DE10324303A1

DE10324303A1 - Verschlusseinrichtung für eine hochdruckbeaufschlagte Bohrung eines Bauteils und Bauteil mit Verschlusseinrichtung

Info

Publication number: DE10324303A1
Application number: DE2003124303
Authority: DE
Inventors: Josef Guentert; Sandro Soccol
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-23

Abstract

Die Verschlusseinrichtung für eine hochdruckbeaufschlagte Bohrung eines Bauteils, weist eine Hülse (52) auf, die zumindest abschnittsweise mit einem Außengewinde versehen ist und in die Bohrung (42) einschraubbar ist. Die Hülse (52) ist topfförmig ausgebildet und weist zu ihrem offenen Ende hin einen ersten, mit dem Außengewinde versehenen Abschnitt (54) auf. Die Hülse (52) weist einen an deren ersten Abschnitt (54) zu ihrem geschlossenen Ende hin anschließenden gewindelosen zweiten Abschnitt (56) auf. Die Verschlusseinrichtung weist außerdem ein in die Hülse (52) einpressbares Spreizelement (62) auf, durch das bei dessen Einpressung zumindest der zweite Abschnitt (56) der Hülse (52) zur Abdichtung der Bohrung (42) aufgeweitet wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Verschlusseinrichtung für eine hochdruckbeaufschlagte Bohrung eines Bauteils und einem Bauteil mit dieser Verschlusseinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Verschlusseinrichtung und ein solches Bauteil ist durch die DE 198 14 477 A1 bekannt. Dieses Bauteil ist ein Gehäuse einer Hochdruckpumpe einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine. Das Bauteil weist eine hochdruckbeaufschlagte Bohrung auf, die mit einer Verschlusseinrichtung verschlossen ist. Die Verschlusseinrichtung weist eine in die Bohrung eingesetzte Kugel als Dichtelement und eine in einen Gewindeabschnitt der Bohrung eingeschraubte Hülse auf, durch die die Kugel gegen einen Dichtsitz in der Bohrung gepresst wird. Nachteilig hierbei ist, dass die Kugel und die Hülse separat montiert werden müssen, wobei insbesondere die Handhabung der Kugel schwierig ist und damit die Montage der Verschlusseinrichtung aufwendig ist. Darüberhinaus muss die Hülse mit einem definierten Drehmoment in die Bohrung eingeschraubt werden, um eine ausreichende Pressung der Kugel gegen den Dichtsitz sicherzustellen, wozu aufwendige Montageeinrichtungen erforderlich sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass diese einfach zu montieren ist, indem nach dem Einschrauben der Hülse in die Bohrung lediglich das Spreizelement in eine vorgegebene Tiefe in die Hülse eingepresst zu werden braucht. Das erfindungsgemäße Bauteil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, dass dieses einfach herstellbar ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Bauteils angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht auf einfache Weise eine Verdrehsicherung der Hülse. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine sichere Abdichtung der Bohrung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine besonders einfache Montage der Verschlusseinrichtung, da keine separate Handhabung und Montage des Spreizelements erforderlich ist.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Hochdruckpumpe einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem Längsschnitt, 2 in vergrößerter Darstellung einen mit II bezeichneten Ausschnitt der Hochdruckpumpe mit einer Verschlusseinrichtung nach einem ersten Montageschritt und 3 die Verschlusseinrichtung in ihrem endgültig montierten Zustand.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Durch die Hochdruckpumpe wird dabei Kraftstoff unter Hochdruck von bis über 2000 bar gefördert, beispielsweise in einen Speicher 8, aus dem Kraftstoff zur Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen wird. Die Hochdruckpumpe ist als Radialkolbenpumpe ausgebildet und weist ein Gehäuse 10 auf, in dem eine Antriebswelle 12 um eine Achse 13 drehbar gelagert ist. Im Gehäuse 10 ist wenigstens ein Pumpenelement 14 angeordnet, das durch die Antriebswelle 12 angetrieben werden. Die Antriebswelle 12 weist einen exzentrisch zu ihrer Drehachse 13 ausgebildeten Wellenabschnitt 16 auf, auf dem ein Ring 18 drehbar gelagert ist. Das Pumpenelement 14 weist einen Pumpenkolben 20 auf, der in einer zumindest annähernd radial zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12 verlaufenden Zylinderbohrung 22 verschiebbar dicht geführt ist. Der Pumpenkolben 20 stützt sich über einen Stößel 24 am Ring 18 ab. Der Pumpenkolben 20 wird mit seinem Kolbenfuß 21 durch eine Feder 26, die sich einerseits am Gehäuse 10 und andererseits über einen Federteller 23 am Kolbenfuß 21 abstützt, in Anlage am Stößel 24 gehalten und der Stößel 24 wird durch die Feder 26 in Anlage am Ring 18 gehalten. Der Ring 18 weist an seiner Aussenseite eine Abflachung 19 auf, an der der Stößel 24 anliegt.
Durch den Pumpenkolben 20 wird ein Pumpenarbeitsraum 30 begrenzt, der durch ein in den Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Einlassventil 32 mit einer Kraftstoffzuführung verbindbar ist, in der Niederdruck herrscht. Der Pumpenarbeitsraum 30 ist außerdem durch ein zum Speicher hin öffnendes Auslassventil 34 mit dem Speicher 8 verbindbar. Bei der Rotation der Antriebswelle 12 wird der Pumpenkolben 20 über den exzentrischen Wellenabschnitt 16 der Antriebswelle 12 und den Ring 18 in einer Hubbewegung angetrieben. Wenn der Pumpenkolben 20 sich radial nach innen bewegt, so führt dieser einen Saughub aus, wobei das Einlassventil 32 geöffnet ist, so dass Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 30 einströmt, während das Auslassventil 34 geschlossen ist. Wenn der Pumpenkolben 20 sich radial nach außen bewegt, so führt dieser einen Förderhub aus, wobei das Einlassventil 32 geschlossen ist und der vom Pumpenkolben 20 verdichtete Kraftstoff durch das geöffnete Auslassventil 34 unter hohem Druck in den Speicher 8 gelangt. In einem Teil 40 des Gehäuses der Hochdruckpumpe ist wenigstens ein Kanal eingebracht, der eine Verbindung vom Auslassventil 34 zu einem Anschluss einer zum Speicher 8 führenden Verbindungsleitung bildet. Der Kanal ist durch in das Gehäuseteil 40 eingebrachte, sich schneidende Bohrungen 42, 44 gebildet. Die Bohrung 42 ist dabei von der Aussenseite des Gehäuseteils 40 her in dieses eingebracht und muss anschließend verschlossen werden. Hierzu ist eine Verschlusseinrichtung 50 vorgesehen, die nachfolgend anhand der 2 bis 4 näher erläutert wird.
Die Bohrung 42 weist einen zur Außenseite des Gehäuseteils 40 weisenden ersten Abschnitt 46 auf, der mit einem Innengewinde versehen ist. Der erste Abschnitt 46 der Bohrung 42 erstreckt sich bis zu einer Tiefe t1 von der Außenseite her in das Gehäuseteil 40 hinein. An den ersten Abschnitt 46 schließt sich ein zweiter, glatt ausgebildeter Abschnitt 47 der Bohrung 42 an, der einen kleineren Durchmesser als der Kerndurchmesser des ersten Abschnitts 46 aufweist. An den zweiten Abschnitt 47 schließt sich ein dritter Abschnitt 48 der Bohrung 42 an, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der zweite Abschnitt 47.
Die Verschlusseinrichtung 50 weist wie in den 2 und 3 dargestellt eine topfförmige, das heißt an seinem Ende offene Hülse 52 auf, die in einem ersten Abschnitt 54 zu ihrem offenen Ende mit einem Außengewinde versehen ist. An den ersten Abschnitt 54 der Hülse 52 schließt sich zum geschlossenen Ende der Hülse 52 hin ein zweiter Abschnitt 56 mit kleinerem Durchmesser an. Der zweite Abschnitt 56 kann zum geschlossenen Ende der Hülse 52 hin beispielsweise etwa konisch angeschrägt sein. Der zweite Abschnitt 56 der Hülse 52 kann in seinem Außenmantel wie in 2 dargestellt mehrere in Richtung der Längsachse 53 der Hülse 52 zueinander versetzte Ringnuten 58 aufweisen. Die Hülse 52 weist an ihrem Innenmantel zu ihrem offenen Ende hin ein Profil 60 auf, beispielsweise ein Innensechskantprofil, in das ein entsprechendes Werkzeug zur drehschlüssigen Kopplung mit der Hülse 52 eingeführt werden kann. An das Profil 60 anschließend ist der Innenmantel der Hülse 52 im Querschnitt rund und glatt ausgebildet. Der Innendurchmesser der Hülse 52 ist dabei gestuft ausgebildet, wobei der Innendurchmesser zum Profil 60 hin größer ist als zum geschlossenen Ende der Hülse 52 hin. Der Übergang vom großen Innendurchmesser zum kleinen Innendurchmesser im Inneren der Hülse 52 ist vorzugsweise angeschrägt oder gerundet.
In die Hülse 52 ist von deren offenem Ende her ein Spreizelement 62 in Form einer Kugel eingesetzt. Die Kugel 62 befindet sich im Ausgangszustand der Hülse 52 wie in 2 dargestellt im Bereich des größeren Innendurchmessers der Hülse 52 und ist dort durch einen leichten Pressitz gehalten. In diesem Zustand wird die Verschlussseinrichtung 50 zur Montage im Gehäuseteil 40 angeliefert.
Nachfolgend wird die Montage der Verschlusseinrichtung 50 erläutert. Die Hülse 52 wird dabei mit ihrem geschlossenen Ende voraus in die Bohrung 42 des Gehäuseteils 40 eingeführt. In das Profil 60 der Hülse 52 wird ein geeignetes Werkzeug eingeführt und die Hülse 52 wird mit dem Außengewinde ihres ersten Abschnitts 54 in das Innengewinde des ersten Abschnitts 46 der Bohrung 42 eingeschraubt. Die Hülse 52 wird so weit in die Bohrung 42 eingeschraubt, bis deren erster Abschnitt 54 das Ende des ersten Abschnitts 46 der Bohrung 42 erreicht und das Innengewinde der Bohrung 42 endet. Anschließend wird das Werkzeug aus der Hülse 52 entfernt und es wird ein Pressstempel in die Hülse 52 eingeführt, mittels dem die Kugel 62 in Richtung der Längsachse 53 in die Hülse 52 hineingepresst wird. Beim Einpressen der Kugel 62 gelangt diese in den Bereich des kleineren Innendurchmessers der Hülse 52, wodurch die Hülse 52 aufgeweitet wird. Das Einpressen der Kugel 62 wird durch den angeschrägten oder gerundeten Übergang vom großen Innendurchmesser zum kleinen Innendurchmesser der Hülse 52 erleichtert. Auf dem ersten Teil des Einpresswegs der Kugel 62 wird durch diese der erste Abschnitt 54 der Hülse 52 mit seinem Außengewinde in das Innengewinde des ersten Abschnitts 46 der Bohrung 42 gepresst, wodurch ein Verdrehschutz der Hülse 52 in der Bohrung 42 erreicht wird. Beim weiteren Einpressweg der Kugel 62 wird durch diese der zweite Abschnitt 56 der Hülse 52 in den zweiten Abschnitt 47 der Bohrung 42 gepresst, wodurch eine sichere Abdichtung der Bohrung 42 erreicht wird. Durch die Ringnuten 58 wird eine elastische und/oder plastische Verformung des zweiten Abschnitts 56 der Hülse 52 bei deren Aufweitung durch die Kugel 62 und damit eine sichere Abdichtung der Bohrung 42 ermöglicht. Die Kugel 62 wird in die Hülse 52 eingepresst, bis diese am Boden am geschlossenen Ende der Hülse 52 zur Anlage kommt. In diesem endgültig montierten Zustand ist die Verschlusseinrichtung 50 in 3 dargestellt.
Die vorstehend beschriebene Verschlusseinrichtung 50 kann auch bei anderen Bauteilen verwendet werden, beispielsweise bei einem Gehäuseteil eines Kraftstoffinjektors einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einer Brennkraftmaschine oder einem beliebigen anderen Bauteil mit einer hochdruckbeaufschlagten Bohrung.

Claims

Verschlusseinrichtung für eine hochdruckbeaufschlagte Bohrung eines Bauteils, mit einer Hülse (52), die zumindest abschnittsweise mit einem Außengewinde versehen ist und in die Bohrung (42) einschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (52) topfförmig ausgebildet ist und zu ihrem offenen Ende hin einen ersten, mit dem Außengewinde versehenen Abschnitt (54) aufweist, dass die Hülse (52) einen an deren ersten Abschnitt (54) zu ihrem geschlossenen Ende hin anschließenden gewindelosen zweiten Abschnitt (56) aufweist, und dass die Verschlusseinrichtung außerdem ein in die Hülse (52) einpressbares Spreizelement (62) aufweist, durch das bei dessen Einpressung zumindest der zweite Abschnitt (56) der Hülse (52) zur Abdichtung der Bohrung (42) aufgeweitet wird.
Verschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Spreizelement (62) auch der erste Abschnitt (54) der Hülse (52) zumindest über einen Teil seiner Längserstreckung aufgeweitet wird.
Verschlusseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (56) der Hülse (52) in seinem Außenmantel mehrere in Richtung der Längsachse (53) der Hülse (52) zueinander versetzte Ringnuten (58) aufweist.
Verschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (52) zu ihrem geschlossenen Ende hin zumindest in ihrem zweiten Abschnitt (56) einen kleineren Innendurchmesser aufweist als in ihrem ersten Abschnitt (54) zu ihrem offenen Ende hin.
Verschlusseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang vom großen Innendurchmesser zum kleinen Innendurchmesser in der Hülse (52) angeschrägt oder gerundet ist.
Verschlusseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement (62) in der Hülse (52) vor dessen Einpressung in deren Bereich mit großem Innendurchmesser vormontiert ist, insbesondere durch einen leichten Presssitz.
Verschlusseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement (62) eine Kugel ist.
Bauteil mit einer hochdruckbeaufschlagten Bohrung (42), dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (42) mit einer Verschlusseinrichtung (50) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche verschlossen ist.
Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (42) zur Aussenseite des Bauteils (40) hin einen ersten Abschnitt (46) mit einem Innengewinde aufweist, in den die Hülse (52) mit ihrem ersten Abschnitt (54) eingeschraubt ist, und dass die Bohrung (42) an deren ersten Abschnitt (46) anschließend einen zweiten gewindelosen Abschnitt (47) aufweist, in dem der zweite Abschnitt (56) der Hülse (52) angeordnet ist und in dem der zweite Abschnitt (56) der Hülse (52) nach deren Aufweitung durch das Spreizelement (62) abdichtet.
Bauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Gehäuseteil (40) einer Hochdruckpumpe, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist.
Bauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Gehäuseteil eines Kraftstoffinjektors, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist.