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Dokumentenidentifikation DE102005047951A1 12.04.2007
Titel Ummantelte Druckleitung
Anmelder MAN Diesel SE, 86153 Augsburg, DE
Erfinder Köthen, Dirk, 86152 Augsburg, DE;
Vogel, Christian, Dr., 86163 Augsburg, DE;
Yalcin, Hakan, 89231 Neu-Ulm, DE;
Maier, Ludwig, 86420 Diedorf, DE;
Wagner, Wolfgang, 06847 Dessau, DE
DE-Anmeldedatum 06.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005047951
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F16L 9/14(2006.01)A, F, I, 20051006, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F02M 55/02(2006.01)A, L, I, 20051006, B, H, DE   B63H 21/38(2006.01)A, L, I, 20051006, B, H, DE   
Zusammenfassung Druckleitung, vorzugsweise als Kraftstoffhochdruckleitung, mit einem Druckrohr (1), das ein zu förderndes Fluid führt, und einem Mantelrohr (2), das koaxial um das Druckrohr (1) angeordnet ist. Das Druckrohr (1) weist dabei auf seiner Außenfläche in Längsrichtung verlaufende Nuten (3) auf, so dass ein Zwischenraum zwischen Druckrohr (1) und Mantelrohr (2) entsteht, in dem Kraftstoff aus Leckagen abgeleitet werden kann.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ummantelte Druckleitung und insbesondere eine ummantelte Kraftstoffhochdruckleitung mit integrierter Leckageführung.

Insbesondere bei Kraftstoffleitungen, die Brennkraftmaschinen, wie z.B. Schiffsmotoren mit Treibstoff versorgen, ist es notwendig, ein im Inneren der Kraftstoffeinspritzleitung angeordnetes Druckrohr mit einer Schutzummantelung zu versehen. Die Schutzummantelung dient dazu, aus Leckagen an der Druckleitung und deren Anschlussstücken austretenden Kraftstoff aufzufangen und in einem Sammelbehältnis, wie z.B. der Druckschraube, aufzufangen.

Aus dem Stand der Technik ist dazu z.B. das deutsche Gebrauchsmuster 74 07 951 bekannt, das eine doppelwandige Hochdruckleitung offen legt. Zwischen Druckleitung und Mantelleitung ist gemäß diesem Stand der Technik eine Wendel aus einem flachen Kunststoffstreifen angeordnet, so dass zwischen Mantelrohr und Druckrohr ein definierter Abstand entsteht, in dem aus der Druckleitung austretender Treibstoff abgeleitet werden kann.

Darüber hinaus ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass anstatt des spiralförmigen Kunststoffzwischenteils vor dem Biegen eines Kraftstoffhochdruckrohrs Abstandhalter zum Fixieren des Mantelrohres auf dem Druckrohr vorzugsweise an den Stellen, die später gebogen werden, oder an den Enden befestigt sind. Nachteilig daran ist, dass es beim Biegen von Druckrohr, Abstandhaltern und Mantelrohr zu Ovalverformungen des Mantelrohrs und zu einem einseitigen Anlegen des Mantelrohres an einem Abstandhalter und somit zu erheblichen Koaxialitätsabweichungen von Mantelrohr gegenüber Druckrohr kommt. Die Ovalverformung und die Koaxialitätsabweichungen führten dazu, dass sich eine Druckmutter, die als Verbindungselement am Ende der Druckleitung vorgesehen ist, nicht mehr über das Mantelrohr schieben lässt. Ferner kann es bei der Montage des Druckrohres zu einem einseitigen Anliegen der Druckmutter am Mantelrohr kommen. Wird bei der Montage dann das vorgegebene Anzugsmoment verwendet, wird infolge des hohen Reibmoments die erforderliche Pressung am Hochdruckdichtverband nicht erreicht, was zu Undichtigkeiten führen kann. Desweiteren führen die Oberflächenschädigungen zur Schädigung des Runddichtringes und somit zu Undichtigkeiten an der Dichtstelle zwischen Druckmutter und Mantelrohr.

Ferner ist aus dem Stand der Technik ein Aufbau bekannt, bei dem das Mantelrohr mit Nuten versehen ist, so dass sich bei Ineinanderschieben von Druckrohr und Mantelrohr Kanäle an der Außenseite des Druckrohres in Längsrichtung ergeben. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass auch hier noch besagte ovale Verformungen des Mantelrohrs auftreten. Weiterhin nachteilig ist die Verwendung einer Ummantelung bzw. eines Mantelrohrs, das aufgrund der Nuten stets eine Sonderanfertigung und somit kostenintensiv ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, eine Druckleitung mit verbesserten Dichteigenschaften, einer höheren Lebensdauer und günstigeren Herstellungskosten bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung gelöst. Erfindungsgemäß wird eine Druckleitung zum Fördern von Kraftstoffen im Hochdruckbereich vorgesehen. Die Druckleitung weist im Inneren ein Druckrohr auf, in dem das zu fördernde Fluid, z.B. Kraftstoff, von einer Kraftstoffquelle zu einem Einspritzsystem gefördert wird. Um das Druckrohr ist ein Mantelrohr angeordnet, das koaxial zum Druckrohr verläuft. Das Druckrohr weist an seiner Außenfläche Nuten auf, die im Wesentlichen in Längsrichtung zum Druckrohr verlaufen.

Durch die Längsnuten auf der Außenfläche des Druckrohres wird zwischen Mantelrohr und Druckrohr ein Abstand definiert, in dem der Kraftstoff abfließen kann, der sich infolge einer Leckage am Druckrohr oder dessen Anschlussstücken außen am Druckrohr sammelt. Für das Mantelrohr muss keine Sonderfertigung verwendet werden, sondern es kann ein genormtes Halbzeug als Ummantelung verwendet werden, was Kosten einspart, denn als Druckrohr muss ohnehin eine Sonderanfertigung verwendet werden, da hier üblicherweise ein nicht handelsüblicher Rohrquerschnitt benötigt wird. Darüber hinaus kann durch das Vorsehen der Nuten im Druckrohr ein rotationssymmetrisches Mantelrohr verwendet werden. Insbesondere dann, wenn das Mantelrohr auf das Druckrohr aufgeschrumpft wird, so dass kein Spiel zwischen Mantelrohr und Druckrohr bleibt, ist die Verwendung von rotationssymmetrischen Profilen vorzuziehen.

Die abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die Nuten des Druckrohrs bereits im Halbzeug des Druckrohrs vorgesehen. Diese Nuten werden also bereits beim Herstellungsprozess des nahtlos gezogenen Druckrohres eingebracht. Die Nuten sind dabei an der Außenfläche des Druckrohres vorzugsweise gleichmäßig zu verteilen und verlaufen vorzugsweise parallel und geradlinig zueinander.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Mantelrohr formschlüssig mit dem Druckrohr verbunden. Das formschlüssige Verbünden von Mantelrohr und Druckrohr kann beispielsweise über das Aufschrumpfen des Mantelrohrs auf dem Druckrohr verwirklicht werden. Dazu wird das Mantelrohr erwärmt, so dass das Mantelrohr über das Druckrohr geschoben werden kann. Wenn das Mantelrohr dann abkühlt, kommt es zu einem Presssitz zwischen Mantelrohr und Druckrohr, so dass Mantelrohr und Druckrohr formschlüssig miteinander verbunden sind. Aufgrund dieses Verbundes zwischen Mantelrohr und Druckrohr kann es beim Biegen der Druckleitung nicht mehr zu Lücken zwischen Mantelrohr und Druckrohr kommen, die bei längerer Beanspruchung im Umfeld eines Verbrennungsmotors, d.h. durch ständige Vibrationen, zu einem frühzeitigen Verschleiß der Druckleitung führen können. Ferner werden auch Verformungen des Mantelrohres noch unwahrscheinlicher, da dieses durch die zwischen den Nuten verbleibenden Stege, welche nunmehr fest an der Innenfläche des Mantelrohrs anliegen, gestützt wird.

Darüber hinaus kann Formschluss erzeugt werden, indem das Mantelrohr mit Spielpassung über das Druckrohr geschoben wird und danach die Druckleitung in ihre für den Einbau vorgesehene Form gebogen wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Breite der Stege größer oder gleich 2 mm und ein Winkelbereich, der von den Nuten eingeschlossen wird, ist kleiner oder gleich 45°.

Die vorliegende Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnung in einer Ausführungsform der Erfindung detailliert erläutert. Es zeigt:

1: eine Kraftstoffhochdruckleitung im Querschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung;

2: einen Schnitt A-A aus 1 in einer dreidimensionalen Ansicht.

1 zeigt eine Kraftstoffhochdruckleitung mit einem Druckrohr (1) und einem Mantelrohr (2). Über dem Mantelrohr sitzt eine Druckschraube (5), die mittels eines Runddichtrings (6) gegenüber dem Mantelrohr (2) abgedichtet ist. Als Werkstoff für das Kraftstoffrohr wird vorzugsweise hochfester Stahl eingesetzt. Da die Kraftstoffhochdruckrohre bei Betrieb des Motors Temperaturen zwischen 150°C und 200°C ausgesetzt sind, sind Mantelrohr und Druckrohr vorzugsweise aus Stählen mit wesentlich gleichen thermischen Ausdehnungseigenschaften zu verwenden.

2 zeigt den Schnitt A-A durch das erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruckrohr aus 1, wobei mit Bezugszeichen (3) die Nut gekennzeichnet ist und Bezugszeichen (4) einen Steg zeigt. Die Profilform des Druckrohres kann an der Außenfläche beliebig geändert werden, sofern nur eine ausreichende Nut und ein für das Abstützen des Mantelrohres (2) ausreichender Steg bestehen bleibt.

1
Druckrohr
2
Mantelrohr
3
Nut
4
Steg
5
Druckschraube
6
Runddichtring


Anspruch[de]
Druckleitung zum Fördern von Kraftstoff unter Hochdruck mit einem Druckrohr (1), das ein zu förderndes Fluid führt und einem Mantelrohr (2), das koaxial um das Druckrohr (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (1) auf seiner Außenfläche im Wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Nuten (3) aufweist. Druckleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (3) des Druckrohrs (1) bereits im Halbzeug des Druckrohrs (1) vorgesehen sind. Druckleitung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (2) mit dem Druckrohr (1) formschlüssig verbunden ist. Druckleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (2) auf das Druckrohr (1) aufgeschrumpft ist oder der Formschluss durch Biegen bei einer Spielpassung zwischen Mantelrohr und Druckrohr erzeugt wird. Druckleitung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (3) parallel und geradlinig verlaufen und in Umfangsrichtung gleichmäßig auf dem Druckrohr angeordnet sind. Druckleitung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite von zwischen den Nuten (3) verbleibenden Stegen (4) größer oder gleich 2 mm ist. Druckleitung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der Nuten (3) einen Winkelbereich von kleiner oder gleich 45° überstreicht. Druckleitung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (2) eine rotationssymmetrische Form hat.






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