[0001] Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher für ein Common Rail System einer Brennkraftmaschine
gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
[0002] Im Speziellen betrifft die Erfindung einen Druckspeicher, der für ein Common Rail
System in einem Grossdieselmotor geeignet ist. Grossdieselmotoren werden beispielsweise
als Hauptantriebsaggregate für Schiffe oder als Stationäranlagen zur Stromgewinnung
eingesetzt. Sie sind meistens als langsam laufende Zweitakt-Kreuzkopfmaschinen oder
als Viertakt-Maschinen ausgebildet. Gemäss neuerer Entwicklungen werden in modernen
Grossdieselmotoren die Brennstoffeinspritzung, der Gaswechsel, die Wassereinspritzung
und gegebenenfalls Hilfssysteme, z. B. für Steueröl, mit Common Rail Systemen betrieben.
Dabei wird mittels Pumpen das jeweilige Fluid, z. B. der Brennstoff für die Einspritzung,
ein Hydraulikmedium zur Betätigung der Auslassventile oder ein Arbeitsmedium zur Steuerung
der Einspritzung, unter Hochdruck in einen Druckspeicher gefördert, der auch als Akkumulator
bezeichnet wird. Mit dem unter Druck stehenden Fluid aus dem jeweiligen Akkumulator
werden dann sämtliche Zylinder der Brennkraftmaschine versorgt bzw. die Ventile und
die Brennstoffeinspritzvorrichtungen angesteuert.
[0003] Üblicherweise sind die Druckspeicher jeweils als rohrähnliche, an beiden Enden geschlossene
Bauteile ausgestaltet, die sich etwa auf Höhe der Zylinderköpfe entlang des Motors
erstrecken. Die rohrförmigen Grundkörper der Druckspeicher weisen typischerweise mehrere
Bohrungen auf, über welche der Speicherraum des Druckspeichers mit den jeweiligen
Versorgungs- oder Betätigungseinrichtungen der einzelnen Zylinder verbindbar ist.
[0004] Die höchsten Drücke treten typischerweise im Common Rail System für die Brennstoffeinspritzung
auf. Im zugehörigen Druckspeicher kann der Druck beispielsweise bis 2000 bar betragen.
Im Betrieb sind es insbesondere die dynamischen, z. B. durch Druckschwankungen verursachten,
Belastungen, die hohe mechanische Anforderungen an die Druckspeicher stellen. Die
Hochdruckfestigkeit des Druckspeichers wird insbesondere auch durch die radialen Bohrungen
begrenzt. Diese können die Spannungen, beispielsweise die Vergleichsspannung, um eine
Faktor drei bis vier und mehr erhöhen.
[0005] Zur Erhöhung der Hochdruckfestigkeit des Druckspeichers in einem Common Rail Einspritzsystem
wird in der DE-A-199 49 962 vorgeschlagen, den als Speicherraum dienenden Innenraum
des Grundkörpers im Bereich der Einmündung der Bohrungen eben auszubilden, um so die
Spannungsspitzen im Verschneidungsbereich zwischen den Bohrungen und dem Grundkörper
zu reduzieren. Diese ebenen Bereiche werden nachträglich durch eine lokale, Material
abtragende Bearbeitung hergestellt.
[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Druckspeicher für ein Commmon
Rail System einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, bei dem mit möglichst einfachen
Massnahmen ein sehr hoher Innendruck bei dynamischer Belastung ermöglicht wird, ohne
dass dafür die äusseren Abmessungen und somit der Platzbedarf des Druckspeichers vergrössert
wird. Insbesondere soll der Druckspeicher für ein Common Rail System eines Grossdieselmotors
geeignet sein und speziell für ein Brennstoffeinspritzsystem.
[0007] Der diese Aufgabe lösende Druckspeicher ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs
1 gekennzeichnet.
[0008] Erfindungsgemäss wird also ein Druckspeicher für ein Commmon Rail System einer Brennkraftmaschine
vorgeschlagen mit einem rohrförmigen Grundkörper mit einer Wandung, die einen im Innern
des Grundkörpers vorgesehenen Speicherraum für das zu speichernde Medium begrenzt,
sowie mit mindestens einer Bohrung zum Abführen des Mediums, die sich durch die Wandung
erstreckt. An der Innenseite der Wandung ist mindestens eine in den Speicherraum hineinreichende,
gekrümmte Wölbung vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass die Bohrung innerhalb
der gekrümmten Wölbung in den Speicherraum einmündet.
[0009] Es hat sich gezeigt, dass durch diese nach innen reichende Wölbung, deren Krümmung
endlich ist" die durch die Bohrung verursachten Spannungserhöhungen deutlich reduziert
werden können. Durch die optimierte Innenform des Druckspeichers lässt sich bei gegebener
Dauerfestigkeit des Werkstoffs, aus dem der Grundkörper hergestellt ist, der zulässige
Innendruck für dynamische Belastungen deutlich erhöhen oder die äussere Abmessung
des Druckspeichers, insbesondere sein Durchmesser, lässt sich reduzieren, weil beispielsweise
die Wandung dünner ausgestaltet werden kann. Wesentlich ist hierbei die Erkenntnis,
denjenigen Bereich, in dem die Bohrung in den Speicherraum einmündet, mit einer endlichen
Krümmung - also insbesondere nicht eben - auszugestalten.
[0010] In einer bevorzugten Ausführungsform hat gesagter Bereich eine Krümmung, die das
umgekehrte Vorzeichen hat wie die Krümmung des übrigen Teils der Innenseite der Wandung,
welche den im wesentlichen zylinderförmigen Speicherraum begrenzt.
[0011] Vorzugsweise erstreckt sich die Wölbung über einen wesentlichen Teil der Länge des
Speicherraums und speziell bevorzugt über die gesamte Länge des Speicherraums. Dies
hat zur Folge, dass das Innenprofil des Speicherraums, das heisst sein Schnitt senkrecht
zur Längsachse, über die gesamte Länge des Speicherraums gleich ist. Somit kann auf
lokale Innenbearbeitungen des Speicherraums verzichtet werden, wodurch sich die Herstellung
deutlich vereinfachen lässt. Der Grundkörper mit dem Speicherraum kann in einfacher
Weise beispielsweise durch Strangpressen, Giessen oder Räumen mit einem entsprechend
geformten Räumwerkzeug, hergestellt werden.
[0012] Eine weitere vorteilhafte Massnahme ist es, an der Innenseite der Wandung mindestens
zwei - beispielsweise drei - in den Speicherraum hineinreichende, gekrümmte Wölbungen
vorzusehen, die sich jeweils über einen wesentlichen Teil der Länge des Speicherraums
erstrecken und bezüglich der Umfangsrichtung der Innenseite der Wandung an verschiedenen
Positionen vorgesehen sind. Es sind also am Innenumfang verteilt mehrere Wölbungen
vorgesehen, die sich vorzugsweise jeweils über die gesamte Länge des Speicherraums
erstrecken. Somit können in verschiedene Richtungen weisende Bohrungen vorgesehen
werden, wodurch sich die Flexibilität des Druckspeichers bezüglich seiner Anschlussmöglichkeiten
deutlich erhöht.
[0013] Im Hinblick auf die Minimierung der Spannungen verlaufen die Bohrung oder die Bohrungen
in radialer Richtung, sodass ihre Mittelachse senkrecht auf der Längsachse des Grundkörpers
steht. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn jede Bohrung bezüglich der
Umfangsrichtung der Innenseite der Wandung in der Mitte der Wölbung in den Speicherraum
mündet, das heisst die Mittelachsen der Bohrungen liegen im Zentrum der Wölbung. Natürlich
ist es auch möglich, die Bohrungen exzentrisch oder versetzt zueinander anzuordnen.
Wesentlich ist, dass die Bohrungen innerhalb der Wölbung in den Speicherraum münden.
[0014] Die Praxis zeigt, dass jede Wölbung vorzugsweise eine Höhe in radialer Richtung aufweist,
die zwischen 5% und 30% des Innendurchmessers des Speicherraums beträgt. Mit dieser
Höhe ist dabei der maximale Betrag gemeint, den die Wölbung über die ansonsten beispielsweise
kreisförmige Kontur des Querschnitts des Speicherraums in diesen hineinragt.
[0015] Die erfindungsgemässe Wölbung, die in den Speicherraum hineinreicht, lässt sich besonders
bevorzugt realisieren, indem der Speicherraum mindestens zwei im wesentlichen zylindrische
Längsbohrungen umfasst, die derart angeordnet sind, dass sich ihre Querschnitte überlappen.
Eine speziell bevorzugte Variante besteht darin, den Speicherraum durch zwei zylindrische
Längsbohrungen zu realisieren, deren Achsen parallel verlaufen und zueinander derart
beabstandet sind, dass sich die Querschnitte der Längsbohrungen überlappen. Das bedeutet,
das der Abstand der Achsen der Längsbohrungen kleiner ist als die Summe der Radien
der beiden Längsbohrungen. Aus dieser Massnahme resultiert ein Speicherraum, dessen
Innenprofil (Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse) die Form einer Acht aufweist.
Derjenige Bereich, wo diese Acht ihre "Einschnürung" aufweist, bildet dann zwei in
den Speicherraum hineinreichende gekrümmte Wölbungen im Sinne der vorliegenden Erfindung.
[0016] Die Realisierungsform, bei welcher der Speicherraum mindestens zwei sich überlappende
Längsbohrungen aufweist, bietet den Vorteil einer besonders einfachen Herstellung.
Es bedarf lediglich dem Anfertigen von zwei (oder mehr) Längsbohrungen in dem rohrförmigen
Gebilde, aus dem der Grundkörper hergestellt wird.
[0017] Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal ist es, wenn die Wandung des Grundkörpers an ihrer
Aussenseite mindestens eine Abflachung aufweist, die so angeordnet und ausgestaltet
ist, dass die Bohrung an der Aussenseite der Wandung in eine ebene Fläche mündet.
Durch diese Massnahme wird es ermöglicht, direkt auf der Aussenseite der Wandung Betätigungs-
oder Versorgungseinrichtungen vorzusehen, die mit dem Medium aus dem Druckspeicher
beaufschlagt werden sollen - beispielsweise Schieberventile für die Brennstoffeinspritzung.
Dies hat den Vorteil, dass auf hochdruckfeste Verbindungsleitungen verzichtet werden
kann.
[0018] Eine weitere vorteilhafte Variante besteht darin, dass die Wandung des Grundkörpers
an ihrer Aussenseite mindestens einen ebenen Streifen aufweist, der sich im wesentlichen
über die gesamte Länge des rohrförmigen Grundkörpers erstreckt. Dies ermöglicht es
beispielsweise, an der Aussenseite des Hochdruckspeichers ein Heizelement vorzusehen,
um das Medium im Speicherraum mit Wärme zu beaufschlagen. Der ebene Streifen kann
auch als Auflage dienen, beispielsweise zur Befestigung des Druckspeichers.
[0019] Der erfindungsgemässe Druckspeicher eignet sich insbesondere für das Common Rail
System eines Grossdieselmotors und speziell für das Common Rail System für die Brennstoffeinspritzung.
[0020] Weitere vorteilhafte Massnahmen und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen.
[0021] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung
näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen:
- Fig.1:
- einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Druckspeichers
entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 2,
- Fig. 2:
- einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 entlang der Schnittlinie
II-II in Fig. 1,
- Fig.3:
- wie Fig. 1, jedoch für eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels,
- Fig. 4:
- einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Druckspeichers,
- Fig. 5:
- wie Fig. 4, jedoch für eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels,
- Fig. 6:
- wie Fig. 4, jedoch für eine weitere Variante des zweiten Ausführungsbeispiels,
- Fig. 7:
- einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Druckspeichers,
und
- Fig. 8:
- Wie Fig. 7, jedoch für eine Variante des dritten Ausführungsbeispiels.
[0022] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen
Druckspeichers, der gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Der Schnitt
erfolgt entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 2. Fig. 2 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel
in einem Längsschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
[0023] Da Common Rail Systeme und insbesondere auch solche für Grossdieselmotoren und speziell
für die Brennstoffeinspritzung in Grossdieselmotoren bezüglich ihres Aufbaus und ihrer
Funktion hinlänglich bekannt sind, wird darauf im Folgenden nicht näher eingegangen.
[0024] Der Druckspeicher 1 hat einen rohrförmigen, beispielsweise zylindrischen, Grundkörper
2 mit einer Wandung 3, deren Innenseite 31 einen Speicherraum 4 für das Medium, beispielsweise
Brennstoff unter Hochdruck, begrenzt. Der Grundkörper 2 bzw. der Speicherraum 4 erstrecken
sich in Richtung einer Längsachse L. Ferner ist mindestens eine Bohrung 5 vorgesehen,
die sich in radialer Richtung, also senkrecht zur Längsachse L, durch die Wandung
3 erstreckt und den Speicherraum 4 mit der Aussenseite 32 der Wandung 3 verbindet.
Durch die Bohrung 5 kann das Medium aus dem Speicherraum 4 entnommen werden.
[0025] Erfindungsgemäss ist an der Innenseite 31 der Wandung 3 eine Wölbung 6 vorgesehen,
die sich in Richtung der Achse L über einen wesentlichen Teil des Speicherraums 4
und vorzugsweise über die gesamte Länge des Speicherraums 4 erstreckt. Bei der Darstellung
gemäss Fig. 2 ist die Wölbung 6 die Differenz, um die der darstellungsgemäss obere
Teil 3a der Wandung 3 dicker ist als der darstellungsgemäss untere Teil 3b. Wie dies
insbesondere Fig. 1 verdeutlicht, ist die Wölbung 6 durchgehend gekrümmt, weist also
keine ebenen Bereiche auf. Dabei hat die Krümmung der Wölbung 6 das umgekehrte Vorzeichen
wie die Krümmung des restlichen Teils der Innenseite 31 der Wandung 3. Zum besseren
Verständnis ist in Fig. 1 die Kontur K, die sich bei einem genau kreisförmigen Querschnitt
des Speicherraums 4 ergeben würde, strichliert ergänzt.
[0026] Der Übergangsbereich 61 zwischen der Wölbung 6 und dem Rest der Innenseite 31 der
Wandung 3 ist abgerundet, sodass hier keine Kanten vorhanden sind und die Spannungen
auch in diesen Bereichen niedrig gehalten werden.
[0027] Die Wölbung 6 ist bezüglich der Umfangsrichtung so angeordnet, dass die Bohrung 5
symmetrisch im Zentrum der Wölbung 6 in den Speicherraum 4 einmündet.
[0028] Bezüglich der Ausgestaltung der Wölbung 6, speziell ihrer Krümmung und der Lage ihres
Krümmungsmittelpunkts, sind zahlreiche Varianten möglich. Die Krümmung der Wölbung
6 muss auch nicht konstant sein. Wesentlich ist jedoch, dass die Krümmung einen endlichen
Wert hat und ein anderes Vorzeichen als die Krümmung des Rests der Innenseite 31,
das heisst, die Wölbung 6 muss in den Speicherraum 4 hineinreichen. Zudem ist es wesentlich,
dass die Bohrung 5 gesamthaft innerhalb der Wölbung 6 in den Speicherraum 4 einmündet,
das heisst die Mündung der Bohrung 5 in den Speicherraum 4 muss vollkommen von der
Wölbung 6 überdeckt werden.
[0029] Bezüglich der Höhe H der Wölbung 6, womit ihre maximale Abweichung von der Kontur
K in radialer Richtung gemeint ist, hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen,
wenn diese Höhe H zwischen 5% und 30% des Innendurchmessers D des Speicherraums 4
ist.
[0030] Üblicherweise hat der Druckspeicher 1 mehrere Bohrungen 5. Diese sind dann bei dem
ersten Ausführungsbeispiel hintereinander angeordnet, sodass jede der Bohrungen 5
wie vorne beschrieben im Zentrum der Wölbung 6 in den Speicherraum einmündet.
[0031] Durch die erfindungsgemässe Wölbung 6 hat der Druckspeicher 1 eine Innenform die
bezüglich der Spannungen optimiert ist. Durch die in den Speicherraum 4 hineinragende
Ausgestaltung der Wölbung 6 in dem hinsichtlich der Spannungen kritischen Gebiet,
wo die Bohrungen 5 einmünden, bleibt dieses Gebiet bei Druckbeaufschlagung im Bereich
der Druckspannungen. Bei bekannten Druckspeichern werden direkt bei Druckbeaufschlagung
Tangentialspannungen, also Zugspannungen erzeugt. Bei der erfindungsgemässen Ausgestaltung
erfolgt erst bei deutlich höheren Belastungen der Übergang in den Bereich der Zugspannungen.
Dadurch kann der erfindungsgemässe Druckspeicher 1 auch bei dynamischen Belastungen
deutlich höheren Innendrücken ausgesetzt werden. Durch die erfindungsgemässe innere
Formgebung des Druckspeichers 1 kann dieser im Vergleich zu bekannten Speichern einem
Mehrfachen des Innendrucks ausgesetzt werden. Andererseits kann bei gleichem Innendruck
wie in bekannten Speichern und bei gleichem Volumen des Speicherraums der erfindungsgemässe
Speicher deutlich schlanker, also mit geringerer Dicke der Wandung 3, ausgestaltet
werden.
[0032] Vorzugsweise erstreckt sich die Wölbung 6 über die gesamte Länge des Speicherraums
4, sodass das Innenprofil, womit der Querschnitt des Speicherraums 4 gemeint ist,
über die gesamte Länge des Grundkörpers 2 gleich ist. Dies bedeutet eine erhebliche
Vereinfachung des Herstellungsprozesses. Der Grundkörper 2 eines erfindungsgemässen
Druckspeichers 1 kann in einfacher Weise durch Strangpressen, Giessen oder Räumen
mittels einem an den gewünschten Querschnitt angepassten Werkzeugs hergestellt werden.
Nachträgliche lokale Innenbearbeitungen an der Innenseite 31 der Wandung 3 sind nicht
mehr vonnöten.
[0033] Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Bohrungen 5 bezüglich der Längsrichtung an
beliebiger Stelle gebohrt werden können, wodurch sich die Flexibilität bezüglich der
Anpassung an unterschiedliche Gegebenheiten deutlich erhöht.
[0034] Eine weitere vorteilhafte Massnahme besteht darin, an der Aussenseite 32 der Wandung
3 des Grundkörpers 2 eine Abflachung 7 vorzusehen, die so angeordnet und ausgestaltet
ist, dass die Bohrung 5 an der Aussenseite 32 in eine ebene Fläche mündet. Dies hat
den Vorteil, das Einrichtungen 10 (in Fig. 1 und Fig. 2 strichliert angedeutet), die
mit dem Medium aus dem Druckspeicher beaufschlagt werden sollen, beispielsweise Komponenten
des Brennstoffeinspritzsystems, direkt auf dem Grundkörper 2 montiert werden können,
sodass auf Verbindungsleitungen verzichtet werden kann.
[0035] Natürlich ist es auch möglich - wie dies im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
in Fig. 5 gezeigt ist - dass sich die Abflachung 7 über die gesamte Länge des Grundkörpers
erstreckt, sodass die Abflachung 7 einen ebenen Streifen ausbildet, der sich im wesentlichen
über die gesamte Länge des Grundkörpers 2 erstreckt. Die Bohrungen 5 münden dann in
diesen ebenen Streifen ein.
[0036] Fig. 3 zeigt in einer zu Fig. 1 analogen Darstellung eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei dieser Variante ist die äusser Form des Grundkörpers 2 nicht zylinderförmig, sondern
weist zwei ebene Streifen 8 auf, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des
rohrförmigen Grundkörpers 2 erstrecken. Die ebenen Streifen 8 sind so angeordnet,
dass die Bohrungen 5 ausserhalb dieser ebenen Streifen 8 in die Aussenseite 32 einmünden.
[0037] Auf diesen Streifen 8 können Zusatzeinrichtungen 9 angeordnet werden. Bei Grossdieselmotoren
wird typischerweise als Brennstoff Schweröl verwendet. Das Schweröl muss aufgeheizt
werden, um die nötige Viskosität zu erlangen. Dafür kann auf einem der ebenen Streifen
8 eine Heizung als Zusatzeinrichtung 9 vorgesehen sein, um dem Schweröl in dem Speicherraum
4 Wärme zuzuführen.
[0038] Fig. 4 zeigt in einer zu Fig. 1 analogen Darstellung einen Querschnitt durch ein
zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Druckspeichers 1. Im Folgenden
wird nur auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Die Erläuterungen
im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gelten in sinngemäss gleicher Weise
auch für das zweite Ausführungsbeispiel. Insbesondere haben die Bezugszeichen die
gleiche Bedeutung.
[0039] Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere, hier nämlich drei,
der erfindungsgemässen Wölbungen 6 auf der Innenseite 31 der Wandung 3 vorgesehen.
Jede der Wölbungen 6 erstreckt sich über einen wesentlichen Teil der Länge des Speicherraums
4, vorzugsweise über seine gesamte Länge. Die Wölbungen 6 sind gleichmässig über den
Umfang der Innenseite 31 verteilt. Es sind mehrere Bohrungen 5 vorgesehen, die jeweils
im Zentrum einer der Wölbungen 6 in den Speicherraum 4 einmünden. An der Aussenseite
32 sind Abflachungen 7 vorgesehen, die so angeordnet sind, dass die Bohrungen 5 an
der Aussenseite 32 in eine ebene Fläche einmünden. Es ist natürlich auch möglich,
die Wölbungen ungleichmässig über den Umfang zu verteilen.
[0040] Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Bohrungen 5 für die Entnahme des Mediums
aus dem Speicherraum 4 über den Umfang des Druckbehälters 1 verteilt. Dadurch können
mehr Bohrungen 5 vorgesehen werden. Ferner kann das Medium ohne grossen Aufwand in
unterschiedliche Richtungen weggeführt werden.
[0041] Bei der Variante in Fig. 5 erstrecken sich die die Abflachungen 7 über die gesamte
Länge des Grundkörpers 2, sodass die Abflachungen 7 jeweils einen ebenen Streifen
8 ausbilden, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Grundkörpers 2 erstreckt.
Die Bohrungen 5 münden dann jeweils in einen dieser ebenen Streifen 8 ein.
[0042] Fig. 6 zeigt eine Variante, bei welcher die Aussenfläche 32 der Wandung 3 einen Zylindermantel
bildet.
[0043] Für die Verbindung des Druckspeichers 1 mit denjenigen Vorrichtungen bzw. Einrichtungen,
die mit dem Medium versorgt werden sollen, sind sehr viele Varianten möglich. Beispielsweise
kann die Einrichtung 10 (Fig. 1, Fig. 2), wie vorne erläutert, direkt auf der Aussenseite
32 der Wandung 3 befestigt werden. Es ist auch möglich, die Bohrung 5 mit einem Innengewinde
zu versehen, in welches eine Druckleitung oder ein Anschlussteil eingeschraubt wird.
Ferner ist es auch möglich einen Flansch vorzugsweise auf eine der Abflachungen 7
oder einem der ebenen Streifen 8 zu befestigen. Prinzipiell eigen sich alle an sich
bekannten Verbindungs- und Befestigungsmöglichkeiten.
[0044] Im Folgenden wird anhand eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung noch eine
unter praktischen Aspekten besonders bevorzugte Realisierungsform für die erfindungsgemässe
in den Speicherraum 4 hineinreichende Wölbung 6 beschrieben. Es versteht sich, dass
die Erläuterungen bezüglich des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels in sinngemäss
gleicher Weise auch für das dritte Ausführungsbeispiel gelten und die einzelnen beschriebenen
Massnahmen ebenfalls mit dem dritten Ausführungsbeispiel kombinierbar bzw. darauf
anwendbar sind.
[0045] Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch das dritte Ausführungsbeispiel. Der Unterschied
zu dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht in der Ausgestaltung des
Speicherraums 4. Der Speicherraum 4 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei
zylindrischen Längsbohrungen 41, 42 , die sich parallel zueinander in Richtung der
Achse L erstrecken. Die Achsen L1,L2 der Längsbohrungen 41,42 haben einen Abstand
E zueinander, welcher derart bemessen ist, dass sich die Querschnitte der Längsbohrungen
41,42 überlappen. Daraus resultiert das in Fig. 7 dargestellte Innenprofil, das im
wesentlichen die Form einer Acht hat. Die Einschnürungen dieser Acht bilden somit
zwei erfindungsgemässe gekrümmte Wölbungen 6, die in den Innenraum des Speicherraums
4 hineinreichen. In die darstellungsgemäss oberer Wölbung 6 mündet die Bohrung 5.
Natürlich ist es auch möglich, dass zusätzlich oder alternativ hierzu eine Bohrung
in die darstellungsgemäss untere Wölbung 6 mündet.
[0046] Als Höhe H der Wölbung wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Differenz aus dem
Durchmesser der Längsbohrung 41 bzw. 42 und der Länge der gemeinsamen Sekante der
beiden kreisförmigen Querschnitte der Längsbohrungen 41 und 42 verstanden.
[0047] Der jeweilige Abstand der Achsen L1 bzw. L2 von der Achse L kann beispielsweise etwa
40 Prozent des Radius der zugehörigen Längsbohrung 41 bzw. 42 betragen. Der Abstand
der Längsbohrungen 41,42 von der Mitte (Achse L) wird durch den Durchmesser der radialen
Bohrung 5 und die zulässige Dauerfestigkeit bestimmt. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
liegen die beiden Längsbohrungen 41 und 42 symmetrisch bezüglich der Achse L. Dies
ist aber keine Notwendigkeit.
[0048] Vorzugsweise haben die Längsbohrungen den gleichen Radius. Es können aber auch unterschiedliche
Radien verwendet werden.
[0049] Wenn auch bevorzugt, so ist es jedoch nicht notwendig, dass die beiden Längsbohrungen
41, 42 parallel verlaufen, sie können auch leicht geneigt zueinander sein.
[0050] Das dritte Ausführungsbeispiel zeichnet sich insbesondere durch seine einfache Herstellung
aus. Es bedarf lediglich zweier Bohrungen um den Speicherraum 4 mit den erfindungsgemässen
Wölbungen 6 herzustellen.
[0051] Fig. 8 zeigt im Querschnitt eine Variante des dritten Ausführungsbeispiels. Bei dieser
Variante besteht der Speicherraum 4 aus drei Längsbohrungen 41,42,43, die derart angeordnet
sind, dass sich ihre Querschnitte überlappen. Wie dies Fig. 8 zeigt, werden dadurch
drei erfindungsgemässe Wölbungen 6 erzeugt, die jeweils in den Speicherraum 4 hineinragen.
In jeder dieser Wölbungen mündet eine radiale Bohrung 5. Natürlich ist es auch möglich,
dass nur in eine oder zwei der Wölbungen 6 radiale Bohrungen 5 münden.
[0052] Vorzugsweise sind die Längsbohrungen 41,42,43 symmetrisch bezüglich der Achse L angeordnet.
[0053] Selbstverständlich sind auch Ausgestaltungen mit mehr als drei Längsbohrungen 41,42,43
möglich.
[0054] Es versteht sich, dass die Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele und Varianten
auch in anderer Weise als hier explizit beschrieben miteinander kombinierbar sind.
Auch sind Ausgestaltungen mit zwei oder mehr als drei der Wölbungen 6 möglich. Im
Falle mehrerer Wölbungen 6 ist es nicht notwendig, dass alle Wölbungen gleich ausgestaltet
sind, sie können beispielsweise unterschiedliche Krümmungen aufweisen.
[0055] Auch wenn im Rahmen dieser Anmeldung auf das für die Praxis sehr relevante Anwendungsgebiet
der Grossdieselmotoren Bezug genommen wurde, so versteht es sich, dass der erfindungsgemässe
Druckspeicher in sinngemäss gleicher Weise für andere Dieselmotoren, beispielsweise
Kleindieselmotoren und Brennkraftmaschinen im allgemeinen eingesetzt werden kann.
1. Druckspeicher für ein Commmon Rail System einer Brennkraftmaschine mit einem rohrförmigen
Grundkörper (2) mit einer Wandung (3), die einen im Innern des Grundkörpers (2) vorgesehenen
Speicherraum (4) für das zu speichernde Medium begrenzt, sowie mit mindestens einer
Bohrung (5) zum Abführen des Mediums, die sich durch die Wandung (3) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (31) der Wandung (3) mindestens eine in den Speicherraum (4) hineinreichende,
gekrümmte Wölbung (6) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, dass die Bohrung
(5) innerhalb der gekrümmten Wölbung (6) in den Speicherraum (4) einmündet.
2. Druckspeicher nach Anspruch 1, bei welchem sich die Wölbung (6) über einen wesentlichen
Teil der Länge des Speicherraums (4), vorzugsweise über die gesamte Länge des Speicherraums
(4), erstreckt.
3. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem an der Innenseite
(31) der Wandung (3) mindestens zwei in den Speicherraum (4) hineinreichende, gekrümmte
Wölbungen (6) vorgesehen sind, die sich jeweils über einen wesentlichen Teil der Länge
des Speicherraums (4), vorzugsweise über die gesamte Länge des Speicherraums (4),
erstrecken und bezüglich der Umfangsrichtung der Innenseite (31) der Wandung (3) an
verschiedenen Positionen vorgesehen sind.
4. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Bohrung (5)
oder die Bohrungen (5) in radialer Richtung verlaufen.
5. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem jede Bohrung (5)
bezüglich der Umfangsrichtung der Innenseite der Wandung in der Mitte der Wölbung
(6) in den Speicherraum (4) mündet.
6. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem jede Wölbung (6)
eine Höhe (H) in radialer Richtung aufweist, die zwischen 5% und 30% des Innendurchmessers
(D) des Speicherraums (4) beträgt.
7. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Speicherraum
(4) mindestens zwei vorzugsweise zylindrische Längsbohrungen (41,42,43) umfasst, die
derart angeordnet sind, dass sich ihre Querschnitte überlappen.
8. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Wandung (3)
des Grundkörpers (2) an ihrer Aussenseite mindestens eine Abflachung (7) aufweist,
die so angeordnet und ausgestaltet ist, dass die Bohrung (5) an der Aussenseite (32)
der Wandung (3) in eine ebene Fläche mündet.
9. Druckspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Wandung (3)
des Grundkörpers (3) an ihrer Aussenseite (31) mindestens einen ebenen Streifen (8)
aufweist, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des rohrförmigen Grundkörpers
(2) erstreckt.
10. Druckspeicher nach Anspruch 9, bei welchem die Bohrungen (5) in den ebenen Streifen
(7; 8) einmünden.
11. Grossdieselmotor mit einem Common Rail System für die Brennstoffeinspritzung, das
einen Druckspeicher (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.