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内压加载构件

阅读：270发布：2022-01-28

专利汇可以提供内压加载构件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种内压加载构件(10)，该内压加载构件包括：具有至少一个空腔(12)的基体(11)；至少一个具有孔(16)的支管(15)，该孔经由支管(15)延伸至基体(11)的空腔(12)中；至少一个独立附件(20)，其至少部分地、摩擦配合地布置在支管(12)的孔(16)内；其中该构件(10)至少在其中布置有独立附件(20)的孔(16)的区域内借助自紧处理形成为加强的壁区域，其中该独立附件(20)带有余量地布置在孔(16)内。，下面是内压加载构件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种内压加载构件(10)，该内压加载构件包括：
-基体(11)，该基体具有至少一个空腔(12)；
-至少一个支管(15)，该支管具有孔(16)，该孔经由所述支管(15)延伸至所述基体(11)的空腔(12)中；
-至少一个独立附件(20)，该独立附件至少部分地以摩擦配合的方式布置在所述支管(15)的所述孔(16)中；其中
-所述内压加载构件(10)至少在其中布置有所述独立附件(20)的所述孔(16)的区域内借助自紧处理形成为加强的壁区域，并且其中所述独立附件(20)带有余量地布置在所述孔(16)内。
2.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述孔(16)中的所述独立附件(20)一直通至所述基体(11)的所述空腔(12)中。
3.根据权利要求1或2所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)以在5μm至60μm之间的余量布置在所述孔(16)内。
4.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)具有圆形横截面并且具有在2mm至18mm之间的外径。
5.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)具有横截面(21)减小的区域。
6.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述基体(11)的所述空腔(12)是纵向空腔。
7.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述内压加载构件(10)具有多个支管(15)。
8.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述内压加载构件(10)由抗拉材料形成。
9.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述内压加载构件的所有区域借助自紧处理形成为加强的壁区域。
10.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述内压加载构件(10)是机动车的共轨式燃料喷射系统的燃料高压蓄能器的一部分。
11.根据权利要求2所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)与所述基体(11)的所述空腔(12)相齐平端接。
12.根据权利要求3所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)以在10μm至40μm之间的余量布置在所述孔(16)内。
13.根据权利要求3所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)以在15μm到30μm之间的余量布置在所述孔(16)内。
14.根据权利要求3所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)以20μm的余量布置在所述孔(16)内。
15.根据权利要求4所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)具有在
4mm至14mm之间的外径。
16.根据权利要求4所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)具有6mm的外径。
17.根据权利要求1所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述独立附件(20)由具有大于1200MPa的抗拉强度的高强度材料形成。
18.根据权利要求6所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述空腔(12)具有圆形横截面。
19.根据权利要求10所述的内压加载构件(10)，其特征在于，所述内压加载构件(10)是机动车的柴油共轨或者汽油共轨、泵或者液压设备的一部分。
20.一种制造内压加载构件(10)的方法，该方法至少包括以下步骤：
-提供具有基体(11)的内压加载构件，该基体具有至少一个空腔(12)，其中在所述基体(11)上设置至少一个具有孔(16)的支管(15)，该孔穿过所述支管(15)延伸到所述基体(11)的所述空腔(12)中；
-在所述孔(16)的区域中通过自紧处理形成至少一个加强壁区域；
-独立附件(20)以摩擦配合的方式布置在所述支管(15)的所述孔(16)内，使得所述独立附件(20)在加强壁区域的区域内至少部分地布置在所述孔(16)中，其中所述独立附件(20)以一余量布置在所述孔(16)内。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)以在5μm至60μm之间的余量布置在所述孔(16)内。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，针对自紧处理而使用2000至16000巴的压力。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)具有圆形横截面，并且具有在2mm至18mm之间的外径。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所提供的所述内压加载构件通过浇铸法或者锻造法来制造。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)以在10μm至40μm之间的余量布置在所述孔(16)内。
26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)以在15μm至30μm之间的余量布置在所述孔(16)内。
27.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)以20μm的余量布置在所述孔(16)内。
28.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)具有在4mm至14mm之间的外径。
29.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述独立附件(20)具有6mm的外径。

说明书全文

内压加载构件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内压加载构件、尤其是一种用于机动车的共轨式燃料喷射系统的燃料高压蓄能器和一种制造这种内压加载构件的方法。

背景技术

[0002] 现有技术公开了许多内压加载构件，尤其是用于机动车喷射部件的内压加载构件。这种构件在这种情况下可以承受多个100Mpa的压力负载，其中这根据使用也可以例如针对该构件产生特别重要的压力脉动负荷。

[0003] 为了提高这种构件的耐压强度，现有技术公开了：对这种构件进行所谓的自紧处理(Autofrettagebehandlung)，通过这种自紧处理可以明显提高构件或者各个壁段的刚度。在这种情况下，构件承受内压，该内压取决于后来的工作压力和材料的屈服极限，即，构件内壁上的区域塑化，而外壁上的区域保持弹性。通过内部区域的塑化防止弹性变形的外部区域再次完全变形充分回到其初始位置，因此外部区域保持拉伸，并且因此在内部区域内产生了压力内应力，该压力内应力反作用于工作负载。其结果是，通过自紧处理可以明显提高构件的耐压强度。然而，已公开的自紧处理方法本身越来越多地碰到极限、尤其关于自紧处理所需要的非常高的自紧压力和构件材料强度的极限问题。

[0004] 此外现有技术公开了在内压加载构件内摩擦配合(reibschluessig)地布置独立附件(作为所谓的压力减振器)。该独立附件在这种情况下包括减小的横截面区域，该区域例如为延伸经过附件的孔。然而，这种独立附件不适合于提高构件的压力强度，或者不能以足够的标准适合于提高该压力强度，因为独立附件和构件的摩擦配合连接不能承受或者不足以承受较高的压力负载。

发明内容

[0005] 从该现有技术出发，本发明的目的在于提供一种内压加载构件(innendruckbelastetes Bauteil)和一种制造这种构件的方法，该构件具有改进的抗压性能，尤其在支管或者拐点等处具有改进的抗压性能。

[0006] 在阅读下面描述时还会举出的或者本领域技术人员可以知道的这个目的和其它目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求以特别有利的方式进一步形成了本发明的中心构思。

[0007] 本发明的内压加载构件至少包括：基体，该基体具有至少一个空腔；至少一个支管，该支管具有孔，该孔经由支管延伸到基体的空腔中；至少一个独立附件，它至少部分地、摩擦配合地布置在支管的孔内；其中该构件至少在其中布置有独立附件的孔区域内借助自紧处理形成为加强的壁区域，并且其中该独立附件带有余量(Uebermass)地布置在孔内。

[0008] 换句话说，本发明提出了，构件的自紧处理不是像现有技术目前为止常见的那样直接地用来提高构件的抗压性能，而是可以围绕独立附件以尽可能大的余量摩擦配合地布置在该构件内。因此存在这样的可能性，即通过独立附件也可以承受很高的压力负载，因为在独立附件和构件之间的摩擦配合连接由于现在可能的大余量而可以承受较高的压力负载。独立附件在这种情况下可以有针对性地设置在这样的区域上，即在该区域处与构件的孔相交。优选由高强度材料所形成的独立附件因此可以设置在构件的最关键区域中并且在那里提高构件的抗压性能。由于这种附件基本上是几何形状简单的构件，因此其制造也同样可以方便地实现。

[0009] 优选地，独立附件以在5μm至60μm之间、优选在10μm至40μm之间、尤其优选在15μm到30μm之间及更加尤其优选为大约20μm的余量布置在支管的孔内。在这种情况下，有利的是，独立附件具有与孔相对应的圆形横截面，并且具有在2mm至18mm之间、优选在4mm到14mm之间、及尤其优选为大约6mm的外径。

[0010] 有利地，独立附件具有至少一个横截面减小的区域。这样减小的横截面可以例如通过具有(节流)孔的相应部段来提供。因此，例如在机动车共轨式燃料喷射系统的燃料高压蓄能器中，独立附件在特别优选的方式中也可以用作节流元件(所谓的压力减振器)。

[0011] 有利的是，独立附件由抗拉强度大于1200MPa的高强度材料构成，并且构件由抗拉强度大于900MPa的高强度材料形成。

[0012] 有利的是，基体的空腔是纵向空腔，并且优选地具有圆形横截面。在这种情况下进一步优选的是，构件具有带相应孔的多个支管。

[0013] 特别优选地，在这种情况下，构件的所有区域借助自紧处理(优选在所有的空腔上)形成为加强的壁区域。

[0014] 优选地，内压加载构件是机动车共轨式燃料喷射系统的燃料高压蓄能器的一部分、尤其是机动车柴油共轨或者汽油共轨、泵或者液压设备的一部分。此外，本发明尤其还可以用在喷油嘴的缝隙式滤清器中。恰恰在这种应用中，可以产生很高的压力负载或者压力-脉动负荷，因此把本发明用于应用中是特别有利的。当然，本发明不局限于这种应用的例子，而是基本上可以用于在其中能产生较高或者脉动的压力负载的、带支管、不同孔或者类似装置的所有零件中。

[0015] 此外，本发明涉及一种制造上述内压加载构件的方法，该方法至少包括下面步骤：提供具有基体的构件(该构件尤其借助浇铸法或者锻造法来制造)，该基体具有至少一个空腔，其中在基体上设置至少一个具有孔的支管，该孔经由支管延伸到基体的空腔中；在孔区域内通过自紧处理形成至少一个加强壁区域；独立附件摩擦配合地布置在支管的孔内，从而在加强壁区域的区域内将该附件至少部分地布置在孔内，其中独立附件以一余量布置在该孔内。

[0016] 优选针对自紧处理使用2000至16000巴的压力。附图说明

[0017] 下面是详细描述，在附图中：

[0018] 图1示出了内压加载构件的优选实施例的示意性(部分)横剖视图，该构件呈机动车共轨式燃料喷射系统的燃料高压蓄能器形式。

具体实施方式

[0019] 图1示出了内压加载构件10的优选实施例的示意性(部分)横剖视图，该构件10呈机动车共轨式燃料喷射系统的燃料高压蓄能器形式。

[0020] 如在图1中能很好地看到的那样，该构件10具有带纵向空腔12的纵向基体11。该纵向空腔12有利地与(燃料)泵流体连通。纵向空腔12优选具有在5mm至35mm之间的直径。

[0021] 纵向基体11至少布置一个支管15。在作为燃料高压蓄能器的构件10的优选实施例中，可以在该支管15或者在多个支管15上设置共轨式燃料喷射系统的相应喷射系统(未示出)。优选地，该构件10基本上形成为一体的构件。

[0022] 在支管15中设置至少一个(贯通)孔16，该孔16(优选以相互垂直的方式或者也可以尤其倾斜定向地)通至基体11的空腔12中。在孔16中布置至少一个独立附件20。如在图1中同样可以很好地看到的那样，独立附件20在孔16中一直通至基体11的空腔12，其中独立附件20优选地形成为，使得其与基体11的空腔12相齐平地端接。其它的制模(auspraegung)在这里也是可以考虑的。因此，独立附件20的与空腔12关联的表面例如也可以设置成关于空腔12平坦地突出或者平坦地后凹，或者形成其它几何情况。

[0023] 此外，独立附件20具有(节流)孔21。独立附件20在这种情况下可以形成为实心体，因此孔21完全延伸穿过独立附件20(未示出)，或者如图1所示那样，仅独立附件20的有限区域可以形成为具有减小的横截面，使得孔21仅穿过该区域延伸。

[0024] 如图1可以看出的那样，独立附件20可以具有与孔21相连接的、横截面更大(与(节流)孔21相比)的扩宽区域22。孔21和扩宽区域22在这种情况下优选通过台阶部23相互连接。当具有扩宽区域22的独立附件20装配在相应工具上时，扩宽区域22可以使得装入或者压入更加容易。在将独立附件20装到孔16中时，工具支撑在台阶部23上，这使得装入更加容易。扩宽区域22相对于(节流)孔21优选设置成背离空腔12，并且尤其优选地定向成与孔21同轴。

[0025] 在所示出的有利实施例中，整个构件10借助自紧处理来加固，即不仅仅是孔16中布置有独立附件20的区域。从现在起，通过自紧处理存在这样的可能性，即独立附件20以相对较大余量(在所示出的实施例中，该余量大约为20μm)摩擦配合地布置在孔16内，因此在独立附件20和构件10之间的摩擦配合连接可以可靠地承受很高的压力负载。

[0026] 下面说明制造图1所示内压加载构件的优选方法：

[0027] 在第一步骤中，提供具有基体11和至少一个支管15的构件(该构件优选借助浇铸法或者锻造法来制造)。基体11在这种情况下包括至少一个空腔12和具有至少一个孔16的支管15，该至少一个孔16穿过支管15延伸到基体11的空腔12内。

[0028] 在另一个步骤中，通过自紧处理来实现在孔16的区域内至少一个壁区域的加固。

[0029] 最后，独立附件20以摩擦配合方式(至少部分地)布置在支管15的孔16中，其中该独立附件20以大约20μm的余量布置在支管15的孔16中。独立附件20在这种情况下优选伸入到孔16中，使得其与基体11的空腔12相齐平地延伸。

[0030] 本发明在这种情况下不局限于上述优选实施例，只要其被下面权利要求的主题所包含。尤其是本发明不局限于具体应用，而是可以用在具有支管、不同孔或者类似装置的所有零件/构件中，在其内可能产生较高或者波动压力负载。

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