DE10055434A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils - Google Patents
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Abstract
In einem Hauptventilkörper ist ein Führungsstift bereitgestellt, der einen ausrichtenden Endabschnitt zum Ausrichten mit Bezug auf eine zentrale Achse eines Kraftstoffeinspritzweges und ebenfalls einen in ein Verwirblungselement einzuführenden Abschnitt aufweist, welcher in ein Ventilgleitloch eingeführt ist, wobei der Außendurchmesser des in das Verwirblungselement einzuführenden Abschnitts größer ist als der Außendurchmesser des Abschnitts des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers, und dieser Führungsstift ist in den Hauptventilkörper eingeführt, und das Verwirblungselement ist in den Führungsstift eingeführt, und der Ventilsitz (11) ist an einem Ende des Hauptventilkörpers befestigt unter der Bedingung, dass das ausrichtende Ende des Führungsstiftes mit Bezug auf die zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzweges ausgerichtet ist und anschließend der Führungsstift aus dem Hauptventilkörper herausgezogen wird und der Ventilkörper in den Hauptventilkörper eingeführt wird, so dass der Abschnitt des Ventilkörpers, der in dem Verwirblungselement gleitet, in das Ventilkörpergleitloch eingeführt werden kann.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils, das zur
Kraftstoffversorgung verschiedener Motoren, die in einem
Automobil eingebaut sind, verwendet wird. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur
Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils, in dem der
Kraftstoff verwirbelt und einem Kraftstoffeinspritzweg eines
Ventilsitzes zugeführt wird.
Herkömmlich wird ein Kraftstoffeinspritzventil
bereitgestellt, dessen Ventilkörper zylindrisch ist und in
welchem ein Ventil, wie z. B. ein Nadelventil oder
Kugelventil, angeordnet ist, und ein Ventilsitz mit einem
Kraftstoffeinspritzweg an einem Ausgang des zylindrischen
Hauptventilkörpers angeordnet ist, und Kraftstoff, welcher
von der Außenseite des Ventils zugeführt wird, durch ein
Verwirblungselement verwirbelt wird, so dass Kraftstoff,
welcher von der Außenseite zugeführt wird, zum
Kraftstoffeinspritzweg zugeführt werden kann. Fig. 4 ist eine
Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung zeigt, in welcher das obige
Kraftstoffeinspritzventil verwendet ist. Fig. 5 ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Kraftstoffeinspritzventils der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Fig. 6 ist eine vergrößerte
Querschnittsansicht eines weiteren Kraftstoffeinspritzventils
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
In Fig. 4 ist das Bezugszeichen 1 gleich einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung, das Bezugszeichen 2 ist ein
Gehäusekörper der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1, und das
Bezugszeichen 3 ist ein Kraftstoffeinspritzventil, welches
von einem unteren Endabschnitt des Gehäusekörpers 2 mittels
einer Abdichtung ("calking") unterstützt bzw. getragen wird.
Das Bezugszeichen 4 ist ein Kraftstoffversorgungsrohr, das
Bezugszeichen 5 ist ein Zylinderkopf eines Motors, und das
Bezugszeichen 6 ist eine Ventilbedieneinrichtung bzw. eine
Ventilbetätigungseinrichtung mit einer elektromagnetischen
Spule 61 und weiteren zum Bedienen bzw. Betreiben eines
später beschriebenen Nadelventils 12. Ein vorderer
Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ist in ein
Einführloch 51 einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, das in
einem Zylinderkopf 5 des Motors gebildet ist, eingeführt.
In Fig. 5 ist das Bezugszeichen 9 gleich einem
Hauptventilkörper des Kraftstoffeinspritzventils 3, das
Bezugszeichen 11 ist ein Ventilsitz, das Bezugszeichen 12 ist
ein Nadelventil, und das Bezugszeichen 13 ist ein
Verwirblungselement. Der Hauptventilkörper 9 ist ein
zylindrischer Körper mit einem Einführzugang 91, in das das
Nadelventil 12 eingeführt ist, einem Abschnitt mit kleinem
Durchmesser 92 und einem Abschnitt mit großem Durchmesser 93.
Der Ventilsitz 11 und das Verwirblungselement 13 sind mit dem
Abschnitt mit großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9
befestigt, die wie in der Zeichnung gezeigt angeordnet sind.
In der Mitte des Ventilsitzes 11 ist ein
Kraftstoffeinspritzweg 10 bereitgestellt. In der Mitte des
Verwirblungselements 13 ist ein Ventilkörpergleitloch 131
bereitgestellt. Das Nadelventil 12 umfasst: eine Armatur 121
("armature"), einen Abschnitt mit großem Durchmesser 122 und
einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 123, der in dem
Verwirblungselement gleitet. Ein Außendurchmesser des
vorderen Endabschnittes des Nadelventils 12, das fortlaufend
ist bis zu dem in dem Verwirblungselement gleitenden
Abschnitt 123, ist nach und nach reduziert, und der vordere
Endabschnitt des Nadelventils 12 tritt in den
Kraftstoffeinspritzweg 10 ein und verschließt die
Zugangsöffnung des Kraftstoffeinspritzweges 10. Der
Außendurchmesser des Abschnittes mit großem Durchmesser 122
ist ein wenig kleiner als der Innendurchmesser des
Abschnittes mit kleinem Durchmesser 92, so dass der Abschnitt
mit großem Durchmesser 122 an der Stirnseite der Innenwand
des Abschnittes mit kleinem Durchmesser 92 des
Hauptventilkörpers 9 gleiten kann. Ein Außendurchmesser des
Abschnittes 123, der in dem Verwirblungselement gleitet, ist
ein wenig schmaler als der Innendurchmesser des
Ventilkörpergleitloches 131, so dass der Abschnitt 123, der
in dem Verwirblungselement gleitet, das
Hauptventilkörpergleitloch 131 des Verwirblungselements 13
durchdringen kann und an der Innenwand des
Hauptventilkörpergleitloches 131 des Verwirblungselements 13
gleiten kann. Aufgrund des Vorangegangenen kann sich das
gesamte Nadelventil 12 in dem Hauptventilkörper 9 durch die
Ventilbetätigungseinrichtung 6 und die Armatur 121, gezeigt
in Fig. 4, vor und zurück bewegen, um so den
Kraftstoffeinspritzweg 10 des Ventilsitzes 11 zu öffnen und
zu schließen.
In diesem Zusammenhang kann das Verwirblungselement 13 im
allgemeinen in dem Abschnitt mit großem Durchmesser 93 des
Hauptventilkörpers 9 eingeführt sein, ohne jeglichem Druck
für den Presssitz bzw. Passsitz ("press-fitting") ausgesetzt
zu sein. Der Außendurchmesser des Verwirblungselementes 13
ist jedoch so bestimmt, dass kein Spalt im Wesentlichen
zwischen der Außenwand des Verwirblungselements 13 und der
Innenwand des Abschnittes mit großem Durchmesser 93 gebildet
ist, nachdem das Verwirblungselement 13 in dem Abschnitt mit
großem Durchmesser 93 angeordnet worden ist. Andererseits ist
der Außendurchmesser des Ventilsitzes 11 so bestimmt, dass
ein Druck für den Presssitz bzw. Passsitz erforderlich sein
kann, wenn der Ventilsitz 11 innerhalb des Abschnittes mit
großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9 eingeführt
wird. Ist der Ventilsitz 11 innerhalb des Abschnittes mit
großem Durchmesser 93 pressgepasst, so kann er innerhalb des
Abschnittes mit großem Durchmesser 93 befestigt werden. Zur
gleichen Zeit fixiert der Ventilsitz 11 das
Verwirblungselement 13 in dem Abschnitt mit großem
Durchmesser 93.
Das Kraftstoffeinspritzventil 3, gezeigt in Fig. 5, wird in
dem folgenden Herstellungsprozess hergestellt. Zuerst wird
das Verwirblungselement 13 innerhalb des Abschnittes mit
großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9 eingeführt,
während die Stirnseite des Kraftstoffeinführzuganges 132 in
Richtung der vorderen Endwand 921 des Abschnittes mit kleinem
Durchmesser 92 des Hauptventilkörpers 9 zeigt und danach der
Ventilsitz 11 innerhalb des Abschnittes mit großem
Durchmesser 93 unter Druck angepasst wird, bis die Stirnseite
des Kraftstoffeinführzuganges 132 des Verwirblungselementes
13 in Kontakt mit der vorderen Endwand 921 des Abschnittes
mit kleinem Durchmesser 92 des Hauptventilkörpers 9 kommt.
Aufgrund des Vorhergehenden wird der Ventilsitz 11 innerhalb
des Abschnittes mit großem Durchmesser 93 durch Druck für den
Passsitz, der von dem Ventilsitz 11 selbst erzeugt wird,
befestigt, und das Verwirblungselement 13 wird ebenfalls
befestigt, welches sich zwischen der Stirnseite der vorderen
Endwand 921 des Abschnittes mit kleinem Durchmesser 92 und
des Ventilsitzes 11 befindet. Zuletzt wird das Nadelventil 12
in den Hauptventilkörper durch das Einführloch des
Hauptventilkörpers eingeführt, und der allerletzte Teil des
Endabschnittes des Nadelventils 12 durchdringt das
Ventilkörpergleitloch 131 des Verwirblungselementes 13 und
erreicht die Zugangsöffnung des Kraftstoffeinspritzweges 10.
In diesem Zusammenhang sind der Hauptventilkörper 9, das
Nadelventil 12, das Verwirblungselement 13 und der Ventilsitz
11, welche verwendet werden, wenn das
Kraftstoffeinspritzventil 3 nach dem obigen Verfahren
hergestellt wird, vorher so bestimmt, dass diese Teile eine
gemeinsame Achse A, welche in Fig. 5 gezeigt ist, aufweisen
können. Eigentlich stimmt die Mitte dieser Teile jedoch nicht
mit der zentralen Achse A aufgrund von Schwankungen in der
Größengenauigkeit, verursacht unter den hergestellten Mengen,
überein. Stimmt die Mitte dieser Teile nicht mit der
zentralen Achse A überein, so kann den folgenden Problemen
begegnet werden. Da das Verwirblungselement 13 und das
Nadelventil 12 miteinander in die Quere kommen, wird es
schwierig, das Nadelventil 12 in das Verwirblungselement
einzuführen. Selbst wenn das Nadelventil 12 eingeführt werden
kann, so kommt der Abschnitt 123 des in dem
Verwirblungselement 13 gleitenden Nadelventils 12 teilweise
in Kontakt mit der Innenwand des Verwirblungselements 13 in
dem Hauptventilkörpergleitloch 131, wie in Fig. 6 gezeigt ist
(siehe der Abschnitt B in Fig. 6). Deshalb werden die
Ausbeute und die Leistungsfähigkeit der Produkte davon
beeinflusst, wie später beschrieben wird.
Kommt der Abschnitt 123 des in dem Verwirblungselement 13
gleitenden Nadelventils 12 teilweise in Kontakt mit der
Innenwand des Verwirblungselements 13 in dem
Ventilkörpergleitloch 131, so ist ein unebener Spalt zwischen
der Außenwand des Abschnittes 123, der in dem
Verwirblungselement gleitet, und der Innenwand des
Ventilkörpergleitloches 131 des Verwirblungselementes 13 die
Folge. Entsprechend kann Kraftstoff nicht gleichmäßig
versprüht werden, und des Weiteren kann der extreme bzw.
letzte Endabschnitt des Nadelventils 12 nicht passend an der
Eingangsöffnung des Kraftstoffeinspritzweges 10 gesetzt
werden. Deshalb wird es unmöglich, den Kraftstoffweg 10 in
geeigneter Weise zu öffnen und zu schließen, und die
wesentliche Funktion des Kraftstoffeinspritzventils 3 kann
nicht vollständig gezeigt werden, oder die wesentliche
Funktion des Kraftstoffeinspritzventils 3 könnte verloren
gehen. Um zu verhindern, dass der Abschnitt 123 des in dem
Verwirblungselement gleitenden Nadelventils 12 in teilweisen
Kontakt mit dem Ventilhauptkörpergleitloch 131 kommt, so kann
in diesem Zusammenhang der vorher erwähnte Spalt vergrößert
werden. Wird der Spalt vergrößert, so kann jedoch Kraftstoff
nicht gleichmäßig versprüht bzw. atomisiert werden. Aus
diesem Grund wird eine Zunahme des Spaltes nicht vorgezogen.
Ist die Abmessungsgenauigkeit bzw. Größengenauigkeit jeder
der zuvor erwähnten Teile verbessert, so erhöhen sich die
Herstellungskosten des Kraftstoffeinspritzventiles 3, welches
auch wiederum nicht erwünschenswert ist.
Hinsichtlich der im Stand der Technik verursachten
verschiedenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines
Kraftstoffeinspritzventiles 3 mit hohem Leistungsvermögen bei
hoher Ausbeute unter Verwendung von Teilen, wie z. B. einem
gewöhnlichen Hauptventilkörper 9, einem Nadelventil 12, einem
Verwirblungselement 13 und einem Ventilsitz 11, deren
Abmessungsgenauigkeit gewöhnlich ist, bereitzustellen, mit
anderen Worten, unter Verwendung von Teilen, deren
Abmessungsgenauigkeit unter den hergestellten Mengen auf
gewöhnliche Weise schwankt.
- 1. Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffeinspritzventils bereit, mit den Schritten: Einführen eines Führungsstiftes in einen zylindrischen Hauptventilkörper, wobei der Führungsstift einen ausrichtenden vorderen Endabschnitt zum Ausrichten des Führungsstiftes mit Bezug auf eine zentrale Achse eines Kraftstoffeinspritzweges eines Ventilsitzes aufweist und der Führungsstift ebenfalls einen in ein Verwirblungselement einzuführenden Einführabschnitt aufweist und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes in ein Ventilkörpergleitloch des Verwirblungselements, welches den Kraftstoffeinspritzweg durch Verwirbeln von Kraftstoff mit Kraftstoff versorgt, eingeführt ist und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes einen Außendurchmesser aufweist, der größer als ein Außendurchmesser eines Abschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers ist; Anordnung des Verwirblungselementes an dem Führungsstift durch Einführung des Abschnittes des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes in das Ventilkörpergleitloch; Befestigen des Ventilsitzes an einem Ende des Hauptventilkörpers unter der Bedingung, dass ein vorderes Ende des Führungsstiftes mit Bezug auf die zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzweges ausgerichtet ist; und Herausziehen des Führungsstiftes aus dem Hauptventilkörper und Anordnen des Abschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers in dem Ventilkörpergleitloch.
- 2. In Ziffer (1) ist ein Außendurchmesser des Einführabschnittes des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes um mindestens 10% des Durchschnittswertes des Spaltes zwischen dem Verwirblungselement und dem Abschnitt des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers in dem Ventilkörpergleitloch größer als ein Außendurchmesser des Gleitabschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers.
- 3. In Ziffer (1) oder (2) ist ein Außendurchmesser des Verwirblungselementes um mindestens 10 µm kleiner als ein Innendurchmesser des Hauptventilkörpers in einem Abschnitt, in dem das Verwirblungselement angeordnet ist.
- 4. In Ziffer (1), (2) oder (3) ist der Ventilsitz an einem Ende des Hauptventilkörpers durch Spielpassung befestigt.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht zur Erklärung der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht zur Erklärung der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht zur Erklärung der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines
herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventils.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in
Fig. 4 gezeigten Ventileinrichtung 3.
Fig. 6 ist eine weitere vergrößerte Querschnittsansicht
der in Fig. 4 gezeigten Ventileinrichtung 3.
Fig. 1 bis 3 sind Querschnittsansichten zur Erklärung der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1
ist das Bezugszeichen 9 ein Hauptventilkörper mit einer
Aufnahmeöffnung 91, einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser
92 und einem Abschnitt mit großem Durchmesser 93, das
Bezugszeichen 11 ist ein Ventilsitz mit einem
Kraftstoffeinspritzweg, und das Bezugszeichen 13 ist ein
Verwirblungselement mit einem Ventilkörpergleitloch 131. Die
Teile 9, 11 und 13 sind im Wesentlichen die Gleichen wie die
Fig. 5 gezeigten entsprechenden Teile.
In diesem Zusammenhang ist das Bezugszeichen 100 ein
Führungsstift, bestehend aus einem Kopfabschnitt 102, einem
Abschnitt mit großem Durchmesser 103, einem in das
Verwirblungselement einzuführenden Abschnitt 104 und einem
Ausrichtendabschnitt 101 zum Ausrichten. Das Erscheinungsbild
und die Größe des Führungsstiftes 100 sind denen des
Nadelventils 12, das vorher beschrieben wurde und gezeigt ist
in Fig. 5 und der Fig. 3, das später beschrieben wird,
ähnlich. Der Außendurchmesser 103 des Abschnitts mit großem
Durchmesser 103 des Führungsstiftes 100 ist im Wesentlichen
der gleiche als der des Abschnittes mit großem Durchmesser
122 des Nadelventils 12. Der Außendurchmesser 103 des
Abschnittes mit großem Durchmesser 103 ist ein wenig kleiner
als der Innendurchmesser des Abschnittes mit kleinem
Durchmesser 92 des Hauptventilkörpers 9, so dass der
Führungsstift 100 in longitudinaler Richtung an der Innenwand
des Abschnittes mit kleinem Durchmesser 92 des
Hauptventilkörpers 9 frei gleiten kann. Andererseits ist der
Außendurchmesser des in dem Verwirblungselement
einzuführenden Abschnittes 104 des Führungsstiftes 100 ein
wenig kleiner als der Innendurchmesser des
Ventilkörpergleitloches 131, so dass der in das
Verwirblungselement einzuführende Abschnitt 104 des
Führungsstiftes 100 das Ventilkörpergleitloch 131 des
Verwirblungselements 13 durchdringen kann. Der
Außendurchmesser des in das Verwirblungselement
einzuführenden Abschnittes 104 des Führungsstiftes 100 ist
jedoch größer als der Außendurchmesser des in dem
Verwirblungselement gleitenden Abschnittes 123 des
Nadelventils 12, welches später beschrieben wird.
Zuerst wird der Führungsstift 100 in den Ventilhauptkörper 9
eingeführt, so dass der Ausrichtendabschnitt 101 zum
Ausrichten einen Abschnitt in der Nähe des offenen Endes des
Abschnittes mit großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers
9 erreichen kann. Anschließend wird der in das
Verwirblungselement einzuführende Abschnitt 104 des
Führungsstiftes 100 in das Ventilkörpergleitloch 131 des
Verwirblungselements 13 eingeführt. Auf diesem Wege wird das
Verwirblungselement 13 an den Führungsstift 100 gesetzt. Des
Weiteren wird unter der Bedingung, dass der
Ausrichtendabschnitt 101 des Führungsstiftes 100 zum
Ausrichten mit der Zentralachse des Kraftstoffeinspritzweges
10 des Ventilsitzes 11 ausgerichtet ist, der Ventilsitz 11 in
den Abschnitt mit großem Durchmesser 93 des
Hauptventilkörpers 9 eingeführt. Die Fig. 1 zeigt einen
Zustand, in welchem eine ungefähre Hälfte des Ventilsitzes 11
in den Abschnitt mit großem Durchmesser 93 des
Hauptventilkörpers 9 eingeführt ist. Die verbleibende Hälfte
des Ventilsitzes 11 wird nach und nach ebenfalls in den
Abschnitt mit großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9
pressgepasst ("pressfitted"). Fig. 2 zeigt einen Zustand, in
welchem der gesamte Ventilsitz 11 in den Abschnitt mit großem
Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9 eingeführt ist. In
dem obigen Zustand ist das Verwirblungselement 13 zwischen
der vorderen Endwand 921 des Abschnittes mit kleinem
Durchmesser 92 des Hauptventilkörpers 9 und dem Ventilsitz 11
eingeschoben und fixiert. Zum Schluss wird der Führungsstift
100 aus dem Hauptventilkörper 9 herausgezogen. Anstelle des
Führungsstiftes 100 wird das Nadelventil 12 in den
Hauptventilkörper 9 eingeführt, so dass der vordere
Endabschnitt des Nadelventils 12 die Eingangsöffnung des
Kraftstoffeinspritzweges 10 des Ventilsitzes 11 verschließen
kann. Auf diesem Wege kann das in Fig. 3 gezeigte
Kraftstoffeinspritzventil 3 hergestellt werden.
Im Allgemeinen wird es bevorzugt, wenn das Nadelventil 12
extrem koaxial mit Bezug auf die zentrale Achse des
Hauptventilkörpers 9 in dem Kraftstoffeinspritzventil 3
angeordnet ist. Wird das Nadelventil 12 nicht koaxial mit
Bezug auf die zentrale Achse des Hauptventilkörpers 9 in dem
Kraftstoffeinspritzventil 3 angeordnet, so können jedoch in
dem Fall des Kraftstoffeinspritzventils 3, das durch ein
herkömmliches Herstellungsverfahren hergestellt ist, Probleme
bezüglich der Wirkungsweise des Öffnungs- und Schließvorgangs
der Eingangsöffnung des Kraftstoffeinspritzweges 10, wie mit
Bezug auf die Fig. 6 beschrieben wird, verursacht werden.
Andererseits ist in dem Fall des Kraftstoffeinspritzventils
3, das entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt
ist, die Wirkungsweise des Öffnungs- und Schließvorgangs der
Eingangsöffnung ausgezeichnet, selbst wenn das Nadelventil 12
nicht einigermaßen koaxial in dem Kraftstoffeinspritzventil 3
angeordnet ist. Der Grund dafür wird im Folgenden erklärt.
Um die Verständlichkeit bzw. Klarheit zu vereinfachen, ist in
Fig. 3 ein übertriebener Zustand gezeigt, in welchem das
Nadelventil 12 exzentrisch mit Bezug auf die zentrale Achse
des Hauptventilkörpers 9 angeordnet ist (siehe rechter und
linker Abstand C1 zwischen der Außenwand des Nadelventils 12
und der Innenwand des Verwirblungselements 13 in dem
Hauptventilkörpergleitloch 131 des Verwirblungselementes 13).
Ist jedoch das Nadelventil 12 ein wenig exzentrisch
angeordnet, so wird das vordere Ende des Nadelventils 12
anstelle des Führungsstiftes 100, welcher so gestellt ist,
dass die Eingangsöffnung des Kraftstoffeinspritzweges 10
geschlossen werden kann, eingeführt. Dadurch kann die
Eingangsöffnung durch das vordere Ende positiv geöffnet und
geschlossen werden.
Kommt selbst der Abschnitt 104 des in das Verwirblungselement
einzuführenden Führungsstiftes 100 teilweise in Kontakt mit
der Innenwand des Verwirblungselementes 13 in dem
Hauptventilkörpergleitloch 131 in dem in Fig. 2 gezeigten
Zustand (der Zustand, bevor der Führungsstift 100 aus dem
Hauptventilkörper 9 herausgezogen wird), so ist in dem Fall,
in dem das Nadelventil 12 anstelle des Führungsstiftes 100
eingeführt ist, das ist der in Fig. 3 gezeigte Zustand, der
Außendurchmesser des in dem Verwirblungselement zu gleitenden
Abschnittes 123 des Nadelventils 12 kleiner als der
Außendurchmesser des Abschnitts 104 des in das
Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes 100.
Deshalb entsteht ein Abstand bzw. Spalt zwischen dem
Abschnitt 123 des in dem Verwirblungselement zu gleitenden
Nadelventils 12 und der Innenwand des Verwirblungselementes
13. So kann der oben beschriebene Teilkontakt vermieden
werden, und der Kraftstoff kann gleichmäßig aus dem
Kraftstoffeinspritzweg 10 des Ventilsitzes 11 eingespritzt
werden.
In dieser Beschreibung ist A definiert als ein
Durchschnittswert des Abstandes C1 zwischen dem
Verwirblungselement 13 und dem Abschnitt 123 des in dem
Verwirblungselement zu gleitenden Nadelventils 12 in dem
Hauptventilkörpergleitloch 131. Im Allgemeinen ist A ungefähr
10 µm. Ist der Abstand kleiner als 0,1 A an der engsten Stelle
des Spaltes C1, so ergibt sich das Problem, dass eine
gleichmäßige Kraftstoffmenge nicht eingespritzt werden kann.
Deshalb werden in der vorliegenden Erfindung, um den Abstand
sicherzustellen, der Außendurchmesser des in das
Verwirblungselement einzuführenden Abschnittes 104 und der
Außendurchmesser des in dem Verwirblungselement zu gleitenden
Abschnittes 123 miteinander verglichen. Als Ergebnis des
Vergleichs ist es am Besten, wenn der Außendurchmesser des in
das Verwirblungselement einzuführenden Abschnitts 104 um
mindestens 10% des obigen Wertes A größer ist als der
Außendurchmesser des in dem Verwirblungselement zu gleitenden
Abschnittes 123.
In der ersten Ausführungsform wird der Führungsstift 100
verwendet, wobei die Querschnittsform des ausrichtenden
vorderen Endabschnittes 101 die Gleiche ist als die
Querschnittsform des vorderen Endabschnittes des Nadelventils
12, was so viel heißt, dass der Außendurchmesser zum vorderen
Endabschnitt hin nach und nach reduziert ist. Es sollte
jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Form des
Führungsstiftes nicht auf die obere bestimmte Ausführungsform
beschränkt ist. Solange der Führungsstift mit Bezug auf die
zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzweges 10 des
Ventilsitzes 11 ausgerichtet werden kann, kann jede beliebige
Form des Führungsstiftes genommen werden.
In der ersten Ausführungsform ist der Außendurchmesser des
Verwirblungselementes 13 kleiner als der Innendurchmesser des
Abschnittes mit großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers
9. Deshalb besteht ein Spalt C2 zwischen der Außenwand des
Verwirblungselementes 13 und der Innenwand des Abschnittes
mit großem Außendurchmesser 93. In der vorliegenden Erfindung
ist es möglich, das Verwirblungselement 13 zu verwenden,
durch das ein Spalt C2 im Wesentlichen nicht, wie in Fig. 5
gezeigt, erzeugt werden kann, d. h. es ist möglich, das
Vewirblungselement 13 zu verwenden, bei dem der
Außendurchmesser ungefähr der Gleiche ist wie der
Innendurchmesser des Abschnittes mit großem Durchmesser 93.
Besteht jedoch ein Spalt C2, so können die folgenden
bemerkenswerten Effekte auftreten. Besteht ein Spalt C2,
selbst wenn der Außendurchmesser des Verwirblungselementes 13
und der Innendurchmesser des Abschnittes mit großem
Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9 ein wenig schwanken,
so kann der Spalt C2 diese Schwankungen aufnehmen, so dass
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung auf einfache Weise
gelöst werden kann. Besteht ein Spalt C2, so ist es ferner
möglich, dass die Abmessungen des Verwirblungselementes 13
und des Hauptventilkörpers 9 ein wenig schwanken. Deshalb
können die Teile auf einfache Weise hergestellt werden, und
die Herstellungskosten des Kraftstoffeinspritzventils 3 der
vorliegenden Erfindung können reduziert sein. In diesem Fall
ist es am Besten, wenn der Außendurchmesser des
Verwirblungselementes 13 ausreichend kleiner ist als der
Innendurchmesser des Abschnittes mit großem Durchmesser 93
des Hauptventilkörpers 9, z. B. um wenigstens 10 µm. Besonders
bevorzugt ist ein Außendurchmesser des Verwirblungselementes
13, der um einen Wert, der mindestens doppelt so groß wie der
vorher beschriebene Wert A ist, kleiner ist als der
Innendurchmesser des Abschnittes mit großem Durchmesser 93
des Hauptventilkörpers 9.
Auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform
werden, nachdem das Verwirblungselement 13 auf den
Führungsstift 100 von der Ausrichtseite des vorderen Endes
101 aufgeschoben ist, der Hauptventilkörper 9, der
Führungsstift 100 und das Ventilkörpergleitloch 131 des
Verwirblungselementes 13 ausgerichtet, so dass die Achsen
dieser Teile im Wesentlichen mit der Achse des
Hauptventilkörpers 9 übereinstimmen. Anschließend wird der
Ventilsitz 11, welcher vorher gekühlt und thermisch
geschrumpft worden ist, verwendet, und während das
ausrichtende vordere Ende 101 des Führungsstiftes 100 an eine
Stelle gesetzt ist, so dass es sich im Wesentlichen in der
Mitte des Kraftstoffeinspritzweges 10 des Ventilsitzes 11
befindet, so wird der Ventilsitz 11 in den Abschnitt mit
großem Durchmesser 93 des Hauptventilkörpers 9 eingeführt und
an dem Ende des Abschnittes mit großem Durchmesser 93 des
Hauptventilkörpers 9 mittels einer Spielpassung fixiert. Zum
Abschluss wird der Führungsstift 100 aus dem
Hauptventilkörper 9 herausgezogen, und das Nadelventil 12
wird in den Hauptventilkörper 9 eingeführt, so dass das
vordere Ende des Nadelventils 12 den Kraftstoffeinspritzweg
10 des Ventilsitzes 11 verschließen kann.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform wie folgt. In der zweiten Ausführungsform
sind die Achsen des Hauptventilkörpers 9, des Führungsstiftes
100 und des Ventilkörpergleitloches 131 des
Verwirblungselementes 13 ausgerichtet, so dass sie mit den
Achsen des Hauptventilkörpers 9 übereinstimmen können.
Ebenfalls ist in der zweiten Ausführungsform der Ventilsitz
11 in dem Abschnitt mit großem Durchmesser 93 des
Hauptventilkörpers 9 mittels einer Spielpassung fixiert. In
diesem Fall kann die Ausrichtung jeder der Achsen mittels
eines willkürlichen Verfahrens durchgeführt werden. Ist die
Ausrichtung durchgeführt, so kann das Nadelventil 12, welches
in den Hauptventilkörper 9 anstelle des Führungsstiftes 100
eingeführt ist, reibungsfrei in dem Hauptventilkörper 9
bewegt werden, und der Spalt zwischen dem Nadelventil 12 und
dem Verwirblungselement 13 kann gleichmäßig ausgebildet sein,
und der Kraftstoff kann gleichmäßiger versprüht werden.
Andererseits wird ein Grat erzeugt, wenn der Ventilsitz 11 in
den Hauptventilkörper 9 auf die Weise, wie in der ersten
Ausführungsform beschrieben ist, pressgepasst wird ("press
fitted"). Der auf diese Weise erzeugte Grat kann Probleme
verursachen, welche nicht vorhergesehen werden können, z. B.
kann der so erzeugte Grat sich in dem Kraftstoffeinspritzweg
10 befinden und diesen verschließen. Werden Mittel für die
Spielpassung verwendet, so können die obigen Probleme nicht
auftreten, und ferner kann der Ventilsitz 11 auf extrem feste
Weise in dem Hauptventilkörper 9 fixiert sein.
Wie oben erklärt, stellt die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zum Herstellen eines Kraftstoffeinspritzventils
bereit, welches die Schritte umfasst: Einführen eines
Führungsstiftes in einen zylindrischen Hauptventilkörper,
wobei der Führungsstift einen ausrichtenden vorderen
Endabschnitt zum Ausrichten des Führungsstiftes mit Bezug auf
eine zentrale Achse eines Kraftstoffeinspritzweges eines
Ventilsitzes hat und der Führungsstift ebenfalls einen in das
Verwirblungselement einzuführenden Einführabschnitt aufweist,
und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement
einzuführenden Führungsstifts in ein Ventilkörpergleitloch
des Verwirblungselementes, welches den Kraftstoffeinspritzweg
mit verwirbeltem Kraftstoff versorgt, eingeführt ist, und der
Einführabschnitt des in das Verwirblungselement
einzuführenden Führungsstifts einen Außendurchmesser hat, der
größer ist als der Außendurchmesser eines Abschnittes des in
dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers; Anordnen
des Verwirblungselementes am Führungsstift durch Einführen
des Abschnittes des in das Verwirblungselement einzuführenden
Führungsstiftes in das Ventilkörpergleitloch; Befestigen des
Ventilsitzes an einem Ende des Hauptventilkörpers unter der
Bedingung, dass ein vorderes Ende des Führungsstiftes mit
Bezug auf die zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzweges
ausgerichtet ist; und Herausziehen des Führungsstiftes aus
dem Hauptventilkörper und Anordnen des Abschnittes des in dem
Vewirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers in dem
Ventilkörpergleitloch. Entsprechend sind der
Hauptventilkörper, der Ventilkörper, das Verwirblungselement
und der Ventilsitz von gewöhnlicher Größengenauigkeit, mit
anderen Worten, selbst wenn die Abmessungen dieser Teile
ziemlich schwanken, so kann das Problem des Teilkontakts des
Ventilkörpers mit dem Ventilgleitloch, welches in
Kraftstoffeinspritzventilen auftritt, die nach einem
herkömmlichen Verfahren hergestellt sind, gelöst werden.
Folglich kann Kraftstoff gleichmäßig versprüht werden. Ferner
kann der Kraftstoffeinspritzweg sanft bzw. reibungsfrei
geöffnet und geschlossen werden, da der allervorderste
Endabschnitt des Ventils einwandfrei an dem Eingang des
Kraftstoffeinspritzweges gesetzt ist. Deshalb ist es gemäß
der vorliegenden Erfindung möglich, ein
Kraftstoffeinspritzventil mit hoher Leistungsfähigkeit zu
niedrigen Kosten durch Verwendung von gewöhnlich preiswerten
Teilen herzustellen.
Der Außendurchmesser des Einführabschnittes des in das
Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes ist um
mindestens 10% des Durchschnittswertes des Spaltes zwischen
dem Verwirblungselement und dem Abschnitt des in dem
Verwirblungselement zu gleitenden Hauptventilkörpers in dem
Hauptventilkörpergleitloch größer als der Außendurchmesser
des Gleitabschnittes des in dem Verwirblungselement zu
gleitenden Hauptventilkörpers. Aufgrund des Vorherigen kann
das Problem des Teilkontaktes des Ventilkörpers mit dem
Ventilgleitloch auf positive Weise gelöst werden.
Ist der Außendurchmesser des Verwirblungselementes um
mindestens 10 µm kleiner als der Innendurchmesser des
Hauptventilkörpers in einem Abschnitt, in welchem das
Verwirblungselement angeordnet ist, besonders wenn der
Außendurchmesser des Verwirblungselementes um mindestens den
doppelten Wert des Wertes A kleiner ist als der
Innendurchmesser des Hauptventilkörpers in einem Abschnitt,
in welchem das Verwirblungselement angeordnet ist, so wird
ein Spalt zwischen der Außenwand des Verwirblungselementes
und der Innenwand des Abschnittes mit großem Durchmesser
erzeugt. Deshalb kann, selbst wenn der Außendurchmesser des
Verwirblungselementes und der Innendurchmesser des
Abschnittes mit großem Durchmesser des Hauptventilkörpers
ziemlich schwanken, die Schwankung durch den Spalt
aufgenommen werden. Deshalb kann ein beachtenswerter Vorgang
durchgeführt werden, um die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung zu lösen. Besteht der obige Spalt, so kann eine
gewisse Schwankung der Abmessungen des Verwirblungselementes
und des Hauptventilkörpers toleriert werden. Entsprechend ist
es nicht mehr notwendig, eine Qualitätskontrolle auf höchster
Ebene für die Herstellung dieser Teile durchzuführen.
Folglich können die Herstellungskosten des
Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung
reduziert werden.
Ist der Ventilsitz an einem Ende des Hauptventilkörpers durch
Spielpassung fixiert, so besteht keine Möglichkeit, dass ein
Grat erzeugt wird, welcher vornehmlich in dem Prozess erzeugt
wird, bei dem der Ventilsitz mit dem Hauptventilkörper
pressgepasst verbunden wird ("press-fitting"), und ferner
kann der Ventilsitz extrem fest in dem Hauptventilkörper
fixiert sein.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines
Kraftstoffeinspritzventils mit den Schritten:
Einführen eines Führungsstiftes in einen zylindrischen Hauptventilkörper, wobei der Führungsstift einen ausrichtenden vorderen Endabschnitt zum Ausrichten des Führungsstiftes mit Bezug auf eine zentrale Achse eines Kraftstoffeinspritzweges eines Ventilsitzes aufweist und der Führungsstift ebenfalls einen in ein Verwirblungselement einzuführenden Einführabschnitt aufweist und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes in ein Ventilkörpergleitloch des Verwirblungselements, welches den Kraftstoffeinspritzweg durch Verwirbeln von Kraftstoff mit Kraftstoff versorgt, eingeführt ist und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes einen Außendurchmesser aufweist, der größer als ein Außendurchmesser eines Abschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers ist;
Anordnen des Verwirblungselementes an dem Führungsstift durch Einführung des Abschnittes des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes in das Ventilkörpergleitloch;
Befestigen des Ventilsitzes an einem Ende des Hauptventilkörpers unter der Bedingung, dass ein vorderes Ende des Führungsstiftes mit Bezug auf die zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzweges ausgerichtet ist; und
Herausziehen des Führungsstiftes aus dem Hauptventilkörper und Anordnen des Abschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers in dem Ventilkörpergleitloch.
Einführen eines Führungsstiftes in einen zylindrischen Hauptventilkörper, wobei der Führungsstift einen ausrichtenden vorderen Endabschnitt zum Ausrichten des Führungsstiftes mit Bezug auf eine zentrale Achse eines Kraftstoffeinspritzweges eines Ventilsitzes aufweist und der Führungsstift ebenfalls einen in ein Verwirblungselement einzuführenden Einführabschnitt aufweist und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes in ein Ventilkörpergleitloch des Verwirblungselements, welches den Kraftstoffeinspritzweg durch Verwirbeln von Kraftstoff mit Kraftstoff versorgt, eingeführt ist und der Einführabschnitt des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes einen Außendurchmesser aufweist, der größer als ein Außendurchmesser eines Abschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers ist;
Anordnen des Verwirblungselementes an dem Führungsstift durch Einführung des Abschnittes des in das Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes in das Ventilkörpergleitloch;
Befestigen des Ventilsitzes an einem Ende des Hauptventilkörpers unter der Bedingung, dass ein vorderes Ende des Führungsstiftes mit Bezug auf die zentrale Achse des Kraftstoffeinspritzweges ausgerichtet ist; und
Herausziehen des Führungsstiftes aus dem Hauptventilkörper und Anordnen des Abschnittes des in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers in dem Ventilkörpergleitloch.
2. Verfahren zur Herstellung eines
Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 1, indem
ein Außendurchmesser des Einführabschnittes des in das
Verwirblungselement einzuführenden Führungsstiftes um
mindestens 10% des Durchschnittswertes des Spaltes
zwischen dem Verwirblungselement und dem Abschnitt des
in dem Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers
in dem Ventilkörpergleitloch größer ist als ein
Außendurchmesser des Gleitabschnittes des in dem
Verwirblungselement zu gleitenden Ventilkörpers.
3. Verfahren zur Herstellung eines
Kraftstoffeinspritzventils nach einem der Ansprüche 1
oder 2, bei dem
ein Außendurchmesser des Verwirblungselementes um
mindestens 10 µm kleiner ist als ein Innendurchmesser
des Hauptventilkörpers in einem Abschnitt, in dem das
Verwirblungselement angeordnet ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines
Kraftstoffeinspritzventils nach einem der Ansprüche 1
bis 3, bei dem
der Ventilsitz an einem Ende des Hauptventilkörpers
durch Spielpassung befestigt ist.
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