DE102019102527A1

DE102019102527A1 - Kraftstoffverteiler für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Einlegekörpers für einen Kraftstoffverteiler

Info

Publication number: DE102019102527A1
Application number: DE102019102527.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Braun
Original assignee: Winkelmann Powertrain Components GmbH and Co KG
Current assignee: Winkelmann Powertrain Components GmbH and Co KG
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-02-02
Also published as: WO2020157217A1; DE102019102527B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler für einen Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse (2), das einen länglichen Hohlraum (3) aufweist, wobei im Gehäuse (2) eine Kraftstoffzuflussöffnung (4) in den Hohlraum (3) und mehrere in Längsrichtung benachbart angeordnete Kraftstoffabflussöffnungen (5) aus dem Hohlraum (3) für jeweils einen Kraftstoffinjektor vorgesehen sind, wobei im Hohlraum (3) ein eine Längsnut (17) aufweisender rohrförmiger Einlegekörper (12) angeordnet ist, wobei die Kraftstoffabflussöffnungen (5) und die Kraftstoffzuflussöffnung (4) über die Längsnut (17) in Fluidverbindung stehen.
Dabei ist vorgesehen, dass der rohrförmige Einlegekörper (12) aus einem rohrförmigen Innenkörper (13) und einem radial außerhalb auf dem Innenkörper (13) angeordneten rohrförmigen Außenkörper (14) gebildet ist, welche miteinander verbunden sind, wobei im rohrförmigen Außenkörper (14) zur Bildung der Längsnut (17) eine Längsaussparung (16) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler für einen Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse, das einen länglichen Hohlraum aufweist, wobei im Gehäuse eine Kraftstoffzuflussöffnung in den Hohlraum und mehrere in Längsrichtung benachbart angeordnete Kraftstoffabflussöffnungen aus dem Hohlraum für jeweils einen Kraftstoffinjektor vorgesehen sind, wobei im Hohlraum ein eine Längsnut aufweisender rohrförmiger Einlegekörper angeordnet ist, wobei die Kraftstoffabflussöffnungen und die Kraftstoffzuflussöffnung über die Längsnut in Fluidverbindung stehen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Einlegekörpers für einen Kraftstoffverteiler der vorbeschriebenen Art.
Kraftstoffverteiler für Verbrennungsmotoren sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Dabei sind in der Regel die Druckerzeugung und die Kraftstoffeinspritzung voneinander entkoppelt. Eine Kraftstoffpumpe erzeugt kontinuierlich Druck. Dieser unabhängig von der Einspritzfolge aufgebaute Druck steht im Kraftstoffverteiler, welcher als Speicher fungiert, permanent zur Verfügung. Hierzu wird der komprimierte Kraftstoff in einer Kraftstoffverteilerleitung gespeichert und verteilt den Injektoren bzw. Einspritzventilen einer Zylinderbank des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt.
Derartige Kraftstoffverteiler werden sowohl für Dieselmotoren als auch für Ottomotoren insbesondere in Kraftfahrzeugen verwendet. Eine Möglichkeit zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches des Verbrennungsmotors ist die Einspritzung von Wasser in den Brennraum in bestimmten Kennfeldbereichen. Die Zumischung kann durch Einspritzen des Wassers direkt in den Brennraum, als separate Einspritzung oder als Einspritzung mit einem Kraftstoff-/Wassergemisch erfolgen. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, das Hochdruckvolumen des Kraftstoffverteilers möglichst klein zu halten, damit zwischen den Betriebsmodi mit und ohne Wasserzumischung schnell gewechselt werden kann.
Zu diesem Zweck ist aus DE 10 2014 205 179 A1 ein Kraftstoffverteiler mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bekannt. Bei diesem Kraftstoffverteiler ist im länglichen Hohlraum des Gehäuses ein rohrförmiger Einlegekörper angeordnet, der eine Längsnut zur Verbindung einer Kraftstoffzuflussöffnung mit den Kraftstoffabflussöffnungen aufweist, denen jeweils ein Kraftstoffinjektor zugeordnet ist.
Die Herstellung dieses rohrförmigen Einlegekörpers ist jedoch aufwendig, da die wenigstens eine Längsnut in den rohrförmigen Körper eingefräst werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist, bei einem derartigen Kraftstoffverteiler die Herstellung des rohrförmigen Einlegekörpers zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffverteiler der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der rohrförmige Einlegekörper aus einem rohrförmigen Innenkörper und einem radial außerhalb auf dem Innenkörper angeordneten rohrförmigen Außenkörper gebildet ist, welche miteinander verbunden sind, wobei im rohrförmigen Außenkörper zur Bildung der Längsnut eine Längsaussparung ausgebildet ist.
Der rohrförmige Einlegekörper für den Kraftstoffverteiler ist somit von zwei rohrförmigen Bauteilen gebildet, die miteinander verbunden werden. Beide Bauteile sind einfache Rohrstücke, wobei der rohrförmige Außenkörper zur Bildung der Längsnut nur mit einer Längsaussparung versehen werden muss, was z.B. durch einen einfachen Stanzprozess erfolgen kann. Der Stanzprozess ist einfach durchführbar, da die Wandstärke des Außenkörpers deutlich geringer sein kann als bei einem einstückigen Einlegekörper nach dem Stand der Technik.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass im Außenkörper eine mit der Längsaussparung verbundene, in Umfangsrichtung verlaufende Queraussparung ausgebildet ist, welche eine Quernut bildet, die in Fluidverbindung mit einer Öffnung im Innenkörper steht. Diese Ausgestaltung ist bevorzugt dann vorgesehen, wenn der vom Innenkörper umschlossene Hohlraum als Speichervolumen dient. Dieser Hohlraum steht durch die Öffnung in Fluidverbindung mit der Quernut und damit der Längsnut.
Um die Herstellung des rohrförmigen Außenkörpers zu vereinfachen, ist dieser bevorzugt als Stanzteil ausgebildet.
Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Innenkörper und der Außenkörper durch eine Lötverbindung miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Außenkörper wenigstens eine weitere Längsaussparung zur Lotaufnahme aufweist.
Alternativ können der Innen- und der Außenkörper auch auf andere Weise miteinander verbunden werden, z.B. durch eine Klemm- und/ oder Fügeverbindung.
Die Erfindung schlägt auch ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Einlegekörpers vor, bei welchem ein rohrförmiger Innenkörper und ein radial außerhalb auf den Innenkörper anzuordnender rohrförmiger Außenkörper bereitgestellt werden, wobei in den Außenkörper eine Längsaussparung eingebracht wird, wobei anschließend der Außenkörper auf den Innenkörper angeordnet wird und schließlich der Innenkörper und der Außenkörper miteinander verbunden werden, so dass ein einteiliges Bauteil entsteht.
Wenn der Hohlraum des Innenkörpers als Druckspeichervolumen genutzt werden soll, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass in den Außenkörper zusätzlich zur Längsaussparung eine mit dieser verbundene, in Umfangsrichtung verlaufende Queraussparung eingebracht wird.
Schließlich ist vorgesehen, dass der Außenkörper und der Innenkörper durch eine Lötverbindung miteinander verbunden werden.
Dazu wird bevorzugt in den Außenkörper wenigstens eine weitere Längsaussparung zur Lotaufnahme eingebracht.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in

1 einen Längsschnitt durch einen Kraftstoffverteiler,
2 ein vergrößertes Detail der 1,
3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in 2,
4 eine perspektivische Darstellung eines rohrförmigen Innenkörpers,
5 eine perspektivische Darstellung eines rohrförmigen Außenkörpers,
6 eine perspektivische Darstellung des rohrförmigen Außenkörpers nach 5 aus einer anderen Richtung,
7 in einer perspektivischen Darstellung das Anordnen des Außenkörpers auf dem Innenkörper und
8 eine perspektivische Darstellung des aus dem Innenkörper und dem Außenkörper gebildeten rohrförmigen Einlegekörpers.

Ein Kraftstoffverteiler für einen Verbrennungsmotor ist in 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Ein solcher Kraftstoffverteiler 1 wird auch als Kraftstoffverteilerleiste bezeichnet. Der Kraftstoffverteiler 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das beim Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und im Inneren einen länglichen Hohlraum 3 aufweist.
Im Gehäuse 2 sind eine Kraftstoffzuflussöffnung 4 in den Hohlraum 3 und mehrere in Längsrichtung benachbart angeordnete Kraftstoffabflussöffnungen 5 aus dem Hohlraum 3 vorgesehen. Im Bereich der Kraftstoffzuflussöffnung 4 ist an der Außenseite des Gehäuses 2 ein Anschlussstutzen 6 zur Verbindung mit einer Kraftstoffzuführleitung angeordnet. Im Bereich der Kraftstoffabflussöffnungen 5 ist jeweils ein Anschlussstutzen 7 angeordnet, wobei jeder Anschlussstutzen 7 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kraftstoffinjektors dient. Je nach Bauart eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors sind mehr oder weniger Anschlussstutzen 7 mit zugehörigen Kraftstoffabflussöffnungen 5 vorgesehen.
Zur Befestigung des Kraftstoffverteilers 1 am nicht dargestellten Verbrennungsmotor sind entlang der Länge mehrere Befestigungselemente 8 an der Außenseite des Gehäuses 2 vorgesehen. Der Hohlraum 3 des Gehäuses 2 ist an einer Seite mit einer Verschlusskappe 9 druckdicht verschlossen und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem rohrförmigen Verschlusselement 10, welches einen Drucksensor 11 aufnimmt, der mit dem Hohlraum 3 in Verbindung steht.
Innerhalb des Hohlraumes 3 des Gehäuses 2 des Kraftstoffverteilers 1 ist ein rohrförmiger Einlegekörper 12 angeordnet, der sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Hohlraumes 3 erstreckt. Dieser Einlegekörper 12 wird erfindungsgemäß aus zwei Teilen gebildet, nämlich einem rohrförmigen Innenkörper 13 und einem rohrförmigen Außenkörper 14. Dabei sind der Außendurchmesser des rohrförmigen Innenkörpers 13 und der Innendurchmesser des Außenkörpers 14 so aufeinander abgestimmt, dass der Außenkörper 14 auf den Innenkörper 13 mit leichtem Spiel aufgeschoben werden kann (7).
Der rohrförmige Innenkörper 13 ist ein einfaches Rohrstück, in dem in einem Endbereich vorzugsweise eine Öffnung 15 (eine Bohrung mit einem Durchmesser im Millimeterbereich) vorgesehen ist. Diese Öffnung 15 stellt im Einbauzustand eine Fluidverbindung zum Hohlraum 3 des Kraftstoffverteilers 1 her, dieser Hohlraum 3 dient dann als Druckspeicher.
Der rohrförmige Außenkörper 14 weist eine Längsaussparung 16 auf, die vorzugsweise durch Stanzen gebildet wird. Diese Längsaussparung 16 bildet beim fertigen rohrförmigen Einlegekörper 12 eine Längsnut 18, über welche die Kraftstoffabflussöffnungen 5 und die Kraftstoffzuflussöffnung 4 in Fluidverbindung stehen.
Vorzugsweise ist im rohrförmigen Außenkörper 14 eine mit der Längsaussparung 16 verbundene Queraussparung 18 ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Diese Queraussparung 18 wird vorzugsweise ebenfalls durch Stanzen des Außenkörpers 14 erstellt. Die Queraussparung 18 bildet beim fertigen rohrförmigen Einlegekörper 12 eine Quernut 19, die in Fluidverbindung mit der Öffnung 15 steht, so dass dadurch eine Fluidverbindung zwischen dem Hohlraum 3 über die Längsnut 17 und damit zu den Kraftstoffabflussöffnungen 5 sowie der Kraftstoffzuflussöffnung 4 besteht.
Ferner weist der rohrförmige Außenkörper 14 z.B. zwei weitere Längsaussparungen 20 auf, die ebenfalls durch Stanzen erstellt werden. Diese weiteren Längsaussparungen 20 dienen zur Lotaufnahme, um den rohrförmigen Innenkörper 13 mit dem rohrförmigen Außenkörper 14 zu verbinden.
Zur Erstellung des rohrförmigen Einlegekörpers 12 werden somit zwei Rohrstücke bereitgestellt, nämlich der rohrförmige Innenkörper 13 und der rohrförmige Außenkörper 14. In den rohrförmigen Innenkörper 13 wird die Öffnung 15 eingebracht, in den rohrförmigen Außenkörper 14 werden die Längsaussparung 16, die Queraussparung 18 und die weiteren Längsaussparungen 20 eingebracht. Anschließend wird zur Bildung des rohrförmigen Einlegekörpers 12 die rohrförmige Außenkörper 14 über den rohrförmigen Innenkörper 13 geschoben und beide Bauteile werden so positioniert, dass sich die Öffnung 15 am Ende der Queraussparung 18 befindet. Anschließend werden die Bauteile in dieser Lage miteinander verlötet, wobei Lot in die weiteren Längsaussparungen 20 eingebracht wird. Der so gebildete, anschließend einteilige rohrförmige Einlegekörper 12 wird dann in üblicher Weise in den Hohlraum 3 des Kraftstoffverteilers 1 eingesetzt.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschränkt, weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So können der rohrförmige Innenkörper 13 und der rohrförmige Außenkörper 14 auch auf andere Weise miteinander verbunden werden, dabei können die weiteren Längsaussparungen 20 ggf. entfallen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffverteiler
2: Gehäuse
3: Hohlraum
4: Kraftstoffzuflussöffnung
5: Kraftstoffabflussöffnungen
6: Anschlussstutzen
7: Anschlussstutzen
8: Befestigungselemente
9: Verschlusskappe
10: Verschlusselement
11: Drucksensor
12: rohrförmiger Einlegekörper
13: rohrförmiger Innenkörper
14: rohrförmiger Außenkörper
15: Öffnung
16: Längsaussparung
17: Längsnut
18: Queraussparung
19: Quernut
20: Weitere Längsaussparungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014205179 A1 [0005]

Claims

Kraftstoffverteiler für einen Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse (2), das einen länglichen Hohlraum (3) aufweist, wobei im Gehäuse (2) eine Kraftstoffzuflussöffnung (4) in den Hohlraum (3) und mehrere in Längsrichtung benachbart angeordnete Kraftstoffabflussöffnungen (5) aus dem Hohlraum (3) für jeweils einen Kraftstoffinjektor vorgesehen sind, wobei im Hohlraum (3) ein eine Längsnut (17) aufweisender rohrförmiger Einlegekörper (12) angeordnet ist, wobei die Kraftstoffabflussöffnungen (5) und die Kraftstoffzuflussöffnung (4) über die Längsnut (17) in Fluidverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Einlegekörper (12) aus einem rohrförmigen Innenkörper (13) und einem radial außerhalb auf dem Innenkörper (13) angeordneten rohrförmigen Außenkörper (14) gebildet ist, welche miteinander verbunden sind, wobei im rohrförmigen Außenkörper (14) zur Bildung der Längsnut (17) eine Längsaussparung (16) ausgebildet ist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenkörper (14) eine mit der Längsaussparung (16) verbundene, in Umfangsrichtung verlaufende Queraussparung (18) ausgebildet ist, welche eine Quernut (19) bildet, die in Fluidverbindung mit einer Öffnung (15) im Innenkörper (13) steht.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (14) als Stanzteil ausgebildet ist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (13) und der Außenkörper (14) durch eine Lötverbindung miteinander verbunden sind.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (14) wenigstens eine weitere Längsaussparung (20) zur Lotaufnahme aufweist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (13) und der Außenkörper (14) durch eine Klemm- und/oder Fügeverbindung miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Einlegekörpers für einen Kraftstoffverteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrförmiger Innenkörper (13) und ein radial außerhalb auf dem Innenkörper (13) anzuordnender rohrförmiger Außenkörper (14) bereitgestellt werden, wobei in den Außenkörper (14) eine Längsaussparung (16) eingebracht wird, wobei anschließend der Außenkörper (14) auf dem Innenkörper (13) angeordnet wird und schließlich der Innenkörper (13) und der Außenkörper (14) miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Außenkörper (14) zusätzlich zur Längsaussparung (16) eine mit dieser verbundene, in Umfangsrichtung verlaufende Queraussparung (18) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (14) und der Innenkörper (13) durch eine Lötverbindung miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Außenkörper (14) wenigstens eine weitere Längsaussparung (20) zur Lotaufnahme eingebracht wird.