專利名稱：具有已成形的接頭的壓力管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有成形接頭的壓力管、并尤其是具有鐓鍛接頭的高壓燃料噴射管。
背景技術：
如本發(fā)明的任務的壓力管，被作為噴射設備上輸送燃料的燃料噴射管或者作為液壓管使用。為了能夠將壓力管密封連接到其它組件，壓力管的端部被制成為截錐形。作為制造這種接頭的一種經濟的變型方案現有技術采用冷加工。由現有技術已知方法產生的成果在例如公開文獻US 6,286,556 B1和DE 103 58 373 A1中借助燃料管示出。
這種現有技術也在圖1中示出，以截面展示了截錐形接頭和由于壓力管鐓鍛而變形的管內部。在現有技術的這種實施方式中，對于使壓力管要被連接于其上的部件所進行的密封通過接頭的傾斜的包絡面和一個鎖緊螺母(未示出)實現，該鎖緊螺母通過壓力肩2在壓力管上施加預緊力，從而使壓力管或者說接頭的傾斜的包絡面壓向要連接部件的相應部位。
在現有技術中，取決于在冷加工或者鐓鍛過程中原材料在徑向方向上向外的滑移，必然在管子內徑上會出現環(huán)形的、鋒利的鐓鍛褶皺4a。而燃料噴射管在工作中要承受高的、膨脹的內壓力，因此鐓鍛褶皺4a會導致壓力管疲勞斷裂。此外內徑在接頭范圍內不是相同的，而是具有不同的收縮5a、5b，這會導致燃料流的阻塞，并且由于截面變化也意味著壓力變化，并由此產生氣蝕危險?，F有技術對這種不均勻的內徑以及鐓鍛褶皺如此處理，即管子內徑在端面上借助錐形鉸刀鉸制，直到鐓鍛褶皺4a和收縮5a、5b被去除。在這種對管內表面特性有不利影響的再加工中，必須確保完全去除由于冷加工產生的鐓鍛褶皺。
在高壓技術領域內，例如噴射壓力約為1600bar和更高時，如它們在船用發(fā)動機上的應用，前面所述的問題尤其顯得突出。一種處理高壓的方法是，管子外徑和內徑之間的直徑比例相應地適合，這就是說與內徑相比選擇大的外徑并因此形成厚的管壁。當然這種措施也有它的局限，以至必須使用較高強度材料制成的管子。然而隨著抗拉強度增大材料的可鍛性和變形性卻下降。對于斷裂延伸率A小于20％的管子材料在接頭成形時存在鐓鍛褶皺顯著加深的危險。這種鐓鍛褶皺通過前面所述的錐形鉸刀的鉸制通常不再能完全去除。
已提到過的公開文獻DE 103 58 373 A1為避免這種鐓鍛褶皺建議，在接頭的壓力肩上使用一種階梯形的接頭片。這種現有技術的缺點是使用繁瑣的階梯形的接頭片以及通過在現有技術中選擇的方法無法避免冷加工造成的內徑變形。因此由現有技術可以獲知，高強度鋼的壓力管成形完全被放棄，而取代的是管子接頭通過切削加工方式制造。

發(fā)明內容
由示出的現有技術得出本發(fā)明的任務，即提供一種壓力管或者一種相應的壓力管制造工具，它在接頭冷加工后既不會產生鐓鍛褶皺，也不會引起內徑收縮。
為此，本發(fā)明提供一種壓力管，其在連接內燃機噴射系統(tǒng)的管道的一個端部具有一個截錐形成形的接頭，其中接頭在包絡面上有一個用于使接頭相對于一連接件進行密封的環(huán)繞密封面，在頂面上有一個管子開口并在頂面的一個相對面上有一個鄰接于管道的、用于傳遞為了實現密封面的密封所必需的預緊力的壓力肩，其特征在于，所述管道的外表面同壓力肩的一個表面圍成一個大于90°的角。
本發(fā)明一方面是一種具有一個截錐形成形的接頭的壓力管，它例如可以被用作柴油發(fā)動機噴射裝置的燃料噴射管。因此這種壓力管具有一個管道和一個接頭。其中接頭可以在管道的端部例如通過冷加工制造。基本截錐形構造的接頭由側面的包絡面、在管子端部上的頂面和幾何截錐體底面的一部分組成。這個幾何底面的內部同壓力管其余部分整體連接，并且底面外露的外部部分沒有位于同底面內部部分相同的平面上，因此接頭這里被稱作截錐形的，并沒有形成幾何上完美的截錐體。在包絡面上形成用于使接頭相對于配對件進行密封的表面，其中配對件例如可以是柴油發(fā)動機噴射系統(tǒng)的一部分。在頂面上形成管子開口，并在頂面的相置側面上形成一個用于傳遞對于密封面進行密封所必須的預緊力的壓力肩。未成形的壓力管、即管道的外表面在此同壓力肩的一個表面圍成一個大于90°的角。
由于壓力肩和壓力管外表面的這種布置，壓力肩至少容易形成斜面，由此在接頭上獲得均勻的纖維方向。通過均勻的纖維方向，所述接頭的使用強度得到改善，尤其在從壓力肩向壓力管外表面過渡的關鍵部位。此外通過壓力肩的這種實施方式減少了鐓鍛褶皺的形成。
根據本發(fā)明的一種優(yōu)選的改進方案，壓力管的內表面在接頭的范圍內從外向內呈錐狀收縮。這種收縮在鐓鍛過程中借助一種相應的鍛模芯棒形成。這就是說，在鐓鍛過程中只會形成微小的壓力管內徑擴大。因此，通過在制造壓力管時使用鍛模上的芯棒不會引起壓力管內表面的變形，從而不必借助錐形鉸刀再加工相同形狀延伸的內徑。壓力管內側面的表面質量也因此在接頭范圍內得到改善。
根據本發(fā)明的另一種改進方案，接頭的包絡面在密封面和壓力肩之間的區(qū)域內具有基本凹下的凹弧。這種接頭上的、在冷加工時通過相應成形的鍛模加工而成的凹弧使得壓力肩下面的材料量減少。因此在冷加工時要注意的是，壓力管材料不是往內徑方向，而是由此推開，從而不會形成內徑收縮。
根據本發(fā)明的另一種改進方案，在接頭的管子開口上設置一個倒角作為預應力處理密封面。這個倒角用于在預應力處理中避免損傷密封面。燃料壓力管為了提高耐久性通常進行預應力處理。為此管子短暫地承受高內壓力，這會在壓力卸載后由于塑性變形導致形成殘余壓應力。由于預應力處理壓力明顯高于壓力管以后的使用壓力，因此要避免在截錐形接頭的包絡面上的原來的密封面上進行密封。因為，用于在預應力處理過程中保證預應力處理密封性所必需的高壓力作用在預應力處理密封面上，這在無壓力狀態(tài)會導致塑性變形，并因此損傷預應力處理密封面。在此倒角可以通過鍛模的相應構造在接頭鐓鍛時成形。如果接頭使用示出的加工工藝并借助后面提到的根據本發(fā)明的鍛模進行制造，那么通過這里提到的根據本發(fā)明的改進方案使壓力管接頭不需要進行再加工。
根據本發(fā)明的另一種改進方案，包絡面上的密封面錐形構造。由此密封面上的壓力分布、尤其在接頭軸線相對配對件軸線有角度偏差時得到改善。此外還有這樣的益處，在密封面發(fā)生機械損傷時容易進行重磨。因為通過同接頭凹下的凹弧的相互作用就可以確保，在密封面重磨時不會在接頭包絡面上產生磨削痕。
根據本發(fā)明的另一種改進方案，壓力肩基本為平坦地構造，由此使得裝配以及在壓力管擰緊時頂靠在壓力肩上的壓力環(huán)的幾何形狀得到簡化。
根據本發(fā)明的另一方面設置一個用于將壓力管鐓鍛成接頭的鍛模，它具有一個基本錐形的、自身向內收縮的內腔，該內腔相應于鐓鍛的接頭的外部輪廓。其中鍛模具有這樣的形狀，即它通過鐓鍛加工出一個具有壓力肩的接頭，該壓力肩同壓力管管道的外表面圍成一個大于90°的角。
這里鍛模不必強制制成單構件的，而是優(yōu)選由兩個部分組成，其中一個第一部分是一個第二部分的配對件。這就是說一個第一部分壓向管子端部，其中第二部分形成接頭的壓力肩。
根據本發(fā)明第二方面的一種改進方案，在鍛模的第一部分上內腔具有凸出的凸弧，從而形成在包絡面上具有前面提到的凹弧的接頭。
根據本發(fā)明第二方面的另一種改進方案，在鍛模的第一部分上設置一個芯棒，該芯棒插入壓力管管子開口內，從而不會造成要鐓鍛的壓力管的內徑變形。為此芯棒外徑必須基本相應于壓力管內徑。
此外本發(fā)明的第二方面可以如此構造，即芯棒錐形地構造。其中芯棒的底面的外徑大于要鐓鍛的壓力管的內徑。因此在鐓鍛時引起壓力管內徑的擴大，進而避免內徑變形。
此外根據本發(fā)明的第二方面，鍛?？梢匀绱藰嬙?，即在芯棒的底面上設置另一個斜面，從而在壓力管管子開口處形成倒角。如已經提到的，管子端部的倒角具有如下好處，即它可以在預應力處理過程中用于壓力管的密封。因此根據本發(fā)明用作所述密封面的不是壓力管后來的密封面。為了盡可能經濟地制造倒角，該倒角使用冷加工工藝加工，因此在鍛模上最好設置相應的斜面。
根據另一種改進方案，鍛模芯棒也可以截錐形構造，并可以在芯棒頂面設置另一個倒角，從而芯棒可以方便地同壓力管同軸對齊。


本發(fā)明的實施方式借助附圖進行說明。附圖示出圖1根據現有技術，帶接頭的壓力管端部的截面；圖2根據本發(fā)明，帶接頭的壓力管端部的截面；
圖3根據本發(fā)明，鍛模部分的截面。
具體實施例方式
圖2示出具有接頭1和管道16的燃料噴射管的管子端部。成斜面的壓力肩10支承在一個例如使用鎖緊螺母(未示出)擰緊時需要的壓力環(huán)5上。截錐形接頭的包絡面上既有凹弧12又有密封面13。密封面13用于使壓力管相對于來自噴射系統(tǒng)(未示出)的配對件進行密封。在壓力管內表面17上的接頭區(qū)域內形成一個內錐體9。內錐體9在頂面18上形成管子開口19。壓力肩10同壓力管管道16的外表面形成一個大于90°的角。這個角度優(yōu)選位于100°和110°之間。在這個角度范圍內壓力環(huán)11的載荷是有利的。接頭的高度H同樣對鐓鍛褶皺的形成有影響，并且對于外徑大于10mm的壓力管應該位于0.5至1.0倍的外徑的范圍內。在內錐體9的底面上的管子內徑、即在壓力管端面上的擴徑，應該位于1.02至1.4倍的管道管子內徑范圍內。通過接頭在密封面上錐形地進行構造，即使在壓力管和配對件的軸線之間存在角度誤差時仍然可以在密封圓面周上獲得均勻的壓力分布。
本發(fā)明第二方面的一種實施方式、即鍛模在鐓鍛時壓向壓力管端部的一個部分，在附圖3中以截面示出。鍛模7具有一個截錐形構造的芯棒8。在芯棒底部或者底面上具有一個用于在接頭上形成倒角14的斜面15。頂面6通過倒角和截錐的包絡面相連。鍛模部分有一個內腔20，它以盆狀形成要鐓鍛的接頭的陰圖面，因此在盆狀剖面中也可以看到凹弧3。芯棒的長度應該至少為1.5倍的接頭的高度H。
附圖標記列表1 接頭2 現有技術的壓力肩3 凸弧4 鐓鍛褶皺5 內徑收縮6 鍛模的頂面7 鍛模8 芯棒9 內錐體10根據本發(fā)明的壓力肩11壓力環(huán)12包絡面上的凹弧13密封面14倒角15斜面16管道17內表面18頂面19開口20內腔
權利要求
1.一種壓力管，其在連接內燃機噴射系統(tǒng)的管道(16)的一個端部具有一個截錐形成形的接頭(1)，其中接頭(1)在包絡面上有一個用于使接頭(1)相對于一連接件進行密封的環(huán)繞密封面(13)，在頂面(18)上有一個管子開口(19)并在頂面的一個相對面上有一個鄰接于管道(16)的、用于傳遞為了實現密封面(13)的密封所必需的預緊力的壓力肩(10)，其特征在于，所述管道(16)的外表面同壓力肩(10)的一個表面圍成一個大于90°的角。
2.如權利要求1所述的壓力管，其特征在于，所述壓力管的內表面(17)在接頭(1)的區(qū)域內從外向內呈錐狀收縮。
3.如前述權利要求中任一項所述的壓力管，其特征在于，所述接頭(1)的包絡面在密封面(13)和壓力肩(10)之間的區(qū)域中有基本凹下的凹弧。
4.如前述權利要求中任一項所述的壓力管，其特征在于，所述管子開口(19)在其圓周上具有倒角(14)。
5.如前述權利要求中任一項所述的壓力管，其特征在于，所述接頭(1)是一種冷加工接頭。
6.如前述權利要求中任一項所述的壓力管，其特征在于，所述密封面(13)是錐形的。
7.如前述權利要求中任一項所述的壓力管，其特征在于，所述壓力肩(10)基本上是平坦的。
8.一種鍛模(7)，至少由兩部分組成，用于將壓力管鐓鍛成接頭(1)，其中一個第一部分具有基本上呈截錐形的向內收縮的內腔(20)，它的內部輪廓基本上相應于要鐓鍛的接頭(1)的外部輪廓，并且一個第二部分具有用于形成要鐓鍛的接頭(1)的壓力肩的內腔，其特征在于，所述第二部分如此構造，即要鐓鍛的接頭(1)具有一個帶有平面的壓力肩，該平面同管道(16)的外表面圍成一個大于90°的角。
9.如權利要求8所述的用于將壓力管鐓鍛成接頭(1)的鍛模(7)，其特征在于，所述內腔(20)在它的側面上具有鍛模(7)的凸出的凸弧(3)。
10.如權利要求8或9中所述的、用于將壓力管鐓鍛成接頭(1)的鍛模(7)，其特征在于，所述鍛模的第一部分有一個用于插入到管子開口(19)中的芯棒(8)，該芯棒(8)的外徑基本相應于要鐓鍛的壓力管的內徑。
11.如權利要求10所述的、用于將壓力管鐓鍛成接頭(1)的鍛模(7)，其特征在于，所述芯棒(8)錐形構造，其中芯棒(8)的底面有一個大于要鐓鍛的壓力管內徑的外徑。
12.如權利要求10或11中所述的、用于將壓力管鐓鍛成接頭(1)的鍛模(7)，其特征在于，所述芯棒(8)在底面范圍內具有一個斜面(22)，用于在要鐓鍛的壓力管上在管子開口(19)處形成倒角(14)。
13.如權利要求10至12中任一項所述的、用于將壓力管鐓鍛成接頭(1)的鍛模(7)，其特征在于，所述芯棒(8)是截錐形的并且在頂面(6)上設置有用于將芯棒(8)和壓力管同軸對齊的倒角。
全文摘要
壓力管、例如作為高壓燃料噴射管，在管道(16)的端部上有一個通過冷加工制造的接頭(1)。接頭(1)為截錐形并在它的包絡面上有一個環(huán)繞密封面，該密封面借助通過壓力肩(10)傳遞的預緊力以相應配合壓向連接件。其中管道(16)的外表面同壓力肩(10)的一個表面圍成一個大于90°的角。
文檔編號F02M55/02GK1959174SQ200610141290
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月30日 優(yōu)先權日2005年10月1日
發(fā)明者L·普羅爾, W·羅迪格, W·瓦格納, J·溫特, H·亞爾辛 申請人:曼柴油機歐洲股份公司