專利名稱：用于高壓密封地連接燃料噴射器的至少一個(gè)板形體與另一體的方法以及燃料噴射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使燃料噴射器的至少ー個(gè)板形體與另一體高壓密封連接的方法，其中，設(shè)置夾持套管，所述要連接的體利用所述夾持套管軸向相互夾緊。所述至少一個(gè)板形體例如是節(jié)流板，它與閥板和/或另一體高壓密封連接。本發(fā)明還涉及ー種燃料噴射器以及使燃料噴射器的至少ー個(gè)板形體和另一體高壓密封連接的高速變形方法的用途。
背景技術(shù)：
從公開(kāi)文獻(xiàn)DE 199 02 282 Al已知ー種具有多個(gè)軸向疊加布置的噴射器部件的模塊結(jié)構(gòu)的噴射器。為了制造ー種具有緊湊結(jié)構(gòu)形式的噴射器，為了連接所述噴射器部件而提出一種套管形連接元件，它與ー個(gè)噴射器體用螺紋連接。替代地提出，所述套管形連接元件與所述噴射器體通過(guò)接合方法，例如通過(guò)焊接或硬釬焊，連接所述噴射器體。為此，所 述噴射器部件軸向相互夾緊。為了從這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)得到改善的高壓密封連接噴射器部件，在公開(kāi)文獻(xiàn)DE102 34 723 Al中提出一種用于使燃料噴射器的部件與夾持元件高壓密封連接的布置，在夾持所述接合表面或夾持元件以后，通過(guò)圓楔連接使內(nèi)外圓楔部與噴射器的連接部相連接。所述圓楔連接除得到所述功能外，還得到利用它通過(guò)力傳感器檢測(cè)的張緊元件或壓カ元件施加的豎向力。所述軸向カ因而應(yīng)能夠非常精確地調(diào)整。因?yàn)樗鲚S向カ通過(guò)螺栓連接的緊固カ施加，排出了在調(diào)整軸向過(guò)程中可能的不精確性，例如螺紋容差或螺紋中或夾持表面上的可變摩擦比。另外的優(yōu)點(diǎn)是不用螺紋也就不用考慮因沖孔效應(yīng)引起的部件削弱，因而所述部件能夠承受高負(fù)荷或合適地確定尺寸。然而，這種力配合的卡ロ連接的圓楔連接假設(shè)進(jìn)一歩所述夾持元件相對(duì)于連接件旋轉(zhuǎn)，因而除因所述夾緊引起的軸向カ外，施加轉(zhuǎn)矩。因而保證要連接的部件不旋轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)止擋能夠例如通過(guò)使用定位器或固定銷實(shí)現(xiàn)。它的缺點(diǎn)還有所述內(nèi)外圓楔的制造成本過(guò)高。為了實(shí)現(xiàn)カ配合或摩擦配合連接，這應(yīng)能夠?qū)ⅴ鶆虻匾龑?dǎo)到圓周上，這對(duì)所述圓楔的幾何形狀精確性(形狀容差、尺寸容差或位置容差)提出了高的要求，也對(duì)所述圓楔的表面質(zhì)量提出了高的要求。均勻地引導(dǎo)到圓周上的力導(dǎo)致所述軸向力不期望地?cái)U(kuò)散，因而不再保證高壓密封連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供ー種用于高壓密封連接燃料噴射器的至少ー個(gè)板形體與另一體的方法，它能夠簡(jiǎn)單地執(zhí)行。本發(fā)明的任務(wù)還在于提供一種簡(jiǎn)單地建造的燃料噴射器。為了解決所述任務(wù)，提出ー種具有權(quán)利要求I的特征的方法和ー種具有權(quán)利要求7的特征的燃料噴射器。根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的有利改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
所提出的用于高壓密封連接至少ー個(gè)板形體與燃料噴射器的另ー板形體的方法提出設(shè)置ー個(gè)夾持套管，所述要連接的體利用所述夾持套管軸向相互夾緊。根據(jù)本發(fā)明，作為另外的體使用與所述夾持套管共同作用的保持體，其具有至少ー個(gè)在外圓周上布置的、在徑向平面中環(huán)繞地構(gòu)造的槽。此外，所述方法包括以下步驟-固定所述保持體，-安放所述至少ー個(gè)板形體和共軸地對(duì)齊所述要連接的體，-通過(guò)所述要連接的體接合所述夾持套管，-通過(guò)施加軸向カFax來(lái)延伸所述夾持套筒，因而在所述夾持套管中產(chǎn)生張力，-在延伸過(guò)程中，通過(guò)使用高速變形方法使所述夾持套管(3)與保持體(4)形成形 狀鎖合連接，其中，所述形狀鎖合連接通過(guò)所述夾持套管(3)在所述槽(5)的區(qū)域中變形來(lái)形成,并且-卸載所述夾持套管。在所述卸載后在所述夾持套管中留下殘余應(yīng)力，它壓緊由所述夾持套管?chē)@的體，因而保證高壓密封連接。所述部件的接合，尤其是所述夾持套管安放或展開(kāi)到所述要連接的部件上能夠完全無(wú)轉(zhuǎn)矩地實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，所述變形壓カ適于形成所述夾持套管與所述保持體的形狀鎖合連接。在不存在的制造步驟中，轉(zhuǎn)矩傳遞到所述要連接的體中的ー個(gè)上，因而不是必須使用附加的銷作為扭轉(zhuǎn)止擋。還可能使用O形環(huán)，因?yàn)轭A(yù)料不會(huì)通過(guò)剪斷所述O形環(huán)而造成破壞。此外，因?yàn)椴挥脴?gòu)成螺紋，所述夾持套管和保持體能夠具有簡(jiǎn)單的幾何形狀。與螺紋連接相比，對(duì)所述部件的上表面狀態(tài)要求更低，因?yàn)樗龃植诙瓤梢院雎圆挥?jì)。為了保證カ均勻引導(dǎo)在圓周上，就此而言不是必須需要降低摩擦層或涂層。因?yàn)樗龈叩淖冃嗡俣?，所述燃料流直接進(jìn)入到全部圓周上，從而避免抓住和/或折疊所述夾持套管。這還保證所述實(shí)現(xiàn)的未來(lái)形狀鎖合連接附接地密封。優(yōu)選地，所述電磁脈沖變形用作高速變形方法。在所述電磁脈沖變形時(shí)，所述變形不接觸，因而上表面和/或可能的涂層保持不受損害。此外，這種變形類型能夠使所述要連接的部件高壓密封地形狀鎖合連接，即使當(dāng)它是由不同的材料構(gòu)成的。不需要對(duì)所述要連接的部件進(jìn)行前處理或后處理。為了執(zhí)行所述方法，圍繞所述夾持套管的線圈置于所述保持體的槽的高度上。通過(guò)安放隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)而在所述夾持套管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)致所需要的變形力。所述變形カ尤其依賴于所述線圈和夾持套管的各自的材料或各自的導(dǎo)電率以及所述安放的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。在所述套管材料的導(dǎo)電率很差時(shí)，能夠設(shè)置所謂激勵(lì)器(例如用鋁制成)，一次使用它并且在變形后棄用。所述變形力還影響所述設(shè)置在保持體中的槽的幾何形狀，尤其是它的深度和/或它的半徑。除磁變形外，也能夠使用其他的高速變形方法，例如爆破變形或水下火花放電。在使用電磁脈沖方法時(shí)，所述變形所需要的磁力或所需要的能量?jī)?yōu)選事先通過(guò)模擬確定。為了計(jì)算它，靜水壓カ優(yōu)選在300到1000N/mm2的范圍內(nèi)，例如500N/mm2作為備用值。所述磁力導(dǎo)致在所述夾持套管變形后，所述保持體中的槽優(yōu)選完全由所述夾持套管的材料填充。在燃料噴射器運(yùn)行中，更高的填充程度可能尤其導(dǎo)致更遲的松弛。
進(jìn)ー步優(yōu)選地，為了施加軸向カFax，使用中空?qǐng)A柱體的凸模，它由外放置在所述夾持套管的基本上徑向延伸的凸肩上。所述凸模的中空?qǐng)A柱體形式能夠穿過(guò)所述噴射器的部件。尤其能夠穿過(guò)構(gòu)造為噴嘴體的噴射器部件。代替中空?qǐng)A柱體的凸模，但是，另外的壓カ或牽引工具用于延伸所述夾持套管。通過(guò)構(gòu)成在所述夾持套管上基本上徑向延伸的凸肩限定所述力引導(dǎo)的位置。優(yōu)選地，由外施加的軸向カFax大于事先計(jì)算的、高壓密封連接所述體所需要的軸向力。進(jìn)ー步優(yōu)選地，所述軸向力FaxMOKN,因此在卸載所述夾持套管后，高壓密封連接留下了足夠的殘余應(yīng)力。例如軸向カFax=50KN。在確定所述軸向力Fax時(shí)，還應(yīng)注意不應(yīng)超過(guò)所述夾持套管的材料屈服點(diǎn)，以便防止所述夾持套管的持久變形。進(jìn)ー步地，在確定所述軸向力Fax時(shí)，相關(guān)影響量是所述夾持套管的壁厚和 總長(zhǎng)度以及所述カ引導(dǎo)的位置，即所述基本上徑向延伸的凸肩的位置用于安放徑向延伸的牽弓I或壓カエ具。為了解決所述引言中所述的任務(wù)，提出足以使具有至少ー個(gè)夾持套管和ー個(gè)保持體的燃料噴射器，根據(jù)本發(fā)明的特征在于，所述保持體具有至少ー個(gè)外圓周上布置的、在徑向沿著徑向平面中延伸的槽，利用高速變形方法變形的夾持套管的圓周區(qū)域形狀鎖合地咬合在該槽中。所述形狀鎖合優(yōu)選通過(guò)使所述夾持套管的環(huán)形變形，因而通過(guò)所述形狀鎖合同時(shí)實(shí)現(xiàn)附接密封。所述保持體的槽不同于用作螺紋的槽，因而它構(gòu)成在環(huán)形的徑向平面中，即在垂直于所述保持體的縱軸的平面中。用作螺紋的槽相反地具有斜坡，并因而不布置在徑向平面中。而且，用作螺紋的槽具有基本上更小的橫截面和另外的幾何形狀。通過(guò)螺紋連接所述夾持套管和保持體，小的轉(zhuǎn)矩作用在要連接的體上，利用要連接的體，所述夾持套管軸向相互夾緊。因而取消用作扭轉(zhuǎn)止檔的銷。此外，省去螺紋連接的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)所述要連接的部件的上表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求降低高度，以便將力均勻地引導(dǎo)到圓周上。就此而言，所提出的燃料噴射器具有與已經(jīng)描述的與根據(jù)本發(fā)明的方法有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)ー步優(yōu)選地，構(gòu)造在所述保持體中的槽具有圓弧性橫截面。替代地，選擇梯形或矩形橫截面。如果構(gòu)成倒角，優(yōu)選對(duì)其進(jìn)行圓角。所述槽幾何形狀，尤其是槽深度和/或槽半徑，對(duì)所述壓出力，即使夾持套管脫出的カ產(chǎn)生影響。因而，通過(guò)優(yōu)化所述槽幾何形狀，弓丨起所述壓出力増大。在小槽深度時(shí)需要小的壓出力，然而同時(shí)可進(jìn)行良好的形變熱處理，槽深度越大，需要越大的壓出力，然而同時(shí)清楚地難以進(jìn)行形變熱處理。類似地，在圓弧形槽橫截面時(shí)關(guān)于所述槽半徑是適當(dāng)?shù)?，其中，隨著半徑的増加，需要的壓出力減小。進(jìn)ー步優(yōu)選地，所提出的燃料噴射器的夾持套管具有基本上徑向延伸的凸肩以放置變形工具。在布置所述凸肩時(shí)考慮所述力作用的位置和對(duì)所述夾持套管的壁厚和總長(zhǎng)度對(duì)所需要的軸向カFax的總影響。另一徑向延伸的凸肩優(yōu)選在內(nèi)圓周側(cè)構(gòu)造為用于板形體的安放表面，例如在所述夾持套管的彎曲表面的區(qū)域中。本發(fā)明的組成部分還在于ー種形狀鎖合連接燃料噴射器的夾持套管和保持體的電磁脈沖變形方法的用途，用于高壓密封由兩個(gè)共軸板形體構(gòu)成的連接體，所述板形體在燃料噴射器運(yùn)行中被施加高壓。。


下面將根據(jù)附圖的例示更詳細(xì)地闡明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。在附圖中
圖I顯示穿過(guò)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的夾持套管中的燃料噴射器的縱剖面，圖2a以分解圖的形式顯示穿過(guò)根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的要連接體的縱剖面，圖2b以接合布置的形式顯示穿過(guò)對(duì)應(yīng)圖2a的要連接體的縱剖面，圖2c顯示穿過(guò)圖2a和圖2b的保持體的縱剖面，圖2d顯示圖2b的細(xì)節(jié)剖面圖，以及圖3a_d顯示在所述保持體中構(gòu)成的槽的不同幾何形狀。
具體實(shí)施例方式圖I的視圖得知第一和第二板形體1、2，其中，第一板形體I是節(jié)流板，第二板形體 2是閥板，在二者之間構(gòu)成第一密封位置11。另外的密封位置11各自構(gòu)成在閥板2與保持體4的連接區(qū)域中和相應(yīng)地在節(jié)流板I與噴嘴體8的連接區(qū)域中。因?yàn)樗畜w1、2、4和8由孔貫穿(未顯示)，在所述燃料噴射器運(yùn)行中對(duì)所述孔施加高壓，在體1、2、4、8的接觸表面之間得到的密封位置11執(zhí)行高壓密封。它涉及與因工作壓カ產(chǎn)生的力P(見(jiàn)雙箭頭)相關(guān)的相反的軸向力，其保證體1、2、4、8的密封安放在各自接觸表面的區(qū)域中。這在本發(fā)明中，由現(xiàn)有技術(shù)得知的實(shí)例通過(guò)夾持套管3引起通過(guò)螺紋連接9與保持體4形成形狀鎖合連接。夾持套管3在這里圍繞體1、2、4、8，因而通過(guò)所述螺紋能夠引起緊固カ(見(jiàn)基本箭頭)，體1、2、4、8利用緊固カ軸向相互夾緊。然而通過(guò)螺紋連接夾持套管3和保持體4，也施加轉(zhuǎn)矩(見(jiàn)弧形延伸的箭頭)，它使體1、2、4、8相互旋轉(zhuǎn)。為了阻止體1、2、4、8相互旋轉(zhuǎn)，在密封位置11的區(qū)域中，固定銷10安裝在體1、2、4、8的有限的接觸表面中。在使用根據(jù)本發(fā)明的方法高壓密封連接燃料噴射器的至少兩個(gè)體1、2、4時(shí)，這種固定銷不是必需的。然后，僅僅軸向力Fax施加到夾持套管3上，在夾持套管3與保持體4形狀鎖合連接后和在卸載夾持套管3后引起體I、2、48中的ー個(gè)相互預(yù)加應(yīng)力的殘余應(yīng)力，而且保證高壓密封連接。夾持套管3與保持體4的形狀鎖合連接通過(guò)高速變形方法實(shí)現(xiàn)。圖2a至2d是根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射器的主要部件，即夾持套管3、保持體4以及兩個(gè)板形體1，2和噴嘴體8，它適合利用上述根據(jù)本發(fā)明的方法高壓密封連接。圖2a以分解圖的形式顯示所述部件，即在它們接合前，圖2b顯示由夾持套管3包圍的、疊置且共軸對(duì)齊的體1，2，4，8在夾持套管3變形前短時(shí)間內(nèi)構(gòu)成在保持體4的環(huán)形槽5的區(qū)域中夾持套管3和保持體4的形狀鎖合連接。為了構(gòu)成所述形狀鎖合連接，夾持套管3首先延伸。為此，在基本上徑向延伸的夾持套管3的凸肩6的區(qū)域中，通過(guò)安放壓カエ具(未顯示)施加軸向カFax。通過(guò)使用高速變形方法，當(dāng)前利用電磁脈沖變形，所述延伸后隨所述變形。因而，在保持體4的槽5的高度上，夾持套管3由線圈12圍繞，其中在線圈12和夾持套管3之間存在環(huán)形空氣間隙。在線圈12通電時(shí)，形成隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，根據(jù)套管材料的電導(dǎo)率，在夾持套管3中產(chǎn)生感應(yīng)電流。在這些電流上產(chǎn)生磁力(見(jiàn)圖2d中的箭頭)，它引起夾持套管3在保持體4的槽5中成型。夾持套管3因而在環(huán)形圓周區(qū)域7中變形，由此夾持套管3與保持體4形狀鎖合連接。所述形狀鎖合連接還保證附加密封。夾持套管3首先延伸，然后變形，保持體4保持固定在它的位置中。所述固定能夠在當(dāng)前夾頭表面的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)。這能夠例如如圖2c所示，通過(guò)在保持體4的圓周面區(qū)域中的切片13構(gòu)成。槽5區(qū)域中的壓出力引起夾持套管3與保持體4形狀鎖合連接，這尤其依賴于所選擇的槽幾何形狀。在圖3a至3d中顯示不同的可能的槽幾何形狀。圖3a和3b分別顯示ー個(gè)具有圓弧形橫截面的槽5，其中，它們的不同之處在于各自選擇的半徑R。為了使夾持套管3從保持體4的槽5斷開(kāi)，所述必需的壓出力在圖3b的實(shí)施例中更大。如果替換圓弧形橫截面，選擇具有陡峭的槽凸緣的梯形橫截面，即具有小的角度α，所述壓出力進(jìn)ー步增カロ。在對(duì)應(yīng)圖3d的基本成直角的槽幾何形狀中，所需要的壓出力最大。為了使所述槽的成形變輕，所述槽凸緣的過(guò)渡區(qū)域中的倒角進(jìn)行圓角成為槽底。所述圓角半徑用R表示。 雖然希望大的壓出力，為了阻止夾持套管3從保持體4的槽5中斷開(kāi)，所述槽幾何形狀同時(shí)應(yīng)該也具有良好的成形性能。這又在笑的槽深度和大的半徑時(shí)給出。在這里，它涉及針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行所述槽幾何形狀的優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.ー種用于高壓密封地連接燃料噴射器的至少ー個(gè)板形體(1，2)和另外ー個(gè)體的方法，其中，裝入ー個(gè)夾持套管(3)，利用所述夾持套管使所述要連接的體(1，2)軸向相互夾緊，其特征在干， 作為另外的體，作為另外的體使用與所述夾持套管(3)共同作用的保持體(4)，該保持體具有至少ー個(gè)在外圓周側(cè)布置的、在徑向平面中環(huán)繞地構(gòu)造的槽(5)，所述方法包括以下步驟 -固定所述保持體(4)， -安放所述至少ー個(gè)板形體(1，2)且使所述要連接的體(1，2，4)共軸對(duì)齊， -所述夾持套管(3)接合在所述要連接的體(1，2，4)上， -通過(guò)施加軸向カFax延伸所述夾持套管(3),因而在所述夾持套管(3)中產(chǎn)生應(yīng)力， -在延伸期間通過(guò)使用高速變形方法，形成所述夾持套管(3)與保持體(4)的形狀鎖合連接，其中，通過(guò)所述夾持套管(3)在所述槽(5)的區(qū)域中變形造成所述形狀鎖合連接，以及 -卸載所述夾持套管(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干， 電磁脈沖變形用作高速變形方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在干， 事先通過(guò)模擬確定在使用所述電磁脈沖方法使所述夾持套管(3)變形所需要的磁力或所需要的能量。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在干， 在所述夾持套管(3)變形后，所述保持體(4)中的槽(5)完全由所述夾持套管(3)的材料填充。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在干， 為了施加所述軸向力Fax，使用中空?qǐng)A柱體的凸模，它從外面安放在所述夾持套管(3)的基本上徑向延伸的凸肩(6)上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在干， 所述從外面施加的軸向カFax選擇成大于事先計(jì)算的高壓密封連接所述體(1，2，4)所需要的軸向力。
7.ー種用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的燃料噴射器，它包括至少ー個(gè)板形的高壓施加體(1，2)、夾持套管(3)和保持體(4)，其中，所述夾持套管(3)和保持體(4)共同作用，使得所述至少ー個(gè)板形體(1，2)與另外的體和/或該保持體(4)高壓密封連接，其特征在于， 所述保持體(4)具有至少ー個(gè)在外圓周側(cè)布置的、在徑向平面中環(huán)繞地構(gòu)造的槽(5)，夾持套管(3)的利用高速變形方法變形的圓周區(qū)域(7)形狀鎖合地咬合在該槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料噴射器，其特征在干， 所述槽(5)具有圓弧形或梯形的或矩形的橫截面和/或圓角的倒角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的燃料噴射器，其特征在干， 所述夾持套管(3)具有基本上徑向延伸的凸肩出)以安放變形工具。
10.ー種形狀鎖合連接燃料噴射器的夾持套管(3)和保持體(4)的電磁脈沖變形方法的用途，用于高壓密封由兩個(gè)共軸板形體(1，2)構(gòu)成的連接體，所述板形體在燃料噴射器 運(yùn)行中被施加高壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高壓密封地連接燃料噴射器的至少一個(gè)板形體(1，2)與另一體的方法，其中，使用夾持套管(3)，利用該夾持套管要連接的體(1，2)相對(duì)于彼此相互軸向夾緊。根據(jù)本發(fā)明，與所述夾持套管(3)相互作用的保持體(4)用作另一體，該保持體具有至少一個(gè)布置在外圓周并且環(huán)繞地構(gòu)造在一個(gè)徑向平面中的槽(5)。所述方法還包括下列步驟固定所述體(4)，安放至少一個(gè)板形體(1，2)并且共軸地對(duì)齊所述要連接的體(1，2，4)，通過(guò)要連接的體(1，2，4)聯(lián)結(jié)所述夾持套管(3)，通過(guò)施加軸向力Fax延伸所述夾持套管(3)，使得在所述夾持套管(3)中產(chǎn)生應(yīng)力，在延伸的過(guò)程中通過(guò)使用高速變形方法建立所述夾持套管(3)和保持體(4)之間的形鎖合連接，其中，所述形鎖合連接通過(guò)使所述夾持套管(3)在所述槽(5)區(qū)域中變形來(lái)引起，卸載所述夾持套管(3)。本發(fā)明還涉及一種燃料噴射器。
文檔編號(hào)B23P11/00GK102725510SQ201180007437
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者J-P·納格爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司