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Verbesserung des Endverschlusses am Common Rail

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010267D
Original Publication Date: 2002-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2002-Dec-25
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Druckkoerpern die einer hohen Innendruckbelastung ausgesetzt sind, sind Bohrungsverschneidungen wegen der Spannungsueberlagerung besonders rissgefaehrdet. In Rails des Common-Rail-Systems begrenzt die Verschneidung zwischen der Laengsbohrung und den Querbohrungen der Anschlussstutzen die Druckpulsdauerfestigkeit. Es hat sich gezeigt, dass der Abstand der aeusseren Bohrungsverschneidung vom Endverschluss signifikant ist. Eine Vergroesserung des Abstandes fuehrt zu einer Verringerung des Einfluss der Kraefte am Endverschluss auf die Bohrungsverschneidung. Der maximale Abstand ist aber meist von der Einbausituation im Motor stark begrenzt. Mit der weiteren Steigerung des Systemdrucks stoesst man mit den bisherigen Konstruktionen an Grenzen. Es werden Loesungen benoetigt, die Druckpulsfestigkeit zu steigern. Daher wird eine Optimierung der Geometrie des Endverschlusses gesucht, die bei moeglichst unveraenderter Aussengeometrie kleinere Spannungen an der ersten dem Endverschluss zugewandten Bohrungsverschneidung bei gleicher Dichtwirkung bedingt. Mit Hilfe von FEM Rechnungen konnte die Endgeometrie verbessert werden. Der Kegelwinkel (siehe Abb.1) von derzeit 60° soll auf 45° verkleinert, die Aussengeometrie beibehalten und die gleiche Kugel bzw. derselbe Gewindestift weiterverwendet werden. Infolge des verkleinerten Dichtwinkels kann das Anzugsmoment, bei gleicher Dichtwirkung, um 1/3 des Betrages reduziert werden. Diese Massnahme fuehrt bereits zu einer Verringerung der limitierenden Spannungen der Bohrungsverschneidung von ca. 10 %. Somit ist eine Moeglichkeit gefunden, wie die Systemdruecke erhoeht werden koennen, ohne dass die Anforderungen an die Dauerpulsfestigkeit verletzt werden.

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S

© SIEMENS AG 2002 file: 2002J14563.doc page: 1

Verbesserung des Endverschlusses am Common Rail

Idea: Eckbert Zander, DE-Regensburg; Christian Taudt, DE-Regensburg

Bei Druckkoerpern die einer hohen Innendruckbelastung ausgesetzt sind, sind Bohrungsverschneidungen wegen der Spannungsueberlagerung besonders rissgefaehrdet. In Rails des Common-Rail-Systems begrenzt die Verschneidung zwischen der Laengsbohrung und den Querbohrungen der Anschlussstutzen die Druckpulsdauerfestigkeit. Es hat sich gezeigt, dass der Abstand der aeusseren Bohrungsverschneidung vom Endverschluss signifikant ist. Eine Vergroesserung des Abstandes fuehrt zu einer Verringerung des Einfluss der Kraefte am Endverschluss auf die Bohrungsverschneidung. Der maximale Abstand ist aber meist von der Einbausituation im Motor stark begrenzt.

Mit der weiteren Steigerung des Systemdrucks stoesst man mit den bisherigen Konstruktionen an Grenzen. Es werden Loesungen benoetigt, die Druckpulsfestigkeit zu steigern.

Daher wird eine Optimierung der Geometrie des Endverschlusses gesucht, die bei moeglichst unveraenderter Aussengeometrie kleinere Spannungen an der ersten dem Endverschluss zugewandten Bohrungsverschneidung bei gleicher Dichtwirkung bedingt.

Mit Hilfe von FEM Rechnungen konnte die Endgeometrie verbessert werden. Der Kegelwinkel (siehe Abb.1) von derzeit 60° soll auf 45° verkleinert, die Aussengeometrie beibehalten und die gleiche Kugel bzw. derselbe Gewindestift weiterverwendet werden.

Infolge des...