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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Common-Rail wie beispielsweise Hochdruck-Kraftstoffverteiler, Block-Rails
oder dergleichen in einem Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselmotoren
und insbesondere ein Common-Rail für Dieselmotoren, bei denen
Teile eines Verzweigungslochs oder von Verzweigungslöchern in
einem Hauptrailrohr und eine gesamte periphere Innenfläche des
Hauptrailrohrs hinsichtlich ihrer Ermüdungsfestigkeit gegenüber Innendrücken verbessert
werden.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Als Common-Rail in Kraftstoffeinspritzsystemen
für Dieselmotoren
ist eine Konfiguration bekannt, bei der zum Beispiel, wie in 7 gezeigt, ein Verzweigungsloch 11-2,
das in einer peripheren Wand eines aus einem kreisförmigen Rohr
hergestellten Hauptrohrs, das mit einem internen Strömungsdurchgang 11-1 verbunden
werden soll, zu einer nach außen
offenen Druckaufnahmesitzfläche 11-3 führt, ein
zylinderförmiger Buchsennippel 13 auf
einer peripheren Außenwand
des Hauptrohrs 11 in der Nähe der Druckaufnahmesitzfläche durch
Schweißen
oder Hartlöten
angebracht ist, eine Drucksitzfläche 12-3 eines
Verbindungskopfs 12-2 auf einem Verzweigungsrohr 12 zum
Anliegen an und in Eingriff mit der Druckaufnahmesitzfläche 11-3 des Hauptrohrs 11 gebracht
wird und eine Verbindung durch ein einem Drücken unterhalb eines Halses
des Verbindungskopfs 12-2 entsprechendes [sic] Verklemmen
erzielt wird, das durch das Verschrauben des Buchsennippels 13 und
einer zuvor auf das Verzweigungsrohr aufgesetzten Klemmmutter 14 bewirkt
wird. In der Figur bezeichnet die Bezugszahl 12-1 einen
Strömungsdurchgang
im Verzweigungsrohr 12.
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Das Common-Rail dieser Art beinhaltet
jedoch die Möglichkeit,
dass an einem peripheren Innenrand P eines unteren Endes des Verzweigungslochs 11-2 aufgrund
des Innendrucks in dem Hauptrohr 11 und axialer Kräfte, die
an der Druckaufnahmesitzfläche 11-3 entsprechend
dem Drücken
des Verbindungskopfs 12-2 des Verzweigungsrohrs 12 anliegen,
eine große
Spannung erzeugt wird und so ein Riss mit dem peripheren Innenrand
P als Startpunkt erzeugt werden kann, der ein Lecken bewirkt.
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Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung
hat [sic] als Gegenmaßnahme
zu Obigem ein Common-Rail vorgeschlagen, bei dem ein maximaler Spannungswert
an einem peripheren Innenrand P eines unteren Endes eines Verzweigungslochs
verringert ist und die Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
erhöht
wird.
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Zum Beispiel (1) ein Common-Rail
mit erhöhter
Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke,
bei dem die an dem peripheren Innenrand des unteren Endes des Verzweigungslochs
erzeugte Spannungskonzentration durch Ausbilden eines abgeflachten
Teils durch ein Pressverfahren an einer peripheren Innenfläche eines Hauptrohrs
zu einen Verzweigungsloch hin relaxiert wird (siehe JP-A-10-246168),
und (2) ein Common-Rail mit erhöhter
Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke,
bei dem Restdruckspannungen in und um ein Ende des zu dem Strömungsdurchgang
des Hauptrohrs offenen Verzweigungslochs ausgebildet werden, um
dadurch eine an dem peripheren Innenrand des unteren Endes des Verzweigungslochs
durch hohe Innendrücke
in dem Hauptrohr erzeugte Zugspannung aufzuheben (siehe JP-A-10-306757, JP-A-10-318081,
JP-A-10-318082, JP-A-10-318083,
JP-A-10-318086 und so weiter). Als Verfahren zur Ausbildung von
Restdruckspannungen in einem und um ein Ende des zu dem Strömungsdurchgang
in dem Hauptrohr offenen Verzweigungslochs wird ein Verfahren zum
Anlegen von Druckkräften
durch ein Pressensystem oder dergleichen, ein Verfahren mit dem
Aufbringen von Druck in einem Strömungsdurchgang eines Hauptrohrs,
ein Rohrdehnungsverfahren mit einem mechanischen Aufbringen von
Druckkräften
aus dem Inneren eines Hauptrohrs in einer zu dem Rohr diametralen
Richtung, ein Durchmesserdehnungsverfahren mit einem mechanischen
Aufbringen von Druckkräften
aus dem Inneren eines Verzweigungsrohrs in einer zu dem Rohr diametralen
Richtung oder dergleichen übernommen.
Außerdem
werden vorgeschlagen: (3) ein Common-Rail mit erhöhter Ermüdungsfestigkeit gegen
Innendrücke,
bei dem die an einem peripheren Innenrand des unteren Endes eines
Verzweigungslochs erzeugte Spannungskonzentration relaxiert wird
durch tiefes Einführen
eines Verzweigungsrohrs oder eines Verzweigungsanschlusses in ein
Verzweigungsloch und Befestigen des Rohrs oder Anschlusses an einem Spitzenende
des Rohrs oder Anschlusses, das in das Innere eines Strömungsdurchgangs
von einer peripheren Innenwandfläche
eines Hauptrailrohrs vorsteht (japanische Patentanmeldung Nr. 2001-387366),
und (4) ein Common-Rail mit erhöhter
Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke,
bei dem die an dem peripheren Innenrand eines unteren Endes eines
Verzweigungslochs erzeugte Spannungskonzentration relaxiert wird
durch Vorsehen einer abgeflachten Oberfläche an einem Ende eines zu
einem Strömungsdurchgang
eines Hauptrailrohrs offenen Verzweigungslochs und Befestigen des
Verzweigungsrohrs in einem Zustand, in dem das Verzweigungsrohr
von der abgeflachten Oberfläche
in den Strömungsdurchgang
vorsteht (japanische Patentanmeldung Nr. 2001-11772).
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Die Common-Rails, die von den Erfindern
der vorliegenden Anmeldung zuvor vorgeschlagen wurden, beinhalten
die folgenden unten beschriebenen und zu verbessernden Merkmale.
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Bei (1) einem Common-Rail mit erhöhter Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke,
bei dem die an dem peripheren Innenrand des unteren Endes des Verzweigungslochs
erzeugte Spannungskonzentration durch Ausbilden eines Teils relaxiert
wird, das durch ein Pressverfahren an einer peripheren Innenfläche eines Hauptrohrs
zu einem Verzweigungsloch hin abgeflacht wird, und (2) einem Common-Rail
mit erhöhter
Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke,
bei dem Restdruckspannungen in und um ein Ende des zu einem Strömungsdurchgang
des Hauptrohrs offenen Verzweigungslochs ausgebildet werden, um
dadurch eine an dem peripheren Innenrand des unteren Endes des Verzweigungslochs
durch hohe Innendrücke
in dem Hauptrohr erzeugte Zugspannung aufzuheben, wird die Gegenmaßnahme auf
dem abgeflachten Teil oder einem Teil wirksam, bei dem eine Restspannung
vorliegt, hat aber keine geeignete Wirkung auf andere als diese
Teile, das heißt
den Strömungsdurchgang
des Hauptrohrs oder einen Strömungsdurchgang
des Verzweigungslochs. Auch wird bei (3) und (4), bei dem das Verzweigungsrohr
dazu gebracht wird, in das Innere des Strömungsdurchgangs über die
periphere Innenwandfläche
des Hauptrailrohrs vorzustehen, die Spannungskonzentration an Eckteilen
des Strömungsdurchgangs
im Verzweigungsloch zwar aufgelöst,
aber eine Verschlechterung der Ermüdungsfestigkeit gegen Innendrücke ist
unvermeidbar, da Hartlöten
notwendig ist, um die Techniken (3) und (4) auszuführen, und
weil Teile, die solchen Wärmeeinflüssen unterliegen,
notwendigerweise in ihrer Festigkeit beeinträchtigt werden.
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Während
der Stelldruck für
Common-Rails bei Kraftstoffsystemen für Dieselmotoren herkömmlicherweise
bei 135 MPa lag, ist derzeit ein bis zu 160 MPa hoher Druck üblich, und
für die
Zukunft werden zudem Common-Rails
für 180
MPa entwickelt. Dementsprechend muss die für Common-Rails erforderliche
Festigkeit in der Lage sein, einem Pulsieren entsprechend +20 MPa
zu genügen,
und es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft Common-Rails benötigt werden,
die bei 200 MPa (180 MPa + 20 MPa) verwendbar sind.
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Die Erfindung erfolgte, um die oben
genannten Probleme zu lösen
und Systemen mit einem hohen Stelldruck von etwa 200 MPa Rechnung
zu tragen, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Common-Rail bereitzustellen,
bei dem ein Strömungsdurchgang
in einem Hauptrailrohr und Teile eines Verzweigungslochs in ihrer Haltbarkeit
verbessert werden, während
die Teile des Verzweigungslochs hinsichtlich ihrer Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
verbessert werden.
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KURZE DARSTELLUNG DER
ERFINDUNG
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Um die obige Aufgabe zu lösen, weist
ein erfindungsgemäßes Common-Rail
für Dieselmotoren
mit einem Verzweigungsloch, das in einem Hauptrailrohr ausgebildet
ist, das einen Strömungsdurchgang
in einer Axialrichtung aufweist, und das mit dem Strömungsdurchgang
verbunden werden soll, das Merkmal auf, dass die Spannungskonzentration
in der Nähe
des peripheren Innenrandes von Öffnungen
der Verzweigungslöcher relaxiert
wird und dann eine gesamte periphere Innenfläche des Hauptrailrohrs und
die Verzweigungslöcher einer
Autofrettage-Verarbeitung unterzogen werden, das Merkmal, dass zumindest
Umgebungen von Öffnungen
der Verzweigungslöcher
abgeflacht sind, um eine Spannungskonzentration zu relaxieren, und
dann eine gesamte periphere Innenfläche des Hauptrailrohrs und
die Verzweigungslöcher
einer Autofrettage-Verarbeitung unterzogen werden, das Merkmal,
dass Druckkräfte
auf die Umgebungen von Ende der Verzweigungslöcher, die zu dem Hauptrailrohr
offen sind, aufgebracht werden, um in den Umgebungen der Öffnungen
der Verzweigungslöcher
Restdruckspannungen zu belassen, um eine Spannungskonzentration
zu relaxieren, und dann eine gesamte periphere Innenfläche des
Hauptrailrohrs und die Verzweigungslöcher einer Autofrettage-Verarbeitung
unterzogen werden, und das Merkmal, dass eine Spannungskonzentration
in der Umgebung der Verzweigungslöcher relaxiert wird, indem
Spitzenenden von Verzweigungsrohren tief in die Verzweigungslöcher über eine
periphere Innenfläche
des Hauptrailrohrs hinaus bis zum Inneren des Strömungsdurchgangs eingeführt und
die Verzweigungsrohre fest mit dem Hauptrailrohr verbunden werden
und dann eine gesamte periphere Innenfläche des Hauptrailrohrs und
die Innenseiten von Verbindungen der Verzweigungslöcher einer Autofrettage-Verarbeitung
unterzogen werden. Autofrettage bedeutet hier das Aufbringen von
Spannungen durch Ausüben
von Druckkräften
auf ein Rohr mittels eines internen Drucksystems.
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Es ist allgemein bekannt, dass, wenn
die Autofrettage-Verarbeitung auf ein dickwandiges Rohr angewandt
wird, Restdruckspannungen erzeugt werden und daraus eine Verbesserung
der Ermüdungsfestigkeit gegen
Innendrücke
resultiert. Bei Common-Rails für
Dieselmotoren werden jedoch die folgenden Nachteile bewirkt, wenn
eine Autofrettage ohne Anwendung der Verarbeitungsschritte der herkömmlichen
(1) bis (4) auf ein Rohrmaterial angewandt wird.
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Für
den Fall zum Beispiel, dass ein Verzweigungsloch von 0,3 mm in einem
Hauptrohr ausgebildet wird, das einen Außendurchmesser von 24 mm, einen
Innendurchmesser von 7 mm, eine Rohrzugfestigkeit von Ts = 650 MPa
und eine Dehngrenze von Yp = 450 MPa aufweist und bei dem eine Umfangsspannung
auf einer Innenfläche
sich nach dem Anlegen eines Innendrucks von 100 MPa auf 240 MPa
beläuft,
resultiert eine maximale Zugspannung an einem offenen peripheren
Rand des Verzweigungslochs in Umfangsrichtung der Innenfläche in einer
Spannungskonzentration von 531 MPa (das 2,6-fache von 240 MPa).
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Für
den Fall hingegen, dass der Druck, bei dem die Autofrettage-Verarbeitung
angewandt wird, den Druck erreicht, bei dem ein Teil des Hauptrohrs
bis zur Mitte der Wanddicke einer plastischen Deformation unterliegt,
wird entsprechend einer Spannungsberechnungsformel (Trescas Formel)
ein Innendruck von 350 MPa benötigt.
Wenn der Druck der Autofrettage-Verarbeitung angewandt wird, unterliegt
ein Ort einer Spannungskonzentration an dem sich öffnenden
peripheren Rand des Verzweigungslochs der gleichen Last wie das 2,6-fache
des Drucks auf die anderen Teile. Es kann insbesondere leicht abgeschätzt werden,
dass der Ort der Spannungskonzentration an dem sich öffnenden
peripheren Rand des Verzweigungslochs in den gleichen Zustand versetzt
wird wie denjenigen, wenn ein Druck von 910 MPa, das heißt das 2,6-fache
von 240 MPa, angelegt wird, und einen Bruch erleidet.
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Für
den Fall andererseits, dass ein Druck ausgewählt wird, um Restdruckspannungen
an dem Ort der Spannungskonzentration zu belassen, beträgt eine
erzeugte Spannung das 2,6-fache von 350 MPa, so dass ein Wert von
134,6 MPa ausgewählt
werden kann, der durch Dividieren von 350 MPa durch 2,6 erhalten
wird. Es zeigt sich, dass der Wert niedriger als ein erforderlicher
Arbeitsdruck von 160 MPa ist und eine Verwendung bei einem Druck über 134,6
MPa nicht möglich
ist.
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Aus der obigen Beschreibung kann
abgeleitet werden, dass der Druck, bei dem eine geeignete Restspannung
erhalten wird, weder für
den Fall vorliegt, in dem auf den Strömungsdurchgang in dem Hauptrohr abgezielt
wird, noch in dem Fall, in dem auf den Ort der Spannungskonzentration
abgezielt wird. Aus dem Obigen ergibt sich die Notwendigkeit, die
Spannungskonzentration zu relaxieren, damit die Autofrettage verwendet
wird, um Restdruckspannungen auf den Innenflächen aller Strömungsdurchgänge in dem
Hauptrohr und dem Verzweigungsloch zu belassen.
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Da gemäß der Erfindung die Verarbeitung
eines beliebigen von (1) bis (4) oder einer Kombination daraus ausgeführt wird
und dann ein Autofrettagedruck von zum Beispiel 350 MPa angewandt
wird, verbleiben Druckspannungen von etwa 399 MPa in dem Strömungsdurchgang
in dem Hauptrohr (gemäß Trescas
Formel). Da Spannungen an dem Teil des Verzweigungslochs nicht konzentriert
oder relaxiert werden, können Restspannungen
von etwa 399 MPa erwartet werden.
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Da wie oben beschrieben die Spannungskonzentration
an dem peripheren Rand des Verzweigungslochs relaxiert wird und
dann erfindungsgemäß Autofrettage
angewandt wird, können
wegen des synergistischen Effekts des Relaxierens der Spannungskonzentration,
das auf den peripheren Rand des Verzweigungslochs angewandt wird,
und der Autofrettage, die auf den ganzen Strömungsdurchgang in dem Hauptrailrohr und
den Strömungsdurchgang
in dem Verzweigungsloch angewandt wird, in dem gesamten Common-Rail hohe
Restdruckspannungen vorhanden sein, und es kann eine exzellente
Haltbarkeit auch für
den Strömungsdurchgang
in dem Hauptrailrohr und den sich öffnenden peripheren Rand des
Verzweigungslochs erwartet werden, während die Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
an dem peripheren Innenrand des unteren Endes des Verzweigungslochs
erhöht
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Common-Rails
für Dieselmotoren
zeigt;
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2 ist
eine Längsquerschnittsansicht
von
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1;
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3 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine zweite Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Längsquerschnittsansicht
von
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3;
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5 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine dritte Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht,
die eine vierte Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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7 ist
eine Längsquerschnittsansicht,
die ein erstes Beispiel für
ein herkömmliches
Common-Rail für
Dieselmotoren zeigt;
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8 ist
eine Längsquerschnittsansicht,
die ein zweites Beispiel für
ein herkömmliches
Common-Rail für
Dieselmotoren zeigt;
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9 ist
eine Längsquerschnittsansicht,
die ein drittes Beispiel für
ein herkömmliches
Common-Rail für
Dieselmotoren zeigt;
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10 ist
eine Längsquerschnittsansicht,
die ein viertes Beispiel für
ein herkömmliches
Common-Rail für
Dieselmotoren zeigt;
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11 ist
eine Längsquerschnittsansicht,
die ein fünftes
Beispiel für
ein herkömmliches
Common-Rail für
Dieselmotoren zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFüHRUNGSFORMEN
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Bei der Erfindung bezeichnet das
Bezugszeichen 1 ein Hauptrailrohr, 1-1 einen Strömungsdurchgang, 1-2 ein
Verzweigungsloch, 1-3 eine Druckaufnahmesitzfläche, 1-4 ein
Ansatzteil, 1-4a ein Außengewinde, 1-5 eine
abgeflachte Oberfläche,
2 ein Verzweigungsrohr, 2-1 einen Strömungsdurchgang und 2-2 einen
Vorsprung.
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Ein Hauptrailrohr 1 als
ein in den 1 bis 4 gezeigtes Common-Rail ist
ein Schmiedeteil aus einem S45C-Material oder dergleichen und weist
einen rohrförmigen
Abschnitt auf, der vergleichsweise dickwandig ist und zum Beispiel
einen Durchmesser von 28 mm und eine Wanddicke von 9 mm aufweist
und dessen axiales Inneres einer maschinellen Bearbeitung wie beispielsweise
Bohren, Tiefbohren oder dergleichen unterworfen wird, um einen Strömungsdurchgang 1-1 auszubilden,
und eine Vielzahl von Ansatzteilen 1-4 sind auf einer peripheren
Wand axial beabstandet voneinander angeordnet.
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Bei dem in den 1 und 2 dargestellten
Common-Rail sind
Verzweigungslöcher 1-2 mit
einem vorbestimmten Durchmesser in den mit dem Hauptrailrohr 1 einstückigen Ansatzteilen 1-4 ausgebildet,
die mit dem Strömungsdurchgang 1-1 des
Hauptrailrohrs verbunden werden sollen, Druckaufnahmesitzflächen 1-3, die
von konischer Form sind und sich nach außen öffnen, sind an den sich nach
außen öffnenden
Enden der Verzweigungslöcher 1-2 ausgebildet,
und Außengewinde 1-4a sind
auf die Außenperipherien
der Ansatzteile 1-4 aufgeformt. Das Pressverfahren oder
dergleichen wird dazu verwendet, abgeflachte Oberflächen 1-5 auf einer
peripheren Innenfläche
des Hauptrailrohrs 1 zu den Verzweigungslöchern 1-2 hin
vorzugsweise über
die ganze axiale Länge
und zumindest an peripheren Rändern
der Öffnungen
der Verzweigungslöcher 1-2 auszubilden,
wodurch eine an peripheren Innenrändern von unteren Enden der
Verzweigungslöcher 1-2 erzeugte Spannungskonzentration
relaxiert wird, um die Festigkeit gegen Innendrücke an den peripheren Innenrändern der
unteren Enden der Verzweigungslöcher
zu erhöhen,
und dann wird eine Autofrettage-Verarbeitung
angewandt, um Restdruckspannungen auf der ganzen peripheren Innenfläche des
Hauptrailrohrs 1 und allen Verzweigungslöchern 1-2 zu
erzeugen, wodurch die Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
erhöht
wird.
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Als Verfahren zur Ausbildung der
abgeflachten Oberflächen 1-5 ist
es möglich,
ein Verfahren zu übernehmen,
das Druckkräfte
zum Beispiel mittels eines externen Drucksystems anlegt, um abgeflachte
Oberflächen
auf einer peripheren Innenwandfläche
auszubilden, ein Verfahren zum Ausbilden von abgeflachten Oberflächen auf
einer peripheren Innenwandfläche
zur Zeit des Schmiedens, ein Verfahren zum Ausbilden von abgeflachten
Oberflächen
zur Zeit der Extrusionsformung und so weiter. Bei dem Verfahren,
das Druckkräfte
mittels eines externen Drucksystems anlegt, um abgeflachte Oberflächen auf
einer peripheren Innenwandfläche auszubilden,
umfassen die abgeflachten Oberflächen übrigens
in einigen Fällen
nach innen vorstehende, gekrümmte
Oberflächen.
Die in dieser Erfindung angesprochenen abgeflachten Oberflächen sind
demzufolge keine vollständig
flachen Oberflächen,
sondern umfassen verschiedene gekrümmte Konfigurationen, wie beispielsweise
gewölbte
Oberflächen,
ellipsenförmige
Oberflächen
oder dergleichen.
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Die Autofrettage-Verarbeitung ist
ein Verfahren, bei dem von einem Fluiddruck erzeugte Druckkräfte auf
den Strömungsdurchgang
in dem Hauptrailrohr 1 angewandt werden, um Spannungen
auf die ganze periphere Innenfläche
des Hauptrailrohrs 1 und in den Verzweigungslöchern 1-2 aufzubringen.
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Bei einem in den 3 und 4 gezeigten
Common-Rail werden
nacheinander Verzweigungslöcher 1-2 mit
einem vorbestimmten Durchmesser in mit einem Hauptrailrohr 1 einstückigen Ansatzteilen 1-4 ausgebildet, die
mit einen Strömungsdurchgang 1-1 des
Hauptrailrohr verbunden werden sollen, Druckaufnahmesitzflächen 1-3,
die von konischer Form sind und sich nach außen öffnen, sind an den sich nach
außen öffnenden Enden
der Verzweigungslöcher 1-2 ausgebildet
und Innengewinde 1-4b auf den Innenperipherien der Ansatzteile 1-4 aufgeformt.
Das Pressverfahren oder dergleichen wird dazu verwendet, eine Seite
einer peripheren Innenfläche
des Hauptrailrohrs 1 zu den Verzweigungslöchern 1-2 vorzuschieben,
um abgeflachte Oberflächen 1-5 nur
in der Nähe
der Verzweigungslöcher
auszubilden, wodurch Restdruckspannungen an peripheren Innenrändern von
unteren Enden der Verzweigungslöcher 1-2 erzeugt
werden, um die Festigkeit gegen Innendrücke an den peripheren Innenrändern der
unteren Enden der Verzweigungslöcher
zu erhöhen,
und die Autofrettage-Verarbeitung
wird dann angewandt, um Restdruckspannungen auf der gesamten peripheren
Innenfläche
des Hauptrailrohrs 1 und allen Verzweigungslöchern 1-2 zu
erzeugen, wodurch die Ermüdungsfestigkeit gegen
Innendrücke
erhöht
wird.
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Es ist möglich, als Verfahren, bei dem
nur Umgebungen der Verzweigungslöcher 1-2 zur
Ausbildung von abgeflachten Oberflächen 1-5 in das in
den 3 und 4 gezeigte Common-Rail vorgeschoben
werden, ein Verfahren zu übernehmen,
das ein Drucksystem mit zum Beispiel Stempeln, Stangen oder dergleichen
verwendet, um einen dickwandigen Teil eines Hauptrailrohrs diametral
einwärts
zu drücken,
um die Seite des Strömungsdurchgangs 1-1 vorzuschieben,
um diese im Wesentlichen kreisförmig
und zumindest flach zu machen. Diese Oberfläche, die durch die Vorschubmethode
dazu gebracht wird, nach innen vorzustehen, umfasst zudem nicht
nur eine flache Oberfläche,
sondern auch verschiedene gekrümmte
Konfigurationen, wie zum Beispiel gewölbte Oberflächen, elliptisch geformte Oberflächen oder
dergleichen, und sphärische
Konfigurationen.
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Auch bei einem in 5 gezeigten Common-Rail wird die Spannungskonzentration,
die an einem peripheren Innenrand eines unteren Endes eines Verzweigungslochs
erzeugt wird, relaxiert und die Ermüdungsfestigkeit gegen Innendrücke erhöht, indem
ein Verzweigungsrohr 2 (oder ein Verzweigungsanschluss)
tief in ein Verzweigungsloch 1-2 eingeführt wird und ein Spitzenende
des Verzweigungsrohrs von einer peripheren Innenfläche eines
Hauptrailrohrs 1 in einen Strömungsdurchgang 1-1 vorgeschoben
wird, um dieses mittels Hartlöten
zu befestigen, und außerdem
wird die Autofrettage-Verarbeitung angewandt, um Restdruckspannungen
auf der gesamten peripheren Innenfläche des Hauptrailrohrs 1 und
dem ganzen Verzweigungsloch 1-2 zu erzeugen, wodurch die
Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
erhöht
wird.
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Bei einem in 6 gezeigten Common-Rail sind außerdem abgeflachte
Oberflächen 1-5 an
Enden von Verzweigungslöchern 1-2 vorgesehen,
die zu einem Strömungsdurchgang
eines Hauptrailrohrs 1 offen sind, und Verzweigungsrohre 2 (oder
Verzweigungsanschlüsse)
stehen von den abgeflachten Oberflächen 1-5 in den Strömungsdurchgang 1-1 vor,
um einem Hartlöten
unterworfen zu werden, wodurch eine Spannungskonzentration, die
an peripheren Innenrändern
von unteren Enden der Verzweigungslöcher 1-2 erzeugt wird, relaxiert
wird, um die Innendruckfestigkeit zu erhöhen, und die Autofrettage-Verarbeitung
wird dann auf die gleiche Weise wie oben beschrieben angewandt,
um Restdruckspannungen auf der gesamten peripheren Innenfläche des
Hauptrailrohrs 1 und allen Verzweigungslöchern 1-2 zu
erzeugen, wodurch die Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
erhöht
wird.
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TABELLE 2 zeigt Ergebnisse
eines unter Verwendung der in TABELLE 1 gezeigten Common-Rails (Stahlart:
S45C) durchgeführten
Belastungstests. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde der Belastungstest
durchgeführt,
bei dem Testdrücke
an die entsprechenden Common-Rails angelegt wurden, die aus einem
Basisdruck von 18 MPa und Spitzendrücken von 140 bis 230 MPa bestanden.
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8 zeigt
zusätzlich
ein Common-Rail, das von der gleichen Art wie die in den 1 und 2 gezeigten ist und bei dem ein Querschnitt
eines Strömungsdurchgangs 1-1 eines
Hauptrailrohrs 1 einen perfekten Kreis darstellt, 9 zeigt ein Common-Rail, das von der
gleichen Art ist wie die in den 3 und 4 und bei dem ein Querschnitt
eines Strömungsdurchgangs 1-1 eines
Hauptrailrohrs 1 auf die gleiche Art wie das in 8 gezeigte Common-Rail einen
perfekten Kreis darstellt, 10 zeigt
ein Common-Rail, das dem in 5 gezeigten
Common-Rail entspricht und bei dem das Hartlöten ohne das Vorhandensein
eines Spitzenendes eines Verzweigungsrohrs 2 ausgeführt wird,
das in einen Strömungsdurchgang 1-1 eines
Hauptrailrohrs 1 vorsteht, und 11 zeigt ein Common-Rail, das dem in 6 gezeigten Common-Rail
entspricht und bei dem das Hartlöten
ohne das Vorhandensein eines Spitzenendes eines Verzweigungsrohrs 2 ausgeführt wird,
das von einer abgeflachten Oberfläche 1-5 vorsteht,
die an einem Ende eines Verzweigungslochs 1-2 vorgesehen ist,
das zu einem Strömungsdurchgang 1-1 eines
Hauptrailrohrs 1 offen ist.
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Aus den Ergebnissen der Tabelle 2
ergibt sich, dass alle erfindungsgemäßen Common-Rails eine exzellente
Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke
zeigen.
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Wie oben beschrieben, zeigt ein erfindungsgemäßes Common-Rail
für Dieselmotoren
den bemerkenswerten Effekt, dass eine exzellente Haltbarkeit für einen
Strömungsdurchgang
in einem Hauptrailrohr und Teile eines Verzweigungslochs erwartet
werden kann, während
die Ermüdungsfestigkeit
gegen Innendrücke an
den peripheren Innenrändern
von unteren Enden der Verzweigungslöcher erhöht wird, da die Spannungskonzentration
an peripheren Rändern
der Verzweigungslöcher
relaxiert wird und dann eine Autofrettage angewandt wird, wodurch
wegen des synergistischen Effekts des Relaxierens der Spannungskonzentration,
die auf die peripheren Ränder
der Verzweigungslöcher
angewandt wird, und der Autofrettage, die auf den ganzen Strömungsdurchgang
in dem Hauptrailrohr und Strömungsdurchgänge in den
Verzweigungslöchern
angewandt wird, in dem gesamten Common-Rail hohe Restdruckspannungen
vorhanden sein können.
