Trockenstrahlung an Nutgeometrien

Abstract

 Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Nutgestaltung mit einem radialen Einstich für einen Dichtring, wobei die Nutgestaltung eine zylindrische Fläche aufweist, die als Anlagefläche für den Dichtring bestimmt ist und mit einer Rauhigkeit versehen ist, und bei einem nach dem Verfahren hergestellten Gegenstand (1) ist die Rauhigkeit durch Trockenstrahlen (trockenes Strahlbehandeln mit einem körnigen Medium) erzeugt.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Nutgestaltung nach der Gattung des Patentanspruchs 1 und von einem Gegenstand mit einer Nutgestaltung nach der Gattung des Patentanspruchs 5.

[0002] Bei einem solchen Verfahren beziehungsweise Gegenstand ist die im Vergleich zu einer völlig glatten Fläche mit einer erhöhten Rauhigkeit versehene Fläche, die als Anlagefläche für den Dichtring bestimmt ist, durch Rändelung erzielt. Die Fläche weist somit linienförmige deutliche Vertiefungen auf. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Riffelung nicht in allen Fällen den unter Vorspannung von außen an der zylindrischen Fläche anliegenden Dichtring beim Einschrauben eines Gegenstands, der diese Nutgestaltung aufweist, oder beim Befestigen mittels einer Düsenspannmutter an Ort und Stelle hält.

[0003] Solche Probleme können auch bei Gestaltungen auftreten, bei denen ein Dichtring an einer zylindrischen Außenfläche dicht anliegen muss.

[0004] Bei einem radial außen an einer zylindrischen Außenfläche anliegenden Dichtring kann wie beim unten beschriebenen Ausführungsbeispiel, die technische Verwendung in der Weise vorgesehen sein, dass der mit dem Dichtring versehene Gegenstand in einem Innengewinde eines Geräteteils zu befestigen ist, wobei beim Einschrauben in das Innengewinde zunächst ein erster Gewindeabschnitt des Gegenstands, anschließend die den Dichtring tragende Fläche mit erhöhter Rauhigkeit und schließlich ein in Verlängerung des erstgenannten Gewindeabschnitts liegender, die den Dichtring aufnehmende Nut auf Ihrer anderen Seite begrenzender weiterer Gewindeabschnitt in die genannte Gewindebohrung eingeschraubt wird. Hierbei wird der Dichtring, der zunächst nach außerhalb der äußeren Begrenzung der Außengewindeabschnitte vorragt, zusammen gedrückt, und soll nun, relativ zu dem äußeren Gewindeabschnitt die Schraubbewegung der inneren Gewindeteile mitmachen, damit verhindert wird, dass der Dichtring sich relativ zu der Nut in Richtung der Achsen der Gewindeabschnitte verschiebt, wodurch der Dichtring beim Montieren beschädigt würde und nicht mehr dichtet. Im fertig montierten Zustand soll der Dichtring auch eine Abdichtung gegenüber dem Innengewinde aufweisen, an dem er anliegt.

[0005] Es sind auch andere Gestaltungen möglich, beispielsweise solche, bei denen bei der Montage eine auf den Dichtring wirkende Spannmutter vorgesehen ist, und der Dichtring nicht vollständig in eine Gewindebohrung eintritt.

Vorteile der Erfindung

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es eine gegenüber dem Bekannten erhöhte Rauhigkeit vorzusehen, die den Dichtring bei geeignet fester Anlage drehfest an der Fläche hält. Weiter ist von Vorteil, dass durch das Strahlen keine linienförmigen Vertiefungen in der genannten Fläche erzeugt werden, sondern eher eine Vielzahl von kleinsten flächigen, zum Beispiel etwa muldenförmigen Einprägungen, die sich gegenseitig überlagern, so dass die Wandfestigkeit des Gegenstands im Bereich der genannten Fläche nicht durch eine Verringerung der Wanddicke durch die bekannten linienförmigen Vertiefungen der Riffelung geschwächt wird. Dies ist insbesondere bei Anwendungsfällen sehr vorteilhaft und wichtig, bei denen der Gegenstand hohen Drücken ausgesetzt ist, wie dies zum Beispiel bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, insbesondere Dieseleinspritzvorrichtungen der Fall ist.

[0007] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung entnehmbar.

Zeichnung

[0008] Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt die für die Beschreibung der Erfindung erforderlichen Teile einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0009] Der in der Figur gezeigte Gegenstand 1, ein Injektorkörper, ist im Endzustand innerhalb eines Injektorgehäuses montiert, so dass die in der Figur gezeigte Dichtung bei dem zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug fertig montierten Injektorgehäuse nicht sichtbar ist. Es sind aber auch beliebige andere Gegenstände gemäß der Erfindung auszugestalten, bei denen eine Abdichtung erforderlich ist, insbesondere eine Abdichtung von flüssigen Medien, die unter hohem Druck stehen.

[0010] Bei der in der Figur gezeigten Anordnung weist der gezeigte Gegenstand 1, der abgebrochen dargestellt ist, in seiner Außenform insgesamt aber rotationssymmetrisch ist, eine zylindrische, nach außen gewandte Fläche 3 auf, die sich in Längsrichtung zwischen zwei Gewindeabschnitten 5 und 7 befindet, die oben bereits beschrieben wurden, wobei die Fläche 3 durch einen Einstich in das ursprünglich vorhandene, noch nicht in die Gewindeabschnitte 5 und 7 unterteilte Außengewinde eingebracht worden ist, und zwar so, dass die Fläche 3 tiefer liegt als die tiefsten Teile des Gewindes. In ihren axialen Endbereichen geht die zylindrische Fläche 3 mittels kleiner Radien in zwei parallel verlaufende, die Gewindeabschnitte 5 und 7 anschneidende Seitenwände 9 über, die mit der Fläche 3 insgesamt eine Nut bilden. In die Nut ist ein gestrichelt dargestellter Dichtring 11, der vorzugsweise ein O-Ring sein kann, einzulegen. So lange der Gegenstand 1 nicht mittels der Gewindeabschnitte 5 und 7 in ein den Gegenstand 1 aufnehmendes Geräteteil eingeschraubt ist, ragt der Dichtring 11 deutlich über die radial äußeren Begrenzungen der Gewindeabschnitte 5 und 7 hinaus. Im eingeschraubten Zustand liegt die in der Figur als über die Gewindeabschnitte vorragende Fläche des Dichtrings an Gewindegängen des genannten Innengewindes an.

[0011] Der Gegenstand 1 ist zunächst bei der Herstellung durch Drehen und gegebenenfalls anschließendes Schleifen mit hoher Oberflächenqualität hergestellt worden. Um eine hohe Rauhigkeit zwecks guter Haftung des Dichtrings zu bewirken, ist die Fläche durch Trockenstrahlen, das heißt durch trockenes Strahlbehandeln mit einem körnigen Medium behandelt worden, so dass sie hierdurch aufgerauht wurde, was durch eine geeignete Schraffur angedeutet ist. Das körnige Medium weist im Beispiel Stahlkugeln oder Kugeln mit einer ähnlichen Festigkeit oder noch härter und einem ähnlichen spezifischen Gewicht auf. Die Strahlgeschwindigkeit und somit Aufprallgeschwindigkeit der Körner des Mediums und die zeitliche Dauer des Strahlungsvorgangs ist so bemessen, dass einerseits eine ausreichende Aufrauhung erzielt wird, andererseits durch den Aufprall der Körner des Mediums eine Verfestigung der Oberfläche der Fläche 3 erfolgt, ähnlich wie wenn diese mit. kleinsten Hämmern gehämmert worden wäre.

[0012] Diese Fläche weist keine linienförmigen Vertiefungen auf, somit keine merkliche Verringerung der Wanddicke des Gegenstands zwischen der Fläche 3 und einer Innenfläche des Gegenstands, an der im Betrieb ein pulsierender hoher Druck in Folge der Kraftstoffeinspritzung anliegt. Daher ist die Festigkeit des Gegenstands im Bereich der Fläche 3 nicht beeinträchtigt, vielmehr ist durch den Verfestigungseffekt die Festigkeit im Bereich der Fläche 3 gegenüber anderen Bereichen des Gegenstands zusätzlich erhöht. Dies ist besonders bei hohen Drücken ausgesetzten hydraulischen Elementen, insbesondere im Bereich der Technik flüssiger Kraftstoffe, wie bei dem im Beispiel beschriebenen Einspritzventil für Dieselkraftstoff wichtig, weil diese Gegenstände in Folge der sehr hohen periodischen Druckspritzen im Betrieb "atmen", also ständig ihren Durchmesser ändern, und daher hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Durch die erfindungsgemäße Behandlung der Fläche 3 ist ein derartig behandelter Gegenstand im Vergleich zu ähnlichen Gegenständen ohne eine derartige Behandlung mittels Trockenstrahlen mit relativ schweren Körnern des Mediums deutlich dauerhafter.

[0013] Die Haftung des Dichtrings 11 an der aufgerauhten Fläche 3 ist so gut, dass er beim Einschrauben des Gegenstands 1 in die genannte Innenbohrung die Einschraubbewegung mitmacht und somit sich nicht relativ zum Gegenstand 1 innerhalb der Nut 11 in Längsrichtung verschiebt, was zu einer sofortigen Beschädigung des Dichtrings mit daraus resultierender Undichtheit der gesamten Anordnung führen könnte.

[0014] Mit besonderem Vorteil kann die Erfindung insbesondere auch noch bei folgenden bisher nicht erwähnten speziellen hydraulischen Elementen Verwendung finden: Ventilstücke, Druckrohrstutzen, hydraulische Ventilstücke, oder Teile mit Außengewinde mit erforderlichem Abdichten gegen hydraulische Leckage.

[0015] Die Rauhtiefe (hier wird die maximale Höhendifferenz zwischen den höchsten und den tiefsten Stellen der durch das Strahlen aufgerauhten Fläche so bezeichnet), beträgt dann, wenn das Verfahren mit den oben maßlich angegebenen Stahlkörnern ausgeführt wird, etwa 150 - 250 Mikrometer. Bei einem Strahldruck von ca 6 bar des Materials benötigt das Strahlen der Fläche 3 eines Ventils (die Fläche 3 hat eine Abmessung von etwa 80 mm²) etwa 10 sec.

[0016] Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass gezielt ausgewählte Stellen eines Werkstücks bearbeitet werden beziehungsweise sein können.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Nutgestaltung mit einem radialen Einstich für einen Dichtring, wobei die Nutgestaltung eine zylindrische Fläche aufweist, die als Anlagefläche für den Dichtring bestimmt ist und mit einer Rauhigkeit versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhigkeit durch Trockenstrahlen (trockenes Strahlbehandeln mit einem körnigen Medium) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockenstrahlen mit einem Medium ausgeführt wird, dessen spezifisches Gewicht größer ist als das von Quarz.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium Stahlkörner aufweist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluggeschwindigkeit der Körner des Mediums unter Berücksichtigung von deren spezifischem Gewicht und der Massenstrom der Körner derart hoch bemessen sind, dass eine Oberflächenverfestigung der gestrahlten Fläche eintritt.

5. Gegenstand (1), vorzugsweise hydraulisches Element einschließlich Element der Technik flüssiger Kraftstoffe, der eine Nutgestaltung mit einem radialen Einstich für einen Dichtring aufweist, wobei die Nutgestaltung eine zylindrische Fläche (3) aufweist, die als Anlagefläche für den Dichtring bestimmt ist und mit einer Rauhigkeit versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhigkeit durch Trockenstrahlen (trockenes Strahlbehandeln mit einem körnigen Medium) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt ist.

6. Gegenstand (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialfestigkeit der zylindrischen Fläche (3) gegenüber einer nicht gestrahlten

7. Gegenstand nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, das er als ein Gegenstand der folgenden Gruppe ausgebildet ist: Kraftstoff-Einspritzventile, Ventilstücke, Druckrohrstutzen, hydraulische Ventilstücke, Teile mit Außengewinde mit erforderlichem Abdichten gegen hydraulische Leckage.

Zeichnung