[發明專利]用于提高空心體疲勞強度的方法和與之相關的空心體

無效

• 申請號: 201310018362.9
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103216686A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 賽爾吉奧·帕斯庫齊
• 申請（專利權）人: 維利塔斯公司
• 主分類號: F16L9/147
• 分類號: F16L9/147;F16L41/02;F02M55/02;B29C63/18
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 賈媛媛;王漪

技術領域

本發明涉及根據獨立權利要求1的前序部分所述的一種用于提高空心體的針對內壓力的疲勞強度的方法。本發明還涉及根據獨立權利要求8的前序部分所述的一種空心體，尤其是一種燃料分配器軌道（Kraftstoffverteilerleiste）。

背景技術

燃料向內燃機的各個汽缸中的分配通常是借助于分配器軌道來進行的，該分配器軌道安排在汽缸頭的附近。在常規的內燃機中，對于所要求的不大于10巴的低壓，對分配器軌道使用不大于1mm的壁厚，其中優選使用高級的鋼。目前，尤其在具有最高達150巴以上燃料壓力的直接注入式的奧托發動機（Ottomotoren）中，出于耐用性的原因，由于溫度和壓力負載并由于燃料造成的化學負擔（尤其是當使用生物源燃料時），使用了此類型的厚壁的分配器軌道，這些軌道是由厚壁的、部分焊接的部件制成。這產生了重量和成本方面的缺點并且還有在變化性、附件整體性或附加功能方面的缺點。

在通過在柴油發動機的情況下將注入壓力提高到超過2000巴來優化內燃機的過程中，便利地是執行部件強化，這造成了提高的負載能力。在此，優選將殘余壓縮應力施加到有待強化的部件中，由此可以提高該部件的疲勞強度。在此，使該部件在生產之后經受高于后續工作壓力且高于屈服強度的內壓力，該內壓力造成內壁的多個區域增塑，由此在所述區域中引入殘余壓縮應力。這樣的后續處理是昂貴且耗時的。

發明內容

因此上述這些缺點導致了本發明的目的，即提供并進一步開發一種開篇所述類型的分配器軌道，即使在相對現有技術具有重量和成本優點的情況下，該分配器軌道的疲勞強度也得以改進。

用于實現上述目的的方法具有獨立權利要求1的特征。根據所述權利要求，提出了一種用于提高空心體、尤其是至少一個金屬管的殘余壓縮應力的方法，其中在該空心體的內側上導入一個壓縮應力，并且將一個壓力施加在該空心體的外圓周表面的至少一部分上，并且其中，該空心體用塑料包裹，以便將壓力施加到該外圓周表面上。由于用塑料包裹空心體，尤其能夠實現相對于現有技術的重量節省，這是因為首先該金屬管與分配器軌道的單殼變體的情況相比是更薄的，并且其次塑料自身比可比較的金屬材料更輕。此外，通過將塑料施加到空心體上和與之相關的該空心體的更薄形式，可以實現在變化性方面的優點。通過該塑料將壓力施加到空心體的外圓周表面上，能夠省略如在現有技術中描述的、在部件生產之后的增塑，其中該塑料自身將壓力施加到外圓周表面上。

在本發明的另一個優選的示例性實施例中，該塑料可以被噴涂和/或以類似方式施加到該空心體上的，或者可以將一個塑料管或塑料導管套置到該空心體上。相應地，在包裹該金屬管的塑料的形狀方面存在很大程度的變化性。在此，本發明提供了若干施用形式，其中塑料一方面可以被噴涂、或者另一方面還可以擠出在該金屬管上，并且此外該塑料還可以按條帶的方式纏繞在該金屬管周圍。另外，根據本發明的方法還提供了將塑料管或塑料導管套置到該空心體上，這樣使得該空心體至少部分地在其整個面積上、優選在其整個面積上被該塑料包圍。

在本發明的一個優選改進方案中，該塑料層或該塑料管或該塑料導管在套置于該空心體上之后進行固化或硬化。在根據本發明的方法中，尤其提出將塑料以聚結態施加到該空心體上，這允許在施加之后進行固化或硬化。取決于所選的塑料（可以使用熱塑性塑料或熱固性塑料），該塑料在該空心體上固化或硬化。有利地在此提出，在塑料管或導管的情況下，這些塑料管或導管被提供為略大于該金屬管的外圓周，這樣使得塑料包套可以容易地施加到金屬管上。

在本發明的一個改進方案中，在固化或硬化過程中，該塑料層或該塑料管或該塑料導管收縮，并且隨后至少部分地以摩擦配合方式、或者以部分地強制鎖定的方式靠置在該空心體的外圓周表面上。以此方式，該塑料層或該塑料管或該塑料導管以過盈配合被安置在該金屬管上，結果是它支承在該外圓周表面的全部面積上。另外地或替代地，所用的塑料還可以在硬化或固化過程中經受體積上的減小。

在本發明的一個具體實施例中，通過該固化或硬化的塑料層或塑料管或塑料導管，可以在該空心體的外圓周表面上施加一個壓力、尤其是一個均勻的壓力。以過盈配合而安置在該空心體上的該塑料對金屬管施加一個壓力，該壓力造成該空心體的殘余壓縮應力增大。以此方式，尤其能夠提高在內壓力負載下該部件的疲勞強度。緊密施加在空心體外圓周表面上的塑料尤其在金屬管的金屬層中導入一個壓縮應力，該壓縮應力類似于在純金屬部件的情況下的自緊（Autofrettage）效應。