdruckkanal mit dem ersten Hochdruckkanal strömungsmäßig verbindet. Im Bereich der Verzweigung der
Hochdruckkanäle weist der zweite Hochdruckkanal gemäß der Erfindung einen Abschnitt auf, der sich von der Auslassöffnung in axialer Richtung des zweiten Hochdruckkanals erstreckt. Der Innendurchmesser des Abschnitts ist dabei gegenüber dem außerhalb des Abschnitts vorhandenen Innendurchmesser des zweiten Hochdruckka- nals verringert. Durch die abschnittsweise Verringerung des Innendurchmessers des zweiten Hochdruckkanals im Bereich der Bohrungsverschneidung entstehen bei einer Innendruckbe- lastung des Bauelements lokale Spannungsspitzen im Werkstoff, die jedoch durch das im Bereich des verringerten Innendurchmessers erhöhte Niveau an Druckeigenspan- nungen mehr als ausgeglichen werden. Die Größe der Spitzenspannungen, welche sich aus der Überlagerung der Spannungen vom ersten und zweiten Hochdruckkanal ergeben, werden somit trotz der Kerbwirkung, welche aus der abschnittsweisen Verringerung des Innendurchmessers hervorgerufen wird, durch das erhöhte Niveau an Druckeigenspannungen im Bereich der Bohrungsverschneidung insgesamt reduziert.
Durch die abschnittsweise Verringerung des Innendurchmessers im Bereich der Bohrungsverschneidung lässt sich somit an der versagensrelevanten Stelle im Bauelement ein Druckeigenspannungsfeld mit einem hohen Niveau erzeugen, welches die Hochdruckfestigkeit des erfindungsgemäßen Bauelements gegenüber einem autofrettierten Bauelement ohne einen Abschnitt mit verringerten Innendurchmesser verbessert.
Eine Möglichkeit zum Herstellen des Abschnitts mit verringertem Innendurchmesser im zweiten Hochdruckkanal besteht darin, dass in das Bauelement zuerst eine Bohrung eingebracht wird, deren Größe dem verringerten Innendurchmesser entspricht. Im An- Schluss daran wird eine weitere Bohrung in das Bauelement eingebracht, deren Innendurchmesser größer als der Innendurchmesser der ersten Bohrung ist. Die Tiefe der weiteren Bohrung ist dabei geringer als die Gesamtlänge des zweiten Hochdruckkanals innerhalb des Bauelements, so dass an dem Ende des zweiten Hochdruckkanals, welches dem ersten Hochdruckkanal zugewandt ist, ein Abschnitt mit verringertem Durchmesser bestehen bleibt. Das Einbringen der Bohrungen erfolgt hierbei vorzugsweise spanend.
Gemäß der Erfindung ist der zweite Hochdruckkanal in axialer Richtung in einen Abschnitt mit einem größeren Innendurchmesser und in den Abschnitt mit verringertem Innendurchmesser unterteilt. Der Übergang zwischen den Abschnitten kann hierbei stufenförmig gestaltet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Übergang zum Abschnitt mit verringertem Innendurchmesser im zweiten Hoch- druckkanal eine konische Form aufweist. Durch die sich hieraus ergebende hydrodynamische vorteilhafte Form werden so genannte Totwasserbereiche, in denen sich das unter Hochdruck stehende Medium ansammeln kann, vermieden. - -
Wie die Anmelder gefunden haben, erhöht sich die Hochdruckdauerfestigkeit des die erfindungsgemäße Bohrungsverschneidung umfassenden Bauelements, wenn sich die Länge des Abschnitts mit verringertem Innendurchmesser des zweiten Hochdruckka- nals verkürzt.
Gemäß der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Länge des Abschnitts mit verringertem Innendurchmesser bis zu dem Zweifachen der Größe des verringerten Innendurchmessers des zweiten Hochdruckkanals entspricht. Als besonders vorteilhaft für die Hochdruckfestigkeit des Bauelements hat es sich gemäß der Erfindung herausgestellt, wenn die Länge des Abschnitts und die Größe des verringerten Innendurchmessers ein Größenverhältnis von 1 : 1 oder geringer aufweist.
Für eine weitere Vergrößerung der Dauerfestigkeit des erfindungsgemäßen Bauele- ments im Bereich der Bohrungsverschneidung der Hochdruckkanäle ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Ver- schneidungskante an der Auslassöffnung des zweiten Hochdruckkanals in den ersten Hochdruckkanal eine Abrundung aufweist. Durch diese konstruktive Maßnahme ergibt sich der Vorteil, dass Spannungsspitzen, die bei scharfkantigen ausspringenden E- cken auftreten, ausgeschlossen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Hochdruckkanal einen größeren Innendurchmesser als der zweite Hochdruckkanal auf, wobei der zweite Hochdruckkanal den ersten Hochdruckkanal sowohl senkrecht wie auch in einem beliebigen Winkel schneiden kann.
Um die Bildung von Mikrorissen an der Innenwandung des ersten Hochdruckkanals und des zweiten Hochdruckkanals zu verhindern, kann es gemäß der Erfindung weiterhin vorgesehen sein, dass die Oberflächen der Innenwände des ersten und des zweiten Hochdruckkanals eine größere Rauheit aufweisen. Hierdurch ergibt sich der
Vorteil, dass mögliche Entstehungsstellen von Mikrorissen an der Innenfaser der Innenwände, die bei fortwährender Innendruckbelastung die Bildung von Makrorissen begünstigen, vermieden werden und eine größere Robustheit gegen Oberflächenfehler erreicht wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Bohrungsverschneidung im Hochdruckbereich eines Hochdruckspeicher-Einspritzsystems einer - -
Brennkraftmaschine erwiesen. Bei Einspritzsystemen ergeben sich durch den sich verändernden Innendruck des durch die Hochdruckkanäle geführten Kraftstoffes pulsierende Drucklasten, welche die Lebensdauer eines Bauelements deutlich vermindern können. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Bohrungsverschneidung von zwei Hochdruckkanälen ergibt sich die Möglichkeit, die Lebensdauer des Bauelements des Einspritzsystem erheblich zu verlängern. Weiterhin ergibt sich durch die erfindungsgemäße Bohrungsverschneidung die Möglichkeit, den Einspritzdruck zu erhöhen und phasengesteuerte Einspritzvorgänge zu optimieren, ohne dass hierbei durch variierende Kraftstoffdruck auftretende Druckschwellbeanspruchungen zu einer Rissbil- düng im Bauelement führen.
Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf eine Zeichnung anhand einer bevorzug- ten Ausführungsform beschrieben.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 einen Schnitt durch ein hochdruckbelastetes autofrettiertes Bauelement mit einer Bohrungsverschneidung eines ersten und eines zweiten Hochdruckkanals.
In der Darstellung in der Figur 1 ist in schematischer Weise ein hochdruckbelastetes Bauelement 1 gezeigt. Ein Hohlraum eines Hochdruckspeicherkörpers 2 (Common RaN) und ein Hochdruckkanal 4, gehen im Bereich einer Bohrungsverschneidung 6 ineinander über. An dem Ende des Hochdruckkanals 4, welches dem Hochdruckspeicherkörper 2 zugeordnet ist, ist innerhalb des Bauelements 1 eine Auslassöffnung 8 vorgesehen, mit welcher der Hochdruckkanal 4 die Innenwand 10 des Hochdruckspeicherkörpers 2 durchdringt und somit den Hochdruckkanal 4 strömungsmäßig mit dem Hochdruckspeicherkörper 2 verbindet.
Das dargestellte hochdruckbelastete Bauelement 1 kann beispielsweise Bestandteil eines Hochdruckspeichers eines Hochdruckspeicher-Einspritzsystems bzw. eines Com- mon-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine sein, bei dem Kraftstoff unter hohen Druck durch den Hochdruckkanal 4 und den Hochdruckspeicherkörper 2 geleitet wird. Wie aus der Darstellung in Figur 1 hervorgeht, weist der Hochdruckkanal 4 im Bereich der Bohrungsverschneidung 6 einen Abschnitt 18 auf, der sich von der Auslassöffnung 8 in axialer Richtung des Hochdruckkanals 4 bis zu einem Übergangsbereich 16 zum Innendurchmesser D2 des Hochdruckkanals 4 erstreckt. Der Abschnitt 18 weist dabei einen Innendurchmesser D3 auf, der gegenüber dem Innendurchmesser D2 des
Hochdruckkanals 4 außerhalb des Abschnitts 18 verringert ist. Der Übergang 16 vom Innendurchmesser D2 zum Abschnitt 18 verringerten Innendurchmessers D3 im Hochdruckkanal 4 ist als Stufenbohrung ausgeführt, wobei der Hochdruckkanal 4 im Bereich des Übergangs 16 konisch geformt ist. Die Länge des Abschnitts 18, welcher sich aus- gehend von der Auslassöffnung 8 in axialer Richtung des Hochdruckkanals 4 bis zum
Übergang 16 erstreckt, entspricht vorzugsweise der Größe des verringerten Innendurchmessers D3 im Bereich des Abschnitts 18.
Der Innendurchmesser D1 des Hochdruckspeicherkörpers 2 ist größer als der Innen- durchmesser D2 des Hochdruckkanals 4 vor dem Abschnitt 18, der im verringerten Innendurchmesser D3 ausgeführt ist. Vorzugsweise ist der Abschnitt 18, der auch als Stufenbohrung angesehen werden kann, so gefertigt, dass das Verhältnis des Innendurchmessers D2 des Hochdruckkanals 4 zum verringerten Innendurchmesser D3 der Stufenbohrung 18 bzw. des Abschnittes 18 1 : 1 oder weniger beträgt. Die Länge des Abschnittes 18 beeinflusst die Festigkeit des Hochdruckspeicherkörpers 2 als autofret- tiertes Bauteil erheblich.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform der Bohrungsverschneidung 6 kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die Verschneidungskante 14, mit welcher die Aus- lassöffnung 8 die Innenwand 10 des Hochdruckspeicherkörpers 2 schneidet, verrundet ist. Durch die Vermeidung einer ausspringenden Ecke mit einer scharfen Kante werden Spannungskonzentrationen im Schnittbereich der Auslassöffnung 8 und der Innenwand 10 des Hochdruckspeicherkörpers 2 reduziert, die bei einer Innendruckbelastung des Hochdruckspeicherkörpers 2 im Bauelement 1 auftreten.
Zur Steigerung der Dauerfestigkeit der erfindungsgemäßen Bohrungsverschneidung 6 im Hochdruckbereich des Bauelements 1 ist die Anwendung des Verfahrens der Au- tofrettage vorgesehen, bei dem der Hochdruckspeicherkörper 2 und der Hochdruckkanal 4 nach außen hin druckdicht abgedichtet werden und ein unter hohen Druck ste- hendes Druckmedium in diese Komponenten 2, 4 eingeleitet wird. Der Hochdruckspeicherkörper 2 und der Hochdruckkanal 4 werden hierbei derart mit einem Innendruck belastet, dass die an die Innenwände 10, 12 des Hochdruckspeicherkörpers 2 und des - -
Hochdruckkanals 4 angrenzende Werkstoffzone plastisch verformt und die daran anschließende Werkstoffzone elastisch verformt wird. Der an die plastisch verformte Zone angrenzende elastisch verformte Werkstoff wird hierbei durch die plastisch verformte Zone an einer Entspannung gehindert. Durch die elastisch verformte Zone ist die plastifizierte Werkstoffzone Druckeigenspannungen ausgesetzt, die den Druckspannungen, welche sich durch den innerhalb des Hochdruckspeicherkörpers 2 und des Hochdruckkanals 4 herrschenden Innendruck ergeben, entgegenwirken.
Das durch Autofrettage in den Werkstoff eingebrachte Druckeigenspannungsfeld um- schließt hierbei den Hochdruckspeicherkörper 2 und den Hochdruckkanal 4. Obwohl durch den Abschnitt 18 mit verringertem Innendurchmesser D3 bei einer Innendruckbe- lastung des Hochdruckspeicherkörpers 2 und des Hochdruckkanals 4 Spannungsspitzen im Bereich der Bohrungsverschneidung 6 auftreten, ist durch den verringerten Innendurchmesser D3 im Bereich der Bohrungsverschneidung 6 gleichzeitig ein hohes Niveau an Druckeigenspannungen in den Werkstoff des Bauelements 1 einbringbar, so dass das Bauelement 1 insgesamt eine gesteigerte Hochdruckfestigkeit aufweist.

Claims

- -Ansprüche
1. Bohrungsverschneidung (6) in einem Hochdruckspeicherkörper (2) zwischen diesem und einem Hochdruckkanal (4) in einem autofrettierten Bauelement (1 ), wobei der Hochdruckkanal (4) eine Auslassöffnung (8) aufweist, an der der Hochdruck- kanal (4) in den Hochdruckspeicherkörper (2) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkanal (4) im Bereich der Bohrungsverschneidung (6) mit dem Hochdruckspeicherkörper (2) einen Abschnitt (18) mit einem verringerten Innendurchmesser (D3) aufweist, der sich von der Auslassöffnung (8) in axialer Richtung des Hochdruckkanals (4) erstreckt.
2. Bohrungsverschneidung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (18) mit verringertem Innendurchmesser (D3) des Hochdruckkanals (4) eine Länge aufweist, die maximal dem Einfachen des verringerten In- nendurchmessers (D3) des Hochdruckkanals (4) entspricht, oder geringer ist.
3. Bohrungsverschneidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (18) mit verringertem Innendurchmesser (D3) des Hochdruck- kanals (4) eine Länge aufweist, die der Größe des verringerten Innendurchmessers (D3) des Hochdruckkanals (4) entspricht.
4. Bohrungsverschneidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (16) zum Abschnitt (18) verringerten Innendurchmessers (D3) im Hochdruckkanal (4) eine konische Form aufweist.
5. Bohrungsverschneidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschneidungskante (14) der Auslassöffnung (8) des Hochdruckkanals
(4) mit dem Hochdruckspeicherkörper (2) eine Rundung aufweist.
6. Bohrungsverschneidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckspeicherkörper (2) einen größeren Innendurchmesser (D1 ) aufweist als der Hochdruckkanal (4).
7. Bohrungsverschneidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände (10, 12) des Hochdruckspeicherkörpers (2) und des Hochdruckkanals (4) eine Oberfläche mit höherer Rauheit aufweisen.
8. Hochdruckspeicherkörper (2) für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Bohrungsverschneidung (6) zwischen einem Hochdruckspeicherkörper (2) und einem Hochdruckkanal (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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