EP4182552A1 - Komponente für eine einspritzanlage und einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete brennkraftmaschinen sowie verfahren zur herstellung solch einer komponente - Google Patents

Komponente für eine einspritzanlage und einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete brennkraftmaschinen sowie verfahren zur herstellung solch einer komponente

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Publication number
EP4182552A1
EP4182552A1 EP21730123.3A EP21730123A EP4182552A1 EP 4182552 A1 EP4182552 A1 EP 4182552A1 EP 21730123 A EP21730123 A EP 21730123A EP 4182552 A1 EP4182552 A1 EP 4182552A1
Authority
EP
European Patent Office
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connecting piece
edge
injection valve
component
recess
Prior art date
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Pending
Application number
EP21730123.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Rettig
Florian GRENZ
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4182552A1 publication Critical patent/EP4182552A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • F02M2200/856—Mounting of fuel injection apparatus characterised by mounting injector to fuel or common rail, or vice versa

Definitions

  • the invention relates to a component, in particular a fuel distributor, for an injection system that is used for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the invention relates to the field of injection systems for motor vehicles, in which fuel is injected directly into the combustion chambers of an internal combustion engine.
  • DE 102018 110342 A1 discloses a fuel distributor with a pressure accumulator pipe, the pressure accumulator pipe having a forged base body. Flange pieces are provided on the base body, which are formed in one piece on the base body by forging from the same material and are provided with assembly openings.
  • the component according to the invention with the features of claim 1 the injection system according to the invention with the features of claim 9 and the method according to the invention with the features of claim 10 have the advantage that an improved design and functionality are made possible.
  • the injection system according to the invention is used for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines.
  • the injection system according to the invention serves to inject gasoline and/or ethanol and/or comparable fuels and/or for injection a mixture with petrol and/or ethanol and/or comparable fuels.
  • a mixture can be, for example, a mixture with water.
  • the component according to the invention is used for such injection systems.
  • At least the main body of the component is formed from a material which is preferably a high-grade steel, in particular an austenitic high-grade steel.
  • the material can be based on an austenitic stainless steel with the material number 1.4301 or 1.4307 or on a comparable stainless steel.
  • austenitic steels with the material numbers 1.4301, 1.4306, 1.4307 and 1.4404 can be used.
  • Hydraulic connections provided on the base body can each be designed as a high-pressure inlet, high-pressure outlet or other high-pressure connection.
  • the base body is then formed as a forged blank during production and processed further together with a high-pressure inlet, at least one high-pressure outlet that is realized on the connection piece, and optionally one or more other high-pressure connections.
  • An essential difference to a high-pressure rail for self-igniting internal combustion engines consists in the choice of material and the processing, in particular in the forging of a stainless steel.
  • a side height can be specified in such a way that at least a minimum height required for the function of restricting the rotational degree of freedom is realized. If necessary, the specified side height can then be implemented uniformly on several connection pieces of a component. This is advantageous, for example, in a development according to claim 8. In the context of series production, the specified side height, which is at least as large as a minimum height, can then be uniformly specified for a large number of components.
  • connection pieces As well as at the connection pieces of various components arise after forging Tolerance-related fluctuations in the component size and thus in particular deviations between the geometries of the connection pieces.
  • the post-processing after the forging is preferably carried out in such a way that the side surfaces of the recess of the connecting piece have the same configurations.
  • a functionally correct deburring can enable simplified chipping with reduced commissioning, correction and measurement effort in the proposed embodiment.
  • Variations in the geometry of the individual connecting pieces can advantageously be carried out here by means of edge removal of variable size. This is possible in particular in an advantageous development according to claim 3.
  • the post-processing can be based on a function and tolerance analysis in order to ensure the required function and to cover the fluctuations in the component size caused by tolerances.
  • the geometry and/or size of the resulting edge can then vary depending on the deviation in the outer contour of the component. Since the design criterion for processing is ensuring the necessary functional surfaces on the side surfaces, deviations in the geometries of the connection pieces on a fluid distributor or between several fluid distributors in series production result in different geometries of the edges realized.
  • a development according to at least one of claims 4 to 6 is thus advantageously carried out. It is particularly advantageous if the at least one side surface and the edge are realized by a single tool in one process step, as is possible according to the advantageous development according to claim 7 . In a modified configuration, however, the side surfaces and the edge can also be machined with individual tools.
  • FIG. 1 shows an injection system for a mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engine with a component designed as a fuel distributor, in a schematic sectional view according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows the detail of the component labeled II in FIG. 1 according to the exemplary embodiment in a detailed, schematic representation
  • FIG. 3 shows a detail of a connecting piece of the component shown in FIG. 2 according to the exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 5A and 5B schematic representations of extracts from a connecting piece and another connecting piece of the component shown in FIG. 1 to explain a possible embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows an injection system 1 with a fuel distributor (fluid distributor) 2 in a schematic sectional view according to a first embodiment.
  • the fuel distributor 2 of the fuel injection system 1 is a component 3 designed according to the invention.
  • a high-pressure pump 4 is also provided.
  • the high-pressure pump 4 is connected to the fuel distributor 2 via a fuel line 5 designed as a high-pressure line 5 .
  • a fuel or a mixture with fuel is supplied as a fluid at an input 6 of the high-pressure pump 4 .
  • Fuel distributor 2 serves to store and distribute the fluid to injectors 7 through 10 designed as fuel injectors 7 through 10 and reduces pressure fluctuations and pulsations. Fuel distributor 2 can also be used to dampen pressure pulsations that can occur when fuel injectors 7 to 10 are switched. During operation, high pressures p can occur in an interior 11 of the component 3 at least at times.
  • the fuel distributor 2 has a tubular base body 14 which is formed by forging in one or more stages.
  • the component 3 has a tubular base body 14, a high-pressure inlet 15 and a plurality of high-pressure outlets 16 to 19 provided on the tubular base body hydraulic connections 16 to 19.
  • a pressure sensor connection 20 is provided on the tubular base body 14 .
  • the tubular base body 14, the high-pressure inlet 15, connection pieces 16A to 19A for the high-pressure outlets 16 to 19 and the pressure sensor connection 20 are formed from a forged individual part 14'. The high-pressure inlet 15, the connecting pieces 16A to 19A for the high-pressure outlets 16 to 19 and the pressure sensor connection 20 are thus forged onto the base body 14.
  • the fuel injection valves 7 to 10 are each connected to the high-pressure outlets 16 to 19 of the fuel distributor 2 .
  • a pressure sensor 21 is also provided, which is connected to the pressure sensor connection 20 .
  • the tubular base body 14 is closed at one end 22 by a closure 23 designed as a closure screw 23 in this exemplary embodiment.
  • the end 22 of the tubular base body 14 can be designed as a threaded connector 22A.
  • an axial high-pressure inlet can be provided at the end 22 or at one end 24 instead of the radial high-pressure inlet 15 .
  • the tubular base body 14 or the forged individual part 14' is processed by at least one machining process.
  • a bore 25 is also formed in the tubular base body 14 after forging in order to form the interior space 11 .
  • the fluid supplied to the high-pressure inlet 15 can be distributed via the interior 11 to the fuel injectors 7 to 10 connected to the high-pressure outlets 16 to 19 .
  • bores 26 to 31 are introduced into the forged individual part 14' by machining.
  • the bores 27 to 30 serve as connecting bores 27 to 30 for the high-pressure outlets 16 to 19.
  • the bore 26 serves for the high-pressure inlet 15.
  • the bore 31 serves for the pressure sensor connection 20.
  • an internal thread 22B is provided at the end 22 of the base body 14 cut into the bore 25 so that the threaded socket 22A is formed.
  • bores 32 to 37 can be provided on the high-pressure inlet 15, the connection pieces 16A to 19A of the high-pressure outlets 16 to 19 and the pressure sensor connection 20.
  • the bore 25 is oriented axially with respect to a longitudinal axis 38 .
  • the bores 32 to 37 are oriented radially with respect to the longitudinal axis 38 .
  • An outer side 39 of the base body 14 can be based on a basic shape in the shape of a cylinder jacket.
  • the bores 33 to 36 are oriented radially with respect to the longitudinal axis 38 .
  • the bores 33 to 36 are preferably oriented radially or radially-eccentrically with respect to the longitudinal axis 38 .
  • Mounting axes 40 to 43 for the injectors 7 to 10 are then defined by the bores 33 to 36 in the connecting pieces 16A to 19A.
  • the assembly axes 40 to 43 are then preferably oriented radially or radially-eccentrically with respect to the longitudinal axis 38 .
  • FIG. 2 shows the section of component 3 labeled II in FIG. 1 according to the exemplary embodiment in a detailed, schematic illustration.
  • the injection valve 7 and the connection piece 16A of the high-pressure outlet 16 are selected as examples for the injection valves 7 to 10 and the connection pieces 16A to 19A of the high-pressure outlets 16 to 19 .
  • the injection valve 7 has an inlet connection piece 45 which is inserted into the bore 33 (FIG. 1) of the connection piece 16A during assembly in an assembly direction 46 along the assembly axis 40 .
  • the injector 7 is held against a cylinder head (not shown) counter to the assembly direction 46 by a hold-down device 47 which is supported on an underside 48 of the connecting piece 16A.
  • the injection valve 7 is positioned and held along the mounting axis 40 .
  • degrees of freedom namely rotational degrees of freedom in and against an (arbitrarily) selected direction of rotation 49.
  • rotational degrees of freedom are also restricted in the assembled state.
  • an orientation element 50 of the injection valve 7 engages in a recess 51 of the connecting piece 16A, which is provided on an outer side 52 of the connecting piece 16A.
  • the recess 51 merges into the outside 52 at an edge 53 .
  • the recess 51 is open towards the underside 48 of the connecting piece 16A, so that during assembly the orientation element 50 can be inserted in the mounting direction 46 coaxially with the mounting axis 40 into the recess 51 of the connecting piece 16A.
  • lateral lugs 54, 55 are formed on the orientation element 50 in this exemplary embodiment.
  • FIG. 3 shows a detail of the connecting piece 16A of the component 3 shown in FIG. 2 according to the exemplary embodiment.
  • Fig. 4 shows a section along the section line labeled IV in Fig. 2 through the recess 51 of the Connection piece 16A (right side) in a comparison to another conceivable post-processing (left side) to explain the embodiment of the invention in a schematic representation.
  • a first side surface 56 and a second side surface 57 are provided on the recess 51 .
  • a predetermined side height 58 which is drawn in schematically in FIG. Starting from the recess 51 shown in FIG. 3, the edge 53 is machined, as illustrated in FIG.
  • the right side of Fig. 4 shows the processing of the edge 53 carried out according to a possible embodiment of the invention.
  • the edge 53 is processed in such a way that the side height 58 is guaranteed at least on the first side surface 56 and on the second side surface 57.
  • a situation is shown in which a certain edge height 59 is realized, which does not correspond to the proposed invention.
  • FIG. 5A shows a schematic, excerpt of the connection piece 16A of the component shown in FIG. 1 to explain a possible embodiment of the invention, as it can be provided in the section labeled II. Since the predetermined side height 58 is realized both on the first side surface 56 and on the second side surface 57, there is a variable edge height 60 along the extent of the edge 53.
  • FIG. 5B shows a schematic, excerpted representation of the connecting piece 19A, which is selected here as an example as a further connecting piece 19A, of the component shown in FIG. 1 in the detail marked III to explain a possible embodiment of the invention.
  • a tolerance-related deviation can occur, in which more material is provided on the connecting piece 19A than on the connecting piece 16A.
  • This situation is illustrated in FIG. 4 on the right-hand side by means of a broken line 61 .
  • a situation with more material is also illustrated on the left side of FIG. 4 by a broken line 62. however, the result obtained is not in accordance with the invention.
  • a recess 51' is provided on the outside 52' of the connecting piece 19A, which recess merges into the outside 52' at an edge 53'.
  • a first side surface 56 ′ and a second side surface 57 ′ are again realized with the specified side height 58 .
  • the specified side height 58 can be at least approximately equal to the minimum height for the side surfaces 56, 57.
  • the resulting side height 63 is significantly below the minimum height, while the minimum height in another case it is clearly exceeded by the side height 63'.
  • Such undershooting and overshooting could possibly also occur along the direction 64 on the side faces of an individual connecting piece.
  • the proposed post-processing can thus ensure the function of the recess 51 on the connecting piece 16A, since the side surfaces 56, 57 serving as lateral stop surfaces are always present at a sufficient height.
  • the processing of the edge 53 or deburring can then be defined, taking into account the fluctuations in the external geometry of the connecting piece 16A and the manufacturing tolerances, such that the minimum required side height is always achieved is available.
  • the resulting variable size, in particular the edge height 60, of the processed edge 53 has no effect on the function.
  • the edge 53 can be reworked with a suitable tool angle.
  • the edge 53 can also have a different edge geometry.
  • the edge 53 can also be designed as a rounded edge 53 .
  • An inner edge line 70 which runs between the first side surface 56 or the second side surface 57 and the edge 53, among other things, can then be continuously spaced from a base 71 of the recess 51 in accordance with the specific side height 58 in the proposed embodiment.
  • the connecting piece 16A is reworked in such a way that at least one side surface 56, 57 of the recess 51 of the connecting piece 16A, on which in the assembled state there is contact between the orientation element 50 of the
  • Injection valve 7 and the connecting piece 16A is made possible, is designed with a predetermined side height 58. This applies accordingly to the other connection pieces 16A to 19A.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described.

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Abstract

Komponente (3), insbesondere Fluidverteiler (2), für eine Einspritzanlage (1) für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die zum Zumessen eines unter hohem Druck stehenden Fluids dient, mit einem Grundkörper (14) und zumindest einem an dem Grundkörper (14) ausgebildeten Anschlussstutzen (16A - 19A), der zum Anschließen eines Einspritzventils (7 - 10) dient, wobei das Einspritzventil (7 - 10) bei einer Montage entlang einer Montageachse (40 - 43) in einen Aufnahmeraum (27 - 30) des Anschlussstutzens (16A - 19A) einführbar ist, wobei zumindest der Grundkörper (14) und der Anschlussstutzen (46 - 49) durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet sind und wobei an einer Außenseite (52, 52') des Anschlussstutzens (46 - 49) eine Ausnehmung (51, 51') ausgebildet ist, in die im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades des Einspritzventils (7 - 10) um die Montageachse (40 - 43) ein Orientierungselement (50) des Einspritzventils (7 - 10) eingreift. Vorgeschlagen wird, dass der Anschlussstutzen (16A - 19A) nach dem Schmieden so nachbearbeitet ist, dass zumindest eine Seitenfläche (56, 57, 56', 57') der Ausnehmung (51, 51') des Anschlussstutzens (16A - 19A) an der im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades in einer ausgewählten Rotationsrichtung (49) um die Montageachse (40 - 43) ein Kontakt zwischen dem Orientierungselement (50) des Einspritzventils (7 - 10) und dem Anschlussstutzen (16A - 19A) ermöglicht ist, zumindest näherungsweise mit einer vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet ist. Ferner sind eine Einspritzanlage mit solch einer Komponente (3) und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Komponente (3) angegeben.

Description

Beschreibung
Titel
Komponente für eine Einspritzanlage und Einspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen sowie Verfahren zur Herstellung solch einer
Komponente
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Komponente, insbesondere einen Brennstoffverteiler, für eine Einspritzanlage, die für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen dient. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Einspritzanlagen von Kraftfahrzeugen, bei denen eine direkte Einspritzung von Brennstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine erfolgt.
Aus der DE 102018 110342 A1 ist ein Kraftstoffverteiler mit einem Druckspeicherrohr bekannt, wobei das Druckspeicherrohr einen geschmiedeten Grundkörper aufweist. Am Grundkörper sind Flanschstücke vorgesehen, die schmiedetechnisch materialeinheitlich einstückig am Grundkörper ausgebildet und mit Montageöffnungen versehen sind.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1, die erfindungsgemäße Einspritzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 haben den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung und Funktionsweise ermöglicht sind.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Komponente, der im Anspruch 9 angegebenen Einspritzanlage und des in Anspruch 10 angegebenen Verfahrens möglich.
Die erfindungsgemäße Einspritzanlage dient für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen. Die erfindungsgemäße Einspritzanlage dient zum Einspritzen von Benzin und/oder Ethanol und/oder vergleichbaren Brennstoffen und/oder zum Einspritzen eines Gemisches mit Benzin und/oder Ethanol und/oder vergleichbaren Brennstoffen. Bei einem Gemisch kann es sich beispielsweise um ein Gemisch mit Wasser handeln. Die erfindungsgemäße Komponente dient für solche Einspritzanlagen.
Zumindest der Grundkörper der Komponente wird aus einem Werkstoff ausgebildet, bei dem es sich vorzugsweise um einen Edelstahl, insbesondere einen austenitischen Edelstahl, handelt. Insbesondere kann der Werkstoff auf einem austenitischen Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4301 oder 1.4307 oder auf einem hiermit vergleichbaren Edelstahl basieren. Speziell können austenitische Stähle mit den Werkstoffnummern 1.4301, 1.4306, 1.4307 und 1.4404 zum Einsatz kommen. An dem Grundkörper vorgesehene hydraulische Anschlüsse können jeweils als Hochdruckeingang, Hochdruckausgang oder sonstiger Hochdruckanschluss ausgebildet sein. Vorzugsweise wird der Grundkörper dann zusammen mit einem Hochdruckeingang, zumindest einem Hochdruckausgang, der an dem Anschlussstutzen realisiert ist, und gegebenenfalls einem oder mehreren sonstigen Hochdruckanschlüssen bei der Herstellung als Schmiederohling ausgeformt und weiterbearbeitet.
Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung eines Brennstoffverteilers ergeben sich somit wesentliche Unterschiede zu einem Lötrail, bei dem ein Rohr für das Lötrail zerspant und entgratet wird, bevor die Anbaukomponenten angelötet werden. Durch die geschmiedete Ausgestaltung kann insbesondere eine Auslegung für höhere Drücke ermöglicht werden.
Ein wesentlicher Unterschied zu einem Hochdruckrail für selbstzündende Brennkraftmaschinen besteht in der Werkstoffauswahl und der Bearbeitung, insbesondere in dem Schmieden eines Edelstahls.
Durch die vorgeschlagene Nachbearbeitung des Anschlussstutzens, die nach dem Schmieden erfolgt, kann in vorteilhafter weise eine gleichbleibende Seitenhöhe an Anschlussstutzen mehrerer Komponenten realisiert werden. Speziell kann hierbei eine vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 2 realisiert werden. Insbesondere kann eine Seitenhöhe so vorgegeben werden, dass zumindest eine für die Funktion der Einschränkung des Rotationsfreiheitsgrades erforderliche Mindesthöhe realisiert ist. Die vorgegebene Seitenhöhe kann dann gegebenenfalls an mehreren Anschlussstutzen einer Komponente einheitlich realisiert werden. Dies ist beispielsweise bei einer Weiterbildung nach Anspruch 8 vorteilhaft. Im Rahmen einer Serienfertigung kann die vorgegebene Seitenhöhe, die zumindest so groß wie eine Mindesthöhe ist, dann über eine große Anzahl von Komponenten einheitlich vorgegeben sein. An den einzelnen Anschlussstutzen sowie an Anschlussstutzen verschiedener Komponenten ergeben sich nach dem Schmieden toleranzbedingt Schwankungen der Bauteilgröße und somit insbesondere Abweichungen zwischen den Geometrien der Anschlussstutzen. Die Nachbearbeitung nach dem Schmieden wird vorzugsweise so durchgeführt, dass gleichbleibende Ausgestaltungen der Seitenflächen der Ausnehmung des Anschlussstutzens realisiert sind. Durch eine funktionsgerechte Entgrätung kann bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung eine vereinfachte Zerspanung bei reduziertem Inbetriebnahme-, Korrektur- und Messaufwand ermöglicht werden.
Variationen der Geometrie der einzelnen Anschlussstutzen können hierbei in vorteilhafter Weise mittels eines Kantenabtrags variabler Größe erfolgen. Dies ist insbesondere bei einer vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 3 möglich. Die Nachbearbeitung kann hierbei auf einer Funktions- und Toleranzanalyse basieren, um die erforderliche Funktion sicherzustellen und die durch Toleranzen vorhandenen Schwankungen der Bauteilgröße abzudecken.
Die Geometrie und/oder Größe der entstehenden Kante kann dann abhängig von der Abweichung der Außenkontur des Bauteils variieren. Da das Auslegungskriterium für die Bearbeitung die Gewährleistung der erforderlichen Funktionsflächen an den Seitenflächen ist, resultieren Abweichungen der Geometrien der Anschlussstutzen an einem Fluidverteiler beziehungsweise zwischen mehreren Fluidverteilern bei einer Serienfertigung in unterschiedlichen Geometrien der realisierten Kanten. In vorteilhafter Weise erfolgt somit eine Weiterbildung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Seitenfläche und die Kante durch ein einziges Werkzeug in einem Prozessschritt realisiert werden, wie es gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 7 möglich ist. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung können die Seitenflächen und die Kante allerdings auch jeweils mit Einzelwerkzeugen bearbeitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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:
Fig. 1 eine Einspritzanlage für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einer als Brennstoffverteiler ausgebildeten Komponente in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Komponente entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer detaillierten, schematischen Darstellung;
Fig. 3 ein Detail eines Anschlussstutzens der in Fig. 2 dargestellten Komponente entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der in Fig. 2 mit IV bezeichneten Schnittlinie durch eine Ausnehmung eines Anschlussstutzens in einer Gegenüberstellung zu einer anderen denkbaren Nachbearbeitung zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer schematischen Darstellung sowie
Fig. 5A und Fig. 5B schematische, auszugsweise Darstellungen eines Anschlussstutzens und eines weiteren Anschlussstutzens der in Fig. 1 gezeigten Komponente zur Erläuterung einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Einspritzanlage 1 mit einem Brennstoffverteiler (Fluidverteiler) 2 in einer schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Brennstoffverteiler 2 der Brennstoffeinspritzanlage 1 um eine entsprechend der Erfindung ausgebildete Komponente 3. Ferner ist eine Hochdruckpumpe 4 vorgesehen. Die Hochdruckpumpe 4 ist über eine als Hochdruckleitung 5 ausgebildete Brennstoffleitung 5 mit dem Brennstoffverteiler 2 verbunden. An einem Eingang 6 der Hochdruckpumpe 4 wird im Betrieb als Fluid ein Brennstoff oder ein Gemisch mit Brennstoff zugeführt.
Der Brennstoffverteiler 2 dient zum Speichern und Verteilen des Fluids auf als Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 ausgebildete Einspritzventile 7 bis 10 und verringert Druckschwankungen und Pulsationen. Der Brennstoffverteiler 2 kann auch zum Dämpfen von Druckpulsationen, die beim Schalten der Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 auftreten können, dienen. Im Betrieb können hierbei zumindest zeitweise hohe Drücke p in einem Innenraum 11 der Komponente 3 auftreten.
Der Brennstoffverteiler 2 weist einen rohrförmigen Grundkörper 14 auf, der durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet wird. Die Komponente 3 weist einen rohrförmigen Grundkörper 14, einen Hochdruckeingang 15 und mehrere an dem rohrförmigen Grundkörper vorgesehene, als Hochdruckausgänge 16 bis 19 ausgebildete hydraulische Anschlüsse 16 bis 19 auf. Ferner ist an dem rohrförmigen Grundkörper 14 ein Drucksensor-Anschluss 20 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind der rohrförmige Grundkörper 14, der Hochdruckeingang 15, Anschlussstutzen 16A bis 19A für die Hochdruckausgänge 16 bis 19 und der Drucksensor-Anschluss 20 aus einem geschmiedeten Einzelteil 14' gebildet. Der Hochdruckeingang 15, die Anschlussstutzen 16A bis 19A für die Hochdruckausgänge 16 bis 19 und der Drucksensor-Anschluss 20 sind somit an den Grundkörper 14 geschmiedet.
Die Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 sind jeweils an den Hochdruckausgängen 16 bis 19 des Brennstoffverteilers 2 angeschlossen. Ferner ist ein Drucksensor 21 vorgesehen, der an dem Drucksensor-Anschluss 20 angeschlossen ist. An einem Ende 22 ist der rohrförmige Grundkörper 14 durch einen in diesem Ausführungsbeispiel als Verschlussschraube 23 ausgebildeten Verschluss 23 verschlossen. Hierbei kann das Ende 22 des rohrförmigen Grundkörpers 14 als Gewindestutzen 22A ausgebildet sein. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung kann ein axialer Hochdruckeingang an dem Ende 22 oder an einem Ende 24 anstelle des radialen Hochdruckeingangs 15 vorgesehen sein.
Nach dem Schmieden wird der rohrförmige Grundkörper 14 beziehungsweise das geschmiedete Einzelteil 14' durch zumindest eine zerspanende Bearbeitung bearbeitet. In dem rohrförmigen Grundkörper 14 wird in diesem Ausführungsbeispiel nach dem Schmieden noch eine Bohrung 25 ausgebildet, um den Innenraum 11 auszubilden. Über den Innenraum 11 kann im Betrieb das an dem Hochdruckeingang 15 zugeführte Fluid auf die an den Hochdruckausgängen 16 bis 19 angeschlossenen Brennstoffeinspritzventile 7 bis 10 verteilt werden.
Außerdem werden durch eine zerspanende Bearbeitung Bohrungen 26 bis 31 in das geschmiedete Einzelteil 14’ eingebracht. Die Bohrungen 27 bis 30 dienen hierbei als Verbindungsbohrungen 27 bis 30 für die Hochdruckausgänge 16 bis 19. Die Bohrung 26 dient für den Hochdruckeingang 15. Die Bohrung 31 dient für den Drucksensor-Anschluss 20. Ferner wird ein Innengewinde 22B am Ende 22 des Grundkörpers 14 in die Bohrung 25 geschnitten, so dass der Gewindestutzen 22A gebildet ist.
Außerdem können Bohrungen 32 bis 37 an dem Hochdruckeingang 15, den Anschlussstutzen 16A bis 19A der Hochdruckausgänge 16 bis 19 und dem Drucksensor- Anschluss 20 vorgesehen sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 25 axial bezüglich einer Längsachse 38 orientiert. Die Bohrungen 32 bis 37 sind in diesem Ausführungsbeispiel radial bezüglich der Längsachse 38 orientiert. Eine Außenseite 39 des Grundkörpers 14 kann auf einer zylindermantelförmigen Grundform basieren. In der schematischen Darstellung der Fig. 1 sind die Bohrungen 33 bis 36 radial bezüglich der Längsachse 38 orientiert. Bei möglichen Ausgestaltungen der Erfindung sind die Bohrungen 33 bis 36 vorzugsweise radial oder radial-exzentrisch bezüglich der Längsachse 38 orientiert. Durch die Bohrungen 33 bis 36 der Anschlussstutzen 16A bis 19A sind dann Montageachsen 40 bis 43 für die Einspritzventile 7 bis 10 vorgegeben. Die Montageachsen 40 bis 43 sind dann vorzugsweise radial oder radial-exzentrisch bezüglich der Längsachse 38 orientiert.
Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Komponente 3 entsprechend dem Ausführungsbeispiel in einer detaillierten, schematischen Darstellung. Das Einspritzventil 7 und der Anschlussstutzen 16A des Hochdruckausgangs 16 sind hierbei exemplarisch für die Einspritzventile 7 bis 10 und die Anschlussstutzen 16A bis 19A der Hochdruckausgänge 16 bis 19 gewählt. Das Einspritzventil 7 weist einen Einlassstutzen 45 auf, der bei einer Montage in einer Montagerichtung 46 entlang der Montageachse 40 in die Bohrung 33 (Fig. 1) des Anschlussstutzens 16A eingefügt wird. Hierbei wird das Einspritzventil 7 im montierten Zustand durch einen Niederhalter 47, der sich an einer Unterseite 48 des Anschlussstutzens 16A abstützt, entgegen der Montagerichtung 46 gegen einen nicht dargestellten Zylinderkopf gehalten. Dadurch ist das Einspritzventil 7 entlang der Montageachse 40 positioniert und gehalten. Prinzipiell bestehen darüber hinaus noch Freiheitsgrade, nämlich Rotationsfreiheitsgrade in und entgegen einer (willkürlich) ausgewählten Rotationsrichtung 49. Diese Rotationsfreiheitsgrade sind im montierten Zustand ebenfalls eingeschränkt. Hierfür greift ein Orientierungselement 50 des Einspritzventils 7 in eine Ausnehmung 51 des Anschlussstutzens 16A ein, die an einer Außenseite 52 des Anschlussstutzens 16A vorgesehen ist. Die Ausnehmung 51 geht hierbei an einer Kante 53 in die Außenseite 52 über. Ferner ist die Ausnehmung 51 zu der Unterseite 48 des Anschlussstutzens 16A hin geöffnet, so dass bei der Montage das Orientierungselement 50 in der Montagerichtung 46 koaxial zu der Montageachse 40 in die Ausnehmung 51 des Anschlussstutzens 16A eingefügt werden kann. Um ein in der Rotationsrichtung 49 prinzipiell mögliches Spiel zu reduzieren oder ganz zu vermeiden, sind an dem Orientierungselement 50 in diesem Ausführungsbeispiel seitliche Nasen 54, 55 ausgebildet.
Die Ausgestaltung der Komponente 3 und die Funktionsweise bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im Folgenden auch unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 sowie 5A und 5B weiter beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Detail des Anschlussstutzens 16A der in Fig. 2 dargestellten Komponente 3 entsprechend dem Ausführungsbeispiel. Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 2 mit IV bezeichneten Schnittlinie durch die Ausnehmung 51 des Anschlussstutzens 16A (rechte Seite) in einer Gegenüberstellung zu einer anderen denkbaren Nachbearbeitung (linke Seite) zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer schematischen Darstellung.
An der Ausnehmung 51 sind eine erste Seitenfläche 56 und eine zweite Seitenfläche 57 vorgesehen. Hierbei tritt zur Einschränkung des Rotationsfreiheitsgrades des Einspritzventils 7 relativ zu der Komponente 3 in der Rotationsrichtung 49 ein Kontakt zwischen der Nase 54 und der ersten Seitenfläche 46 auf. Entsprechend tritt zur Einschränkung des Rotationsfreiheitsgrades entgegen der Rotationsrichtung 49 ein Kontakt zwischen der Nase 55 und der zweiten Seitenfläche 57 auf. Hierbei ist eine vorgegebene Seitenhöhe 58, die in der Fig. 3 schematisch eingezeichnet ist, erforderlich, um einen zuverlässigen Kontakt zwischen den Nasen 54, 55 und den Seitenflächen 56, 57 zu ermöglichen. Ausgehend von der in Fig. 3 dargestellten Ausnehmung 51 erfolgt eine Bearbeitung der Kante 53, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist.
Hierbei zeigt die rechte Seite der Fig. 4 die entsprechend einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung vorgenommene Bearbeitung der Kante 53. Die Kante 53 wird hierbei so bearbeitet, dass die Seitenhöhe 58 zumindest an der ersten Seitenfläche 56 und an der zweiten Seitenfläche 57 gewährleistet ist. Auf der linken Seite der Fig. 4 ist hingegen eine Situation dargestellt, bei der eine bestimmte Kantenhöhe 59 realisiert wird, was nicht der vorgeschlagenen Erfindung entspricht.
Fig. 5A zeigt eine schematische, auszugsweise Darstellung des Anschlussstutzens 16A der in Fig. 1 gezeigten Komponente zur Erläuterung einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung, wie sie in dem mit II bezeichneten Ausschnitt vorgesehen sein kann. Da die vorgegebene Seitenhöhe 58 sowohl an der ersten Seitenfläche 56 als auch an der zweiten Seitenfläche 57 realisiert ist, ergibt sich eine variable Kantenhöhe 60 entlang der Erstreckung der Kante 53.
Fig. 5B zeigt eine schematische, auszugsweise Darstellung des Anschlussstutzens 19A, der hier exemplarisch als weiterer Anschlussstutzen 19A gewählt ist, der in Fig. 1 gezeigten Komponente in dem mit III bezeichneten Ausschnitt zur Erläuterung einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung. Beispielsweise kann bei der Herstellung, insbesondere dem Schmieden, eine toleranzbedingte Abweichung auftreten, bei der an dem Anschlussstutzen 19A mehr Material als an dem Anschlussstutzen 16A vorgesehen ist. Diese Situation ist in der Fig. 4 auf der rechten Seite mittels einer unterbrochen dargestellten Linie 61 veranschaulicht. Zur Gegenüberstellung ist auf der linken Seite der Fig. 4 ebenfalls eine Situation mit mehr Material durch eine unterbrochen dargestellte Linie 62 veranschaulicht, wobei das erzielte Ergebnis aber nicht der Erfindung entspricht. An der Außenseite 52’ des Anschlussstutzens 19A ist hierbei eine Ausnehmung 51’ vorgesehen, die an einer Kante 53’ in die Außenseite 52’ übergeht. Eine erste Seitenfläche 56’ und eine zweite Seitenfläche 57’ sind wiederum mit der vorgegebenen Seitenhöhe 58 realisiert. Dadurch ergibt sich eine variable Kantenhöhe 60’. Da als Zielgröße die vorgegebene Seitenhöhe 58 realisiert wird, unterscheidet sich die Kante 53’ am Anschlussstutzen 19A von der Kante 53 am Anschlussstutzen 16A. Insbesondere weichen die variablen Kantenhöhen 60, 60’ entlang der Erstreckungen der Kanten 53, 53’ (an sich entsprechenden Stellen) voneinander ab.
Wie es auf der linken Seite der Fig. 4 dargestellt ist, ergibt sich bei der Vorgabe einer bestimmten Kantenhöhe 59 die Situation, dass Seitenhöhen 63, 63’ voneinander verschieden sind. Ferner wird bei Betrachtung von beispielsweise der Fig. 5A deutlich, dass die Vorgabe einer bestimmten Kantenhöhe 59 entlang eines Verlaufs der Kante, beispielsweise in einer Richtung 64, zu einer entlang der Richtung 64 zunehmenden Seitenhöhe führen würde.
Somit hätte die auf der linken Seite der Fig. 4 veranschaulichte Maßnahme, eine bestimmte Kantenhöhe 59 vorzugeben, die Folge, dass sowohl die Seitenhöhe der Seitenflächen an einem einzelnen Anschlussstutzen variabel wäre, beispielsweise entlang der Richtung 64, als auch Unterschiede hinsichtlich der Seitenhöhe zwischen verschiedenen Anschlussstutzen auftreten würden.
Beispielsweise kann bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung die vorgegebene Seitenhöhe 58 zumindest näherungsweise gleich der Mindesthöhe für die Seitenflächen 56, 57 sein. Wie es in der Fig. 4 auf der linken Seite dargestellt ist, kann hingegen bei einer nicht der Erfindung entsprechenden Ausgestaltung, insbesondere Nachbearbeitung einer Kante 65, 66, einmal der Fall auftreten, dass die resultierende Seitenhöhe 63 die Mindesthöhe deutlich unterschreitet, während die Mindesthöhe in einem anderen Fall von der Seitenhöhe 63’ deutlich überschritten wird. Solch ein Unter- und Überschreiten könnte gegebenenfalls auch entlang der Richtung 64 an den Seitenflächen eines einzelnen Anschlussstutzens auftreten.
Somit kann die vorgeschlagene Nachbearbeitung die Funktion der Ausnehmung 51 an dem Anschlussstutzen 16A gewährleisten, da die als seitlichen Anschlagflächen dienenden Seitenflächen 56, 57 stets in ausreichender Höhe vorhanden sind. Die Bearbeitung der Kante 53 beziehungsweise ein Entgraten kann dann unter Berücksichtigung der Schwankungen der Außengeometrie des Anschlussstutzens 16A sowie der Fertigungstoleranzen so definiert werden, dass die minimal erforderliche Seitenhöhe stets vorhanden ist. Die dadurch veränderliche Größe, insbesondere Kantenhöhe 60, der bearbeiteten Kante 53 hat keinen Einfluss auf die Funktion.
Die Nachbearbeitung der Kante 53 kann mit einem geeigneten Werkzeugwinkel erfolgen. Die Kante 53 kann auch eine andere Kantengeometrie aufweisen. Beispielsweise kann die Kante 53 auch als abgerundete Kante 53 ausgeführt werden.
Eine innere Kantenlinie 70, die unter anderem zwischen der ersten Seitenfläche 56 beziehungsweise der zweiten Seitenfläche 57 und der Kante 53 verläuft, kann bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung dann durchgehend entsprechend der bestimmten Seitenhöhe 58 von einem Grund 71 der Ausnehmung 51 beabstandet sein.
Somit ist der Anschlussstutzen 16A nach dem Schmieden so nachbearbeitet, dass zumindest eine Seitenfläche 56, 57 der Ausnehmung 51 des Anschlussstutzens 16A, an der im montierten Zustand ein Kontakt zwischen dem Orientierungselement 50 des
Einspritzventils 7 und dem Anschlussstutzen 16A ermöglicht ist, mit einer vorgegebenen Seitenhöhe 58 ausgestaltet ist. Dies gilt entsprechend für die anderen Anschlussstutzen 16A bis 19A. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

io Ansprüche
1. Komponente (3), insbesondere Fluidverteiler (2), für eine Einspritzanlage (1) für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die zum Zumessen eines unter hohem Druck stehenden Fluids dient, mit einem Grundkörper (14) und zumindest einem an dem Grundkörper (14) ausgebildeten Anschlussstutzen (16A - 19A), der zum Anschließen eines Einspritzventils (7 - 10) dient, wobei das Einspritzventil (7 - 10) bei einer Montage entlang einer Montageachse (40 - 43) in einen Aufnahmeraum (27 - 30) des Anschlussstutzens (16A - 19A) einführbar ist, wobei zumindest der Grundkörper (14) und der Anschlussstutzen (46 - 49) durch ein ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet sind und wobei an einer Außenseite (52, 52') des Anschlussstutzens (46 - 49) eine Ausnehmung (51, 51') ausgebildet ist, in die im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades des Einspritzventils (7 - 10) um die Montageachse (40 - 43) ein Orientierungselement (50) des Einspritzventils (7 - 10) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (16A - 19A) nach dem Schmieden so nachbearbeitet ist, dass zumindest eine Seitenfläche (56, 57, 56', 57') der Ausnehmung (51, 51') des Anschlussstutzens (16A - 19A) an der im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades in einer ausgewählten Rotationsrichtung (49) um die Montageachse (40 - 43) ein Kontakt zwischen dem Orientierungselement (50) des Einspritzventils (7 - 10) und dem Anschlussstutzen (16A - 19A) ermöglicht ist, zumindest näherungsweise mit einer vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet ist.
2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Seitenfläche (57) der Ausnehmung (51) des Anschlussstutzens (16A), die der Seitenfläche (56) der Ausnehmung (51) zugewandt ist und an der im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades entgegen der ausgewählten Rotationsrichtung (49) ein Kontakt zwischen dem Orientierungselement (50) des Einspritzventils (7) und dem Anschlussstutzen (16A) ermöglicht ist, zumindest näherungsweise mit der vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet ist.
3. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (51) an einer Kante (53) in die Außenseite (52) des Anschlussstutzens (16A) übergeht, dass die Kante (53) als bearbeitete Kante (53) ausgebildet ist und dass die Bearbeitung der Kante (53) so ausgeführt ist, dass die Seitenfläche (56) beziehungsweise die weitere Seitenfläche (57) zumindest näherungsweise mit der vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet ist beziehungsweise sind.
4. Komponente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bearbeitete Kante (53) als zumindest teilweise abgeschrägte und/oder zumindest teilweise abgerundete Kante (53) ausgebildet ist.
5. Komponente nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bearbeitete Kante (53) entlang eines Kantenverlaufs mit einer zumindest teilweise variierenden Kantengeometrie, insbesondere mit einer zumindest teilweise variierenden Kantenhöhe (60), ausgebildet ist.
6. Komponente nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbearbeitung des Anschlussstutzens (16A) nach dem Schmieden so ausgeführt ist, dass die Kantengeometrie, insbesondere die Kantenhöhe (60), bei der Nachbearbeitung so verändert wird, dass die Seitenfläche (56) beziehungsweise die weitere Seitenfläche (57) zumindest näherungsweise mit der vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet ist beziehungsweise sind.
7. Komponente nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (16A) nach dem Schmieden so nachbearbeitet ist, dass die Ausnehmung (51) und die Kante (53) zusammen mit einer kombinierten Werkzeuggeometrie ausgebildet sind.
8. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Anschlussstutzen (19A) vorgesehen ist, der zum Anschließen eines weiteren Einspritzventils (10) dient, wobei das weitere Einspritzventil (10) bei einer Montage entlang einer weiteren Montageachse (43) in einen Aufnahmeraum (36) des weiteren Anschlussstutzens (19A) einführbar ist, wobei zumindest der Grundkörper (14), der Anschlussstutzen (16A) und der weitere Anschlussstutzen (19A) durch das ein- oder mehrstufiges Schmieden ausgebildet sind und wobei an einer Außenseite (52') des weiteren Anschlussstutzens (19A) eine Ausnehmung (51 ') ausgebildet ist, in die im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades des weiteren Einspritzventils (10) um die weiteren Montageachse (43) ein Orientierungselement des weiteren Einspritzventils (10) eingreift, und dass der weitere Anschlussstutzen (19A) nach dem Schmieden so nachbearbeitet ist, dass zumindest eine Seitenfläche (56', 57') der Ausnehmung (51 ') des weiteren Anschlussstutzens (19A), an der im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades in einer ausgewählten Rotationsrichtung (49) um die weitere Montageachse (43) ein Kontakt zwischen dem Orientierungselement des weiteren Einspritzventils (10) und dem weiteren Anschlussstutzen (19A) ermöglicht ist, zumindest näherungsweise mit der vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet ist.
9. Einspritzanlage (1) für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die zum Einspritzen eines Fluids, das Brennstoff, insbesondere Benzin und/oder Ethanol, und/oder ein Gemisch mit Brennstoff ist, dient, mit zumindest einer Komponente (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verfahren zur Herstellung einer Komponente (3), die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, wobei der Anschlussstutzen (16A- 19A) nach dem Schmieden so nachbearbeitet wird, dass zumindest eine Seitenfläche (56, 57, 56', 57') der Ausnehmung (51, 51') des Anschlussstutzens (16A -19A), an der im montierten Zustand zur Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades in einer ausgewählten Rotationsrichtung (49) um die Montageachse (40 - 43) ein Kontakt zwischen dem Orientierungselement (50) des Einspritzventils (7 - 10) und dem Anschlussstutzen (16A - 19A) ermöglicht ist, zumindest näherungsweise mit einer vorgegebenen Seitenhöhe (58) ausgestaltet wird.
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