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CN107429862A - 用于构造液压连接的连接组件 - Google Patents

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CN107429862A
CN107429862A CN201580077654.7A CN201580077654A CN107429862A CN 107429862 A CN107429862 A CN 107429862A CN 201580077654 A CN201580077654 A CN 201580077654A CN 107429862 A CN107429862 A CN 107429862A
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Abstract

连接组件(1)用于在内燃机的装置上构造液压连接。在此，设置连接元件(2)和连接件(3)。为了构造液压连接，相对于连接件(3)的关于纵轴线(8)向内定向的至少近似锥形贴靠面(6)加载连接元件(2)的凸形弯曲的连接面(5)。在此，连接元件(2)的凸形弯曲的连接面(5)在贴靠区域(7)中直接贴靠在连接件(3)的至少近似锥形贴靠面(6)上。此外，连接元件(2)的硬度比连接件(3)的硬度更大地预先给定。由此导致连接件(3)在初始装配时塑性变形。此外，设置正的纵向间距(12)，外螺纹(9)的起作用的配合区域(10)关于纵轴线(8)与贴靠区域(7)隔开该正的纵向间距。由此避免外螺纹(9)严重的塑性变形。

Description

用于构造液压连接的连接组件
技术领域
本发明涉及一种用于构造液压连接的连接组件，尤其用于在内燃机的装置上构造液压连接。
背景技术
从DE 10 2007 019 464 A1已知一种用于燃料管路接头的密封装置。已知的密封装置具有燃料管路的接头元件和用于该接头元件的接收元件。在这里，此外设置一密封元件套筒，所述密封元件套筒布置在接头元件和接收元件之间。该接头元件具有带有轴向穿流通道的球元件。
从DE 10 2007 019 464 A1已知的密封装置具有下述缺点：需要呈密封元件套筒形式的附加构件，以便实现在接收元件和接头元件之间的液压的密封。这也导致在装配时较高的花费。
发明内容
具有权利要求1的特征的、根据本发明的连接组件具有下述优点：实现改善的功能。特别地，能够以降低的花费达到在密封性和/或牢固性方面的高要求。
通过在从属权利要求中所提及的措施能够实现在权利要求1中指出的连接组件的有利扩展方案。
连接组件能够专门用于在内燃机(内燃发动机)上的燃料喷射系统。在这里，典型的液压部件(例如泵、蓄压器和喷射阀)能够通过液压管路相互连接。这样的液压管路能够由管半成品制造，在所述管半成品的端部上，在密封位置的区域中安装合适的密封几何结构、典型地呈球形或者类似球形的密封几何结构。典型地，设置在液压部件上的连接配对件能够提供锥几何结构。因此，在连接配对件上能够构型具有凸形弯曲的连接面的连接元件，并且在另外的连接配对件上能够构型具有至少近似锥形贴靠面的连接件。接口能够例如通过构型为锁紧螺母的夹紧元件预紧。那么，在连接元件的凸形弯曲的连接面和连接件的至少近似锥形贴靠面之间产生的密封面上实现原本的密封。在这里，优选作为密封面使用的、所实现的接触面在初始装配时通过塑性变形构造，其中，塑性变形优选地基本上仅仅在连接配对件上、即或者在连接元件上或者在连接件上出现。这例如通过预先给定不同的硬度实现。
密封面(接触面)通过由于优选的轴向预紧而引起的局部的高表面压力产生，并且因此能够通过在接触位置中的塑性变形实现，其中，补偿局部的形状误差和表面误差并且因此确保密封性。在这里，塑性变形通常从接触位置延伸到基底物料中。
金属材料特别适合作为要使用的材料，所述金属材料能够与使用条件相适配地从不同的材料等级中选择。如奥氏体或者双相钢这样的抗腐蚀的钢尤其适合，但是，例如C15钢这样的碳素钢也适合。在这里，这样选择物料配对或者说材料配对，使得能够实现所希望的塑性变形。这具有下述优点：能够避免单件在表面品质、形状偏差和诸如此类的方面的质量的成本高的增长。此外，在连接元件和连接件之间不需要软的附加构件来补偿公差和表面误差。因此，连接元件在贴靠区域中直接地贴靠在连接件的至少近似锥形贴靠面上。因此，例如通过使用软的材料而产生这样的可能性(所述软的材料用于实现所希望的变形)：限制在轴向上的预紧力。由此，必要时能够避免，在尺寸相同的情况下需要较高强度的、较高成本的物料来传递较高的应力。相应地，这自然也意味着，在给定制造花费的情况下能够实现连接组件的改善的密封作用和/或较高的牢固性。由此，能够在给定制造花费的情况下实现对密封性和牢固性的提高的要求。
有利的是，在连接件上构造外螺纹，连接件外螺纹的起作用的配合区域(对应螺纹配合到所述起作用的配合区域中以便相对于至少近似锥形贴靠面加载凸形弯曲的连接面)关于纵轴线与贴靠区域隔开一正的纵向间距，并且，所述正的纵向间距这样确定，使得(由相对于至少近似锥形贴靠面加载凸形弯曲的连接面所引起的)连接件塑性变形不妨碍对应螺纹到外螺纹的起作用的配合区域中的配合。该正的纵向间距在这里理解为一大于零的纵向间距。此外，在这里也有利的是，正的纵向间距这样确定，使得由相对于至少近似锥形贴靠面加载凸形弯曲的连接面所引起的塑性变形，在起作用的配合区域中至少在起作用的配合区域的在正的纵向间距之后开始的起端处，引起连接件外螺纹的微小的塑性变形，所述微小的塑性变形不妨碍对应螺纹到外螺纹的起作用的配合区域中的配合。因此，优选这样确定正的纵向间距，使得外螺纹在配合区域中的螺纹线的至少一部分处、尤其第一螺纹线处还发生微小的塑性变形。由此能够相对小地预先给定正的纵向间距，或者说起作用的配合区域在轴向上相对靠近地紧贴在贴靠区域上。
此外，在这里有利的是，连接件沿着纵轴线至少从贴靠区域到起作用的配合区域的起端，或者从贴靠区域到外螺纹的起作用的配合区域中或者上，比连接元件在其凸形弯曲的连接面上更软地构型。在这里，连接元件能够由具有至少近似均质的第一硬度的第一材料构造，而连接件由具有至少近似均质的第二硬度的第二材料构造。由此，连接件和连接元件能够成本有利地制造。然而，也能够设想其它的构型。
在锥打开角度(α，“阿尔法”)来自大约30°至大约100°的范围的情况下有利的是，在连接件外螺纹的标称螺纹直径为10mm至18mm时，预先给定所述正的纵向间距大于0.5mm；在连接件外螺纹的标称螺纹直径大于18mm时，预先给定正的纵向间距大于1mm；并且，在连接件外螺纹的标称螺纹直径小于10mm时，预先给定正的纵向间距大于0.2mm。在这里，从在初始装配时在连接元件的凸形弯曲的连接面和连接件的至少近似锥形贴靠面之间产生的密封面在贴靠区域上的中间位置测量所述正的纵向间距。特别地，如果起作用的配合区域在连接件外螺纹的第一圈的开始处开始，则正的纵向间距可以测量到那里为止。
在其它的锥打开角度(α)、即小于大约30°或者大于大约100°的情况下，其它的间距也是有利的。
也有利的是，设置夹紧元件，在所述夹紧元件上构造对应螺纹，并且所述夹紧元件具有支撑面，为了相对于至少近似锥形贴靠面加载凸形弯曲的连接面，所述夹紧元件通过所述支撑面至少间接地以下述预紧加载连接元件，所述预紧通过对应螺纹施加在连接件外螺纹的起作用的配合区域上。在这里，夹紧元件能够构型为锁紧螺母或者实现锁紧螺母的功能。
此外有利的是，至少在贴靠区域中，连接元件在其凸形弯曲的连接面上的硬度比连接件在其锥形贴靠面上的硬度更大地预先给定。因此，特别是在初始装配时发生连接件在其锥形贴靠面上的塑性变形。那么，连接件以有利的方式通过相对于锥形贴靠面加载凸形弯曲的连接面至少在贴靠区域中在其锥形贴靠面上出现塑性变形，当至少在贴靠区域中连接元件在其凸形弯曲的连接面上的硬度和连接件在其锥形贴靠面上的硬度适当地预先给定时，所述塑性变形导致有利的密封作用。特别地，在这里，预先给定在连接元件的硬度和连接件的硬度之间的充分差异。
在一种变型的构型中也可行的是，至少在贴靠区域中连接元件在其凸形弯曲的连接面上的硬度比连接件在其至少近似锥形贴靠面上的硬度更小地预先给定。在该构型中，特别是在初始装配时发生连接元件在其凸形弯曲的连接面上塑性变形，以构成密封位置。
连接元件的凸形弯曲的连接面能够以有利的方式构造为球面的部分。在这里，连接元件能够具有连接卷边，相对于连接件的锥形贴靠面加载所述连接卷边。
因此，能够实现一种连接组件，借助所述连接组件实现用于球式连接/锥式连接的更牢固的、更成本有利的和优化安装空间的解决方案。特别地，这由此实现：用于连接件的软材料(锥材料)与用于连接元件的硬材料(球材料)和高的预紧力组合。由此造成的高变形一方面引起在公差影响大的情况下也非常好的密封。在此，在初始装配之后，套管的由锥式结构决定的塑性扩张(所述塑性扩张从连接件的锥形贴靠面出发)也引起在连接件的外侧上塑性应变，在所述连接件上设置有外螺纹。为了避免在初始装配之后螺纹连接由于所述塑性应变而可能的损害，使螺纹连接区域和塑性变形的区域在空间上分隔开。由此，在连接件的小的外直径的情况下，也能够接受高的局部塑性变形。这实现特别少的物料使用，进而实现特别小的结构尺寸，这附加地提供安装空间优点。
附图说明
在以下的说明中根据附图详细地解释本发明的优选实施例，在所述附图中，相应的元件设有一致的附图标记。其示出：
图1相应于本发明的一个实施例在局部的、示意性的、轴向的截面示图中的连接组件，和
图2为了解释本发明，与未经修改的构型相对比，所述实施例的连接组件的连接件在初始装配之后的、在图1中以II标出的局部。
具体实施方式
图1相应于一个实施例以局部的、示意性的截面示图示出连接组件1。该连接组件1用于在连接组件1的连接元件2和连接件3之间构造液压连接。在这里，连接组件1此外能够具有夹紧元件4，在该实施例中，所述夹紧元件构造为锁紧螺母4。特别地，连接组件1能够用于在内燃机上的装置。在这里，连接元件2能够构造在液压管路上。连接件3能够构造在液压部件上，例如泵、压力存储器或者燃料喷射阀上。然而，也能够设想其它构型和应用。
连接元件2具有凸形弯曲的连接面5。此外，连接件3具有锥形贴靠面6。在装配时，连接元件2的凸形弯曲的连接面5在贴靠区域7中达到锥形贴靠面6上直接地贴靠。特别是在初始装配时，在这里，由夹紧元件4施加预紧，所述预紧在贴靠区域7上引起塑性变形。
在该实施例中，在初始装配时引起锥形贴靠面6在贴靠区域7上塑性变形。而连接元件2不会或者说次要地塑性变形。特别地，因此，不出现或者说仅仅出现连接元件2在其凸形弯曲的连接面5上次要地塑性变形。为此，连接元件2的硬度比连接件3的硬度更大地预先给定。
因此，连接元件2的凸形弯曲的连接面5在贴靠区域7中直接贴靠在连接件3的至少近似锥形贴靠面6上，其中，至少在贴靠区域7中，连接元件2在其凸形弯曲的连接面5上的硬度和连接件3在其至少近似锥形贴靠面6上的硬度不同地预先给定。在这里，通过夹紧元件4相对于连接件3的关于纵轴线8向内定向的至少近似锥形贴靠面6加载连接元件2的凸形弯曲的连接面5。
在连接件3上构造外螺纹9。在这里，存在着连接件3的外螺纹9的起作用的配合区域10，为了相对于锥形贴靠面6加载凸形弯曲的连接面5，夹紧元件4的对应螺纹11配合到所述起作用的配合区域中。
关于纵轴线8预先给定一正的纵向间距12，起作用的配合区域10关于纵轴线8与贴靠区域7隔开所述正的纵向间距。在这里，该正的纵向间距12大于零。
也根据图2详细地说明正的纵向间距12的确定。
夹紧元件4具有支撑面13，为了相对于锥形贴靠面6加载凸形弯曲的连接面5，夹紧元件4通过所述支撑面以下述预紧来加载连接元件2，所述预紧通过对应螺纹12在外螺纹9的起作用的配合区域10上施加。因此，在沿着纵轴线8的方向14上以预紧力相对于连接件3的锥形贴靠面6加载连接元件2。在这里，所述预紧或者说所述预紧力这样大地预先给定，使得出现连接件3在贴靠区域7上的希望的塑性变形，以实现所希望的密封作用。
连接元件2具有内室15。此外，连接件3具有通道16，在该实施例中，在所述通道中设置有节流位置17。通过在连接元件2和连接件3之间在贴靠区域7处所实现的密封实现液压连接。由此，例如液压流体、尤其燃料能够从内室15引导到通道16中。以此方式，能够由连接元件2以液压流体、尤其燃料供给构造有连接件3的液压部件。
图2与未经修改的构型3A相对比地示出所述实施例的连接组件1的连接件3在初始装配之后、在图1中以II标出的局部，以解释本发明。在这里，为了简化示图，在连接件3上和连接件3A上尽可能地使用一致的附图标记用于相应的元件。连接件3、3A在初始装配之后示出。在这里，也能够使用计算机支持的、利用适当的模拟计算的建模。
在作为点7示出的贴靠区域7上，根据轴向力和锥打开角度α将力或者说机械应力导入到连接件3中。由此，在连接件3中产生机械应力和由此引起的塑性变形。在图2中示出这样的状态，所述状态通过等变形曲线20A、20B、20C、20D、20E、20F出现在初始装配之后关于纵轴线14在径向上存在的塑性变形。在这里，等变形曲线20A至20F不必然地闭合。在这种情况下，等变形曲线20D、20E、20F在外侧21的区域中或者说在外螺纹9上敞开。
通过等变形曲线20A至20F出现径向的塑性变形。在这里，等变形曲线20A至20F分别标记这样的位置，在所述位置上出现在初始装配后同样大的在径向上存在的变形。自然地，在径向上存在的最大的变形出现在点7上或者说在贴靠区域7上的圆周线上，所述圆周线由在图2的截面示图中的点7表明。在等变形曲线20A上出现相对大的、但是相对于点7已经减小的塑性变形。与之相应地，塑性变形从点7出发横穿等变形曲线20A至20F总是进一步减小。在这里，梯度以直角与在相应的点上的等变形曲线20A至20F相交。
在未经修改的构型3A中，在外螺纹9的螺纹线25、26上出现最大的塑性变形，所述最大的塑性变形位于在相应于等变形曲线20C的塑性变形和相应于等变形曲线20D的塑性变形之间。在这里，螺纹线25、26的这种变形这样大，使得至少在螺纹线25、26上会妨碍夹紧元件4的对应螺纹11到外螺纹9中的配合。在外螺纹9的螺纹线27上引起连接件3的外螺纹9的微小塑性变形，所述微小塑性变形不妨碍对应螺纹11到外螺纹9中的配合。对于螺纹线28、29、30，不出现或者至少几乎不出现塑性变形。
因此，从未经修改的构型3A出发，这样确定所述正的纵向间距12，使得起作用的配合区域10包括螺纹线27、29、30。因此，排除螺纹线25、26。此外也排除螺纹线28，由此，产生柱形外壳状的外侧21直至连接件3的外螺纹9的起作用的配合区域10的现在的第一螺纹线27。那么，在塑性变形之后的公差也可容忍的框架下，其余的螺纹线27、29、30具有均匀螺距地构型。
因此，在该实施例中，在起作用的配合区域10的起端31上会存在外螺纹9的微小塑性变形，所述起端在正的纵向间距12之后开始。根据要沿着轴线8传递的轴向力确定在区域10中所需要的周缘或者说所需要的螺纹线的数量，在图2右边所示出的连接件3中保留所述数量，并且在这些螺纹线中在这里为了说明而标出螺纹线27、29、30。在该实施例中，从起端31出发并且从正的纵向间距离开，保留螺纹线27、29、30等等。
在该实施例中，连接件3具有均匀的硬度并且总体上比连接元件2更软地构型。此外，连接元件2能够以均匀的硬度构型，所述硬度大于连接件3的硬度。
此外，正的纵向间距12能够通过标称螺纹直径(标称直径、外直径)32确定。有利的确定能够以如下方式进行。在标称螺纹直径32为10mm至18mm的情况下，确定所述正的纵向间距12大于0.5mm。在外螺纹9的标称螺纹直径32大于18mm的情况下，确定所述正的纵向间距12大于1mm，并且，在外螺纹9的标称螺纹直径32小于10mm的情况下，预先给定正的纵向间距12大于0.2mm。因此，就不同的标称螺纹直径32而言，为所述正的纵向间距12确定下极限。由此产生用于确定正的纵向间距12的简单的可行性。
特别地，连接元件2的凸形弯曲的连接面5能够构型为球面33的部分。在这里，凸形弯曲的连接面5必要时也构造在形成的密封区域(支承区域7)之外，然而至少在支承区域7之内构造为该球面33的部分。
因此，作为用于连接件3的固定螺纹9使用的外螺纹9能够从塑性的影响区域移开这样远，使得在起作用的配合区域10中不再存在严重的塑性变形。在这里，不必要必须实现柱形外壳状的外侧21。必要时，螺纹线25、26、28也可以仅仅部分地去除。
本发明不局限于所说明的实施例。

Claims (11)

1.连接组件(1)，所述连接组件尤其用于在内燃机的装置上构造液压连接，所述连接组件具有连接元件(2)和连接件(3)，其中，为了构造液压连接，能够相对于所述连接件(3)的关于纵轴线向内定向的至少近似锥形贴靠面(6)加载所述连接元件(2)的凸形弯曲的连接面(5)，
其特征在于，
所述连接元件(2)的凸形弯曲的连接面(5)在贴靠区域(7)中直接地贴靠在所述连接件(3)的至少近似锥形贴靠面(6)上，并且，至少在所述贴靠区域(7)中，所述连接元件(2)在其凸形弯曲的连接面(5)上的硬度和所述连接件(3)在其至少近似锥形贴靠面(6)上的硬度不同地预先给定。
2.根据权利要求1所述的连接组件，
其特征在于，
在所述连接件(3)上构造外螺纹(9)，所述连接件(3)的外螺纹(9)的起作用的配合区域(10)关于所述纵轴线(8)与所述贴靠区域(7)隔开一正的纵向间距(12)，对应螺纹(11)配合到所述起作用的配合区域中，用于相对于所述至少近似锥形贴靠面(6)加载所述凸形弯曲的连接面(5)，并且，所述正的纵向间距(12)这样确定，使得由相对于所述至少近似锥形贴靠面(6)加载所述凸形弯曲的连接面(5)所引起的、所述连接件(3)的塑性变形不妨碍所述对应螺纹(11)到所述外螺纹(9)的起作用的配合区域(10)中的配合。
3.根据权利要求2所述的连接组件，
其特征在于，
所述正的纵向间距(12)这样确定，使得由相对于所述至少近似锥形贴靠面(6)加载所述凸形弯曲的连接面(5)引起的塑性变形，在所述起作用的配合区域(10)中至少在所述起作用的配合区域(10)的在所述正的纵向间距(12)之后开始的起端(31)处，引起所述连接件(3)的外螺纹(9)的微小塑性变形，所述微小塑性变形不妨碍所述对应螺纹(11)到所述外螺纹(9)的起作用的配合区域(10)中的配合。
4.根据权利要求3所述的连接组件，
其特征在于，
所述连接件(3)沿着所述纵轴线(8)至少从所述贴靠区域(7)到所述起作用的配合区域(10)的起端(31)，或者从所述贴靠区域(7)到所述外螺纹(9)的起作用的配合区域(10)中或者上，比所述连接元件(2)在其凸形弯曲的连接面(5)上更软地构型。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的连接组件，
其特征在于，
所述至少近似锥形贴靠面(6)的锥打开角度(α)从大约30°至大约100°的范围选择，
并且，
在所述连接件(3)的外螺纹(9)的标称螺纹直径(32)为10mm至18mm时，预先给定所述正的纵向间距(12)大于0.5mm；在所述连接件(3)的外螺纹(9)的标称螺纹直径(32)大于18mm时，预先给定所述正的纵向间距大于1mm；并且，在所述连接件(3)的外螺纹(9)的标称螺纹直径(32)小于10mm时，预先给定所述正的纵向间距大于0.2mm。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的连接组件，
其特征在于，
设置有夹紧元件(4)，在所述夹紧元件上构造所述对应螺纹(11)，并且，所述夹紧元件(4)具有支撑面(13)，为了相对于所述连接件(3)的至少近似锥形贴靠面(6)加载所述连接元件(2)的凸形弯曲的连接面(5)，所述夹紧元件(4)通过所述支撑面至少间接地以下述预紧加载所述连接元件(2)，所述预紧通过所述对应螺纹(11)在所述连接件(3)的外螺纹(9)的起作用的配合区域(10)上施加。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接组件，
其特征在于，
至少在所述贴靠区域(7)中，所述连接元件(2)在其凸形弯曲的连接面(5)上的硬度比所述连接件(3)在其至少近似锥形贴靠面(6)上的硬度更大地预先给定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接组件，
其特征在于，
至少在所述贴靠区域(7)中这样预先给定所述连接元件(2)在其凸形弯曲的连接面(5)上的硬度和所述连接件(3)在其至少近似锥形贴靠面(6)上的硬度：使得通过相对于所述连接件(3)的至少近似锥形贴靠面(6)加载所述连接元件(2)的凸形弯曲的连接面(5)，所述连接件(3)至少在所述贴靠区域(7)中在其至少近似锥形贴靠面(6)上出现塑性变形。
9.根据权利要求1所述的连接组件，
其特征在于，
至少在所述贴靠区域(7)中，所述连接元件(2)在其凸形弯曲的连接面(5)上的硬度比所述连接件(3)在其至少近似锥形贴靠面(6)上的硬度更小地预先给定。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的连接组件，
其特征在于，
所述连接元件(2)由具有至少近似均质的第一硬度的第一材料构造，和/或所述连接件(3)由具有至少近似均质的第二硬度的第二材料构造。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的连接组件，
其特征在于，
所述连接元件(2)的所述凸形弯曲的连接面(5)构造为球面(33)的一部分。
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