(57)【要約】本発明は、耐高圧部品（１）の角部（５）の加工方法に関する。この加工方法では、一加工工程で角部（５）を水侵食性角取りする。本発明は、耐高圧部品の角部（５）、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔が交わる部分の角部（５）の水侵食性角取り方法および装置にも関する。この方法では、研磨剤（７）を含む液体（８）を、第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）へと移る領域にある角取りされる角部（５）に対して、斜めに導く。角取り加工の結果を最適化するため、および、その結果として耐高圧部品（１）の耐高圧性が最適となるように、角部（５）および角部（５）に隣接する耐高圧部品（１）の表面（４，６）の領域に、研磨処理および／またはホーニング処理によって圧縮ストレスをかけることが提案されている。また、この水侵食性角取り方法および装置は、研磨剤（７）を含む液体（８）を第１穿孔（２）から第２穿孔（３）へ導くために、研磨剤（７）を含む液体（８）の主流方向（Ｓ）から見て第１穿孔（２）から続いて枝分かれしている第２穿孔（３）よりも後方の第１穿孔（２）に、密封素子（９）が組み込まれていることが提案されている。
2006509644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品が有する穿孔接合部の角部の加工方法であって、上記角部を水侵食によって角取りする工程を含む加工方法であって、
水侵食性角取りの加工工程よりも前に、耐高圧部品（１）の、角部（５）および当該角部（５）に隣接する面（４，６）の、それぞれの表面領域に、研磨処理および／またはホーニング処理によって圧縮ストレスをかけることを特徴とする耐高圧部品の角部の加工方法。
【請求項２】
上記角部（５）および上記耐高圧部品（１）の当該角部（５）に隣接する面（４，６）、好ましくは穿孔（２，３）の円筒面、の表面領域に、研磨処理および／またはホーニング処理によって、５００Ｎ／ｍｍ２〜１５００Ｎ／ｍｍ２の範囲の圧縮ストレスをそれぞれかけることを特徴とする請求項１記載の耐高圧部品の角部の加工方法。
【請求項３】
上記水侵食性角取りの加工工程で角部（５）を角取りし、これにより、最大で１０μｍ〜５０μｍの範囲の材料を除去することを特徴とする請求項１または２記載の耐高圧部品の角部の加工方法。
【請求項４】
耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の水侵食性角取り方法であって、研磨剤（７）を含む液体（８）を、特に請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法を使用して、第１穿孔（２）から、第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）へと移る領域にある角取りされる角部（５）に対して斜めに導く水侵食性角取り方法において、
研磨剤（７）を含む液体（８）を、第１穿孔（２）から、第１穿孔から続いて枝分かれしている第２穿孔（３）へ方向転換するために、研磨剤（７）を含む液体（８）の主流方向（Ｓ）から見て第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）よりも後方で第１穿孔（２）を密封素子（９）によって密封することを特徴とする水侵食性角取り方法。
【請求項５】
上記第１穿孔（２）を、研磨剤（７）を含む液体（８）の主流方向（Ｓ）から見て第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）よりも後方で、角部（５）に対して約０．５ｍｍ〜１０ｍｍの間隔（ａ）を開けて、密封素子（９）によって密封することを特徴とする請求項４に記載の水侵食性角取り方法。
【請求項６】
上記第１穿孔（２）における研磨剤（７）を含む液体（８）の主流方向（Ｓ）と、上記主流方向（Ｓ）に対応して密封素子（９）の位置とを、少なくとも１回、好ましくは数回変更することを特徴とする請求項４または５記載の水侵食性角取り方法。
【請求項７】
耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部（５）の水浸食性角取り装置であって、特に請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法を実施するために、研磨剤（７）を含む液体（８）を、第１穿孔（２）から、第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）へと移る領域にある角取りされる角部（５）に対して斜めに導く水侵食性角取り装置において、
研磨剤（７）の混入された液体（８）を第１穿孔（２）から第２穿孔（３）へ方向転換するために、研磨剤（７）の混入された液体（８）の主流方向（Ｓ）から見て第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）よりも後方の第１穿孔（２）に、密封素子（９）が組み込まれていることを特徴とする水侵食性角取り装置。
【請求項８】
上記密封素子（９）は、研磨剤（７）を含む液体（８）の主流方向（Ｓ）から見て第１穿孔（２）から枝分かれしている第２穿孔（３）よりも後方の第１穿孔（２）に、角部（５）に対して約０．５ｍｍ〜１０ｍｍの間隔（ａ）を開けて組み込まれていることを特徴とする請求項７記載の水侵食性角取り装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部（Bohrungsverschneidung）の角部の加工方法であって、一加工工程で角部を水侵食によって角取する加工方法に関する。特に、本発明は、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の水侵食性角取り方法であって、研磨剤（Schleifkoerpern）の混入された液体（Fluessigkeit）を、第１穿孔から、第１穿孔から枝分かれしている第２穿孔へと移る領域にある角取りされる角部に対して、斜めに（quer）導く水侵食性角取り方法にも関する。
【０００２】
さらに、本発明は、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の水侵食性角取り装置であって、研磨剤を含む液体を、第１穿孔から、第１穿孔から枝分かれしている第２穿孔へと移る領域にある角取りされる角部に対して、斜めに導く水侵食性角取り装置に関する。
【０００３】
部品疲労または部品破壊を引き起こす可能性のある局部的なストレスのピーク（Spannungsspitzen）を打ち消すために、耐高圧部品、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部を角取りすることが一般的に知られている。
【０００４】
砥粒流動（Extrudehone）としても知られている角取り方法では、研磨粒子の混入されたポリマーペーストを、穿孔内に押し付けて通す。このとき、ばりが折られ、先端角部（Schnittkanten）が角取りされる。この方法の欠点は、ポリマー研磨ペーストの購入および廃棄処理に関する高い経常費、ならびに、部品から研磨ペーストを除去するために必要な非常に高価な洗浄工程である。とりわけ、燃料注入装置では、例えばノズルの下流方向へペーストが引きずられる危険性が生じる。このことは、ノズルの噴出穴を詰まらせるか、ノズルのノズルピンの領域での密封性能（Dichtfunktion）を損なわせる可能性がある。その結果、最終的には、性能低下、エンジン（Motors）の停止、または、エンジンの損傷にさえつながる可能性がある。
【０００５】
角部を角取りするための他の実現可能な方法としては、電気化学的な材料除去方法を用いる方法が、従来技術として一般的に知られている。この方法では、同じく、穿孔接合部の領域の角部を角取りする。この方法の欠点は、特に、この方法で形成される孔状の粗い表面、および、材料の粒界の腐食性破損であり、これらは、微細な範囲で（im mikroskopischen Bereich）ストレスのピークとなる。したがって、この方法で達成できる圧上昇は、砥粒流動法（Extrudehone-Verfahren）で達成できる圧上昇よりも少ない。
【０００６】
部品の耐圧性を上げるため、研磨またはホーニング（Honen）によって、穿孔および経路の内壁に圧縮ストレスをかけることも知られている。研磨またはホーニングの後に、穿孔の内壁または経路の内部領域に内部圧縮ストレスが生じる。この内部圧縮ストレスは、内部水圧（hydraulischen Innendrucks）によって生じる引張ストレスとは反対方向に向けられている。
【０００７】
さらに、ドイツ特許公報第１９９５３１３１号Ａ１（DE 199 53 131 A1）に、高い機械的な負荷、熱負荷またはその他の負荷で角部を角取りする方法および装置が記載されている。特に適用分野としては、燃料注入装置の高圧貯蔵器にある経路の接合部の角部の角取りについて記載されている。このような高い負荷を受ける部品では、全ての種類の角部にストレスのピークが生じる。そして、このストレスのピークが原因で、部品欠陥、特に、部品の破損が生じ得る。部品を耐高圧性に形成するために、部品の角部を角取りする。角取りは、フィードポンプ（Foerderpumpe）によって部品を通して供給された（gefoerdert）侵食性の液体を、角取りされる角部に流出（Ueberstroemen）させることによって行われることが効果的である。角部の領域では、液体の浸食作用を上げるために、断面の先を細くすること（Querschnittsverjuengung）によって液体の流速を上げる。液体の流速および角部の領域で除去される材料の量に対しては、フィード圧の設定によって影響を及ぼすことができる。フィード圧は、約５０バールから１４０バールの範囲である。さらに、液体の主な流動方向と角取りされる角部の縦軸とが、好ましくは９０度の角度を含んでいるということについては、詳しい説明が無くても、一般的に述べられていることである。ノズルピン台座（Duesennadelsitzes）と注入ノズルの注入穴よりも前の、隣接する副室との間にある角張った遷移部（kantenartigen Uebergangs）の角取りについては、上記特許公報に（dort）、角部の領域に環状の隙間（Ringspalt）が生じるように袋小路状の注入ノズルのノズルピン台座の領域に円錐体（konischen Koerper）を挿入することが記載されている。この環状の隙間は、角取りされる角部の領域で流速を所望どおりに上昇させる機能を果たす。
【０００８】
さらに、ドイツ特許公報第１９９１４７１９号Ｃ２（DE 199 14 719 C2）には、燃料用の注入ノズルにある噴出穴の取入口角部（Einlaufkante）を水侵食によって角取りするための他の装置が既に開示されている。これまでに説明してきたような、侵食性の液体の流速を上げるために流動部が円錐状になっている角取り装置とは異なり、この特許公報では（hier）、ノズルピンの形状に似た流動部が備えられている。さらに、ノズルピン形の流動部の先端の縦方向にのびる誘導溝（Leitnuten）が、その先端の外壁に組み込まれることも可能である。そして、この誘導溝を介して、侵食性の液体中の研削性のある（abrasiven）研磨剤（Schleifkoerper）を、噴出穴の取入口角部の上部領域へ目的を絞って供給することができる。その目的は、この領域をより強く角取りすることである。つまり、この角取りによって、燃料の流速が上がることが好ましい。
【０００９】
本発明の目的は、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の加工方法を提供することである。また、本発明の目的は、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の水侵食性角取方法および装置を提供することである。なお、本発明の目的は、角取り結果を最適化し、その結果、耐高圧部品の耐高圧性を最適化するような上記加工方法、水侵食性角取方法および装置をそれぞれ提供することである。
【００１０】
上記目的は、請求項１に記載の特徴を有する耐高圧部品の角部の加工方法、および、請求項４に記載の特徴を有する耐高圧部品の角部の水侵食性角取り方法によって達成される。耐高圧部品角部の水侵食性角取り装置に関しては、この目的は、請求項７に記載の特徴を有する装置によって達成される。また、従属請求項２・３・５・６・８には、上記方法または上記装置の有利な実施形態が記載されている。
【００１１】
本発明に係る、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の加工方法であって、一加工工程で角部を水侵食によって角取りする加工方法では、部品の耐高圧性をさらに改善するため、水侵食性角取りの加工工程よりも前に、耐高圧部品の角部および角部に隣接する面の表面領域に、研磨処理および／またはホーニング処理によって圧縮ストレスをそれぞれかける。研磨処理および／またはホーニング処理の結果、角部に、多少鋭角になったばりが生じる。本発明の方法の核心は、角部および耐高圧部品の隣接表面に圧縮ストレスを生成するために、研磨および／またはホーニングの処理工程と、後続の水侵食性の角取り加工工程とを組み合わせることである。角取りの目的とする角度は、最適強度（Festigkeitsoptimum）に対応している。角部および耐高圧部品の隣接表面に発生する圧縮ストレスは、高圧燃料によって生成される引張ストレスとは都合のよいことに反対方向に向けられている。角部を水侵食によって角取りすることで、ばりが除去され、角部は滑らかになり、その結果、ばりおよび鋭い角部では一般的であった３軸ストレス状態（dreiachsige Spannungszustand）が緩和される。
【００１２】
耐高圧部品の耐高圧性を十分に高められるように、耐高圧部品の角部および角部に隣接する面（好ましくは穿孔の円筒面）の表面領域に、研磨処理および／またはホーニング処理によって、５００Ｎ／ｍｍ２〜１５００Ｎ／ｍｍ２の範囲の圧縮ストレスをそれぞれかける。
【００１３】
耐高圧部品の角部および角部に隣接する面の表面に、研磨処理および／またはホーニング処理によって圧縮ストレスをかける。なお、角部に隣接する面は、圧縮液体（Druckfluessigkeit）、特に燃料と接触する。この圧縮ストレスを出来るだけ維持しておくために、水侵食性角取りの加工工程では、最大で１０μｍ〜５０μｍの範囲の材料だけを除去して角部を角取りする。その結果、少なくとも２００Ｎ／ｍｍ２の圧縮ストレスは維持されたままである。これは、約３０μｍ〜１７０μｍの角取り半径（Rundungsradien）に相当している。
【００１４】
本発明に係ると、耐高圧部品の角部、特に燃料注入装置の耐高圧部品の穿孔接合部の角部の水侵食性角取り方法およびその装置であって、研磨剤を含む液体を、第１穿孔から、第１穿孔から続いて枝分かれしている第２穿孔へと移る領域にある角取りされる角部に対して、斜めに導く水侵食性角取り方法およびその装置であり、角取り結果が角部の領域で最適となるように、研磨剤の混入された液体を、第１穿孔から、第１穿孔から枝分かれしている第２穿孔へ方向転換するため、研磨剤の混入された液体の主流方向から見て第１穿孔から枝分かれしている第２穿孔よりも後方で、第１連続穿孔を密封素子によって密封する。その結果、密封素子によって密封された、第１の通常は連続した穿孔の端部に、背圧ゾーンが生じる。この背圧ゾーンが、第１穿孔より枝分かれしている第２穿孔の方向へ流れを方向転換させることとなる。背圧ゾーンによる逆流は、研磨剤を含む液体の穿孔への流入口から離れた、角部の部分（対立角部とも呼ばれる）が、この領域の流れを分離しないように作用する。その結果、対立角部を、水侵食によって角取りできる。
【００１５】
好ましい実施形態では、研磨剤を含む液体の主流方向からみて、第１穿孔から枝分かれしている第２穿孔よりも後方に約０．５ｍｍ〜１０ｍｍの間隔を開けて、密封素子が連続して第１穿孔に挿入されている。その結果、流入角部および対立角部が最適に角取りされる。
【００１６】
さらに、角取り結果をより改善するため、第１穿孔における研磨剤を含む液体の主流方向を、少なくとも１回、好ましくは数回変換させる。本発明に基づく変換によって、主流方向が逆になり、その結果、流入角部が対立角部になり、対立角部が流入角部となる。したがって、対立角部と流入角部との角取りの程度（Verrundungsgraden）がどのように相違していてもこの相違を平均化することができる。
【００１７】
図に示す実施例を参照して本発明を以下で詳しく説明する。唯一の図に、燃料注入システムの耐高圧部品１の一部の概略的な断面が示されている。耐高圧部品１の例としては、注入ノズル、注射器本体、鋳造レール（Schmiederails）、溶接レール（Schweissrails）、共通レール高圧ポンプまたは共通レール強圧ポンプの高圧領域に対するディスプレーサユニット（Verdraengereinheit）などが挙げられる。
【００１８】
耐高圧部品１は、主要経路および分枝経路を備え、これらの経路は、第１円筒形穿孔２および第２円筒形穿孔３の形状で形成されている。第２円筒穿孔３は、第１円筒穿孔２の内壁４の領域で第１円筒形穿孔２から枝分かれしている。したがって、第１円筒穿孔２・第２円筒穿孔３が接合される領域に、貫通角部（umlaufende Kante）５が形成されている。第１円筒穿孔２・第２円筒穿孔３の製造後は鋭く角張っている貫通角部５は、耐高圧部品１の第１円筒穿孔２と第２円筒穿孔３とが結果として接合する領域に形成される。図示した好ましい実施形態では、２つの第１円筒穿孔２・第２円筒穿孔３の縦軸Ｌ・ｌが相互に直角に延びており、その結果分枝領域はＴ型になる。
【００１９】
第１円筒穿孔２・第２円筒穿孔３を耐高圧部品１に穿孔した後、これらの内壁４・６および貫通角部５を、研磨処理またはホーニング処理によって再加工する。この再加工によって、内壁４・６および貫通角部５の表面へ圧縮ストレスをかける。なお、圧縮ストレスは、後に第１円筒穿孔２・第２円筒穿孔３へ高圧で導入される液体（Fluid）、特に燃料とは反対の方向に向けられる。上記圧縮ストレスの値は、内壁４・６の表面領域では１０００Ｎ／ｍｍ２に達するが、上記圧縮ストレスは、内壁４・６の表面の下側約０．１ｍｍの深さでは依然として７００Ｎ／ｍｍ２である。
【００２０】
他の加工工程では、耐高圧部品１の耐高圧性を上げるために、貫通角部５を水侵食によって角取りする。このため、研磨剤７を液体８、好ましくは高粘性潤滑油を、フィードポンプ（図示せず）を用いて第１円筒穿孔２へ導入し、角取りされる貫通角部５へ斜めに導く。この関連では、「斜めに」を、貫通角部５に対してある角度を有する任意の流れと解釈する。研磨剤７を含む液体８の侵食作用が貫通角部５の領域で高まるように、第１円筒穿孔２の縦軸Ｌに一致する第１円筒穿孔２中の研磨剤７を含む液体８の主流方向Ｓから見れば、貫通穿孔として連続しているか少なくとも第１円筒穿孔２より枝分かれしている第２円筒穿孔３に関しては連続している第１円筒穿孔２を、挿入プラグ（eingeschobenen Stopfens）の形状の密封素子９（唯一の図に概略的に示す）によって耐圧閉鎖する。密封素子９の密封面と第２円筒穿孔３の後部対立角部１１との間隔ａは、主流方向Ｓまたは第１円筒穿孔２の縦軸Ｌの方向で見れば、約０．５〜１０ｍｍである。この密封素子９によって、研磨剤７を含む液体８の流れは、穿孔２の間隔ａの領域、つまり、密封素子９の前に、背圧ゾーンを形成するように変更される。この背圧ゾーンは、密封素子９の前にある方向転換領域Ｕで研磨剤７を含む液体８を方向転換させることとなる。その結果、密封素子９と第１円筒穿孔２との間の第１円筒穿孔２の領域に、方向Ｒの逆流が生じる。したがって、研磨剤７を含む液体８は、２方向（すなわち、主流方向Ｓおよび逆流方向Ｒ）から、貫通角部５およびこれに隣接する第２円筒穿孔３を貫流する。その結果、貫通角部５が特に均一に角取りされる。逆流方向Ｒは、密封素子９に隣接する領域では、主流方向Ｓに対して反対方向に向けられており、第２円筒穿孔３の分枝領域で、第２円筒穿孔３の縦軸ｌの方向に方向転換される。
【００２１】
その結果、特に、研磨剤７を含む液体８の流入口から離れた、または、密封素子９に近接した貫通角部５の部分（以下、対立角部１１と呼ぶ）の周囲の流れが、密封素子９の無い場合よりも有効な流れとなる。そしてそれに相応して、角取りの結果が良好になる。研磨剤７を含む液体８の流入口側にある、または、密封素子９から離れた流入角部１０として示される貫通角部５の部分は、さらに充分に角取りされる。
【００２２】
従来技術で一般的であった、研磨剤７を含む液体８を、第２円筒穿孔３を通して一部にだけ導入する方法とは異なり、本発明では、（例えば、４ｍｍの第１円筒穿孔２から２ｍｍの第２円筒穿孔３への遷移によって生じる）約５０バールの高い吸入圧でも、対立角部１１の領域での流れの分離は極僅かである。したがって、角取りは、第２円筒穿孔３へとつながる貫通角部５の領域に半径ｒの接線を描くように液体８が移行するほぼ理想的なものとなる。従来技術の解決策では、流れの分離が原因で、対立角部１１は少ししか角取りされず、流入角部１０は強く角取りされる。その結果、角部（Rand）５は、その円周方向から見て、不均一に角取りされる。しかしながら、ストレスを低減するには、本発明の方法によって達成される均一な角取りが必要である。
【００２３】
角取りの結果がより最適なものとなるのは、密封素子９、および、研磨剤７を含む液体８の流入口の位置が少なくとも１回変更される場合である。したがって、流入角部１０と対立角部１１とが交替することとなる。角取り工程のときに数回の交替を行うことで、貫通角部５上の角取りの均一性に関しては、角取り結果がさらに最適化される。
【００２４】
高侵食性角取りに伴って、貫通角部５での３軸ストレス状態が緩和される。この場合は、しかしながら、研磨またはホーニングの前加工工程で内壁４・６にかけられる圧縮ストレスの作用領域が、完全に除去されないという点も確実になる。圧縮ストレスの上述の値に鑑みて、３０μｍと１７０μｍとの間、好ましくは５０μｍと１００μｍとの間の半径ｒを有する水侵食性角取りによって、貫通角部５を角取りする。その結果、貫通角部５の領域にある第１円筒穿孔２・第２円筒穿孔３の内壁４・６の圧縮ストレスは、依然として２００Ｎ／ｍｍ２を充分上回っており、好ましくは７００Ｎ／ｍｍ２を上回っている。上述の半径に対応して、水侵食性角取りで除去される材料の最大量は、１０μｍ〜５０μｍ、好ましくは２０μｍ〜４０μｍの領域である。
【００２５】
さらに、流速の上昇は、研磨剤７を含む液体８の侵食作用の上昇と関連している。水侵食性角取りを、約１０バール〜５００バールの範囲の圧力で実施する。
【００２６】
貫通角部５の領域での水侵食性研磨工程の後、研磨剤７を含む液体８は、第２円筒穿孔３を介して耐高圧部品１から放出される。第２円筒穿孔３の端部は、回収管（Rueckfuehrleitung）（図示せず）と接続されている。
【００２７】
さらに、唯一の図から、第１円筒穿孔２の直径Ｄは、第１円筒穿孔２から枝分かれしている第２円筒穿孔３の直径ｄよりも僅かに大きいこともわかる。穿孔の直径Ｄ・ｄは、通常は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは約２ｍｍ〜４ｍｍの領域である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】燃料注入装置の耐高圧部品の一部の概略的な断面図である。
【図２】無し。
【図１】
2006509644.tif 000003
【図２】
2006509644.tif 000004
【国際調査報告】
2006509644.tif 000005
2006509644.tif 000006
2006509644.tif 000007
2006509644.tif 000008
2006509644.tif 000009
2006509644.tif 000010
2006509644.tif 000011
2006509644.tif 000012
2006509644.tif 000013
2006509644.tif 000014