NL1005383C2

NL1005383C2 - Brandstofverdelerleiding.

Info

Publication number: NL1005383C2
Application number: NL1005383A
Authority: NL
Inventors: Juergen Guido; Norbert Binzer
Original assignee: Guido Juergen Dipl Ing
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-12-01
Also published as: IT1286884B1; AT412228B; JPH09236064A; US5775302A; ITFI960277A1; SE9700478L; NL1005383A1; FI970690A0; GB2310699B; FI970690A7; DE19607521C1; ATA199196A; FI111479B; SE9700478D0; GB2310699A; SE518314C2; FR2745355B1; GB9704125D0; FR2745355A1

Description

Brandstofverdelerleiding

De uitvinding heeft betrekking op een brandstofverdelerlei-ding van de in de aanhef van conclusie 1 genoemde soort.

Dergelijke verdelerleidingen zijn met name geschikt voor 5 toepassing als hogedrukreservoir bij dieselmotoren met Com-mon-Rail-System. Daaronder worden inspuitsystemen verstaan, waarbij een magneetventiel is aangebracht bij elk van de cilinders in plaats van een inspuitpomp, welk magneetventiel de doorlaat van een aftakleiding regelt, die de belt) treffende inspuitmond met een centrale, voor alle cilinders gemeenschappelijk hogedrukreservoir verbindt, waaraan een hogedrukpomp min of meer gelijkmatig brandstof toevoert. De druk in het reservoir wordt afhankelijk van de bedrijfstoe-stand van de motor geregeld en de magneetventielen worden 15 zo aangestuurd dat ze steeds op het juiste moment korte tijd geopend worden en daardoor een inspuiting van de in het hogedrukreservoir en de aftakleidingen aanwezige brandstof in de bijbehorende cilinder mogelijk maken.

20 Omdat de naar de afzonderlijke cilinders leidende aftakleidingen op een losneembare manier met het hogedrukreservoir verbonden moet kunnen worden, ontstaat het algemene probleem, om voor elke aftakleiding in een verbindingscon-structie te voorzien, die een zo eenvoudig mogelijke en 25 snel mogelijke montage en, bij de uitvoering van onder-houds- en/of reparatiewerkzaamheden, ook de- en remontage van de aftakleidingen aan het hogedrukreservoir mogelijk maakt en ondanks de zeer hoge bedrijfsdrukken, die in de orde van grootte tot aan 1600 bar kunnen liggen, een be-30 trouwbaar dichte verbinding waarborgt.

Voor dit doel is bij voorbeeld uit DE-OS 38 17 413 bekend om een op de verdelerleiding geschoven mof aan te brengen voor elke aftakleiding, die de verdelerleiding omsluit en 35 die een van schroefdraad voorziene bus omvat die radiaal op de lengteas ervan staat, met een doorlopende, cilindrische binnenruimte, die aan een zijde uitmondt aan het mantelvlak 1005383 2 van de verdelerleiding en waarvan het andere kopse uiteinde open is, zodat daar vandaan het aansluituiteinde van een aftakleiding ingebracht kan worden, waarop een afdichtnip-pel aangebracht is. Elk van de moffen is zodanig op de 5 verdelerleiding gepositioneerd, dat de binnenste holle ruimte van de van schroefdraad voorziene bus coaxiaal is ten opzichte van een zich radiaal door de wand van de verdelerleiding uitstrekkende aansluitopening, die bestaat uit een binnenste, in hoofdzaak cilindrisch deel en een 10 buitenste deel dat zich in de richting van de binnenste holle ruimte van de van schroefdraad voorziene bus als een holle kegel verbreedt.

Tegen de als afdichtvlak dienende wand van het holle kegel-15 vormige deel wordt een corresponderend tegenafdichtvlak van de dichtnippel die op het aansluit-uiteinde van de aftakleiding is aangebracht, op afdichtende wijze gedrukt, doordat een om de aftakleiding aangebrachte dopschroef op een binnenschroefdraad van de van schroefdraad voorziene 20 bus geschroefd en vastgedraaid wordt, waarbij de dopschroef op een tegendrukvlak drukt dat is aangebracht aan de zijde van de dichtnippel die tegenover het tegenafdichtvlak ligt.

Deze bekende constructie is weliswaar geschikt om aftaklei-25 dingen op een losneembare wijze zodanig op de verdelerleiding aan te brengen, dat een dichte verbinding wordt verkregen die de hoge bedrijfsdrukken kan weerstaan, maar zorgt tevens voor een reeks van problemen:

Het belangrijkste nadeel is dat de verbindingsmoffen naast 30 de eigenlijke van schroefdraad voorziene bus een verbindingsdeel waarvan het volume zo groot moet zijn bemeten, dat de hierdoor heen lopende binnenopening voor het opnemen van de verdelerleiding door een wand met voldoende wanddikte omsloten wordt. Wanneer de verdelerleiding een ver-35 houdingsgewijs kleine buitendiameter heeft, leidt dit nog tot enigszins acceptabele afmetingen van de bekende moffen; voor verdelerleidingen met belangrijk grotere buitendiameter zouden de bekende moffen echter onevenredig volumineus worden en zouden een hoog materiaalgebruik nodig maken en 1005383 3 een zeer ongunstige inbouwgrootte.

Bovendien kan het bij de eerste montage, waarbij het nodig is om de bekende moffen op de verdelerleiding te schuiven, 5 met name tot problemen leiden, wanneer de verdelerleiding niet continu recht verloopt, maar (eventueel zelfs meervoudig) gekromd is. Een positionering van de bekende verbin-dingsconstructies onmiddellijk in de buurt van een gekromd deel van de verdelerleiding is praktisch uitgesloten.

10

Met het oog hierop heeft de uitvinding als doel een brand-stofverdelerleiding van de in de aanhef genoemde soort zodanig verder te ontwikkelen dat met minder volumineuze, eenvoudiger en daardoor gunstiger constructie-onderdelen, 15 die op nagenoeg willekeurige plaatsen van de verdelerleiding kunnen worden gepositioneerd, een verbindingsconstruc-tie wordt verkregen, die met betrekking tot de eenvoud waarmee een eerste of de- of remontage van de aftapleidin-gen uitgevoerd kan worden alsook met betrekking tot de 20 dichtheid van de verkregen verbindingen die tenminste gelijkwaardig zijn aan de inrichtingen die bekend zijn uit de stand der techniek.

Voor het bereiken van dit doel worden volgens de uitvinding 25 de in conclusie 1 samengevatte kenmerken voorgesteld.

Aan deze maatregelen volgens de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, dat het voor het nagestreefde doel volkomen voldoende is, om de van schroefdraad voorzien bus zodanig 30 uit te voeren, dat deze met haar kopse uiteinde eenzijdig op het buitenvlak van de verdelerleiding aangebracht en daar - bij voorkeur door middel van lassen - bevestigd kan worden. De aldus verkregen verbinding hoeft alleen voldoende en duurzaam de krachten op te kunnen nemen, die door het 35 vastschroeven en aandraaien van de aandrukelementen uitgeoefend worden; aan enigerlei afdichtingsvereisten hoeft deze daarentegen niet te voldoen, omdat de drukvaste afdichting wordt verkregen tussen het tegenafdichtvlak dat aan het uiteinde van de aftakleiding is aangebracht, en het 1005383 4 kegelmantelvlak van het buitenste deel van de aansluitope-ning.

Met name is het daarbij gunstig, dat voor de vervaardiging 5 van deze buitenste deel de verdelerleiding van buitenaf slechts zeer ondiep aangeboord hoeft te worden in een wanddeel, dat door de binnendruk niet zeer zwaar belast wordt.

10 Door het aan een zijde aanbrengen van de van schroefdraad voorziene bus kan de bij de stand der techniek benodigde moffendeel volledig weggelaten worden, zodat er een constructie met aanzienlijk minder materiaal- en ruimtegebruik wordt verkregen, waarvan de grootte bovendien praktisch 15 onafhankelijk is van de diameter van de verdelerleiding.

Een handeling van het op de verdelerleiding schuiven bij de eerste montage is niet nodig.

In beginsel kunnen de van schroefdraad voorziene bussen 20 volgens de uitvinding op willekeurige plaatsen, met name ook in de onmiddellijke buurt van of zelfs op de gekromde delen van de verdelerleiding aangebracht en hiermee verbonden worden.

25 Er bestaat de mogelijkheid, om het op de verdelerleiding aan te brengen kopse uiteinde van de van schroefdraad voorziene bus zadelvormig uit te voeren, om een aanpassing te verkrijgen aan het gekromde buitenvlak van de hogedruk-reservoir-leiding. Bij voorkeur wordt op de laatste echter 30 in de buurt van de gewenste verbindingsplaats een afvlak-king aangebracht, zodat de van schroefdraad voorziene bus met een vlak kops uiteinde stomp aangezet en bevestigd kan worden.

35 Bij een met name voordelige voorkeursuitvoering is de van schroefdraad voorziene bus voorzien van een buitenschroefdraad, waarop een als aandrukelement dienende dopmoer geschroefd kan worden.

1005383 5

Deze en andere voordelige uitvoeringen van de verdelerlei-ding volgens de uitvinding worden in de onderconclusies gedefinieerd.

5 De uitvinding wordt hierna aan de hand van een uitvoerings-voorbeeld onder verwijzing naar de tekening beschreven; Hierin tonen:

Fig. 1: gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een zijaan- 10 zicht van een verkort deel van een brandstof- verdelerleiding volgens de uitvinding, waarbij dopmoeren en aftakleidingen weggelaten zijn, en 15 Fig. 2 een doorsnede langs de lijn II-II uit figuur 1 in reeds samengestelde toestand met dopmoer en aansluitleiding.

In figuur 1 is een dikwandige brandstofverdelerleiding 1 20 afgebeeld, die bij brandstofmachines met Common-Rail-System als hogedrukreservoir toegepast kan worden. Voor dit doel is de leiding bijvoorbeeld aan een van de niet afgebeelde uiteinden aangesloten op een vanaf een pomp komende transportleiding, welke aansluiting op dezelfde wijze is opge-25 bouwd als dit in het navolgende wordt beschreven met betrekking tot de in de figuren getoonde verbindingsconstruc-ties 2 voor het aansluiten van aftakleidingen 3.

Zoals men uit de figuren 1 en 2 waarneemt, omvat elk van 30 deze verbindingsconstructies 2 een aansluitopening 5, die vanaf de binnenste holle ruimte 7 van de verdelerleiding 1 doorloopt door de aan de hoge binnendruk aangepaste dikke leidingwand heen in een richting, die in verhouding tot de lengterichting van de verdelerleiding 1 in hoofdzaak radi-35 aal loopt, maar die van de aansluiting 2 de axiale richting bepaalt.

In de laatstgenoemde richting bestaat elk van de aansluito-peningen 5 uit twee direct op elkaar aansluitende delen, 1005383 6 waarvan het binnenste deel 8 de vorm van een holle cilinder heeft en een grotere axiale lengte heeft dan het zich als een holle kegel naar buiten toe openende buitenste deel 9- 5 De mondingsopening van het als een holle kegel uitgevoerde buitenste deel 9 in het buitenste mantelvlak van de verde-lerleiding 1 wordt omgeven door een van bovenaf gezien bijvoorbeeld rechthoekige verdieping 10, die van buitenaf met geringe diepte in het mantelvlak van de verdelerleiding 1 10 is aangebracht, om een vlak aansluitvlak te vormen voor een van schroefdraad voorziene bus 12 die met haar ene kopse uiteinde stomp op dit vlakke aansluitvlak kan worden geplaatst en met de verdelerleiding 1 bijvoorbeeld door middel van een lasverbinding verbonden is.

15

De van schroefdraad voorziene bus 12 omvat een doorlopende binnenopening 15, die coaxiaal is ten opzichte van de aansluitopening 5 en waarvan de diameter in hoofdzaak gelijk is aan de grootste diameter van het zich als een 20 holle kegel verbredende, buitenste deel 9 van de aansluitopening 5. Hierdoor vormt de binnenopening 15 van de op de verdelerleiding 1 vastgelaste, van schroefdraad voorziene bus 12 samen met het buitenste deel 9 van de aansluitopening 5 een holle ruimte, waarin via het vrije uiteinde 25 van de van schroefdraad voorziene bus 12 het aansluituit-einde van een aftakleiding 3 zover kan worden ingeschoven, tot een op dit aansluituiteinde aangebracht tegenafdicht-vlak 16 komt aan te liggen tegen het als afdichtvlak 18 dienende mantelvlak van het als holle kegel gevormde bui-30 tenste deel 9 van de aansluitopening 5. Wanneer het tegen-afdichtvlak 16 bolvormig is gevormd, ontstaat daarbij aanvankelijk slechts één contactlijn.

Om hierbij een afdichting te verkrijgen die tegen de hoge 35 bedrijfsdrukken van een Common-Rail-System bestand is, omvat de van schroefdraad voorziene bus 12 in de buurt van haar vrije uiteinde een buitenschroefdraad 20, waarop een dopmoer 22 op geschroefd kan worden, die op de aftakleiding 3 geschoven is en met een aan de binnenzijde van haar 1005383 7 basiswand voorziene drukvlak 23 met een tegendrukvlak 23 kan samenwerken, die is uitgevoerd als een bijvoorbeeld door opstuiken verkregen verdikking 25 van de aftakleiding 3.

5

Om het drukvlak 23 direct uit te kunnen voeren in het randdeel, waarlangs de opening die het passeren van de aftakleiding 3 door de basis van de dopmoer 20 mogelijk maakt, in het binnenvlak van deze basis loopt, is het 10 noodzakelijk dat de axiale afstand tussen het op het buitenste uiteinde van de aftakleiding 3 aanwezige tegenaf-dichtvlak 16 en de verdikking 25 zo groot is, dat de laatste in samengestelde toestand in ieder geval met het drukvlak 24 iets uitsteekt boven het vrije uiteinde van de van 15 schroefdraad voorziene bus 12. Omdat de van schroefdraad voorziene bus 12 een voldoende axiale lengte moet hebben, om ruimte te hebben voor de benodigde schroefdraad voor het vastschroeven van de dopmoer, is de verdikking 25 anders dan bij de gebruikelijke dichtnippels niet direct aan het 20 uiteinde van de aftakleiding 3 aangebracht maar op een geschikte afstand vanaf dit uiteinde. Om voldoende ruimte voor deze verdikking 25 te hebben, is de voor het overige cilindrische binnenopening 15 van de van schroefdraad voorziene bus 12 aan het vrije uiteinde verbreed als een 25 holle kegel.

Er wordt echter uitdrukkelijk op gewezen dat bij de verbinding 1 volgens de uitvinding in het gebied van de verdikking 25 geen afdichting plaats vindt met betrekking tot de 30 brandstof die zich in het binnenste van het systeem onder hoge druk bevindt. Er wordt hier slechts door het aandraaien van de dopmoer 22 de kracht verkregen die noodzakelijk is, om het zich aan het uiteinde van de aftakleiding 3 bevindende tegenafdichtvlak 16 zodanig tegen het afdicht-35 vlak 18 van de aansluitopening 5 te drukken, dat de bovengenoemde contactlijn door plastische vervorming van het tegenafdichtvlak 16 wordt gevormd tot een ringvlak, waarbij het uiteinde van de aftakleiding 3 en het afdichtvlak 18 zodanig met elkaar in contact staan, dat uitsluitend hier 1005383 8 de volledige benodigde afdichting wordt bereikt.

Dit biedt het voordeel dat de lasverbinding 14 slechts de aandrukkrachten hoeft op te nemen, maar niet zelf drukdicht 5 hoeft te zijn.

Zoals men in het bijzonder waarneemt uit figuur 2, is vanwege de toepassing van een dopmoer 22 de verbinding 2 volgens de uitvinding afgezien van een kleine ringspleet 10 naar buiten toe volledig afgesloten, welke ringspleet zich bevindt tussen het buitenoppervlak van de aftakleiding 3 en de opening in de basis van de dopmoer 2, waarlangs de aftakleiding 3 passeert. Deze ringspleet bezit echter slechts een zeer korte axiale lengte, die kleiner is dan de 15 dikte van de bodem van de dopmoer 22, omdat deze reeds eindigt bij het tegendrukvlak 24. Deze uitzonderlijk kleine spleet biedt slechts geringe mogelijkheden voor vuilopho-ping.

20 Zoals reeds genoemd worden de van schroefdraad voorziene bussen 12 op de verdelerleiding 1 bij voorkeur door middel van lassen bevestigd. Er kan echter voor deze verbinding ook elke andere mogelijkheid toegepast worden, die eveneens eenvoudig te realiseren is en die de krachten op kan nemen, 25 die worden uitgeoefend door het aantrekken van de dopmoer 20 respectievelijk door de in axiale richting op het uiteinde van de aansluitleiding 3 werkende interne bedrijfs-druk.

30 Wanneer het aanbrengen van een verdieping 10 op het mantel-vlak van de verdelerleiding 1 vermeden moet worden, is het mogelijk om het voor het bevestigen op de verdelerleiding 1 dienende uiteinde van de van schroefdraad voorziene bus 12 niet recht afgesneden uit te voeren, maar in de vorm van 35 een omgekeerde U zodat het als een zadel op het cilindrische buitenoppervlak van de verdelerleiding 1 kan worden geplaatst en hieraan kan worden bevestigd.

1005383

Claims

1. Brandstofverdelerleiding die met hoge inwendige druk belast kan worden en die in het bijzonder bij verbrandingsmachines met Common-Rail-System toegepast kan worden als hoge druk reservoir en een of meer verbindingen omvat voor 5 het losneembaar aansluiten van een aftakleiding welke verbinding de volgende onderdelen omvat: een in hoofdzaak in radiale richting door de wand van de verdelerleiding heen lopende aansluitopening met een binnenste, in hoofdzaak cilindrisch deel en een 10 daarop aansluitend, zich als een holle kegel verbre dend, buitenste deel; een met de verdelerleiding verbonden, van schroefdraad voorziene bus, waarvan de doorlopende inwendige opening in het verlengde ligt van de aansluitopening 15 welke bus dient voor het opnemen van het aan te sluiten uiteinde van de aftakleiding, en een aandrukelement met een drukvlak, dat bij het vastschroeven van het aandrukelement op de van schroefdraad voorziene bus wordt verplaatst in de 20 richting van de verdelerleiding en daarbij een kracht uitoefent op een tegendrukvlak dat wordt gevormd door een verdikking van de aftakleiding, waardoor een aan het uiteinde van de aftakleiding aangebracht tegendrukvlak op drukdichte wijze tegen de als drukvlak 25 dienende kegelvormige wand van het buitenste deel van de aansluitopening wordt gedrukt met het kenmerk, dat het naar de verdelerleiding (1) gerichte kopse uiteinde van de van schroefdraad voorziene bus (12) aan een zijde is aangebracht op de buitenzijde van 30 de verdelerleiding (1) en hiermee vast is verbonden.

2. Brandstofverdelerleiding volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de voor het overige cilindrische buitenzijde van de verdelerleiding (1) is afgevlakt op de plaats 35 waar de van schroefdraad voorziene bus is bevestigd. 1005383

3. Brandstofverdelerleiding volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de van schroefdraad voorziene bus (12) stomp is aangebracht op de buitenzijde van de verde-lerleiding (1) en vastgelast is. 5

4. Brandstofverdelerleiding volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de van schroefdraad voorziene bus (12) een buitenschroefdraad (20) omvat, waarop een dopmoer (22) die als aandrukelement dient, opge- 10 schroefd kan worden.

5. Brandstofverdelerleiding volgens conclusie 4 met het kenmerk, dat de het tegendrukvlak (24) omvattende verdikking (25) van de aftakleiding (3) is aangebracht op 15 een axiale afstand vanaf het met het tegendrukvlak (16) voorziene uiteinde van deze aftakleiding, welke afstand zo groot is dat het tegendrukvlak (24) in samengestelde toestand naar buiten toe uitsteekt boven het vrije uiteinde van de van schroefdraad voorziene bus (12). 20

6. Brandstofverdelerleiding volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de axiale lengte van het binnenste deel van de aansluitopening (5) groter is dan de axiale lengte van het buitenste deel (9). 25 1005383