DE10161920A1 - Modular aufgebauter Hochdruckspeicherraum - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruckspeicher (1) für Kraftstoff für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe, die den Hochdruckspeicher (1) mit Kraftstoff versorgt. Aus dem Hochdruckspeicher (1) wird der Kraftstoff elektrisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzventilen zur Einspritzung in die Brennräume einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine zugeführt. Der Hochdruckspeicher (1) umfasst einen langgestreckten rohrartigen Speicherkörper (2; 27, 28). Der Hochdruckspeicher (1) ist mehrteilig ausgebildet und umfasst mindestens jeweils ein funktionsspezifisch optimiertes, die Funktion "Speichern" und die Funktion "Verteilen" darstellende Komponente (2, 27, 28; 5, 20), die gemäß des Baukastenprinzips an Verbindungsstellen (4) dicht-elementfrei miteinander verbindbar sind.

Description

Technisches Gebiet

Zur Kraftstoffversorgung selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen werden zunehmend Einspritzsysteme eingesetzt, die einen Hochdrucksammelraum (Common Rail) enthalten. Solche an Einspritzsystemen eingesetzte Hochdrucksammelräume können als geschmiedete Bauteile ausgebildet sein, sie können jedoch auch zwei geschmiedete Kugel- Halbschalen umfassen, die miteinander verschweißt sind. Seitens der Automobilindustrie werden heute Hochdrucksammelraum-Konfigurationen nachgefragt, die z. B. in den unterschiedlichsten Einbauräumen an der Verbrennungskraftmaschine unterzubringen sind und daher an die jeweiligen Einbauverhältnisse anzupassen sind.

Stand der Technik

WO 98/14700 hat einen Kraftstoffhochdruckspeicher zum Gegenstand. Der Kraftstoff hochdruckspeicher kommt an einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstofthochdruckpumpe zum Einsatz, welche den Kraftstoffhochdruckspeicher mit Kraftstoff versorgt. Aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher wird der Kraftstoff elektrisch gesteuerten Einspritzventilen zugeführt, die den Kraftstoff in die Brennräume einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine einspritzen. Der Kraftstoffhochdruckspeicher besteht aus einem langgestreckten, rohrartigen Körper aus Stahl, der mit Anschlüssen für die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr versehen ist. Die Anschlüsse sind als Anschlussstutzen ausgebildet, von denen je eine Verbindungsbohrung exzentrisch zur Achse des rohrartigen Körpers in diesen einmündet.

DE 197 47 736 C1 hat einen Druckspeicher für Kraftstoffversorgungssysteme zum Gegenstand. Der Druckspeicher umfasst einen langgestreckten Hohlkörper, der einen Zulaufanschluss zur Verbindung mit einer Hochdruckpumpe sowie wenigstens zwei Ablaufanschlüsse zur Verbindung mit Einspritzventilen aufweist. Die Ablaufanschlüsse sind in wenigstens einem weiteren Endabschnitt des langgestreckten Hohlkörpers angeformt und in Bezug auf den langgestreckten Hohlkörper geometrisch identisch angeordnet. Die Endabschnitte können kegelförmig ausgebildet sein und spiegelbildlich zueinander ausgeformt werden. Auf die Endabschnitte können z. B. sechskantartige Aufsätze aufgeschraubt werden, wobei zur Abdichtung zwischen dem Hohlkörper ein Außenkegelabschnitte aufweisendes Dichtelement zum Einsatz kommt.

EP 0 507 191 offenbart einen Hochdruckspeicher für Kraftstoff, der aus einem vorgefertigten Rohr besteht, auf welches Anschlussmuffen aufgeschoben sind, an welchen die Kraftstoffeinspritzventile bzw. der von der Kraftstofthochdruckpumpe kommende Hochdruckleitungsanschluss angebracht wird. Ein solcher Kraftstoffhochdruckspeicher ist verhältnismäßig teuer in der Herstellung und benötigt zudem wegen der aufzusetzenden Anschlussteile einen relativ großen Einbauraum. Er muss ferner sehr dickwandig ausgebildet werden, um den hohen Drücken bei den schwellenden Druckbelastungen, denen er ausgesetzt ist, Stand zu halten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass dickwandige Körper bei hohen schwellenden Druckbelastungen dazu neigen, zu reißen, insbesondere im Bereich von Wanddurchbrüchen und scharfkantigen Querschnittsänderungen.

DE 196 47 049 A1 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem. Das Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine umfasst eine Kraftstofthochdruckpumpe, die einen Kraftstoffhochdruckspeicher mit Kraftstoff versorgt, aus dem der Kraftstoff elektrisch gesteuerten Einspritzventilen zur Einspritzung in die Brennräume einer selbstzündenden Brennkraftmaschine zugeführt wird. Der Kraftstoffhochdruckspeicher ist mit Anschlussbohrungen für die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr und mit Befestigungselementen versehen, und weist die Form einer Hohlkugel auf. Der hohlkugelförmig konfigurierte Kraftstoffhochdruckspeicher ist aus zwei geschmiedeten, hohlen Halbkugeln zusammengesetzt. Die beiden hohlen Halbkugeln sind an ihren ringförmig konfigurierten Berührungsflächen mittels einer Schweißnaht zusammengefügt.

Den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen haftet der Nachteil an, dass diese nur mit größerem Aufwand an verschiedene Einbauräume an einer Verbrennungskraftmaschine anpassbar sind.

Darstellung der Erfindung

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erlaubt die Trennung der Funktionen "Verteilen" und "Speichern". Die diese Funktionen verwirklichenden Bauteile eines Hochdruckspeichers lassen sich hinsichtlich ihrer Konstruktion, hinsichtlich ihrer Fertigungsparameter sowie im Hinblick auf die Auswahl des optimalen Werkstoffes optimieren. Dadurch werden die Probleme bei heutigen, in Serie gefertigten Hochdrucksammelräume, bei denen eine Trennung der Funktionen "Verteilen" und "Speichern" nicht gegeben ist, vermieden.

Die Trennung der Funktionen und die dadurch bedingte Übertragung der Funktionen "Verteilen" und "Speichern" an das jeweilige Bauteil bietet darüber hinaus die Möglichkeit, Hochdruckspeicher bzw. Hochdrucksammelräume nach dem Baukastenprinzip aufzubauen. Der modulare Aufbau der Hochdrucksammelräume (Common Rails) gestattet in sehr einfacher Weise eine Anpassung von Baulänge und Anschlusslagen, um nur zwei Beispiele zu nennen, an kundenspezifische Anforderungen. Die Geometrie der Verteilkörper, die an den modular aufgebauten Hochdruckspeicherräumen zum Einsatz kommen, können sehr variabel sein, z. B. kubisch, sphärisch und stabförmig.

Die Aufteilung der Funktion "Speichern" kann durch ohne Querbohrungen ausgelegte, rohrartige Körper erhalten werden. Damit können diese hinsichtlich der Konstruktion, Fertigungsparameter und der Werkstoffauswahl und -ausnutzung optimal ausgelegt werden. Die Funktion "Verteilen" wird demgegenüber von in den unterschiedlichen Geometrien ausgebildeten Bauteilen übernommen, an die ein oder mehrere Speicherkörper angeschlossen sein können. Auch die Auslegung der die Funktion "Verteilen" erfüllenden Verteilerkörper erlaubt eine Optimierung der Konstruktion, der Fertigungsparameter und der Werkstoffauswahl hinsichtlich dieser funktionsspezifischen Kriterien. Der aus diesen Komponenten modular aufgebaute Hochdruckspeicher umfasst somit die Funktionen "Speichern" und "Verteilen" optimal erfüllende Bauelemente, da diese hinsichtlich ihrer auszuführenden Funktion optimal gestaltet werden können. Kompromissbehaftete Lösungen, die aufgrund einer fehlenden Trennung der Funktionen "Speichern" und "Verteilen" bisher eingesetzt werden, können durch die Lösung gemäß der vorgeschlagenen Erfindung nunmehr ersetzt werden.

Durch die Gestaltung eines Hochdruckspeicherraumes gemäß der vorgeschlagenen Lösung lassen sich unter Ausnutzung des Baukastenprinzipes unterschiedlich hinsichtlich ihrer Längenerstreckung und ihrer Bauraum beanspruchenden Außenabmessungen, spezifisch hinsichtlich ihrer Speichervolumina und Anschlussorientierungen an weitere Komponenten des Einspritzsystemes konfigurierte Hochdrucksammelräume realisieren, so dass den unterschiedlichsten Einbaugeometrien Rechnung getragen werden kann. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass mit einer geringen Anzahl unterschiedlicher, jeweils hinsichtlich ihrer Funktion optimierter Einzelteile eine große Variantenvielfalt von Kundenwünschen berücksichtigt werden kann.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen mehrteiligen Hochdruckspeicher mit kubisch konfiguriertem Verteilerkörper,

Fig. 2 einen mehrteiligen Hochdruckspeicher mit sphärischem Ventilkörper und

Fig. 3 zwei mit einem rundstabförmigen Verteilerkörper verbundene rohrförmige Speicherkörper

Ausführungsvarianten

Fig. 1 zeigt einen mehrteiligen Hochdruckspeicher mit kubisch konfiguriertem Verteilerkörper.

Fig. 1 ist eine erste Ausführungsvariante eines mehrteilig ausgeführten Hochdruckspeichers 1 entnehmbar, der einen im Wesentlichen rohrartig konfigurierten Speicherkörper 2 und einen damit an einer Verbindungsstelle 4 verbundenen Verteilerkörper 5 aufweist. Der rohrförmig ausgebildete Speicherkörper 2 ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse 9 und umfasst eine Wandung 3, die in einer Wandstärke 25 ausgebildet ist. An der Verbindungsstelle 4 ist der rohrartig konfigurierte Speicherkörper 2 mit einem in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 kubisch ausgebildeten Verteilerkörper 5 verbunden. Der Verteilerkörper 5 - hier in Würfelform ausgebildet - umfasst an seinen jeweils in einem Winkel von 90° zueinander orientierten Flächen 7 Hochdruckanschlüsse 6, welche als Verbindungselemente ausgeführt sind. Die Hochdruckanschlüsse 6 sind auf den Flächen 7 des kubisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 jeweils mittig angeordnet, was eine gleichmäßige mechanische Belastung der einzelnen Flächen 7 zur Folge hat. An den als Hochdruckanschlüsse dienenden Verbindungsstellen 6 können Außengewinde angebracht sein, über welche die einzelnen Verbindungsstellen 6 in entsprechend ausgebildete Endabschnitte eines rohrartig konfigurierten Speicherkörpers 2 eingeschraubt werden können. Anstelle einer Schraubverbindung an der Verbindungsstelle 4 können der kubisch ausgebildete Verteilerkörper 5 und der Speicherkörper 2 auch miteinander verschweißt werden. An der Verbindungsstelle 4 kann neben einer Laserschweißstelle auch eine widerstands- oder reibgeschweißte Verbindung ausgebildet sein, ferner ist die Ausbildung der Verbindungsstelle 4 als Lötstelle möglich. Der Verteilerkörper 4 selbst kann als Gussteil ausgebildet werden z. B. in GGG, GTS oder in GS. Der Verteilerkörper 5 kann daneben auch als ein Schmiedeteil beschaffen sein; die einzelnen Flächen 7 des Verteilerkörpers 4 können auch aneinander auf dem Wege mittels eines thermischen Fügeverfahrens wie z. B. des Schweißens oder des Lötens miteinander verbunden sein. Bohrungen 8, welche die einzelnen Verbindungsstellen 6, die als Hochdruckanschlüsse dienen, jeweils durchsetzen, erlauben ein Abströmen des vom Speicherkörper 2 in das Innere des Verteilerkörpers 5 einströmenden Kraftstoffs in die Einspritzleitungen, die zu den jeweiligen, entsprechend der Zylinderzahl der selbstzündenden Brennkraftmaschine vorhandenen elektrisch ansteuerbaren Einspritzventile führen.

Ein zum Speicherkörper 2 korrespondierender weiterer Speicherkörper 2 kann auf der dem Speicherkörper 2 gegenüberliegenden Seite 7 des kubisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 angeordnet werden, so dass sich die beiden Speicherkörper 2 in Bezug auf den kubisch ausgebildeten Verteilerkörper 5 einander gegenüberliegen. Anstelle der Längsanordnung der beiden rohrartig konfigurierten Speicherkörper 2 kann - je nach an der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine vorhandenen Einbauverhältnissen - ein weiterer rohrartig konfigurierter Speicherkörper 2 auch auf der oberen Fläche 7 des kubisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 angeordnet werden, so dass sich eine gewinkelte Anordnung der beiden rohrartigen Speicherkörper 2 in Bezug aufeinander ergibt. Nach Art eines Baukastensystems kann der mehrteilige Hochdruckspeicher 1 aus der ersten Komponente 2, d. h. mit dem die Speicherfunktion erfüllenden Komponente sowie der zweiten Komponente, d. h. dem Verteilerkörper 5, welcher die Verteilerfunktion übernimmt, entsprechend den Einbauverhältnissen im Zylinderkopfbereich einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine konfiguriert werden.

Fig. 2 zeigt einen mehrteilig ausgebildeten Hochdruckspeicher mit sphärischem Verteilerkörper.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, dass der Verteilerkörper 5 annähernd kugelförmig ausgebildet ist. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist der Verteilerkörper 5 in einer Ebene geschnitten. Der Verteilerkörper 5 umfasst jeweils in einem Winkel von 90° (vergleiche Bezugszeichen 18) versetzt, an der Außenseite zueinander angeordnete Verbindungsstellen 16. Die Verbindungsstellen können z. B. mit einem Außengewinde 17 versehen sein, so dass Hochdruckleitungen in einfacher Weise an diese angeschlossen werden können. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein rohrförmiger Speicherkörper 2 mit einer der Verbindungsstellen 16 an der Umfangsfläche des Verteilerkörpers 5 verbunden. Der Endbereich des rohrförmigen Speicherkörpers 2, der symmetrisch zur Symmetrieachse 9 ausgebildet ist, kann dazu mit einem Innengewinde 15 versehen werden, welches auf das korrespondierende Außengewinde 17 des Anschlusszapfens 16 aufgeschraubt wird. Beim Fügen des Verteilerkörpers 5 mit einem Speicherkörper 2 wird eine Abdichtung 36 durch die Anlage der kegelförmig ausgebildeten Auslaufstelle des Anschlusszapfens 16 mit dem entsprechenden Widerpart im Inneren des Speicherkörpers 2 gebildet. Das Vorsehen eines separaten Dichtelementes zur Abdichtung des Hohlraumes 10 im Inneren des Speicherkörpers 2 in Bezug auf den Anschlusszapfen 16 mit Außengewinde 17 ist nicht erforderlich.

Dem in Fig. 2 dargestellten an der linken Seite des Verteilerkörpers 5 angeordneten rohrartigen Speicherkörper 2 kann auf der gegenüberliegenden Seite des Verteilerkörpers 5 am dort vorgesehenen Anschlusszapfen 16 mit Außengewinde 17 ein weiterer rohrförmig ausgebildeter Speicherkörper 2 gegenüberliegen. Die in der vertikalen Achse in Bezug auf den Verteilerkörper 5 einander gegenüberliegenden Anschlusszapfen 16, jeweils mit einem Außengewindeabschnitt 17 versehen, dienen dem Anschluss von Leitungen zu Einspritzventilen, die in der Darstellung gemäß Fig. 2 im Einzelnen nicht näher dargestellt sind.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist im Inneren des Verteilerkörpers S. dessen Wandstärke größer bemessen ist als die Wandungsstärke der Wand 3 des rohrförmigen Speicherkörpers 2, ein sternförmig ausgebildetes Kanalsystem 14 ausgebildet. Das Zentrum des sternförmig ausgebildeten Kanalsystems 14 bildet eine Zentralbohrung 13, die senkrecht zur Zeichen­ ebene verläuft. Von der Zentralbohrung 13 aus zweigen die einzelnen, die Kanäle darstellenden Querbohrungen im Inneren des sphärischen Verteilerkörpers 5 ab.

Der Vorteil dieser Ausführungsvariante ist darin zu erblicken, dass aufgrund der sphärischen Ausbildung des in Fig. 2 dargestellten Verteilerkörpers 5 eine günstige Druckverteilung und damit eine gleichmäßige mechanische Beanspruchung des Verteilerkörpers 5 erzielt werden kann. Auch dem in Fig. 2 dargestellten Verteilerkörper 5 wohnt eine große Stabilität inne, d. h. die Einspritzleitungen, die zu den Einspritzventilen führen, wie auch die am Verteilerkörper 5 anschließbaren rohrförmig ausgebildeten Speicherkörper 2, können entweder einander gegenüberliegend bzw. in einem Winkel von 90° zueinander am Verteilerkörper 5 aufgenommen werden.

Dies gestattet eine jeweils an die Funktion "Speichern" optimal angepasste Ausbildung des Speicherkörpers 2 als auch an eine die Funktion "Verteilen" optimal gestaltende Auslegung des hier sphärisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5. Die jeweils funktions- und werkstoffoptimierten Komponenten des mehrteiligen Hochdruckspeichers 1 gestatten eine hohe Einbauflexibilität, wobei auf ein Dichtelement an den jeweiligen Verbindungsstellen 4 zwischen den Verbindungselementen 16, 17 des Verteilerkörpers 5 einerseits und dem Verbindungselement 15, d. h. dem Innengewinde im Endabschnitt 11 des rohrförmig ausgebildeten Speicherkörpers 2 verzichtet werden kann. Die Dichtwirkung sowohl an den Einspritzleitungen, die zu den Einspritzventilen führen, als auch die Dichtwirkung an den die Speicherkörper 2 mit dem Verteilerkörper 5 verbindenden Dichtstellen wird durch an den Verbindungselementen 16 ausgebildete Dichtflächen 36 erreicht, die mit jeweils korrespondierenden Dichtflächen im Bereich der Endabschnitte 11 im Inneren des Speicherkörpers 2 angeordnet sind.

Der Durchmesser der Hohlräume 10 im Inneren der rohrförmigen Speicherkörper 2 ist größer bemessen als der Durchmesser des Kanalsystemes 14, welches in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 sternförmig im Inneren des Verteilerkörpers 5 angeordnet ist, und mit einer diesen durchziehenden Zentralbohrung 13 in Verbindung steht. Neben der in Fig. 2 dargestellten, in einem Winkel von 90° zueinander angeordneten Ausbildung der Verbindungselemente 16 - hier mit Außengewindeabschnitt 17 versehen - lassen sich die je einzelnen Kanäle im Inneren des sphärisch ausgebildeten Verteilerkörpers 5 auch in anderen Winkelstellungen zueinander im Inneren des Verteilerkörpers 5 ausbilden, wodurch dessen mechanische Eigenschaften hinsichtlich der Schwellfestigkeit bei schwellenden Druckbelastungen nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass am Verteilerkörper 5, senkrecht zur Zeichenebene liegend, weitere Anschlüsse vorgesehen sein können, über welche der Verteilerkörper 5 weitere Einspritzventile mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, welcher aus dem Hohlraum 10 der rohrförmigen Speicherkörper 2 aus ansteht, versorgt. Daneben lässt sich auch ein Anschluss einer Hochdruckpumpe an einem der senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 2 verlaufenden Zentralbohrung 13 des sphärisch konfigurierten Verteilerkörpers 5 vorstellen.

Fig. 3 zeigt zwei mit einem rundstabförmig ausgebildeten Verteilerkörper verschraubte rohrförmige Speicherkörper.

In Fig. 3 ist ein rundstabförmiger Verteilerkörper 20 dargestellt, der von einer zentralen Bohrung durchsetzt wird. Die Bohrung ist in einem Querschnitt 33 ausgebildet, der geringer ist als der Querschnitt 31, in dem die Innenräume 10 der beiden mit dem rundstabförmig ausgebildeten Verteilerkörper 20 verbundenen rohrförmigen Speicherkörper 27 bzw. 28 ausgebildet sind. Wie der Darstellung gemäß Fig. 3 weiter entnommen werden kann, ist in dieser weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens der rundstabförmig ausgebildete Verteilerkörper 20 mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Speicheranschlüssen 40 bzw. 41 versehen. Am ersten Speicheranschluss 40 ist der erste Speicherkörper 27 aufgenommen, während am zweiten Speicheranschluss 41 ein weiteres Speicherkörperbauteil, d. h. der zweite Speicherkörper 28 angeschlossen ist.

In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 sind der erste Speicheranschluss 40 sowie der zweite Speicheranschluss 41 jeweils mit Außengewindeabschnitten, analog zur Darstellung der Verbindungselemente 16 gemäß Fig. 2 - versehen. Anstelle der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante der Verbindungselemente 40 bzw. 41 als verschraubbare Bauteilkomponenten, kann eine Verbindung des rohrförmig ausgebildeten ersten Speicherkörpers 27 und des ebenfalls rohrförmig ausgebildeten Speicherkörpers 28 auch über eine Schweißverbindung, d. h. eine stoffschlüssige Verbindung mit dem ersten Speicheranschluss 40 und dem zweiten Speicheranschluss 41 des rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörpers 20 in Frage kommen. Neben einem Verschweißen, welches durch das Laserschweißverfahren bzw. Widerstandsschweißverfahren oder auch des Reibschweißens erfolgen kann, steht als weiteres thermisches Fügeverfahren der Komponenten des Hochdruckspeichers 1, d. h. des ersten und des zweiten Speicherkörpers 27 bzw. 28 mit dem rundstabförmig ausgebildeten Verteilerkörper 20 das Löten zur Verfügung.

Der in Fig. 3 als rundstabförmig konfiguriertes Bauteil ausgebildete Verteilerkörper 20 kann als Gussteil in einer Wandstärke 35 ausgebildet werden, welche höher ist als die Wandstärke 25 des ersten Speicherkörpers 27 bzw. des weiteren Speicherkörpers 28. Der rundstabartig ausgebildete Speicherkörper 20 kann ein Gussteil (z. B. gefertigt aus GGG, GTS, GS) sein; darüber hinaus kann der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 auch als Schmiedeteil oder auf dem Wege des Zerspanens z. B. als Drehteil hergestellt werden. Der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 gemäß der Darstellung in Fig. 3 umfasst eine erste Ebene 21 und eine zweite Ebene 22, in der die Verteileranschlüsse 37, 38 und 39 liegen, von denen in der Darstellung gemäß Fig. 3 nur der erste Verteileranschluss 37 dargestellt ist. Die Anordnung der Verteileranschlüsse 37, 38, 39 und weiterer, hier nicht dargestellter Anschlüsse in den Ebenen 21 bzw. 22 gestattet es, entsprechend der axialen Baulänge 34 des rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörpers 20 bis zu 8 verschiedene Einspritzventile einer 8-Zylinder Verbrennungskraftmaschine zu beaufschlagen. Entsprechend der Zylinderzahl der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine, die mindestens 3 und bis zu 8 oder mehr Einzelzylinder umfassen kann, können unterschiedlich dimensionierte rundstabartig konfigurierte Verteilerkörper 20 eingesetzt werden.

Die in den hier dargestellten Speicherkörpern 27 bzw. 28 aufnehmbaren Kraftstoffmengen können durch den Innendurchmesser 31 der Speicherkörper 27 bzw. 28 variiert werden, wobei die Wandstärke 25 dieser Speicherkörper 27 bzw. 28 stets so bemessen ist, dass eine ausreichende Hochdruckfestigkeit unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet ist. Hinsichtlich der Baulänge 26 der einzelnen hier dargestellten ersten Speicherkörper 27 bzw. des weiteren Speicherkörpers 28 steht ein weiterer Parameter hinsichtlich der Variation der Baulänge sowie hinsichtlich der Variation der Speichervolumina zur Verfügung. Mit einer geringen Anzahl von Einzelteilen lässt sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene, das Baukastenprinzip verwirklichende Lösung eine große Variantenvielfalt zur Anpassung an individuelle Kundenwünsche realisieren.

Der erste Speicherkörper 27 bzw. der weitere, zweite Speicherkörper 28 sind aufgrund fehlender Querbohrungen geringerer Materialbelastung als der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 ausgesetzt. Diesem Umstand Rechnung tragend, kann sowohl der erste Speicherkörper 27 als auch der weitere Speicherkörper 28 hinsichtlich seines Fertigungsprozesses und hinsichtlich der Materialauswahl optimiert werden, so dass diese Bauteile an die spezifischen Erfordernisse der Funktion "Speichern" angepasst werden können, ohne Kompromisse hinsichtlich des Vorhaltens von Querbohrungen, die senkrecht zu den Hohlräumen 10 die Wandung der Speicherkörper 27 bzw. 28 zu berücksichtigen, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Varianten die eigentliche Funktion der Speicherkörper 27 bzw. 28 durch Verschneidungen hinsichtlich der Dauerfestigkeit erheblich schwächen.

In der Darstellung gemäß Fig. 3 sind die Stirnseiten des rohrförmig ausgebildeten ersten Speicherkörpers 27 bzw. des ebenfalls rohrförmig ausgebildeten weiteren, zweiten Speicherkörpers 28 mit Bezugszeichen 29 gekennzeichnet. Hinter der Stirnseite 29, d. h. vom rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörper 20 wegweisenden Bereich der Speicherkörper 27 bzw. 28 ist eine Querschnittserweiterung 30 ausgebildet, innerhalb der ein Innengewinde 15 analog zur Darstellung des Speicherkörpers 2 gemäß Fig. 2 aufgenommen sein kann.

Der rundstabartig ausgebildete Verteilerkörper 20 ist in einer stärkeren Materialstärke 35 ausgebildet, verglichen zur Materialstärke 25 der Wandung des ersten Speicherkörpers 27 bzw. des zweiten Speicherkörpers 28. Die Wandung des rundstabartig ausgebildeten Verteilerkörpers 20 wird von senkrecht zu dessen Zentralbohrung verlaufenden Querbohrungen 32 durchsetzt, was bei der Dimensionierung dieses Bauteiles durch die Entkoppelung der Funktion "Speichern" und durch die Konzentration auf die Funktion "Verteilen" berücksichtigt werden kann. Im Vergleich zum Querschnitt der Hohlräume 10 des ersten Speicherkörpers 27 bzw. des weiteren, zweiten Speicherkörpers 28 ist der Querschnitt 33 der den rundstabartigen Verteilerkörper 20 durchziehenden Zentralbohrung geringer bemessen.

Allen Ausführungsvarianten gemäß der Fig. 1, 2 und 3 wohnt der Vorteil inne, dass über eine geringe Anzahl von Bauteilen eine hohe Variantenvielfalt erreicht werden kann. Es lassen sich unterschiedliche Speichervolumina eines mehrteiligen Hochdruckspeichers 1 durch Variation der Innendurchmesser 31 der Speicherkörper 2, 27 bzw. 28, die die erste Komponente des Hochdruckspeichers 1 darstellen, erzielen; ferner ist die axiale Länge 26 der ersten Komponenten, d. h. der Speicherkörper 2, 27 und 28 variabel. Ferner lassen sich mit der erfindungsgemäßen Lösung einem Verteilerkörper 2 bzw. 20 - sei er kubisch, sphärisch oder rundstabartig ausgebildet - mehrere Speicherkörper 2, 27 bzw. 28 zuordnen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Modul-Lösung eines Hochdruckspeichers 1 erlaubt darüber hinaus eine bessere Werkstoffausnutzung und eine insgesamt gesehen kostengünstigere Fertigung.

Bezugszeichenliste

1

mehrteiliger Hochdruckspeicher

2

Speicherkörper

3

Wandung

4

Verbindungsstelle

5

Verteilerkörper

6

Hochdruckanschluss (Verbindungselement)

7

Fläche

8

Bohrung

9

Symmetrieachse

10

Hohlraum

11

Endabschnitt

12

Gewindeverbindung

13

Zentralbohrung

14

Bohrungssystem

15

Innengewinde

16

Anschlusszapfen (Verbindungselement)

17

Außengewinde

18

90°-Konfiguration

19

Kreissegment

20

stabförmiger Verteilerkörper

21

erste Symmetrieebene

22

zweite Symmetrieebene

23

Symmetrielinie stabförmiger Verteilerkörper

24

Symmetrielinie rohrförmiger Speicherkörper

25

Wandstärke

26

Axiallänge

27

erster Speicherkörper

28

weiterer, zweiter Speicherkörper

29

Stirnseite

30

Querschnittserweiterung

31

Querschnittsfläche

32

Querbohrung

33

Querschnittszentralbohrung Verteilerkörper

34

Axiallänge Verteilerkörper

35

Wandstärke Verteilerkörper

36

Dichtfläche

37

erster Verteileranschluss (Verbindungselement)

38

zweiter Verteileranschluss (Verbindungselement)

39

dritter Verteileranschluss (Verbindungselement)

40

erster Speicheranschluss (Verbindungselement)

41

zweiter Speicheranschluss (Verbindungselement)

Claims (15)

1. Hochdruckspeicher (1) für Kraftstoff für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstofthochdruckpumpe, die den Hochdruckspeicher (1) mit Kraftstoff versorgt, aus welchem der Kraftstoff elektrisch gesteuerten Einspritzventilen zur Einspritzung in die Brennräume einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird und der Hochdruckspeicher (1) einen langgestreckten, rohrartigen Speicherkörper (2; 27, 28) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckspeicher (1) funktionsspezifische, die Funktion "Speichern" bzw. die Funktion "Verteilen" darstellende erste und zweite Komponenten (2, 27, 28; 5, 20) mit Verbindungselementen (15; 6, 16, 17; 37, 38, 39; 40, 41) enthält, mit dem die ersten und zweiten Komponenten (2, 27, 28; 5, 20) an Verbindungsstellen (4) beliebig miteinander verbindbar sind.

2. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Komponenten (2, 27, 28) als queröffnungsfreie, rohrartige Speicherkörper ausgebildet sind.

3. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Komponenten (5, 20) als Verteilerkörper ausgeführt sind.

4. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Komponenten (2, 27, 28) und die zweiten Komponenten (5, 20) an den Verbindungsstellen (4) dichtelementefrei miteinander verbunden sind.

5. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkörper (5) kubisch ausgebildet sind.

6. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkörper (5) sphärisch ausgebildet sind.

7. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkörper (5) rundstabförmig ausgebildet sind.

8. Hochdruckspeicher gemäß der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (6, 16, 37, 38, 39, 40, 41) der zweiten Komponenten (5, 20) Dichtflächen (36) aufweisen, die mit Dichtflächen an den Verbindungselementen (15, 30) der ersten Komponenten (2, 27, 28) eine Abdichtung bilden.

9. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrielinie (9, 24; 23) der ersten Komponenten (2, 27, 28) an der zweiten Komponenten (S. 20) miteinander fluchten.

10. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrielinie (9, 24; 23) Achsen von Hohlräumen (10) in den ersten Komponenten (2, 27, 28) und den zweiten Komponenten (5, 20) sind.

11. Hochdruckspeicher gemäß der Ansprüche 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Verbindungselemente (16, 17) anschließende Kanäle (14) in den zweiten Komponenten (5, 20) sternförmig erstrecken.

12. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (14, 32) in den zweiten Komponenten (5, 20) in 90°-Konfiguration (18) zueinander angeordnet sind.

13. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Komponenten in (5, 20) Verbindungselemente (16, 17; 40, 41) zum Anschluss mindestens einer ersten Komponente (2, 27, 28) sowie zum Anschluss von Einspritzventilzuleitungen aufweisen.

14. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (40, 41) für die ersten Komponenten (2, 27, 28) und die zweiten Komponenten (5, 20) einander gegenüberliegend ausgebildet sind.

15. Hochdruckspeicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Komponenten (2, 27, 28) Hohlräume (10) in einem ersten Durchmesser (31) umfassen, der größer ist als ein zweiter Durchmesser (33) von Hohlräumen der zweiten Komponenten (5, 20) und die ersten Komponenten (2, 27, 28) eine Wandstärke (25) aufweisen, die geringer ist als eine Wandstärke (35) der zweiten Komponenten (5, 20).