DE102014226819A1 - Device of a fuel injection system and metallic sealing connection arrangement - Google Patents

Device of a fuel injection system and metallic sealing connection arrangement Download PDF

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Abstract

Eine Einrichtung (1) einer Brennstoffeinspritzanlage weist eine Brennstoff führende Komponente (2) und ein Anschlussteil (3) auf. Hierbei ist eine metallisch dichtende Verbindungsanordnung (4) vorgesehen, die einen ersten metallischen Verbindungspartner (6) und einen zweiten metallischen Verbindungspartner (5) umfasst. Die metallischen Verbindungspartner (5, 6) sind so bezüglich einer Achse (12) miteinander verbindbar, wobei an dem ersten Verbindungspartner (6) eine konische Dichtfläche (15) ausgebildet ist und wobei an dem zweiten Verbindungspartner (5) eine der konischen Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) zugeordnete Dichtkontur (19) ausgestaltet ist. Die Dichtkontur (19) des zweiten Verbindungspartners (5) weist in einem Ausgangszustand einen um die Achse (14) umlaufende Erhebung (18) auf, die der konischen Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) zugewandt ist, wobei die Dichtkontur (19) des zweiten Verbindungspartners (5) so ausgestaltet ist, dass das Verschrauben des ersten Verbindungspartners (6) mit dem zweiten Verbindungspartner (5) die umlaufende Erhebung (18) des zweiten Verbindungspartners (5) zumindest teilweise plastisch verformt wird, um eine metallische Abdichtung zwischen der konischen Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) und der im verschraubten Zustand verformten Erhebung (18) des zweiten Verbindungspartners (5) auszubilden.A device (1) of a fuel injection system has a fuel-carrying component (2) and a connection part (3). Here, a metallically sealing connection arrangement (4) is provided which comprises a first metallic connection partner (6) and a second metallic connection partner (5). The metallic connection partners (5, 6) can thus be connected to each other with respect to an axis (12), wherein a conical sealing surface (15) is formed on the first connection partner (6) and wherein one of the conical sealing surface (15 ) of the first connection partner (6) associated sealing contour (19) is configured. The sealing contour (19) of the second connection partner (5) has, in an initial state, an elevation (18) encircling the axis (14) facing the conical sealing surface (15) of the first connection partner (6), the sealing contour (19 ) of the second connection partner (5) is designed so that the screwing of the first connection partner (6) with the second connection partner (5) the peripheral elevation (18) of the second connection partner (5) is at least partially plastically deformed to a metallic seal between the conical sealing surface (15) of the first connection partner (6) and the deformed in the bolted state survey (18) of the second connection partner (5) form.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine metallisch dichtende Verbindungsanordnung und eine Einrichtung einer Brennstoffeinspritzanlage mit einer metallisch dichtenden Verbindungsanordnung. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen. The invention relates to a metallic sealing connection arrangement and a device of a fuel injection system with a metallic sealing connection arrangement. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems of internal combustion engines.

Aus der DE 10 2008 035 492 A1 ist eine Railbaugruppe einer Kraftstoffeinspritzanlage bekannt. Diese dient insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Hierbei sind ein Versorgungsrohr zum Zuführen und Bereitstellen von unter Druck stehendem Kraftstoff und mehrere am Versorgungsrohr befestigte Abzweige zum fluidischen Verbinden des Versorgungsrohrs mit jeweils einem Kraftstoffinjektor vorgesehen. Außerdem weist das Versorgungsrohr an seinem axialen Ende, in welches ein Drucksensoranschluss eingesteckt ist, eine Innenkontur auf, die komplementär zu einer Außenkontur eines Einsatzabschnitts kegelförmig ausgestaltet ist. Dabei kann sich diese kegelförmige Innenkontur, die einen sich nach außen aufweitenden Innenquerschnitt aufweist, auch erst durch das axiale Einpressen des Einsatzabschnitts ausbilden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Innenkontur des Versorgungsrohrs exakt komplementär zur Außenkontur des Einsatzabschnitts geformt ist. From the DE 10 2008 035 492 A1 is a rail assembly of a fuel injection system known. This is used in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle. Here, a supply pipe for supplying and providing pressurized fuel and a plurality of branches attached to the supply pipe for fluidly connecting the supply pipe, each provided with a fuel injector. In addition, the supply pipe has at its axial end, in which a pressure sensor connection is inserted, an inner contour which is configured conically complementary to an outer contour of an insert portion. In this case, this conical inner contour, which has an outwardly widening inner cross-section, also form only by the axial pressing of the insert portion. This can ensure that the inner contour of the supply pipe is formed exactly complementary to the outer contour of the insert portion.

Die aus der DE 10 2008 035 492 A1 bekannte Railbaugruppe und die hierbei vorgesehene Verbindung, die durch axiales Einpressen ausgebildet wird, haben den Nachteil, dass die sich ergebende Vorspannkraft an der Verbindung weitgehend unbestimmt ist. Speziell durch das axiale Einpressen können hierbei sehr große Kräfte auftreten, was eine entsprechende Auslegung der Verbindungspartner erfordert. Da der Kegelwinkel für die kegelförmige Innenkontur sehr klein ist, können die auftretenden Spannkräfte sehr schnell sehr groß werden, so dass eine entsprechende Verformbarkeit des Versorgungsrohrs gewährleistet sein muss.The from the DE 10 2008 035 492 A1 known rail assembly and the connection provided here, which is formed by axial pressing, have the disadvantage that the resulting biasing force on the connection is largely indeterminate. Especially by the axial pressing in this case very large forces can occur, which requires a corresponding design of the connection partners. Since the cone angle for the conical inner contour is very small, the clamping forces that occur can very quickly become very large, so that a corresponding deformability of the supply pipe must be ensured.

Bei der Ausgestaltung einer Verbindung eines Drucksensors mit einem Brennstoffspeicher ist es denkbar, dass eine Schraubverbindung zum Einsatz kommt. Hierbei sind Kugel/Kegel- oder Kegel/Kegel-Verbindungspaarungen mit bewegten Kontaktflächen denkbar. Hierbei ist eine Verschraubung mit einem vorgegebenen Drehmoment möglich, wobei die Schnittstelle durch einen flächigen Kontakt abdichtet. Bedingt durch die Werkstoffpaarung und durch geometrische Toleranzen erfolgt hierbei eine plastische Verformung nur eines Verbindungspartners oder beider Verbindungspartner. Hierbei ergibt sich allerdings das Problem, dass durch die drehmomentgesteuerte Montage aufgrund vielfältiger Einflüsse eine große Streuung der Dichtstellenausprägung möglich ist. Ein wesentlicher Einfluss ist dabei die Streuung der Reibwerte. Dies ist besonders nachteilig, da zur Sicherstellung der Mindestverformung beziehungsweise der Vorspannkraft sehr große Sicherheitsfaktoren bei der Auslegung der Verbindungspartner aufgeschlagen werden müssen. When configuring a connection of a pressure sensor with a fuel storage, it is conceivable that a screw connection is used. Here are ball / cone or cone / cone connection pairings with moving contact surfaces conceivable. Here, a screw with a predetermined torque is possible, the interface seals by a flat contact. Due to the material pairing and geometric tolerances in this case takes place a plastic deformation of only one connection partner or both connection partners. However, this results in the problem that due to the torque-controlled assembly due to a variety of influences, a large dispersion of the seal point expression is possible. An essential influence is the scattering of the coefficients of friction. This is particularly disadvantageous because to ensure the minimum deformation or the preload force very large safety factors in the design of the connection partners must be opened.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße metallisch dichtende Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Einrichtung einer Brennstoffeinspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind. Insbesondere kann in Bezug auf einen gegebenen Materialeinsatz eine verbesserte Dichtwirkung erzielt werden. Speziell kann hierbei bei gleichem Bauraum die Leistungsdichte gesteigert werden, so dass gegen einen höheren Druck abgedichtet werden kann. Dementsprechend kann für das Erreichen vorgegebener Anforderungen der Materialeinsatz reduziert werden. Dies ermöglicht auch eine kostengünstige Realisierung einer Dichtfunktion, bei der eine Abdichtung gegen einen Innendruck einer Brennstoff führenden Komponente, insbesondere eines Brennstoffverteilers, möglich ist. The inventive metallic sealing connection arrangement with the features of claim 1 and the inventive device of a fuel injection system with the features of claim 10 have the advantage that an improved design and operation are possible. In particular, with respect to a given material use, an improved sealing effect can be achieved. Specifically, the power density can be increased with the same space, so that can be sealed against a higher pressure. Accordingly, the use of materials can be reduced to achieve predetermined requirements. This also enables a cost-effective realization of a sealing function, in which a seal against an internal pressure of a fuel-carrying component, in particular a fuel distributor, is possible.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen metallisch dichtenden Verbindungsanordnung und der im Anspruch 10 angegebenen Einrichtung einer Brennstoffeinspritzanlage möglich. The measures listed in the dependent claims advantageous developments of the specified in claim 1 metallic sealing connection arrangement and the device specified in claim 10 of a fuel injection system are possible.

Speziell kann ein Einsatz bei Brennstoffeinspritzanlagen zur Benzindirekteinspritzung erfolgen, wobei ein Luft-Brennstoff-Gemisch innerhalb von Zylinderbrennräumen einer als Otto-Motor ausgestalteten Brennkraftmaschine entsteht. Der Brennstoff wird hierzu mit hohem Druck in die Brennräume eingespritzt. Ein Brennstoffverteiler kann hierbei als Druckspeicher und zur Verteilung des Brennstoffs auf mehrere Brennstoffeinspritzventile dienen. Um den Druck im Einspritzsystem zu steuern, insbesondere zu regeln, kann ein Sensor zum Einsatz kommen, der zumindest eine Druckmessung ermöglicht und vorzugsweise als Hochdrucksensor ausgestaltet ist. Specifically, use can be made in fuel injection systems for gasoline direct injection, wherein an air-fuel mixture is produced within cylinder combustion chambers of an engine designed as a gasoline engine. The fuel is injected for this purpose at high pressure into the combustion chambers. A fuel distributor can serve here as an accumulator and for distributing the fuel to a plurality of fuel injection valves. In order to control the pressure in the injection system, in particular to regulate, a sensor can be used, which enables at least one pressure measurement and is preferably designed as a high-pressure sensor.

Speziell zur Verbindung solch eines Drucksensors mit einer Brennstoffverteilerleiste für die Benzindirekteinspritzung ergeben sich besondere Anforderungen, wenn eine Schraubverbindung realisiert werden soll. Bei einem Verbindungspartner kann es sich um einen Innendruck führenden Einschraubstutzen mit Dichtfunktion handeln. Bei dem anderen Verbindungspartner kann die Vorspannkraft nicht durch einen Schraubkopf, sondern über einen Dichtkegel aufrechterhalten werden. Bei einer möglichen Einschraubung, die mit einem vorgegebenen Drehmoment erfolgt, ergibt sich allerdings eine große Streuung der Dichtstellenausprägung, was insbesondere durch die Streuung der Reibwerte verursacht ist. Im Unterschied dazu ist es daher vorteilhaft, wenn eine Einschraubtiefe beziehungsweise ein Abstand der Verbindungspartner neben der Dichtstelle eingestellt wird. Especially for connecting such a pressure sensor with a fuel rail for gasoline direct injection, special requirements arise when a screw is to be realized. A connection partner can be an internal pressure-carrying screw-in socket with a sealing function. In the other connection partner, the biasing force can not be maintained by a screw head, but via a sealing cone. At a possible screwing, which takes place with a predetermined torque, however, results in a large dispersion of the sealing point characteristic, which is caused in particular by the scattering of the coefficients of friction. In contrast, it is therefore advantageous if a screwing depth or a distance of the connection partner is set next to the sealing point.

Dabei ist in vorteilhafter Weise eine Abdichtung an der metallischen Schnittstelle zwischen dem einen Verbindungspartner, der beispielsweise der Grundkörper eines Brennstoffspeichers ist, und einem anderen Verbindungspartner, der beispielsweise ein Anbauteil ist, möglich. Diese metallische Schnittstelle kann sich dadurch auszeichnen, dass ein drehender Bolzen mit Gewinde und kegelförmiger Dichtfläche, eine stehende Mutter mit Gewinde und balligem beziehungsweise torischem Dichtsitz, eine Relativbewegung der beiden Verbindungspartner (Dichtpartner) durch die Drehbewegung beim Einschrauben des Bolzens und eine plastische Verformung des einen Verbindungspartners infolge der Vorspannkraft zum Abdichten gegen den Brennstoff gegeben sind. In this case, a seal at the metallic interface between the one connection partner, which is for example the main body of a fuel storage, and another connection partner, which is for example an attachment, is possible in an advantageous manner. This metallic interface can be characterized in that a rotating bolt with thread and conical sealing surface, a threaded nut and spherical or toric sealing seat, a relative movement of the two connection partners (sealing partner) by the rotational movement when screwing the bolt and a plastic deformation of the one Connection partner given due to the biasing force for sealing against the fuel.

Hierbei können bei einer möglichen Abwandlung auch ein balliger beziehungsweise torischer Bolzen und eine kegelige Mutter zum Einsatz kommen. Ferner kann es sich bei dem Anbauteil an der Dichtstelle um einen Sensor handeln. Außerdem kann durch eine geeignete Werkstoffpaarung nur am Drucksensorstutzen eine plastische Verformung stattfinden. Ein gezieltes Einstellen einer Dichtsitzbreite bei der Erstmontage der Schnittstelle kann durch ein drehwinkelgesteuertes Montageverfahren erzielt werden. Ein vorgesehener Bolzen kann Innendruck führend ausgestaltet sein. Ein Kegelwinkel am Bolzen kann zwischen etwa 60° bis etwa 120° liegen. Außerdem kann ein Radius an der Mutterseite so ausgestaltet sein, dass auch bei einer maximalen Verpressung dieser nicht vollständig plastisch verformt ist. In this case, a spherical or toric pin and a conical nut can be used in a possible modification. Furthermore, the attachment at the sealing point may be a sensor. In addition, plastic deformation can only take place at the pressure sensor nozzle by a suitable combination of materials. A targeted adjustment of a sealing seat width during the initial installation of the interface can be achieved by a rotation angle-controlled mounting method. An intended bolt internal pressure can be designed leader. A cone angle on the bolt can be between about 60 ° to about 120 °. In addition, a radius on the nut side be designed so that even with a maximum compression of this is not completely plastically deformed.

Bei der Ausgestaltung der metallisch dichtenden Verbindungsanordnung ist es somit vorteilhaft, dass die umlaufende Erhebung ballig und/oder torisch ausgeformt ist. Unter einer torischen Ausformung ist hierbei eine Ausgestaltung entsprechend einer Teilform eines Torus insbesondere konvexe, Ausgestaltung vorgegeben ist. Bei der balligen Ausgestaltung handelt es sich in der Regel um die Teilform eines Torus. Hierdurch ist eine Ausformung möglich, bei der die plastische Verformung des zweiten Verbindungspartners auf die umlaufene Erhebung begrenzt ist. Zudem kann eine vorteilhafte, umlaufende Abdichtung erzielt werden, indem über die plastische Verformung gezielt eine Dichtkontur mit einer zumindest näherungsweise vorgegebenen Größe der sich ergebenden Dichtfläche eingestellt ist. Daher ist es ebenfalls vorteilhaft, dass eine plastische Verformung zwischen dem ersten Verbindungspartner und dem zweiten Verbindungspartner nur an der Dichtkontur des zweiten Verbindungspartners auftritt. In the embodiment of the metallic sealing connection arrangement, it is thus advantageous that the circumferential elevation is formed spherical and / or toric. In this case, a configuration corresponding to a partial shape of a torus, in particular a convex configuration, is specified under a toric shape. In the crowned configuration is usually the part of a torus. As a result, a formation is possible in which the plastic deformation of the second connection partner is limited to the circumferential survey. In addition, an advantageous, circumferential seal can be achieved by a specific plastic contouring a sealing contour is set with an at least approximately predetermined size of the resulting sealing surface. Therefore, it is also advantageous that a plastic deformation between the first connection partner and the second connection partner only occurs at the sealing contour of the second connection partner.

Speziell ist es hierbei vorteilhaft, dass die umlaufende Erhebung des zweiten Verbindungspartners so ausgestaltet ist, dass bei einer maximal einstellbaren plastischen Verformung der umlaufenden Erhebung nur eine teilweise plastische Verformung der Erhebung auftritt. Die Verschraubung zwischen dem ersten Verbindungspartner und dem zweiten Verbindungspartner kann hierbei in vorteilhafter Weise so ausgestaltet sein, dass eine Dichtsitzbreite an der verformten Erhebung zwischen dem ersten Verbindungspartner und dem zweiten Verbindungspartner über einen Drehwinkel zwischen dem ersten Verbindungspartner und dem zweiten Verbindungspartner einstellbar ist. Über den vorgegebenen Drehwinkel ist hierbei dann auch das Ausmaß der plastischen Verformung der Dichtkontur des zweiten Verbindungspartners vorgegeben. Specifically, it is advantageous in this case that the circumferential elevation of the second connection partner is designed so that only a partial plastic deformation of the survey occurs at a maximum adjustable plastic deformation of the circumferential survey. The screw connection between the first connection partner and the second connection partner can in this case advantageously be designed such that a sealing seat width at the deformed elevation between the first connection partner and the second connection partner can be set via a rotation angle between the first connection partner and the second connection partner. In this case, the degree of plastic deformation of the sealing contour of the second connection partner is also predetermined via the predetermined angle of rotation.

Vorteilhaft ist es auch, dass durch die plastische Verformung der Dichtkontur des zweiten Verbindungspartners ein kegelförmiger Dichtbereich gebildet ist, wobei der kegelförmige Dichtbereich mit einem Kegelwinkel ausgestaltet ist, der durch die konische Dichtfläche des ersten Verbindungspartners vorgegeben ist. Hierdurch kann die gewünschte, sich ergebende wirksame Dichtfläche, insbesondere deren Größe, zuverlässig eingestellt werden. Hierbei ergibt sich auch eine gewisse Unabhängigkeit von möglichen Fertigungstoleranzen und Reibwertstreuungen. It is also advantageous that a conical sealing region is formed by the plastic deformation of the sealing contour of the second connection partner, wherein the conical sealing region is configured with a cone angle which is predetermined by the conical sealing surface of the first connection partner. As a result, the desired, resulting effective sealing surface, in particular its size, can be reliably adjusted. This also results in a certain independence of possible manufacturing tolerances and Reibwertstreuungen.

Bei einer möglichen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, dass der erste Verbindungspartner als Bolzen, der eine axiale Bohrung aufweist, und der zweite Verbindungspartner als Stutzen, der eine axiale Durchgangsbohrung aufweist, ausgestaltet sind. Hierbei kann die axiale Bohrung beziehungsweise die axiale Durchgangsbohrung auch nur in Bezug auf den Dichtbereich „axial“ ausgestaltet sein und nicht notwendigerweise „axial“ in Bezug auf das gesamte Bauteil. Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, dass der erste Verbindungspartner als Stutzen, der eine axiale Durchgangsbohrung aufweist, und der zweite Verbindungspartner als Bolzen, der eine axiale Bohrung aufweist, ausgestaltet sind. Hierdurch kann je nach Anwendungsfall speziell zur Anbindung eines Sensors, insbesondere eines Drucksensors, gezielt eine plastische Verformung an nur einem der Verbindungspartner erreicht werden. In a possible embodiment, it is advantageous that the first connection partner as a bolt having an axial bore, and the second connection partner as a nozzle, which has an axial through hole, are configured. In this case, the axial bore or the axial through-bore can also be designed "axially" only with respect to the sealing region and not necessarily "axially" with respect to the entire component. In a further possible embodiment, it is advantageous that the first connection partner as a nozzle having an axial through hole, and the second connection partner as a bolt having an axial bore, are configured. In this way, depending on the application, especially for the connection of a sensor, in particular a pressure sensor, specifically a plastic deformation can be achieved at only one of the connection partners.

Somit ergibt sich auch der Vorteil, dass ein definierter Kontaktpunkt beziehungsweise umlaufend eine definierte Kontaktlinie bei einem Beginn der Verschraubung vorliegt. Bei Versuchen hat sich gezeigt, dass bei Werkstoffpaarungen vorwiegend ähnlicher Stähle, zum Beispiel korrosionsbeständiger Stähle, gelegentlich eine Kaltverschweißung am Dichtkegel auftritt. Dies kann insbesondere durch lokal hohe Spannungen an Kanten einer vorgesehenen Fase erklärt werden. Dem wird speziell durch die ballige oder torische Dichtkontur am Sitz entgegengewirkt, da hierdurch ein gleichmäßigerer Anstieg der Spannung erreicht wird. Thus, there is also the advantage that a defined contact point or circumferentially a defined contact line is present at a start of the screw. Experiments have shown that in material pairings predominantly similar Steels, for example, corrosion-resistant steels, occasionally a cold weld on the sealing cone occurs. This can be explained in particular by locally high stresses at the edges of an intended chamfer. This is counteracted especially by the crowned or toric sealing contour on the seat, as a result, a more uniform increase in the voltage is achieved.

Durch den optimierten Montageprozess kann eine plastische Verformung innerhalb einer gewünschten Größenordnung genau und weitgehend reibungsunabhängig eingestellt werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch den optimierten Montageprozess die Gewindefestigkeit besser ausgenutzt werden kann, da durch die geringere Streuung der Vorspannung ein geringerer Abstand zur maximalen Gewindespannung ermöglicht wird. Due to the optimized assembly process, a plastic deformation within a desired order of magnitude can be set accurately and largely independently of friction. Another advantage is that the thread assembly can be better exploited by the optimized assembly process, since the lower scattering of the preload allows a smaller distance from the maximum thread tension.

In vorteilhafter Weise kann eine metallisch dichtende, im Kontaktbereich drehende, abgewandelte Kugel/Kegel-Verbindung nach der Montage realisiert werden, wobei die Dichtkontur im Kontaktbereich ballig beziehungsweise torisch geformt ist, so dass die „Kugel“ in balliger Form beziehungsweise als Teil eines Torus abgewandelt ist. Bedingt durch die Werkstoffpaarung findet beim Verschrauben eine plastische Verformung der Dichtkontur statt, während der erste Verbindungspartner insbesondere in seinem Kontaktbereich zur Dichtkontur nicht plastisch verformt wird. Durch die plastische Verformung der Dichtkontur des zweiten Verbindungspartners bildet sich dann ein kegelförmiger Dichtbereich mit dem Kegelwinkel aus, der durch den ersten Verbindungspartner vorgegeben ist. Über die Ausprägung dieses Kegelbereichs können die erforderliche Abdichtlänge und Vorspannung sehr genau eingestellt werden. Dies geht speziell mittels eines drehwinkelgesteuerten Montageverfahrens über den geometrischen Zusammenhang zwischen der Gewindesteigung und dem Drehwinkel.In an advantageous manner, a metallic sealing, modified in the contact area, modified ball / cone connection can be realized after assembly, wherein the sealing contour in the contact area is crowned or toric shaped, so that the "ball" modified in a spherical shape or as part of a torus is. Due to the combination of materials, a plastic deformation of the sealing contour takes place during screwing, while the first connection partner is not plastically deformed, in particular in its contact region to the sealing contour. The plastic deformation of the sealing contour of the second connection partner then forms a conical sealing area with the cone angle, which is predetermined by the first connection partner. The extent of this tapered area allows the required sealing length and preload to be set very precisely. This is especially by means of a rotation angle controlled assembly process on the geometric relationship between the thread pitch and the angle of rotation.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with identical reference numerals. Show it:

1 eine Einrichtung einer Brennstoffeinspritzanlage mit einer Verbindungsanordnung vor der Montage in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a device of a fuel injection system with a connection assembly prior to assembly in an excerptive, schematic sectional view according to a first embodiment of the invention;

2 den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Verbindungsanordnung entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und 2 the in 1 labeled II section of the connection assembly according to the first embodiment of the invention and

3 den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Verbindungsanordnung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 the in 1 With II designated section of the connection assembly according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Einrichtung 1 einer Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoff führenden Komponente 2 und einem Anschlussteil 3, wobei eine Verbindungsanordnung 4 zwischen einem Verbindungspartner 5, der an der Komponente 2 vorgesehen ist, und einem Verbindungspartner 6, der an dem Anschlussteil 3 vorgesehen ist, herstellbar ist. Hierbei zeigt die 1 einen Zustand der Verbindungsanordnung 4 vor der Montage in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel, in dem der Verbindungspartner 6 am Anschlussteil 3 als erster Verbindungspartner 6 und der Verbindungspartner 5 an der Komponente 2 als zweiter Verbindungspartner 6 dienen. 1 shows a device 1 a fuel injection system with a fuel component leading 2 and a connector 3 , wherein a connection arrangement 4 between a connection partner 5 , the component 2 is provided, and a connection partner 6 which is connected to the connector 3 is provided, can be produced. This shows the 1 a state of the connection arrangement 4 prior to assembly in a partial, schematic sectional view corresponding to a first embodiment, in which the connection partner 6 at the connection part 3 as the first connection partner 6 and the connection partner 5 at the component 2 as second connection partner 6 serve.

Die Komponente 2 kann insbesondere als Brennstoffverteilerleiste 2 ausgestaltet sein. Das Anschlussteil 3 kann als Sensor 3 ausgestaltet sein. Hierfür kann ein Sensorelement 7 vorgesehen sein, das im montierten Zustand beispielsweise einen Druck des Brennstoffs, der sich in einer axialen Bohrung 8 des Anschlussteils 3 befindet, misst. Dadurch kann das Anschlussteil 3 als Drucksensor 3 ausgestaltet werden. Allerdings können auch andere Sensorfunktionen realisiert werden, wie beispielsweise eine Temperaturmessung. Der Druck von Benzin als möglicher Brennstoff kann beispielsweise 35 MPa betragen. The component 2 especially as a fuel rail 2 be designed. The connection part 3 can as a sensor 3 be designed. For this purpose, a sensor element 7 be provided in the mounted state, for example, a pressure of the fuel, which is in an axial bore 8th of the connection part 3 is located, measures. This allows the connection part 3 as a pressure sensor 3 be designed. However, other sensor functions can be realized, such as a temperature measurement. For example, the pressure of gasoline as a potential fuel may be 35 MPa.

An dem ersten Verbindungspartner 6 ist ein Außengewinde 9 ausgebildet. Ferner weist der zweite Verbindungspartner 5 ein Innengewinde 10 auf, mit dem der erste Verbindungspartner 6 in den zweiten Verbindungspartner 5 einschraubbar ist. Über das Außengewinde 9 und das Innengewinde 10 ist eine Schraubverbindung 11 gegeben. Hierbei sind die Verbindungspartner 5, 6 durch Verschrauben bezüglich einer Achse 12 so miteinander verbindbar, dass der Verbindungspartner 6 in einer Fügerichtung 13 in eine Ausnehmung 14 des Verbindungspartners 5 fügbar ist. At the first connection partner 6 is an external thread 9 educated. Furthermore, the second connection partner 5 an internal thread 10 on, with whom the first connection partner 6 in the second connection partner 5 can be screwed. About the external thread 9 and the internal thread 10 is a screw connection 11 given. Here are the connection partners 5 . 6 by screwing with respect to an axis 12 connectable with each other so that the connection partner 6 in a joining direction 13 in a recess 14 of the connection partner 5 is available.

An dem Verbindungspartner 6 ist eine konische Dichtfläche 15 ausgebildet. Ein Kegelwinkel 16 der konischen Dichtfläche 15 ist hierbei aus einem Bereich von etwa 60° bis etwa 120° gewählt. At the connection partner 6 is a conical sealing surface 15 educated. A cone angle 16 the conical sealing surface 15 is chosen from a range of about 60 ° to about 120 °.

An dem Verbindungspartner 5 ist eine teilweise konische Fläche 17 ausgestaltet, die in eine umlaufende Erhebung 18 übergeht. Durch die konische Fläche 17 und die Erhebung 18 ist eine Dichtkontur 19 an dem Verbindungspartner 5 realisiert. Die Erhebung 18 läuft um die Achse 12 um. Die umlaufende Erhebung 18 ist der konischen Dichtfläche 15 des Verbindungspartners 6 zugewandt. Ferner ist auch die konische Fläche 17 des Verbindungspartners 5 der konischen Dichtfläche 15 des Verbindungspartners 6 zugewandt. Die Dichtkontur 19 des Verbindungspartners 5 ist so ausgestaltet, dass beim Verschrauben des ersten Verbindungspartners 6 mit dem zweiten Verbindungspartner 5 die umlaufende Erhebung 18 des zweiten Verbindungspartners 5 teilweise plastisch verformt wird, um eine metallische Abdichtung zwischen der konischen Dichtfläche 15 des ersten Verbindungspartners 6 und der im verschraubten Zustand zumindest teilweise verformten Erhebung 18 des zweiten Verbindungspartners 5 auszubilden. Dieser Vorgang ist im Folgenden auch unter Bezugnahme auf die 2 näher beschrieben.At the connection partner 5 is a partially conical surface 17 designed in an encircling elevation 18 passes. Through the conical surface 17 and the survey 18 is a sealing contour 19 at the connection partner 5 realized. The assessment 18 runs around the axis 12 around. The encircling survey 18 is the conical sealing surface 15 of the connection partner 6 facing. Furthermore, the conical surface is also 17 of the connection partner 5 the conical sealing surface 15 of the connection partner 6 facing. The sealing contour 19 of the connection partner 5 is designed so that when screwing the first connection partner 6 with the second connection partner 5 the circulating survey 18 of the second connection partner 5 is partially plastically deformed to a metallic seal between the conical sealing surface 15 of the first connection partner 6 and in the bolted state at least partially deformed survey 18 of the second connection partner 5 train. This process is also described below with reference to the 2 described in more detail.

2 zeigt den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Verbindungsanordnung 4 während der Montage entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei ist ein Zustand dargestellt, in dem der Verbindungspartner 6 aufgrund seiner Drehwinkelstellung 20 gerade die Erhebung 18 an einem Kontaktpunkt 21 beziehungsweise einer umlaufenden Kontaktlinie 21 berührt. Beim weiteren Verschrauben kommt es zu einer plastischen Verformung der Erhebung 18. Hierdurch kann beispielsweise eine Endposition angenommen werden, die durch eine unterbrochen dargestellte Linie 22 veranschaulicht ist. Durch die Linie 22 kann hierbei eine Endposition des Verbindungspartners 6 relativ zu dem Verbindungspartner 5 bestimmt sein, die einer maximal einstellbaren plastischen Verformung der umlaufenden Erhebung 18 entspricht, wobei nur eine teilweise plastische Verformung der Erhebung 18 auftritt. Die Erhebung 18 ist hierfür geeignet ausgestaltet. 2 shows the in 1 with II designated section of the connection arrangement 4 during assembly according to the first embodiment of the invention. Here, a state is shown in which the connection partner 6 due to its angular position 20 just the elevation 18 at a contact point 21 or a circumferential contact line 21 touched. Upon further screwing, there is a plastic deformation of the survey 18 , As a result, for example, an end position can be assumed by a line shown interrupted 22 is illustrated. Through the line 22 can in this case an end position of the connection partner 6 relative to the connection partner 5 be determined that of a maximum adjustable plastic deformation of the circumferential survey 18 corresponds, with only a partial plastic deformation of the survey 18 occurs. The assessment 18 is configured suitable for this purpose.

Im verformten Zustand der Erhebung 18 ergibt sich dann eine wirksame Dichtfläche 23, deren Position auf der Linie 22 in der 2 veranschaulicht ist. Diese wirksame Dichtfläche 23 ergibt sich zwischen der konischen Dichtfläche 15 und der plastisch verformten Erhebung 18. Die geometrische Größe der Dichtfläche 23 ist zumindest näherungsweise über die Drehwinkelstellung 20 einstellbar.In the deformed state of the survey 18 then results in an effective sealing surface 23 whose position is on the line 22 in the 2 is illustrated. This effective sealing surface 23 results between the conical sealing surface 15 and the plastically deformed elevation 18 , The geometric size of the sealing surface 23 is at least approximately about the angular position 20 adjustable.

Somit kann zwischen den Verbindungspartnern 5, 6 eine metallische Abdichtung zwischen der konischen Dichtfläche 15 und der im verschraubten Zustand teilweise verformten Erhebung 18 ausgebildet werden. Die Erhebung 18 ist hierbei im Ausgangszustand ballig und/oder torisch ausgeformt. Speziell kann die umlaufende Erhebung 18 des Verbindungspartners 5 einen abgerundeten Übergang 24 zu einer axialen Durchgangsbohrung 25 des Verbindungspartners 5 aufweisen. Der abgerundete Übergang 24 kann hierbei mit dem Radius R ausgeführt sein. Thus, between the connection partners 5 . 6 a metallic seal between the conical sealing surface 15 and the partially deformed survey in the bolted state 18 be formed. The assessment 18 is here in the initial state spherical and / or toric formed. Specifically, the circumferential survey 18 of the connection partner 5 a rounded transition 24 to an axial through hole 25 of the connection partner 5 exhibit. The rounded transition 24 can be performed here with the radius R.

Die Werkstoffpaarung zwischen den Verbindungspartnern 5, 6 ist so vorgegeben, dass nur eine plastische Verformung der Erhebung 18, aber keine plastische Verformung der konischen Dichtfläche 15 auftritt. Dadurch ist der durch die wirksame Dichtfläche 23 gegebene Dichtbereich 23 im montierten Zustand als kegelförmiger Dichtbereich 23 gebildet, der den gleichen Kegelwinkel 16 aufweist wie die konische Dichtfläche 15. Denn der Kegelwinkel 16 des Dichtbereichs 23 ist dann durch die konische Dichtfläche 15 des ersten Verbindungspartners 6 vorgegeben. Somit liegt auch der Kegelwinkel 16 des Dichtbereichs 23 dann innerhalb des Bereichs von etwa 60° bis etwa 120°. Ein Kegelwinkel 26 der konischen Fläche 17 der Dichtkontur 19 des Verbindungspartners 5 ist vorzugsweise größer vorgegeben als der Kegelwinkel 16.The material pairing between the connection partners 5 . 6 is specified so that only a plastic deformation of the survey 18 but no plastic deformation of the conical sealing surface 15 occurs. This is due to the effective sealing surface 23 given sealing area 23 in the mounted state as a conical sealing area 23 formed, the same cone angle 16 has like the conical sealing surface 15 , Because the cone angle 16 the sealing area 23 is then through the conical sealing surface 15 of the first connection partner 6 specified. Thus, the cone angle is also 16 the sealing area 23 then within the range of about 60 ° to about 120 °. A cone angle 26 the conical surface 17 the sealing contour 19 of the connection partner 5 is preferably greater than the cone angle 16 ,

Aus der wirksamen Dichtfläche (dem Dichtbereich) 23 ergibt sich eine (mittlere) Dichtsitzbereite 27 an der verformten Erhebung 18 zwischen den Verbindungspartnern 5, 6. Die Dichtsitzbreite 27 ist hierbei ebenfalls über den Drehwinkel (die Drehwinkelstellung) 20 zwischen den Verbindungspartnern 5, 6 einstellbar. From the effective sealing surface (the sealing area) 23 results in a (middle) fit for sitting 27 at the deformed elevation 18 between the connection partners 5 . 6 , The sealing seat width 27 is here also about the rotation angle (the rotation angle position) 20 between the connection partners 5 . 6 adjustable.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Verbindungspartner 6 als Bolzen 6 ausgestaltet, der die axiale Bohrung 8 aufweist. Der zweite Verbindungspartner 5 ist als Stutzen 5 ausgestaltet, der die axiale Durchgangsbohrung 25 aufweist. In this embodiment, the first connection partner 6 as a bolt 6 configured, the axial bore 8th having. The second connection partner 5 is as a neck 5 designed, the axial through-hole 25 having.

3 zeigt den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Verbindungsanordnung 4 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Verbindungspartner 6 an der Komponente 2 vorgesehen, während der zweite Verbindungspartner 5 an dem Anschlussteil 3 vorgesehen ist. Die plastisch verformbare Erhebung 18 ist somit an dem Verbindungspartner 5 des Anschlussteils 3 ausgestaltet. Die konische Dichtfläche 15, die sich bei der Ausbildung der Verbindung vorzugsweise nicht plastisch verformt, ist an dem Verbindungspartner 6 der Komponente 2 ausgestaltet. Somit kann in diesem Ausführungsbeispiel der erste Verbindungspartner 6 als Stutzen ausgestaltet sein, der die axiale Durchgangsbohrung 25 aufweist, und der zweite Verbindungspartner 5 kann als Bolzen 5 ausgestaltet sein, der die axiale Bohrung 8 aufweist. 3 shows the in 1 with II designated section of the connection arrangement 4 according to a second embodiment. In this embodiment, the first connection partner 6 at the component 2 provided while the second connection partner 5 at the connection part 3 is provided. The plastically deformable elevation 18 is thus at the connection partner 5 of the connection part 3 designed. The conical sealing surface 15 , which preferably does not plastically deform in the formation of the compound, is at the connection partner 6 the component 2 designed. Thus, in this embodiment, the first connection partner 6 be configured as a stub, the axial through hole 25 and the second connection partner 5 can as a bolt 5 be configured, the axial bore 8th having.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Metallisch dichtende Verbindungsanordnung (4), die insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen dient, mit einem ersten metallischen Verbindungspartner (6) und einem zweiten metallischen Verbindungspartner (5), die durch Verschrauben bezüglich einer Achse (12) miteinander verbindbar sind, wobei an dem ersten Verbindungspartner (6) eine konische Dichtfläche (15) ausgebildet ist, wobei an dem zweiten Verbindungspartner (5) eine der konischen Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) zugeordnete Dichtkontur (19) ausgestaltet ist, wobei die Dichtkontur (19) des zweiten Verbindungspartners (5) in einem Ausgangszustand eine um die Achse (12) umlaufende Erhebung (18) aufweist, die der konischen Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) zugewandt ist, und wobei die Dichtkontur (19) des zweiten Verbindungspartners (5) so ausgestaltet ist, dass beim Verschrauben des ersten Verbindungspartners (6) mit dem zweiten Verbindungspartner (5) die umlaufende Erhebung (18) des zweiten Verbindungspartners (5) zumindest teilweise plastisch verformt wird, um eine metallische Abdichtung zwischen der konischen Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) und der im verschraubten Zustand zumindest teilweise verformten Erhebung (18) des zweiten Verbindungspartners (5) auszubilden.Metallic sealing connection arrangement ( 4 ), which is used in particular for fuel injection systems of internal combustion engines, with a first metallic connection partner ( 6 ) and a second metallic compound partner ( 5 ) by screwing with respect to an axis ( 12 ) are connectable to each other, wherein at the first connection partner ( 6 ) a conical sealing surface ( 15 ), wherein at the second connection partner ( 5 ) one of the conical sealing surface ( 15 ) of the first connection partner ( 6 ) associated sealing contour ( 19 ) is configured, wherein the sealing contour ( 19 ) of the second connection partner ( 5 ) in an initial state one about the axis ( 12 ) continuous survey ( 18 ), the conical sealing surface ( 15 ) of the first connection partner ( 6 ), and wherein the sealing contour ( 19 ) of the second connection partner ( 5 ) is configured so that when screwing the first connection partner ( 6 ) with the second connection partner ( 5 ) the circulating survey ( 18 ) of the second connection partner ( 5 ) is at least partially plastically deformed to a metallic seal between the conical sealing surface ( 15 ) of the first connection partner ( 6 ) and the survey in the screwed state at least partially deformed ( 18 ) of the second connection partner ( 5 ) train. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Erhebung (18) ballig und/oder torisch ausgeformt ist. Connecting arrangement according to claim 1, characterized in that the circumferential survey ( 18 ) is formed spherical and / or toric. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine plastische Verformung zwischen dem ersten Verbindungspartner (6) und dem zweiten Verbindungspartner (5) nur an der Kontur (19) des zweiten Verbindungspartners (5) auftritt. Connecting arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a plastic deformation between the first connection partner ( 6 ) and the second connection partner ( 5 ) only on the contour ( 19 ) of the second connection partner ( 5 ) occurs. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die plastische Verformung der Dichtkontur (19) des zweiten Verbindungspartners (5) ein kegelförmiger Dichtbereich (23) mit einem durch die konische Dichtfläche (15) des ersten Verbindungspartners (6) vorgegebenen Kegelwinkel (16) gebildet ist. Connecting arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that by the plastic deformation of the sealing contour ( 19 ) of the second connection partner ( 5 ) a conical sealing area ( 23 ) with a through the conical sealing surface ( 15 ) of the first connection partner ( 6 ) given cone angle ( 16 ) is formed. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kegelwinkel (16) der konischen Dichtfläche (15) aus einem Bereich von etwa 60° bis etwa 120° gewählt ist. Connecting arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that a cone angle ( 16 ) of the conical sealing surface ( 15 ) is selected from a range of about 60 ° to about 120 °. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung zwischen dem ersten Verbindungspartner (6) und dem zweiten Verbindungspartner (5) so ausgestaltet ist, dass eine Dichtsitzbreite (27) an der verformten Erhebung (18) zwischen dem ersten Verbindungspartner (6) und dem zweiten Verbindungspartner (5) über einen Drehwinkel (20) zwischen dem ersten Verbindungspartner (6) und dem zweiten Verbindungspartner (5) einstellbar ist. Connecting arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screw connection between the first connection partner ( 6 ) and the second connection partner ( 5 ) is designed so that a sealing seat width ( 27 ) at the deformed survey ( 18 ) between the first connection partner ( 6 ) and the second connection partner ( 5 ) over a rotation angle ( 20 ) between the first connection partner ( 6 ) and the second connection partner ( 5 ) is adjustable. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Erhebung (18) des zweiten Verbindungspartners (5) einen abgerundeten Übergang (24) zu einer axialen Durchgangsbohrung (25) aufweist. Connecting arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the peripheral survey ( 18 ) of the second connection partner ( 5 ) a rounded transition ( 24 ) to an axial through-bore ( 25 ) having. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Erhebung (18) des zweiten Verbindungspartners (5) so ausgestaltet ist, dass bei einer maximal einstellbaren plastischen Verformung der umlaufenden Erhebung (18) nur eine teilweise plastische Verformung der Erhebung (18) der Dichtkontur (19) auftritt. Connecting arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the peripheral survey ( 18 ) of the second connection partner ( 5 ) is designed so that at a maximum adjustable plastic deformation of the circumferential survey ( 18 ) only a partial plastic deformation of the survey ( 18 ) of the sealing contour ( 19 ) occurs. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungspartner (6) als Bolzen (6), der eine axiale Bohrung (8) aufweist, und der zweite Verbindungspartner (5) als Stutzen (5), der eine axiale Durchgangsbohrung (25) aufweist, ausgestaltet sind oder dass der erste Verbindungspartner (6) als Stutzen (6), der eine axiale Durchgangsbohrung (25) aufweist, und der zweite Verbindungspartner (5) als Bolzen (5), der eine axiale Bohrung (8) aufweist, ausgestaltet sind.Connecting arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first connection partner ( 6 ) as a bolt ( 6 ), which has an axial bore ( 8th ), and the second connection partner ( 5 ) as a nozzle ( 5 ) having an axial through-bore ( 25 ), or that the first connection partner ( 6 ) as a nozzle ( 6 ) having an axial through-bore ( 25 ), and the second connection partner ( 5 ) as a bolt ( 5 ), which has an axial bore ( 8th ), are configured. Einrichtung (1) einer Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoff führenden Komponente (2) und einem Anschlussteil (3), wobei eine metallisch dichtende Verbindung der Anordnung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist, die eine Verbindung eines Verbindungspartners (5; 6), der an der Komponente (2) vorgesehen ist, mit einem Verbindungspartner (6; 5), der an dem Anschlussteil (3) vorgesehen ist, ermöglicht. Facility ( 1 ) of a fuel injection system with a fuel-carrying component ( 2 ) and a connection part ( 3 ), wherein a metallic sealing compound of the arrangement ( 4 ) according to one of claims 1 to 9, which is a connection of a connection partner ( 5 ; 6 ) located at the component ( 2 ), with a connection partner ( 6 ; 5 ) connected to the connection part ( 3 ) is provided allows. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (3) einen Sensor (7) und/oder einen Drucksensor (7) aufweist.Device according to claim 10, characterized in that the connecting part ( 3 ) a sensor ( 7 ) and / or a pressure sensor ( 7 ) having.
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