EP1298313A2 - Kraftstoffspeicher für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Kraftstoffspeicher für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung Download PDF

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EP1298313A2
EP1298313A2 EP02021901A EP02021901A EP1298313A2 EP 1298313 A2 EP1298313 A2 EP 1298313A2 EP 02021901 A EP02021901 A EP 02021901A EP 02021901 A EP02021901 A EP 02021901A EP 1298313 A2 EP1298313 A2 EP 1298313A2
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EP
European Patent Office
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sealing surface
fuel
sealing
bore
fuel accumulator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02021901A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1298313A3 (de
Inventor
Helmut Hummel
Boris Kuhn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1298313A2 publication Critical patent/EP1298313A2/de
Publication of EP1298313A3 publication Critical patent/EP1298313A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/004—Joints; Sealings
    • F02M55/005—Joints; Sealings for high pressure conduits, e.g. connected to pump outlet or to injector inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a fuel accumulator for storing fuel for an injector an internal combustion engine.
  • Fuel storage systems are used in fuel injection systems such as e.g. Common rail systems used as a rail to under one to provide high pressure fuel, so that the pressure is approximately constant during an injection process remains. During operation are from the fuel storage to meet pressure requirements of over 1500 bar.
  • the fuel storage at a higher pressure than that used in operation Working pressure tested. This is done in the fuel storage existing holes, i.e. a longitudinal bore and sealed several cross holes and under high pressure set. The holes are sealed at the Sealing surface, which in the assembled state also serves as a sealing surface for the lines or others arranged at the bores Built-in parts. Because of the higher test pressure However, it can be used for the leak test of the fuel accumulator damage due to deformation or formation from undesirable burrs on the sealing surfaces. Farther There may be a peeling on the fuel accumulator provided coating, e.g. a zinc coating.
  • a fuel accumulator is known from EP-0 866 221 A1, which between the fuel storage and a line has conically formed sealing surface. However, leave the conical sealing surface explained above Problems with the leak test of the fuel accumulator do not prevent.
  • the fuel storage according to the invention for storing Fuel for an injector of an internal combustion engine has several holes, more precisely a longitudinal hole and at least one cross hole.
  • the holes point first sealing surfaces, in particular for sealing from line connection points.
  • a second sealing surface on at least one bore educated is according to the invention. This second sealing surface becomes a seal used in a leak test of the fuel accumulator.
  • the leak test no longer on the actual one Place of the sealing seat of the fuel accumulator in the assembled Status. If damage or deformation or Burrs on the second sealing surface during the leak test occur, these are adverse effects on the first sealing surface for the actual sealing of the Fuel storage without meaning.
  • Farther can also according to the invention to careful positioning a sealing element to avoid damage to the Sealing surface can be dispensed with, which leads to pressure testing necessary time can be further reduced.
  • first sealing surface and second sealing surface also a common, i.e. related larger sealing surface can be understood where a first area for sealing during the Leak test is used and a second area which is not used during the leak test, as the actual sealing surface for sealing the fuel accumulator is used in the assembled state.
  • the first sealing surface from the second sealing surface spaced. This can surely prevent that Damage occurring during the leak test no influence on the second sealing surface have the first sealing surface.
  • a common, coherent Sealing surface with two sealing areas could e.g. by virtue of from unfavorable additions of tolerances certain overlap areas occur, so that then a tightness of the fuel reservoir in the assembled state no longer can be fully guaranteed.
  • the second sealing surface is arranged in the bore.
  • this enables a simple leak test be made by simply drilling the hole accordingly shaped closure element for the leak test is closed.
  • this can be used for Leak test for any damage or No deformation on the outside of the fuel accumulator occur so that no corrosion on damaged areas can occur or after the final assembly none from the outside visible damage is present as the second sealing surface lies within the bore.
  • the second sealing surface is preferably on the fuel accumulator by a defined radius at the transition area between the outside of the fuel reservoir and the bore.
  • a defined radius By using a defined radius the second sealing surface is laid in the bore, because the contact or sealing area between a closure element and always the radius formed on the bore starting from the outside of the fuel storage in the Hole is arranged offset.
  • Can be used as a closure element for example a ball or a tapered closure element such as. a cone can be used. Through the Use of the defined radius can thus be prevented that is on the second sealing surface at the transition area at the end of the hole towards the outside of the fuel accumulator Burr forms, which in the subsequent operation of the fuel accumulator could fall off and cause pollution in the injector could lead.
  • the second sealing surface is not at a 90 ° angle between the outside of the fuel accumulator and the bore to provide, but instead a predetermined radius is provided.
  • the radius is particularly preferably ⁇ 0.3 mm.
  • the radius is very particularly preferably the same 0.6 mm. It should be noted that the second sealing surface thereby shifting further into the hole, the larger the radius is chosen for a given bore diameter becomes.
  • a diameter is preferably the bore diameter of 3 mm.
  • the second sealing surface by a tapered Surface formed in the hole is the second sealing surface by a tapered Surface formed in the hole.
  • the tapered surface is preferably designed as a cone.
  • the cone advantageously has an angle of 60 ° on.
  • the second sealing surface outside the first Sealing surface is the second sealing surface outside the first Sealing surface arranged. This can be done after the leak test necessary deburring or cleaning (washing) of the fuel storage can be dispensed with, as the existing contamination due to the leak test (e.g. by peeling coatings or slightly falling Ridges) outside the actual first sealing surface of the Fuel storage are arranged and therefore not in that Interior of the fuel accumulator or the injection device can reach.
  • the first and the are particularly preferred second sealing surface as annular sealing surfaces in plan view formed which on the outside of the fuel accumulator are arranged around the holes. If the Fuel reservoir is essentially tubular the two sealing surfaces run around the cross holes each in accordance with the curvature of the fuel accumulator.
  • a fuel accumulator which has several holes Has sealing surfaces, at least a leak test performed a bore on a second sealing surface.
  • test pressure is preferred in the method according to the invention of approx. 2000 bar.
  • a leak test is thus carried out in the method according to the invention not in the place of the final sealing seat between the fuel accumulator and an adjacent one Component (e.g. a line, a pressure sensor, a pump or a closure element), but on an additional one Sealing surface.
  • an adjacent one Component e.g. a line, a pressure sensor, a pump or a closure element
  • the Fuel reservoir 1 comprises a longitudinal bore, not shown, in which several cross holes 2 open, each to an injector of the injector via a Line (not shown) or to a high pressure pump or other components.
  • the line is on the fuel storage 1 attached and a seal between the line and the fuel accumulator 1 takes place on a first sealing surface 3.
  • the first sealing surface 3 is annular arranged around the transverse bore 2. For reasons of simplification only one transverse bore 2 is shown in FIG.
  • the fuel accumulator 1 according to the first Embodiment a second sealing surface 4, which for Leak test of the fuel accumulator 1 before its final Montage is used.
  • the second sealing surface 4 is formed on a radius R, which is a transition between the outside of the fuel accumulator 1 and the cross hole 2 defined (see FIG. 1).
  • a closure element 5 in the form of a ball is used, which has a diameter D2 of 5 mm.
  • the diameter D1 of the transverse bore 2 is 3 mm and the radius R is 0.3 mm.
  • the second sealing surface 4 is located on a level E, which is slightly from the outside of the fuel storage 1 is offset inwards. This is the second sealing surface 4 arranged within the transverse bore 2, so that after the final assembly of the fuel accumulator 1 the second sealing surface 4 is not visible from the outside.
  • a fuel accumulator is described below with reference to FIG according to a second embodiment of the present Invention described. Same or functionally the same Parts have the same reference numerals as in the first Designated embodiment.
  • the fuel accumulator according to the second embodiment corresponds essentially to the first exemplary embodiment, however, in comparison with the first embodiment a plane E on which the second sealing surface 4 is arranged is further away from the outside of the fuel accumulator 1 is arranged.
  • the second sealing surface 4 is more precise further arranged within the transverse bore 2.
  • the Radius R between the outside of the fuel accumulator 1 and the transverse bore 2 chosen with 0.6 mm, the diameter D1 of the cross hole is 3 mm and the diameter D2 of the spherical closure element is 5 mm.
  • the cross hole 2 is formed by a ridge Pressing the closure element 5 onto the second sealing surface 4 during the leak test or peeling off Coating prevented.
  • the first embodiment becomes the first sealing surface 3 during the leak test of fuel storage 1 is not used. Otherwise corresponds the second embodiment the first embodiment, so that on the description given there can be referred.
  • Figure 3 is a fuel accumulator according to a third Embodiment shown, the same or functional same parts with the same reference numerals as in the first two embodiments are designated.
  • a conical region 6 is arranged.
  • the more conical Area 6 is at an angle of 60 ° with respect to the Formed outside of the fuel accumulator.
  • the conical Area at the end of the through hole 2 die second sealing surface 4 arranged within the transverse bore 2. This can certainly prevent any Damage occurring during the leak test procedure on the outside of the fuel storage 1 nearby the actual first sealing surface 3 can occur. Thereby can prevent damage to the first sealing surface 3 become.
  • the second sealing surface 4 is relative arranged close to the outside of the fuel accumulator 1.
  • Figure 4 is a fuel accumulator according to a fourth Embodiment of the present invention shown.
  • the same or functionally the same parts are again with the same reference numerals as in the previous embodiments designated.
  • the fourth embodiment essentially corresponds to that third embodiment, being instead of a spherical Closure element a conical closure element 5 is used.
  • the angle is conical Closure element approx. 55 °.
  • the fourth embodiment corresponds to the third Embodiment, so that on the description given there can be referred.
  • FIG. 5 shows a fuel accumulator according to a fifth Embodiment of the present invention shown.
  • the same or functionally the same parts are again with the same reference numerals as in the previous embodiments designated.
  • the fifth embodiment both the first sealing surface 3 and the second sealing surface 4 arranged on the outside of the fuel accumulator 1. More precisely, the first sealing surface 3 is adjacent to the transverse bore 2 arranged and the second sealing surface 4 is outside the first sealing surface 3 is arranged around the first sealing surface 3. The first and the second sealing surface thus run 3 and 4 according to the curvature on the outer circumference of the Fuel storage 1 around the transverse bore 2. Since the second sealing surface 4, which is used for the leak test is arranged outside the first sealing surface 3 is possibly on the second sealing surface 4 through the Leakage test produces burrs or flaking particles outside the first sealing surface 3. If the fuel accumulator 1 according to the fifth embodiment is installed, these possible causes of Contamination outside the first sealing surface 3, on which the actual seal in the assembled state of the Fuel storage takes place. So contamination of the Fuel storage or other components of the injector can be prevented safely.
  • a leak test of the Fuel storage 1 according to the fifth embodiment used closure element is essentially cup-shaped is, its edge area to the surface design, in particular curvature, the fuel storage adjusted is.
  • the present invention thus relates to a fuel accumulator for storing fuel for an injection device, where the fuel accumulator 1 has several holes 2, on each of which a first sealing surface 3 for sealing the fuel accumulator is formed to the outside. Furthermore, at least one bore 2 has a second one Formed sealing surface 4, which is used to seal the fuel accumulator during a leak test or an autofrettage (Internal hardening of the fuel accumulator with several thousand bar) is used. Furthermore, the present concerns Invention a method for leak testing a Fuel storage.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffspeicher zur Speicherung von Kraftstoff für eine Einspritzvorrichtung, wobei der Kraftstoffspeicher (1) mehrere Bohrungen (2) aufweist, an denen jeweils eine erste Dichtfläche (3) zur Abdichtung des Kraftstoffspeichers nach außen ausgebildet ist. Weiterhin ist an wenigstens einer Bohrung (2) eine zweite Dichtfläche (4) ausgebildet, welche zur Abdichtung des Kraftstoffspeichers bei einer Dichtheitsprüfung verwendet wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Kraftstoffspeichers. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffspeicher zur Speicherung von Kraftstoff für eine Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine.
Kraftstoffspeicher werden in Speichereinspritzsystemen wie z.B. Common-Rail-Systemen als Rail verwendet, um einen unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zur Verfügung zu stellen, so dass der Druck während eines Einspritzvorgangs annähernd konstant bleibt. Während des Betriebes sind von dem Kraftstoffspeicher dabei Druckanforderungen von über 1500 bar zu erfüllen.
Um hohe Qualitätsansprüche zu erfüllen, werden die Kraftstoffspeicher bei einem höheren Druck als dem im Betrieb verwendeten Betriebsdruck getestet. Hierzu werden die im Kraftstoffspeicher vorhandenen Bohrungen, d.h. eine Längsbohrung und mehrere Querbohrungen abgedichtet und unter hohen Druck gesetzt. Die Abdichtung der Bohrungen erfolgt dabei an der Dichtfläche, welche im montierten Zustand auch als Dichtfläche für die an den Bohrungen angeordneten Leitungen bzw. anderen Einbauteilen dient. Aufgrund des höheren Prüfdrucks kann es bei der Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers jedoch zu Beschädigungen durch Verformungen oder zur Bildung von unerwünschten Graten an den Dichtflächen kommen. Weiterhin kann es zu einem Abblättern einer am Kraftstoffspeicher vorgesehenen Beschichtung, z.B. einer Zinkbeschichtung, kommen. Diese Beschädigungen bzw. Verformungen und Grate können bei einer anschließenden Endmontage des Kraftstoffspeichers daher zu einer Beeinträchtigung der Abdichtung zwischen dem Kraftstoffspeicher und der daran angeordneten Leitung führen. Daher kann bei den bisherigen Dichtheitsprüfungen der Prüfdruck nur sehr vorsichtig und langsam gesteigert werden und die Abdichtung an den Prüfstellen muss mit einer möglichst geringen Kraft erfolgen, um Beschädigungen des Kraftstoffspeichers zu verhindern. Somit ergeben sich sehr zeit- und kostenintensive Dichtheitsprüfungen am Kraftstoffspeicher, wobei jedoch eine Beschädigung der Dichtflächen nie vollständig ausgeschlossen werden kann.
Aus der EP-0 866 221 A1 ist ein Kraftstoffspeicher bekannt, welcher zwischen dem Kraftstoffspeicher und einer Leitung eine konisch gebildete Dichtfläche aufweist. Allerdings lassen sich durch die konisch gebildete Dichtfläche die oben erläuterten Probleme bei der Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers nicht verhindern.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftstoffspeicher für eine Einspritzvorrichtung bereitzustellen, welcher bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine verbesserte Dichtheitsprüfung vor der Montage ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Kraftstoffspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
Der erfindungsgemäße Kraftstoffspeicher zur Speicherung von Kraftstoff für eine Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine weist mehrere Bohrungen, genauer eine Längsbohrung und mindestens eine Querbohrung auf. Die Bohrungen weisen dabei jeweils erste Dichtflächen, insbesondere für eine Abdichtung von Leitungsanschlussstellen, auf. Neben diesen ersten Dichtflächen an den Bohrungen, welche im montierten Zustand des Kraftstoffspeichers zur Abdichtung verwendet werden, ist erfindungsgemäß an wenigstens einer Bohrung eine zweite Dichtfläche ausgebildet. Diese zweite Dichtfläche wird zur Abdichtung bei einer Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers verwendet. Somit kann durch das Vorsehen von zwei unterschiedlichen Dichtflächen an den Bohrungen eine Dichtfläche zur Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers und die andere Dichtfläche zur eigentlichen Abdichtung des montierten Kraftstoffspeichers verwendet werden. Erfindungsgemäß erfolgt somit die Dichtheitsprüfung nicht mehr an der eigentlichen Stelle des Dichtsitzes des Kraftstoffspeichers im montierten Zustand. Falls somit Beschädigungen bzw. Verformungen oder Grate an der zweiten Dichtfläche während der Dichtheitsprüfung auftreten, so sind diese nachteiligen Einwirkungen auf die erste Dichtfläche für die eigentliche Abdichtung des Kraftstoffspeichers ohne Bedeutung. Somit kann der Kraftstoffspeicher erfindungsgemäß mit einem deutlich höheren Druck als im Stand der Technik auf seine Dichtheit getestet werden, wobei insbesondere die Prüfzeit reduziert werden kann, da ein vorsichtiges Anfahren an den Prüfdruck zur Vermeidung von Beschädigungen nicht notwendig ist. Weiterhin kann erfindungsgemäß auch auf ein vorsichtiges Positionieren eines Dichtelements zur Vermeidung von Beschädigungen an der Dichtfläche verzichtet werden, wodurch die zur Druckprüfung notwendige Zeit weiter verringert werden kann. Es sei angemerkt, dass erfindungsgemäß unter den Begriffen erste Dichtfläche und zweite Dichtfläche auch eine gemeinsame, d.h. zusammenhängende größere Dichtfläche verstanden werden kann, bei der ein erster Bereich für eine Abdichtung während der Dichtheitsprüfung verwendet wird und ein zweiter Bereich, welcher während der Dichtheitsprüfung nicht verwendet wird, als eigentliche Dichtfläche zur Abdichtung des Kraftstoffspeichers im montierten Zustand verwendet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die erste Dichtfläche von der zweiten Dichtfläche beabstandet. Dadurch kann sicher verhindert werden, dass eventuell auftretende Beschädigungen während der Dichtheitsprüfung an der zweiten Dichtfläche keinen Einfluss auf die erste Dichtfläche haben. Bei einer gemeinsamen, zusammenhängenden Dichtfläche mit zwei Dichtbereichen könnten z.B. aufgrund von ungünstigen Additionen von Toleranzen gewisse Überschneidungsbereiche auftreten, so dass dann eine Dichtheit des Kraftstoffspeichers im montierten Zustand nicht mehr vollständig gewährleistet werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die zweite Dichtfläche in der Bohrung angeordnet. Dadurch kann zum einen eine einfache Dichtheitsprüfung ermöglicht werden, indem die Bohrung einfach mittels eines entsprechend geformten Verschlusselements für die Dichtheitsprüfung verschlossen wird. Weiterhin können dadurch bei der Dichtheitsprüfung eventuell auftretende Beschädigungen oder Verformungen nicht an der Außenseite des Kraftstoffspeichers auftreten, so dass keine Korrosion an beschädigten Stellen auftreten kann oder nach der Endmontage keine von außen sichtbare Beschädigungen vorhanden sind, da die zweite Dichtfläche innerhalb der Bohrung liegt.
Vorzugsweise ist die zweite Dichtfläche am Kraftstoffspeicher durch einen definierten Radius am Übergangsbereich zwischen der Aussenseite des Kraftstoffspeichers und der Bohrung ausgebildet. Durch die Verwendung eines definierten Radius kann die zweite Dichtfläche dabei in die Bohrung verlegt werden, da der Kontakt- bzw. Abdichtbereich zwischen einem Verschlusselement und dem an der Bohrung gebildeten Radius immer ausgehend von der Außenseite des Kraftstoffspeichers in die Bohrung versetzt angeordnet ist. Als Verschlusselement kann beispielsweise eine Kugel oder ein sich verjüngendes Verschlusselement wie z.B. ein Konus verwendet werden. Durch die Verwendung des definierten Radius kann somit verhindert werden, dass sich an der zweiten Dichtfläche am Übergangsbereich am Bohrungsende zur Außenseite des Kraftstoffspeichers ein Grat bildet, welcher im nachfolgenden Betrieb des Kraftstoffspeichers abfallen könnte und so zu einer Verschmutzung in der Einspritzvorrichtung führen könnte. Diese Gratbildung kann bei einem in einem 90°-Winkel gebildeten Übergangsbereich zwischen der Bohrung und der Außenseite des Kraftstoffspeichers nicht vollständig verhindert werden. Daher ist es bevorzugt, die zweite Dichtfläche nicht an einem 90°-Winkel zwischen der Außenseite des Kraftstoffspeichers und der Bohrung vorzusehen, sondern dafür einen vorbestimmten Radius vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist der Radius dabei ≥ 0,3 mm. Ganz besonders bevorzugt ist der Radius dabei gleich 0,6 mm. Es sei angemerkt, dass sich die zweite Dichtfläche dabei um so weiter ins Bohrungsinnere verschiebt, je größer der Radius bei einem gegebenen Bohrungsdurchmesser gewählt wird. Als Bohrungsdurchmesser ist vorzugsweise ein Durchmesser von 3 mm vorgesehen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die zweite Dichtfläche durch eine sich verjüngende Fläche in der Bohrung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die sich verjüngende Fläche dabei am Bohrungsende zur Außenseite des Kraftstoffspeichers hin gerichtet. Dabei ist die sich verjüngende Fläche vorzugsweise als Kegel ausgebildet. Vorteilhaft weist der Kegel dabei einen Winkel von 60° auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die zweite Dichtfläche außerhalb der ersten Dichtfläche angeordnet. Dadurch kann auf eine nach der Dichtheitsprüfung notwendige Entgratung bzw. Reinigung (Waschen) des Kraftstoffspeichers verzichtet werden, da die eventuell durch die Dichtigkeitsprüfung vorhandenen Verschmutzungen (z.B. durch abblätternde Beschichtungen oder leicht abfallende Grate) außerhalb der eigentlichen ersten Dichtfläche des Kraftstoffspeichers angeordnet sind und somit nicht in das Innere des Kraftstoffspeichers bzw. der Einspritzvorrichtung gelangen können. Besonders bevorzugt sind die erste und die zweite Dichtfläche dabei als in Draufsicht ringförmige Dichtflächen ausgebildet, welche an der Außenseite des Kraftstoffspeichers um die Bohrungen herum angeordnet sind. Wenn der Kraftstoffspeicher im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist, verlaufen die beiden Dichtflächen dabei um die Querbohrungen jeweils entsprechend der Wölbung des Kraftstoffspeichers.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Prüfung der Dichtheit eines Kraftstoffspeichers, welcher mehrere Bohrungen mit Dichtflächen aufweist, wird eine Dichtheitsprüfung wenigstens einer Bohrung an einer zweiten Dichtfläche durchgeführt.
Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Prüfdruck von ca. 2000 bar verwendet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit eine Dichtheitsprüfung nicht an der Stelle des endgültigen Dichtsitzes zwischen dem Kraftstoffspeicher und einem daran angrenzenden Bauteil (z.B. einer Leitung, einem Drucksensor, einer Pumpe oder einem Verschlusselement), sondern an einer zusätzlichen Dichtfläche.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1
eine schematische Teilschnittsansicht eines Kraftstoffspeichers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 2
eine schematische Teilschnittsansicht eines Kraftstoffspeichers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 3
eine schematische Teilschnittsansicht eines Kraftstoffspeichers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 4
eine schematische Teilschnittsansicht eines Kraftstoffspeichers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
Figur 5
eine schematische Teilschnittsansicht eines Kraftstoffspeichers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Kraftstoffspeicher 1 umfasst eine nicht dargestellte Längsbohrung, in welche mehrere Querbohrungen 2 münden, welche jeweils zu einem Injektor der Einspritzvorrichtung über eine Leitung (nicht dargestellt) oder zu einer Hochdruckpumpe oder anderen Bauteilen führen. Die Leitung wird am Kraftstoffspeicher 1 befestigt und eine Abdichtung zwischen der Leitung und dem Kraftstoffspeicher 1 erfolgt an einer ersten Dichtfläche 3. Wie in Figur 1 gezeigt, ist die erste Dichtfläche 3 ringförmig um die Querbohrung 2 angeordnet. Aus Vereinfachungsgründen ist in Figur 1 nur eine Querbohrung 2 dargestellt.
Weiterhin umfasst der Kraftstoffspeicher 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine zweite Dichtfläche 4, welche zur Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers 1 vor seiner endgültigen Montage verwendet wird. Die zweite Dichtfläche 4 ist an einem Radius R ausgebildet, welcher einen Übergang zwischen der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 und der Querbohrung 2 definiert (vgl. Figur 1). Zur Dichtheitsprüfung wird ein Verschlusselement 5 in Form einer Kugel verwendet, welches einen Durchmesser D2 von 5 mm aufweist. Der Durchmesser D1 der Querbohrung 2 beträgt 3 mm und der Radius R beträgt 0,3 mm.
Wie in Figur 1 gezeigt, liegt die zweite Dichtfläche 4 dabei auf einer Ebene E, welche etwas von der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 nach innen versetzt ist. Dadurch ist die zweite Dichtfläche 4 innerhalb der Querbohrung 2 angeordnet, so dass nach erfolgter Endmontage des Kraftstoffspeichers 1 die zweite Dichtfläche 4 von außen nicht sichtbar ist.
Durch die Verwendung der zweiten Dichtfläche 4 während der Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers 1 kann erfindungsgemäß eine Beschädigung der eigentlichen Dichtfläche 3 des Kraftstoffspeichers an der Querbohrung 2 verhindert werden. Selbst wenn bei der Dichtheitsprüfung Beschädigungen an der zweiten Dichtfläche 4 in Form eines Grates oder einer Verformung auftreten sollten, beeinträchtigen diese Beschädigungen nicht die Dichtheit eines montierten Kraftstoffspeichers 1. Durch die Verwendung des Radius R von 0,3 mm und des kugelförmigen Verschlusselements kann dabei bei der Dichtheitsprüfung eine Bildung eines Grates verhindert werden, da die Abdichtung an der zweiten Dichtfläche 4 durch zwei einander berührende, jeweils bogenförmige Abschnitte erfolgt. Weiterhin kann dadurch auch ein Abblättern einer Beschichtung, welche auf dem Kraftstoffspeicher 1 aufgebracht ist, verhindert werden. Somit können erfindungsgemäß Verschmutzungen, welche im Stand der Technik z.B. durch abblätternde Beschichtungen oder abfallende Grate vorhanden sind, verhindert werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 2 ein Kraftstoffspeicher gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Der Kraftstoffspeicher gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel eine Ebene E, auf welcher die zweite Dichtfläche 4 angeordnet ist, weiter von der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 entfernt angeordnet ist. Genauer ist die zweite Dichtfläche 4 weiter innerhalb der Querbohrung 2 angeordnet. Hierzu ist der Radius R zwischen der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 und der Querbohrung 2 mit 0,6 mm gewählt, wobei der Durchmesser D1 der Querbohrung 3 mm beträgt und der Durchmesser D2 des kugelförmigen Verschlusselements 5 mm beträgt. Durch die vorteilhafte Ausbildung eines definierten Radius R am Endbereich der Querbohrung 2 wird die Bildung eines Grates durch Aufpressen des Verschlusselements 5 auf die zweite Dichtfläche 4 während der Dichtheitsprüfung bzw. das Abblättern einer Beschichtung verhindert. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird die erste Dichtfläche 3 während der Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers 1 nicht verwendet. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
In Figur 3 ist ein Kraftstoffspeicher gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den ersten beiden Ausführungsbeispielen bezeichnet sind.
Im Gegensatz zu den beiden ersten Ausführungsbeispielen ist beim dritten Ausführungsbeispiel an Stelle eines Radius zwischen der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 und der Querbohrung 2 ein kegelförmiger Bereich 6 angeordnet. Der kegelförmiger Bereich 6 ist mit einem Winkel von 60° bezüglich der Außenseite des Kraftstoffspeichers gebildet. Wie bei den ersten Ausführungsbeispielen ist durch die Ausbildung des kegelförmigen Bereichs am Endbereich der Durchgangsbohrung 2 die zweite Dichtfläche 4 innerhalb der Querbohrung 2 angeordnet. Dadurch kann mit Sicherheit verhindert werden, dass eine eventuell beim Dichtheitsprüfverfahren auftretenden Beschädigung an der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 in der Nähe der eigentlichen ersten Dichtfläche 3 auftreten kann. Dadurch kann eine Beschädigung der ersten Dichtfläche 3 verhindert werden. Durch die Wahl des Bohrungsdurchmessers D1 der Querbohrung 2 von 3 mm und der Wahl des Durchmessers D2 des Verschlusselements 5 von 5 mm ist die zweite Dichtfläche 4 relativ nahe an der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 angeordnet.
In Figur 4 ist ein Kraftstoffspeicher gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Das vierte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei an Stelle eines kugelförmigen Verschlusselements ein kegelförmiges Verschlusselement 5 verwendet wird. Dabei beträgt der Winkel des kegelförmigen Verschlusselements ca. 55°. Dadurch liegt die zweite zur Dichtheitsprüfung verwendete Dichtfläche 4 auf einer Ebene E, welche im Vergleich mit dem dritten Ausführungsbeispiel einen größeren Abstand zur Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 aufweist (vgl. Figur 4). Dadurch ist es möglich, dass die erste Dichtfläche 3 unmittelbar angrenzend an den Rand des kegelförmigen Bereichs an der Querbohrung 2 angeordnet ist. Ansonsten entspricht das vierte Ausführungsbeispiel dem dritten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
In Figur 5 ist ein Kraftstoffspeicher gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
Wie in Figur 5 gezeigt, sind beim fünften Ausführungsbeispiel sowohl die erste Dichtfläche 3 als auch die zweite Dichtfläche 4 an der Außenseite des Kraftstoffspeichers 1 angeordnet. Genauer ist die erste Dichtfläche 3 benachbart der Querbohrung 2 angeordnet und die zweite Dichtfläche 4 ist außerhalb der ersten Dichtfläche 3 um die erste Dichtfläche 3 herum angeordnet. Somit verlaufen die erste und die zweite Dichtfläche 3 und 4 entsprechend der Wölbung am Außenumfang des Kraftstoffspeichers 1 um die Querbohrung 2 herum. Da die zweite Dichtfläche 4, welche für die Dichtheitsprüfung verwendet wird, außerhalb der ersten Dichtfläche 3 angeordnet ist, liegen eventuell an der zweiten Dichtfläche 4 durch die Dichtheitsprüfung erzeugte Grate oder abblätternde Teilchen außerhalb der ersten Dichtfläche 3. Wenn somit der Kraftstoffspeicher 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel endgültig montiert wird, liegen diese möglichen Verursacher von Verschmutzungen außerhalb der ersten Dichtfläche 3, an welcher die eigentliche Abdichtung im montierten Zustand des Kraftstoffspeichers erfolgt. Somit können Verschmutzungen des Kraftstoffspeichers bzw. anderer Bauteile der Einspritzvorrichtung sicher verhindert werden.
Es sei angemerkt, dass ein bei der Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel verwendetes Verschlusselement im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist, wobei sein Randbereich an die Oberflächengestaltung, insbesondere Wölbung, des Kraftstoffspeichers angepasst ist.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können somit erfindungsgemäß beim Durchführen der Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers deutlich höhere Drücke über 2000 bar verwendet werden, da eventuell auftretenden Verformungen bzw. Beschädigungen am Kraftstoffspeicher aufgrund der Dichtheitsprüfung keinen Einfluss auf die eigentliche Dichtfläche 3 des Kraftstoffspeichers haben. Dadurch kann die Prüfzeit im Vergleich mit dem Stand der Technik deutlich verringert werden, wodurch eine deutliche Reduzierung der Herstellungskosten erreicht werden kann. Weiterhin sind keine aufwendigen Nachbearbeitungen der Prüfungsdichtflächen notwendig, da die Prüfungsdichtflächen erfindungsgemäß nicht für die eigentliche Abdichtung des Kraftstoffspeichers verwendet werden. Ebenfalls kann erfindungsgemäß eine Verschmutzung des Kraftstoffspeichers bzw. von Bauteilen der Einspritzvorrichtung verhindert werden. Somit können Einspritzvorrichtungen mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffspeichers eine deutlich höhere Lebensdauer aufweisen, wobei durch die Dichtheitsprüfung unter einem deutlich erhöhten Druck eine verbesserte Qualität bei geringeren Kosten bereitgestellt werden kann.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftstoffspeicher zur Speicherung von Kraftstoff für eine Einspritzvorrichtung, wobei der Kraftstoffspeicher 1 mehrere Bohrungen 2 aufweist, an denen jeweils eine erste Dichtfläche 3 zur Abdichtung des Kraftstoffspeichers nach außen ausgebildet ist. Weiterhin ist an wenigstens einer Bohrung 2 eine zweite Dichtfläche 4 ausgebildet, welche zur Abdichtung des Kraftstoffspeichers bei einer Dichtheitsprüfung oder einer Autofrettage (Innenhärten des Kraftstoffspeichers bei mehreren tausend bar) verwendet wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Kraftstoffspeichers.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können verschiedene Abweichungen und Änderungen ausgeführt werden, ohne den Erfindungsumfang zu verlassen.

Claims (11)

  1. Kraftstoffspeicher zur Speicherung von Kraftstoff für eine Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kraftstoffspeicher mehrere Bohrungen (2) aufweist, an denen jeweils eine erste Dichtfläche (3), insbesondere für eine Abdichtung von Leitungsanschlussstellen oder zusätzlichen Bauteilen, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Bohrung (2) eine zweite Dichtfläche (4) ausgebildet ist, welche zur Abdichtung bei einer Dichtheitsprüfung und/oder einer Autofrettage des Kraftstoffspeichers (1) verwendbar ist.
  2. Kraftstoffspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche (3) von der zweiten Dichtfläche (4) beabstandet ist.
  3. Kraftstoffspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtfläche (4) in der Bohrung (2) angeordnet ist.
  4. Kraftstoffspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtfläche (4) an einem definierten Radius (R) zwischen der Bohrung (2) und einer Außenseite des Kraftstoffspeichers angeordnet ist.
  5. Kraftstoffspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) ≥ 0,3 mm, insbesondere gleich 0,6 mm, ist.
  6. Kraftstoffspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtfläche (4) an einem Kegel ausgebildet ist, welcher an einem zur Außenseite des Kraftstoffspeichers gerichteten Ende der Bohrung (2) angeordnet ist.
  7. Kraftstoffspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel einen Winkel von 60° aufweist.
  8. Kraftstoffspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche (3) und die zweite Dichtfläche (4) an der Außenseite des Kraftstoffspeichers ringförmig um die Bohrung (2) herum angeordnet sind.
  9. Kraftstoffspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtfläche (4) außerhalb der ersten Dichtfläche (3) angeordnet ist.
  10. Verfahren zur Prüfung der Dichtheit eines Kraftstoffspeichers (1) für eine Einspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors, wobei der Kraftstoffspeicher mehrere Bohrungen (2) aufweist, an denen jeweils eine erste Dichtfläche (3), insbesondere für eine Abdichtung von Leitungsanschlussstellen oder weiteren Bauteilen, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtheitsprüfung des Kraftstoffspeichers an einer zweiten Dichtfläche (4) erfolgt, welche benachbart zur ersten Dichtfläche (3) angeordnet sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck bei der Dichtheitsprüfung ca. 2000 bar beträgt.
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