DE10304961B3 - Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffhochdruckspeichers - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail Krafteinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher durch Rundkneten mit Rundknetwerkzeugen (5) eines einen Längshohlraum (3) enthaltenden Rohlings (1) geformt und anschließend durch weitere Verarbeitungsschritte fertiggestellt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Ein Einspritzsystem dient der Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Bei dem Common-Rail-System genannten Speichereinspritzsystem sind Druckerzeugung und Einspritzung voneinander zeitlich und örtlich entkoppelt. Eine separate Hochdruckpumpe erzeugt den Einspritzdruck in einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher. Der Einspritzbeginn und die Einspritzmenge werden durch Ansteuerzeitpunkt und -dauer von elektrisch betätigten Injektoren bestimmt, die über Kraftstoffleitungen mit dem Kraftstoffhochdruckspeicher verbunden sind. Im Betrieb treten in dem Kraftstoffhochdruckspeicher extrem hohe Drücke auf, weshalb an seine Druckfestigkeit sehr hohe Anforderungen gestellt werden.
  • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik werden die Kraftstoffhochdruckspeicher geschmiedet, gezogen oder gewalzt.
  • DE 199 36 533 A1 betrifft einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einem rohrförmigen Grundkörper, der eine in Längsrichtung verlaufende Sacklochbohrung und mehrere Anschlüsse aufweist.
  • Aus DE 199 49 962 A1 ein weiterer Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Kraftstoffhochdruckspeicher besitzt einen hohlen Grundkörper, der mit mehreren Anschlußöffnungen ausgestattet ist. Der Innenraum des Grundkörpers ist dabei im Bereich der Anschlußöffnungen eben ausgebildet.
  • DE 199 45 316 A1 bezieht sich ebenfalls auf einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einem rohrförmigen Grundkörper, dessen Innenraum mit mehreren Anschlusöffnungen in Verbindung steht. Um die Hochdruckfestigkeit zu erhöhen, ist der Innenraum, bezogen auf die Längsachse des Grundkörpers, exzentrisch angeordnet.
  • DE 101 23 234 A1 bezieht sich auf einen Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einem prismatischem Grundkörper, wobei der Grundkörper einen Speicherraum aufweist und wobei der Speicherraum mit mehreren Anschlussöffnungen ausgestattet ist. Der Speicherraum weist einen zylindrischen, elliptischen oder polygonen Querschnitt auf. Der Grundkörper weist im Querschnitt eine zylindrische, elliptische oder polygone Außenkontur auf.
  • Aus DE 100 44 880 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von speziell geformten Hohlkörpern aus Metall bekannt, bei dem ein mit einer Bohrung versehenes Werkstück nach dem an sich bekannten Umformverfahren des Rundknetens mittels eines speziell geformten Werkzeugs in Form einer bestimmten Anzahl radial auf das Werkstück wirkender Knetwerkzeuge und gegebenenfalls eines in die Bohrung des Werkzeugs eingreifenden Dorns zu einem Zwischenprodukt in Form eines rohrförmigen, gegebenenfalls unsymmetrischen Hohlkörpers gestaltet wird. Nachfolgend wird dieses Zwischenprodukt in Form des Hohlkörpers nach dem an sich bekannten Umformverfahren des Innen-Hochdruck-Umformens zu einem Endprodukt plastisch umgeformt. Durch das Umformverfahren des Rundknetens wird das Werkstück derart umgeformt, dass ein Hohlkörper gebildet wird, der gegebenenfalls Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Abschnitte und/oder Bereiche der Wandung mit unterschiedlichen Wandstärken aufweist.
  • Die Hochdruckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers wird hauptsächlich durch die Verschneidungen zwischen den Anschlusöffnungen und dem Innenraum des Grundkörpers beschränkt. Diese Bohrungsverschneidungen werden durch den Innendruck stark belastet und stellen mögliche Versagensstellen des Kraftstoffhochdruckspeichers dar. Im Betrieb treten dort Spannungsspitzen auf, durch die sich Risse in dem Grundkörper bilden können.
    •
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß Kraftstoffhochdruckspeicher hergestellt werden können, die eine erhöhte Druckfestigkeit aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Anpassung der Konstruktion des Kraftstoffhochdruckspeichers an ein Optimum hinsichtlich seiner Druckfestigkeit. Dabei können vor allem Innenformen, aber auch Außenformen hergestellt werden, die ideal an die im Betrieb auftretenden Spannungen angepaßt sind. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind eine bessere Werkstoffausnutzung und eine kostengünstigere Fertigung als im Stande der Technik.
  • Diese Vorteile werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen erreicht, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher durch Rundkneten mit Rundknetwerkzeugen eines einen Längshohlraum enthaltenden Rohlings geformt und anschließend durch weitere Verarbeitungsschritte fertiggestellt wird.
  • Durch das Rundkneten wird die Wandstärke d des den Längshohlraum begrenzenden Grundkörpers des Rohlings über dessen Länge veränderlich ausgeführt und im Bereich der Mitte des Grundkörpers wird eine niedrigere Wandstärke d, verglichen mit der Wandstärke des Grundkörpers in dessen Endbereichen erzeugt.
  • Das Rundkneten (Rundhämmern) ist ein spanloses Fertigungsverfahren zum Reduzieren des Querschnittes von Stäben, Rohren und Drähten. Die Kraft wird beim Rundkneten von mehreren Werkzeugen unmittelbar auf den Werkstückumfang aufgebracht. Es handelt sich beim Rundkneten um ein inkrementelles Umformverfahren, was bedeutet, daß die Umformarbeiten nicht in einem Werkzeughub aufgebracht wird, sondern daß das Werkstück in vielen kleinen Einzelschritten bearbeitet wird. Die Werkzeuge umschließen beim Rundkneten oszillierend den zu vermindernden Querschnitt ganz oder teilweise, wirken gleichzeitig radial und/oder bewegen sich relativ zum Werkstück um die Durchlaufachse. Nahezu jeder metallische Werkstoff kann mit Rundknetverfahren bearbeitet werden, sofern eine ausreichende Dehnbarkeit des Materials vorhanden ist. Auch gesinterte Werkstoffe können rundgeknetet werden. Werkstücke, beispielsweise aus Wolfram und Nickellegierungen, können ebenfalls auf Rundknetmaschinen bearbeitet werden, wobei in Ausnahmefällen das Material der Maschine auch in erwärmtem Zustand zugeführt werden kann. Bei massiven Stäben führt die Verringerung des Außendurchmessers zu einer Verlängerung des Werkstücks an den Enden. Rohre unterliegen einem komplizierten Werkstofffluß. Längenzunahme, Innendurchmesserabnahme und Wanddickenzunahme verändern und beinflussen sich wechselseitig in Abhängigkeit von den Werkstoffeigenschaften und der Werkzeuggeometrie. Grundsätzlich bleibt das Gesamtvolumen konstant, wenn inkompressible Werkstoffe bearbeitet werden.
  • Durch das Rundkneten wird in vorteilhafter Weise je nach Querschnittsabnahme und Verfestigungsverhalten des Werkstoffes eine Steigerung der Zugfestigkeit erreicht. Ferner stellt sich bei zunehmender Querschnittsverringerung eine deutliche Verbesserung der Oberfläche des durch Rundkneten umgeformten Rohlings ein. Im Vergleich zu spanend hergestellten Oberflächen weist die Oberfläche des rundgekneteten Werkstücks eine wesentlich geringere Rauhtiefe auf.
  • Das Rundkneten als Teil des Herstellungsverfahrens für Kraftstoffhochdruckspeicher (Rails) erlaubt folglich
    • 1. eine beanspruchungsorientierte Formgebung des Ralls,
    • 2. das Erzeugen von Druckeigenspannungen in dem Rail, die der Hochdruckbelastung entgegenwirken,
    • 3. das Erzielen einer Festigkeitssteigerung des Rails und
    • 4. das Erreichen einer hohen Oberflächengüte.
  • Alle diese Vorteile des Rundknetens tragen zu einer hohen Druckfestigkeit eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kraftstoffhochdruckspeichers bei.
  • Rundknetmaschinen sind im Stand der Technik allgemein bekannt, zum Beispiel aus der DE 199 55 323 A1 und der DE 199 55 321 A1 . Diverse Rundknetmaschinen aus dem Stand der Technik erlauben bei einem vergleichsweise einfachen Maschinenkonzept ein Rundkneten mit radial auf ein Werkzeug einschlagenden und relativ zum Werkstück umlaufenden Werkzeugen.
  • Der einen Längshohlraum enthaltende Rohling, aus dem bei der vorliegenden Erfindung der Kraftstoffhochdruckspeicher hergestellt wird, entspricht vorzugsweise den Rohlingen, aus denen üblicherweise im Stand der Technik geschweißte Kraftstoffhochdruckspeicher gefertigt werden. Diese Rohlinge bestehen folglich aus einem schweiß- und umformgeeigneten Werkstoff, zum Beispiel aus 20MnCrS5, der vergütet und geschält wird. Ferner enthält ein solcher Rohling einen Längshohlraum, der vorzugsweise zylindrisch tieflochgebohrt wurde. Alternativ können nach dem Tieflochbohrungsarbeitsschritt noch oberflächenglättende Fertigungsschritte wie z. B. Läppen oder Honen nachgeschaltet werden. Damit lässt sich in vorteilhafterweise eine weitere Verbesserung der Oberflächengüte nach dem Rundkneten erzielen.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem; hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher beispielsweise aus einem Werkstoff wie 20 MnCrS5 gefertigt werden kann. Generell lässt sich ein erfindungsgemäß konfigurierter Kraftstoffhochdruckspeicher aus kalt oder halbwarm umformbaren Werkstoffen, die einen geeigneten Festigkeitsbereich (Rm ~ 800–1300 N/mm2) aufweisen, herstellen. Um weitergehende Montageschritte wie z. B. das Aufschweisen von Anschlussstutzen am Hochdruckspeicher zu ermöglichen, sollte das kalt oder halbwarm umformbare Material zudem schweiß- oder lötgeeignet sein.
    •
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
  • Es zeigen.
  • 1 einen Rohling, aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kraftstoffhochdruckspeicher hergestellt wird,
  • 2 das Rundkneten eines Rohlings unter Verwendung eines Dorns,
  • 3 eine Ausführungsform eines durch Rundkneten bearbeiteten Rohlings,
  • 4 eine weitere Ausführungsform eines durch Rundkneten bearbeiteten Rohlings und
  • 5 eine Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers.
  • Ausführungsvarianten
  • 1 zeigt einen Rohling, aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kraftstoffhochdruckspeicher hergestellt werden kann.
  • Der Rohling 1 umfaßt einen Grundkörper 2 mit einem Längshohlraum 3. Der Längshohlraum hat eine zylindrische Form und ist mittig in dem Rohling 1 angeordnet. Durch die mittige Anordnung des Längshohlraumes 3 stellt die Längsachse 4 sowohl die Symmetrieachse des Längshohlraumes 3 als auch des gesamten zylindrischen Rohlings 1 dar.
  • Auf der rechten Seite der 1 ist ein Schnitt durch den Rohling 1 senkrecht zu der Längsachse 4 abgebildet. Sowohl der Rohling 1, als auch der darin enthaltene Längshohlraum 3, weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Längshohlraum 3 mit dem Hohlraumdurchmesser DH liegt mittig in dem Grundkörper 2 des Rohlings 1 mit dem Außendurchmesser DA. Denkbar ist aber auch eine (bezogen auf die Längsachse 4) exzentrische Anordnung des Längshohlraumes 3 in dem Grundkörper 2. Dadurch ergibt sich eine sich ändernde Wanddicke d des den Längshohlraum 3 umgebenden Grundkörpers 2. Dabei können notwendige Verschneidungen von Querhohlräumen mit dem Innenraum des Grundkörpers 2, die in dem fertigen Kraftstoffhochdruckspeicher benötigt werden, in vorteilhafter Weise im Bereich der größten Wanddicke d des den Längshohlraum 3 umgebenden Grundkörpers 2 angeordnet werden, so daß die Hochdruckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers gesteigert wird.
  • Der Grundkörper 2 wird zur Herstellung des in 1 gezeigten Rohlings 1 beispielsweise aus einem gezogenen Ausgangsmaterial gebildet. Der Längshohlraum 3 wird vorzugsweise durch Bohren in den Grundkörper 2 des Rohlings 1 eingebracht.
  • 2 zeigt das Rundkneten eines Rohlings unter Verwendung eines Dorns.
  • Der Rohling 1 wird beim Rundkneten mit Werkzeugen 5 bearbeitet. In der 2 sind zwei Werkzeuge 5 abgebildet, die eine Oszillationsbewegung durchführen. Statt der dargestellten zwei Segmente kann das Verfahren beispielsweise auch mit drei, vier, fünf oder sechs Werkzeugen 5 betrieben, die sich konzentrisch um den Rohling 1 gruppieren. Die Pfeile 6 deuten die Bewegung der Werkzeuge auf den Rohling zu an, durch die die Umformarbeit verrichtet wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohling 1 beim Rundkneten in axialer Richtung 9 relativ zu den Rundknetwerkzeugen 5 bewegt bzw. die Rundknetwerkzeuge 5 werden in der entgegengesetzten axialen Richtung 9 relativ zu den Rohling 1 bewegt. Bei dieser als Vorschubrundkneten bekannten Verfahrensvariante wird der Rohling 1 schrittweise in axialer Richtung 9 durch die oszillierenden Werkzeuge 5 bewegt. Die Vorschubbewegung findet jeweils dann statt, wenn die Werkzeuge 5 den Rohling 1 gerade nicht berühren. Da die Oszillation der Werkzeuge 5 mit einer hohen Frequenz erfolgt, ist die Vorschubbewegung scheinbar kontinuierlich.
  • Die beim Vorschubrundkneten dem Werkstück zugewandte Oberfläche des jeweiligen Werkzeugs 5 ist zu ihrem Rand hin abgeschrägt. Die Abschrägung 10 der Werkzeugoberfläche in Vorschubbewegungsrichtung erzeugt bei oszillierendem Werkzeug 5 auf der Außenseite 8 des Rohlings 1 eine sich vergrößernde Fase. Die Abschrägung 11 der Werkzeugoberfläche auf der der Vorschubbewegungsrichtung abgewandten Seite des Werkzeugs dient der Erzeugung einer möglichst glatten Oberfläche und verhindert eine Schädigung der Oberfläche auf der Außenseite 8 des Rohlings aufgrund der Rückfederung des Werkstoffs.
  • Alternativ zum Vorschubrundkneten kann je nach darzustellender Geometrie auch die Verfahrensvariante des Einstechrundknetens gewählt werden. Dadurch kann eine örtliche Querschnittsverminderung (auch in der Werkstückmitte) erreicht werden. Dies erfolgt durch ein gesteuertes, dem eigentlichen Werkzeughub überlagertes Öffnen und Schließen der Werkzeuge 5, wobei diese Bewegung wesentlich größer als die Oszillation der Werkzeuge 5 ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führt der Rohling 1 beim Rundkneten eine Drehbewegung um seine Längsachse 4 aus und/oder die Rundknetwerkzeuge 5 führen eine Drehbewegung in entgegengesetzter Drehrichtung um den Rohling 1 aus. Die Drehrelativbewegung zwischen Werkzeug 5 und Rohling 1 dient unter anderem zum Verhindern eines Fließens des Werkstoffes des Rohlings 1 zwischen die Werkzeugsegmente.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei der Herstellung des Kraftstoffhochdruckspeichers durch das Rundkneten die Außenseite 8 des Rohlings 1 in eine gewünschte Form umgeformt. Die Bezeichnung "Rundkneten" wird nur einem Teil der Verfahrensvariationen gerecht, da auch nicht-rotationssymmetrische Profile herstellbar sind. Die Form der Außenseite 8 des Rohlings 1 stellt sich in Abhängigkeit von der Geometrie der Werkzeuge 5 und von der verwendeten Verfahrensvariante ein. So sind zum Beispiel elliptische oder polygonale Formen für die Außenseite 8 einstellbar, so daß eine beanspruchungsorientierte Gestaltung des Kraftstoffhochdruckspeichers möglich ist. Der Kraftstoffhochdruckspeicher wird hinsichtlich der Platzierung seiner Hochdruckleitungsanschlüsse sowohl in Bezug auf die zu den Kraftstoffinjektoren abführenden Hochdruckleitungen als auch für den Anschluss des Hochdruckförderaggregates generell so ausgelegt, dass seine Geometrie einem einfachen Leitungsanschluss entgegenkommt und zudem festigkeitsmäßige Vorteile aufweist.
  • Es werden möglichst ebene Außenflächen angestrebt sowie größere Querbohrungslängen, damit kleinere Lasten an den Verschneidungsstellen der Querbohrung mit der Mittelbohrung des Kraftstoffhochdruckspeichers auftreten. Dies kann z. B. durch Vorgabe einer Ovalität erreicht werden.
  • Vorzugsweise wird bei der erfindungsgemäßen Herstellung des Kraftstoffhochdruckspeichers durch das Rundkneten die Innenseite des Rohlings 1 in eine gewünschte Form umgeformt. Wenn ohne einen Dorn umgeformt wird, bildet sich die innere Form (die Form des Längshohlraumes 3) im freien Fluß aus. Da die Umformung der Gesetzmäßigkeit der Volumenkonstanz unterliegt, muß der durch die Reduzierung des Außendurchmessers verdrängte Werkstoff abfließen. Dies geschieht zum einen in axialer, zum anderen in radialer Richtung. Wird also der Außendurchmesser des Rohlings 1 reduziert, so vergrößert sich dessen Wandstärke d und er wird länger. Stellt man an die Innenoberfläche bestimmte Anforderungen, wie Maßgenauigkeit, Oberflächengüte oder soll ein bestimmtes Innenprofil erzeugt werden, so muß ein Dorn 7 während des Umformvorgangs den Werkstofffluß nach innen kontrollieren.
  • Bei der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ragt während des Rundknetens zur Erzeugung eines bestimmten Innenprofils des Kraftstoffhochdruckspeichers ein Dorn 7 zumindest in einen Abschnitt des Längshohlraumes 3 des Rohlings 1 hinein. Der Dorn 7 stellt dabei das Negativ der Fertiggeometrie zumindest eines Abschnittes des Längshohlraumes 3 des Kraftstoffhochdruckspeichers nach dem Rundkneten dar. Die Verwendung des Dorns 7 erlaubt die Herstellung eines Längshohlraumes 3, dessen Form einer engen Toleranz unterliegt. Der Dorn 7 kann zum Beispiel zylindrisch, kegelig oder mit einem Absatz versehen sein. Ferner ist die Herstellung komplexerer Innenprofile möglich, wie verschiedene Verzahnungsformen, Innensechskante oder Drallprofile. Es kann neben einer zylindrischen auch eine nicht-zylindrische oder abschnittsweise nicht-zylindrische Innengeometrie des Kraftstoffhochdruckspeichers erzeugt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Dorn 7 einen elliptischen Querschnitt auf. Dadurch wird der Längshohlraum 3 des Rohlings 1 beim Rundkneten durch einen kombinierten Axial- und Drehvorschub des Rohlings 1 und die oszillierende Werkzeugbewegung so umgeformt, daß er ebenfalls einen elliptischen Querschnitt aufweist. Während des kombinierten Axial- bzw. Drehvorschubes bewegt sich der Dorn 7 mit.
  • 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines durch Rundkneten bearbeiteten Rohlings.
  • Der Längshohlraum 3 in dem Grundkörper 2 des Rohlings 1 besitzt einen elliptischen Querschnitt 12, wie anhand des Schnittes entlang der Linie A-A auf der rechten Seite der Figur erkennbar ist. Der Außendurchmesser DA1 ist dabei kleiner als der ursprüngliche Außendurchmesser DA des noch nicht durch Rundkneten bearbeiteten Rohlings 1. Der in 3 gezeigte, mittels Rundkneten umgeformte Rohling 1 weist eine zylindrische Außenform auf. Durch die geeignete Wahl der Werkzeuge 5 und der Bearbeitungsmethode sind auch andere Außenformen formbar, zum Beispiel ein elliptischer oder polygonaler äußerer Querschnitt des bearbeiteten Rohlings 1.
  • 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines durch Rundkneten bearbeiteten Rohlings.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Längshohlraum 3 in dem Grundkörper 2 eine abschnittsweise zylindrische und abschnittsweise nicht-zylindrische Form 13 auf. Eine solche Geometrie wird erfindungsgemäß durch Rundkneten mit Dorn 7 hergestellt. Der auf der rechten Seite von 4 gezeigte Schnitt B-B durch den umgeformten Rohling 1 befindet sich in einem Abschnitt mit kreisförmigem Querschnitt des Längshohlraumes 3. Der Schnitt A-A entspricht dem in 3 gezeigten Schnitt. In diesem Abschnitt besitzt der Längshohlraum 3 einen elliptischen Querschnitt. In dem Übergangsbereich 14 geht der kreisförmige Querschnitt 15 in den elliptischen Querschnitt 12 des Längshohlraumes 3 über. Die äußere Form des Rohlings 1 ist kreisförmig. Der Außendurchmesser DA2 ist dabei kleiner als der ursprüngliche Außendurchmesser DA und er kann gleich oder ungleich dem Außendurchmesser DA1 des in 3 gezeigten Rohlings sein.
  • 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckspeichers.
  • Dabei wurde zunächst ein Rohling 1 mit einem Längshohlraum 3 durch Rundkneten umgeformt, so daß ein Grundkörper 2 mit elliptischem Querschnitt 16, der einen Längshohlraum 3 ebenfalls mit elliptischem Querschnitt 12 enthält, entstand. Die Hauptachsen der beiden Ellipsen stehen dabei senkrecht zueinander. Anschließend wurde das Rail durch weitere Verarbeitungsschritte fertiggestellt. Es wurden Anschlußstutzen 17 an der Außenseite des Grundkörpers 2 angeschweißt, wobei die Hauptachse des elliptischen Querschnitts 12 des Längshohlraumes 3 senkrecht zur Mittelachse 18 der Anschlußstutzen 17 verläuft (Schnitt C-C). Die Anschlußstutzen 17 können außer durch Schweißen auch durch andere geeignete Fügeverfahren mit dem Grundkörper 2 verbunden werden. Zur Verbindung des Innenraumes 19 der Anschlußstutzen 17 mit dem Längshohlraum 3 wurden Querhohlräume 20 mittels eines spanenden Verfahrens, zum Beispiel Bohren, in den Grundkörper 2 eingebracht. Die Mittelachse der Querhohlräume 20 entspricht der Mittelachse 18 der Anschlußstutzen 17. Die Verschneidungen 21 werden im Betrieb des Kraftstoffhochdruckspeichers durch den Innendruck stark belastet, da dort Spannungspitzen auftreten. Je größer das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Längshohlraumes 3 und dem Innendurchmesser des jeweiligen Querhohlraumes 20 ist, um so höher ist die Druckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers. Durch die elliptische Form 12 des Längshohlraumes 3 bei der in 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkt der Durchmesser des Längshohlraumes 3 im Bereich der Verschneidung 21 größer als bei einer runden Form. Dadurch ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Längshohlraumes 3 und dem Innendurchmesser des Querhohlraumes 20 vergleichsweise größer, so daß eine höhere Druckfestigkeit des Kraftstoffhochdruckspeichers erreicht wird. Daher ist es vorteilhaft, wenn zumindest der Teilabschnitt des Längshohlraumes 3, in den der Querhohlraum 20 des Anschlußstutzens 17 mündet, einen elliptischen Querschnitt besitzt. Durch den elliptischen Querschnitt des Grundkörpers 2 ist ferner die Wanddicke d des den Längshohlraum 3 umgebenden Grundkörpers 2 im Bereich des Anschlußstutzens 17 größer als in anderen Bereichen (Schnitt C-C). An beiden Enden des Kraftstoffhochdruckspeichers wurden weiterhin durch spanende Bearbeitung Schnittstellen 22 für Anbau- oder Verschlußteile angebracht.
    • 1
    Rohling
    2
    Grundkörper
    3
    Längshohlraum
    4
    Längsachse
    5
    Werkzeuge
    6
    Pfeile
    7
    Dorn
    8
    Außenseite des Rohlings
    9
    axiale Richtung
    10
    Abschrägung der Werkzeugoberfläche in Vorschubbewegungsrichtung
    11
    Abschrägung der Werkzeugoberfläche auf der der Vorschubbewegungs
    richtung abgewandten Seite
    12
    elliptischer Querschnitt des Längshohlraumes
    13
    abschnittsweise zylindrische und nicht-zylindrische Innengeometrie
    14
    Übergangsbereich
    15
    kreisförmiger Querschnitt des Längshohlraumes
    16
    elliptischer Querschnitt des Grundkörpers
    17
    Anschlußstutzen
    18
    Mittelachse der Anschlußstutzen
    19
    Innenraum der Anschlußstutzen
    20
    Querhohlraum
    21
    Verschneidungen
    22
    Schnittstellen für Anbau- oder Verschlußteile

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffhochdruckspeichers für ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher durch Rundkneten mit Rundknetwerkzeugen (5) eines einen Längshohlraum (3) enthaltenden Rohlings (1) geformt und anschließend durch weitere Verarbeitungsschritte fertiggestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch Rundkneten die Wandstärke d des den Längshohlraum (3) begrenzenden Grundkörpers (2) des Rohlings (1) über dessen Länge veränderlich ausgeführt wird und im Bereich der Mitte des Grundkörpers (2) eine niedrigere Wandstärke d, verglichen mit der Wandstärke des Grundkörpers (2) in dessen Endbereichen erzeugt wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (1) beim Rundkneten in axialer Richtung (9) relativ zu den Rundknetwerkzeugen (5) bewegt wird und/oder die Rundknetwerkzeuge (5) relativ zu dem Rohling (1) in axialer Richtung (9) bewegt werden.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines bestimmten Innenprofils des Kraftstoffhochdruckspeichers ein Dorn (7) während des Rundknetens zumindest in einen Abschnitt des Längshohlraumes (3) des Rohlings (1) hineinragt.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (7) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (7) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling (1) beim Rundkneten eine Drehbewegung um seine Längsachse (4) ausführt und/oder die Rundknetwerkzeuge (5) eine Drehbewegung um den Rohling (1) ausführen.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Verarbeitungsschritte das Anschweißen von Anschlußstutzen (17), das Bohren von Querhohlräumen (20) und das Anbringen von Schnittstellen für Anbau- oder Verschlußteile (22) an den Enden des Kraftstoffhochdruckspeichers umfassen.
  8. Kraftstoffhochdruckspeicher für ein Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystem, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kraftstoffhochdruckspeicher aus schweiß- und umformgeeignetem 20MnCrS5 gefertigt ist.
  9. Kraftstoffhochdruckspeicher gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffhochdruckspeicher einen zumindest abschnittsweise elliptischen Längshohlraum (3) aufweist.
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