DE10148689A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluid-Einspritzdüse - Google Patents

Abstract

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs (30a-30d) eines Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils (1) so vorzusehen, dass, wenn ein Ausdrückungsvorgang durch einen Stempel (41) angewendet wird, der Stempel (41) nicht bricht, auch falls eine Mittelachse des Einspritzlochs (52) des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils (1) zu einer Linie (33) geneigt ist, die senkrecht zu einer Fläche eines zu stanzenden plattenartigen Materials (40) ist. Ein vorderer abgeschrägter Endabschnitt (44) des Stempels (41) ist in einer Richtung entgegen dem plattenartigen Material (40) relativ zu einer Mittelachse des Stempels (51) geneigt, um das Gleiten des Stempels (41) entlang einer inneren Gleitfläche (24) eines Stempelhalters (42) zu ermöglichen. Während eine Reduzierung der Produktionskosten erzielt wird, kann das mit einer divergierenden Form ausgebildete Einspritzloch in dem plattenartigen Material (40) genau ausgebildet werden. Eine Seitenkraft (Fs) wird dann erzeugt, wenn der vordere Endabschnitt (46) des Stempels (41) auf das plattenartige Material (40) schlägt. Die Seitenkraft (Fs) wird durch eine Reaktionskraft (Fr) an einer Seite gegenüber dem plattenartigen Material (40) kompensiert, und ein Biegemoment wird vermieden, das möglicherweise einen Bruch des Stempels (41) hervorruft.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Kraftstoffeinspritzdüsenplatte eines Kraftstoffeinspritzventils zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor. Das Einspritzloch hat eine divergierende Form mit einem von einem Fluid-Einlass zu einem Fluid-Auslass größer werdenden Durchmesser.

Aus dem Stand der Technik ist ein Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil allgemein bekannt, das mit einer dünnen Platte mit einer Vielzahl von Einspritzlöchern an einer stromabwärtigen Seite eines Kraftstoff-Ventilabschnittes eingerichtet ist. Der Kraftstoffeinspritz-Ventilabschnitt hat des weiteren eine Düsennadel und einen Ventilsitz eines Ventilkörpers zum Einspritzen von Kraftstoff aus den verschiedenen Einspritzlöchern. Gewöhnlicherweise sind die in einer Platte für eine Kraftstoffeinspritzung ausgebildeten Einspritzlöcher mit einem Durchmesser versehen, der von einem Kraftstoffeinlass bis zu einem Kraftstoffauslass gleichbleibend ist, jedoch ist in dem US-Patent Nr. 4 907 748 eine Platte mit einem Einspritzloch gezeigt, das mit einer divergierenden Form ausgebildet ist, und zwar Einspritzlöcher, deren Durchmesser von dem Kraftstoffeinlass zu dem Kraftstoffauslass größer wird.

In letzter Zeit besteht eine stärkere Nachfrage an ein Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventil zum Zerstäuben von Kraftstoff bei einer Bildung von äußerst kleinen Teilchen, und es ist eine sehr genaue Fertigung eines Einspritzloches erforderlich, das an einer Öffnungsplatte ausgebildet ist, die an einer vorderen Endseite eines Ventilkörpers zum Schließen einer an einem vorderen Endabschnitt des Ventilkörpers ausgebildeten Öffnung eingebaut ist. Bis jetzt wurde die Bildung von kleinen Teilchen des zerstäubten Kraftstoffes bei einem Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventil durch eine Miniaturisierung und eine Ausbildung eines großen Winkels eines Einspritzloches behandelt.

Jedoch wurde als Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs zum Ausbilden eines Einspritzlochs mit einer divergierenden Form in einem plattenartigen Material eine abtragende Bearbeitung wie zum Beispiel eine Funkenentladungs-Bearbeitung (EDM) verwendet, welche eine Bearbeitungszeitperiode von mehreren 10 Sekunden benötigt. Die Erfahrung mit EDM hat gezeigt, dass die Maßgenauigkeit und somit die Genauigkeit einer Durchsatzrate des zerstäubten Kraftstoffes schlecht ist. Gleichzeitig ist ein großer Aufwand für eine Anlage und für die Betriebsinvestition erforderlich, was zu höheren Produktionskosten führt, wenn die Anzahl der Funkenentladungs-Arbeitsvorgänge zum Zwecke einer Fertigung einer Stückzahl zur Befriedigung der Marktnachfrage größer ist.

Daher ist ein Ausdrückungsverfahren denkbar, bei dem ein Stempel zum Fertigen eines Einspritzlochs verwendet wird, wodurch das vorstehend beschriebene Problem gelöst werden kann. Wenn jedoch eine Mittelachse eines Einspritzlochs einen Winkel zu einer Linie hat, die senkrecht zu einer Seite eines plattenartigen Materials ist, dann besteht vor dem Fertigen des gewünschte Einspritzloch die Möglichkeit, dass der Stempel aufgrund des Vorhandenseins einer auf den Stempel ausgeübten Seitenkraft zerstört wird, wenn das Vorderende des Stempels auf das plattenartige Material schlägt (dies ist eine Kraft, die orthogonal zu der Mittelachse des Stempels ist). Daher ist es schwierig, Ausdrückungsverfahren unter Verwendung eines Stempels als das Verfahren zum Fertigen des Einspritzlochs zu übernehmen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluid-Einspritzdüse zu verwirklichen, durch das die Produktionskosten reduziert werden und die Produktivität erhöht wird. Es ist ein weiterer Gesichtspunkt, eine Maßgenauigkeit des Einspritzlochs und eine Genauigkeit einer Fluid-Durchsatzrate zu erzielen, die durch die abtragenden Fertigungsverfahren wie zum Beispiel die Funkenentladungsbearbeitung (EMD) oder das Druckstempelverfahren nicht erzielt werden können. Es ist des weiteren ein Gesichtspunkt, eine Vorrichtung zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluid-Einspritzdüse zu verwirklichen, durch die der Stempel nicht zerstört wird, auch wenn ein Ausdrückungsverfahren unter Verwendung eines Stempels übernommen wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluid-Einspritzdüse vorgesehen, die ein Werkzeug, an dem ein plattenartiges Material angebracht ist, einen Stempel, der im Wesentlichen die Form eines runden Kegelstumpfes hat, dessen Form eines vorderen Endabschnitts mit einem ersten Neigungswinkel und einem zweiten Neigungswinkel relativ zu einer Linie versehen ist, die senkrecht zu einer Seite des plattenartigen Materials ist, eine Stempelführung mit einem Stützloch, das den Stempel derart gleitbar stützt, dass eine Mittelachse des Stempels zu einer senkrechten Linie der Fläche des plattenartigen Materials geneigt ist, und eine Stempelantriebseinrichtung hat, um den Stempel in Richtung einer Mittelachse der Stempelführung vorzurücken.

Wenn eine Mittelachse des Einspritzlochs zu einer zu der Fläche des plattenartigen Materials senkrechten Linie geneigt ist, dann kann des weiteren unter Verwendung eines Werkzeugaufbaus, der eine bei der Fertigung des Einspritzlochs erzeugte Seitenkraft eines vorderen Endabschnitts des Stempels aufnehmen kann, eine Innenseite des Einspritzlochs mit einem einheitlichen Oberflächenzustand vorgesehen sein. Und zwar ist der Oberflächenzustand über einen gesamten Bereich der Innenfläche des Einspritzlochs einheitlich, ohne dass eine zerstörte Oberfläche wie bei dem herkömmlichen Druckstempelverfahren erzeugt wird. Daher ist ein Verfahren verwirklicht, wodurch die Fertigung eines Einspritzloches einer Fluid-Einspritzdüse die Produktionskosten reduziert und die Produktivität verbessert.

Des weiteren sind durch das Übernehmen des Ausdrückungsverfahrens unter Verwendung des Stempels die Maßgenauigkeit und die Genauigkeit einer Durchsatzrate erzielbar. Die Genauigkeit und die Durchsatzraten sind durch die abtragenden Fertigungsverfahren wie zum Beispiel die Funkenentladungsbearbeitung oder das Druckstempelverfahren nicht erzielbar. Des weiteren kann die Seitenkraft (die Kraft in einer Richtung orthogonal zu einer Mittelachse des Stempels), die dann auftritt, wenn der vordere Endabschnitt des Stempels das Einspritzloch erreicht, einer Gleitfläche der Stempelführung an einer Seite gegenüber dem plattenartigen Material entgegengesetzt werden. Die Seitenkraft wird durch eine Reaktionskraft kompensiert, wodurch kein Biegemoment erzeugt wird, durch das der Stempel bricht. Dadurch wird der Stempel durch die Seitenkraft nicht zerstört, die dann erzeugt wird, wenn der vordere Endabschnitt des Stempels das Einspritzloch erreicht.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Gleitfläche der Stempelführung, an der der vordere Endabschnitt des Stempels gleitet, mit dem ersten Neigungswinkel relativ zu der senkrechten Linie der Fläche des plattenartigen Materials vorgesehen. Die Form des vorderen Endabschnitts des Stempels wird durch eine Form entlang der Gleitfläche der Stempelführung gebildet, indem der vordere Endabschnitt der Stempelführung (bzw. des Stempels) in einer Richtung entgegen dem plattenartigen Material relativ zu der Mittelachse des Stempels geneigt ist. Es kann des weiteren eine ähnliche Wirkung (Materialabtragungswirkung) wie bei der bei dem ersten Aspekt beschriebenen Erfindung erwartet werden.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird beim Fertigen (Ausbilden) des Einspritzlochs in einem Zustand, bei dem das plattenartige Material zwischen dem Werkzeug und der Stempelführung gehalten ist, ein Ausdrückungsvorgang durch Drücken des vorderen Endabschnitts des Stempels in das plattenartige Material durchgeführt, indem der Stempel entlang der Mittelachse der Stempelführung in Richtung der Platte vorgerückt wird und indem ein Volumenabschnitt ausgedrückt wird, dessen vorderer Endabschnitt mit dem Stempel in Kontakt gelangt, wenn sich der Stempel weiterbewegt. Die Form des vorderen Endabschnitts des Stempels durchdringt das plattenartige Material, um dadurch das Einspritzloch mit der gewünschten Stempelform auszubilden. Eine ähnliche Wirkung wie bei der bei dem ersten Aspekt beschriebenen Erfindung kann in höherem Ausmaß erwartet werden.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung sind Druckwerkzeuge vorgesehen, die einen Zwischenraum zwischen dem vorderen Endabschnitt des Stempels und dem Werkzeug in einem vorbestimmten Bereich relativ zu einer Plattendicke des plattenartigen Materials festlegen. Des weiteren wird das plattenartige Material mit der gewünschten Form des Einspritzlochs ausgebildet, indem ein Schritt zum Abtragen eines ausgedrückten Volumenabschnitts ausgeführt wird, den der vordere Endabschnitt des Stempels drückt und nach dem Ausdrückungsvorgang ausstößt, indem der ausgedrückte Abschnitt an einem mit der Fläche des plattenartigen Materials übereinstimmenden Niveau geschnitten, gespant oder abgeschliffen wird.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung sind Druckwerkzeuge vorgesehen, die einen Zwischenraum zwischen dem vorderen Endabschnitt des Stempels und dem Werkzeug so festlegen, dass er gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Des weiteren wird die gewünschte Form des Einspritzlochs in dem plattenartigen Material dadurch ausgebildet, dass der Stempel solange gedrückt wird, bis der ausgedrückte Volumenabschnitt, den der vordere Endabschnitt des Stempels zum Ausschließen drückt, bei dem Ausdrückungsvorgang von dem plattenartigen Material getrennt ist. Der Abtragungsschritt wird weggelassen, und dadurch sind die Produktionskosten reduziert.

Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Gesichtspunkten, Merkmalen und Vorteilen aus der nachfolgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich:

Fig. 1A zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 1B zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3A zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3B zeigt eine Draufsicht einer Platte mit einem Einspritzloch bei Betrachtung von einer Kraftstoffeinlassseite gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4A zeigt eine Draufsicht einer Form eines Einspritzlochs der Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4B zeigt eine Querschnittsansicht der Form des Einspritzlochs der Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5A bis 5C zeigen schematische Ansichten eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils (Vergleichsbeispiel);

Fig. 6A zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Stempels gemäß dem Stand der Technik, der in eine Platte gedrückt wird, wobei die resultierenden Kräfte angegeben sind (Vergleichsbeispiel);

Fig. 6B zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Stempels gemäß dem Stand der Technik, der infolge der Kraft gemäß der Fig. 6A bricht (Vergleichsbeispiel);

Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8A zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8B zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIIIB-VIIIB der Fig. 8A gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9A zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9B zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12A zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 12B zeigt eine Draufsicht einer Platte mit einem Einspritzloch bei Betrachtung von einer Kraftstoffeinlassseite gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1A bis 9B zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, die Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels zum Anwenden einer Kraftstoffeinspritzdüse auf ein Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventil eines Benzinmotors, die Fig. 3A zeigt eine Ansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils und die Fig. 3B zeigt eine Ansicht einer Platte mit einem Einspritzloch bei Betrachtung von einer Kraftstoffeinlassseite.

Eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hat Sensoren zum Erfassen eines Kraftstoffzuführungssystems, eines Einlasssystems und eines Betriebszustands eines Verbrennungsmotors. Zusätzlich ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) zum Regeln und Steuern dieser Bauteile vorgesehen. Von diesen ist das Kraftstoffzuführungssystem ein System, das Folgendes bewirken kann:

• 1. Kraftstoff mit einem konstanten Druck beaufschlagen, indem eine elektrische Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) verwendet wird,
• 2. Fördern des Kraftstoffs zu einem Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil 1 (Fig. 2) durch ein Förderrohr (nicht dargestellt) und
• 3. Einspritzen des Kraftstoffs bei optimalen Zeitgebungen.

Das Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventil 1 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Funktion zum Unterstützen einer Bildung von kleinen Teilchen von zerstäubtem Kraftstoff (aus einer Platte mit einem Einspritzloch (bzw. Einspritzlöcher)), das in der Nähe (Einlassanschluss) eines Einlassventils (Saugventil) in einem Verbrennungsmotor zerstäubt wird, wie zum Beispiel bei einem Benzinmotor (nachfolgend als "Motor" bezeichnet) bei korrekten und effizienten Zeitgebungen. Des weiteren ist eine Anzahl der Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventile 1 entsprechend einer Anzahl von Zylindern des Motors in einem Einlasskrümmer (Einlassrohre) eingebaut, der Luft für die Verbrennung zuführt.

Noch unter Bezugnahme auf die Fig. 2 hat das Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil ein Gussgehäuse 2, eine Elektromagnetspule (Solenoidspule) 4, die um einen äußeren Umfang einer aus Harz geschaffenen und in dem Gussgehäuse 2 angeordneten Spulenhaspel 3 gewickelt ist, einen festen Kern (Stator) 5, der im Wesentlichen eine zylindrische Form hat und an dem Gussgehäuse 2 befestigt ist, einen bewegbaren Kern (Anker) 6, der in der axialen Richtung bewegbar ist, einen Ventilkörper 7, der an einer vorderen Endseite des Gussgehäuses 2 vorgesehen ist, eine Düsennadel 8, die in dem Ventilkörper 7 enthalten ist, und eine Platte mit einem Einspritzloch (Öffnungsplatte) 10, wobei zwischen der Öffnungsplatte 10 und einer Endfläche (vordere Endfläche) der Düsennadel 8 in der axialen Richtung ein Kraftstoffpfad 9 ausgebildet ist.

Das Gussgehäuse 2 ist ein einstückiger Guss aus einem Harzmaterial. An einer Innenseite des Gussgehäuses 2 sind die Spulenhaspel 3 und der feste Kern 5 sowie ein äußerer Steckeranschluss (Anschluss) 11 einstückig ausgebildet. Des weiteren ist an einem äußeren Umfang der Spulenhaspel 3 und der Elektromagnetspule 4 ein Harzgussteil 55 einstückig ausgebildet, das die Elektromagnetspule 4 umgibt. Des weiteren ist an einer oberen Seite des Gussgehäuses 2 ein Steckerabschnitt 12 vorgesehen, der von einer Außenwand des Gussgehäuses 2 in einem vorbestimmten Neigungswinkel vorsteht. Des weiteren ist der mit der Elektromagnetspule 4 elektrisch verbundene äußere Steckeranschluss (Anschluss) 11 in dem Steckerabschnitt 12 und einem Harzgussteil 56 eingebettet. Des weiteren ist der äußere Steckeranschluss 11 durch einen Leitungsstrang mit einer nicht dargestellten ECU verbunden.

Der feste Kern 5 setzt sich aus einem ferromagnetischen Material zusammen und ist so in dem Harzgussgehäuse 2 vorgesehen, dass er von einer oberen Endfläche des Gussgehäuses 2 nach oben vorsteht. Des weiteren ist an einer Innenseite des festen Kerns 5 ein Kraftstoffpfad 13 in der axialen Richtung ausgebildet. An einer inneren Umfangsfläche des festen Kerns 5 ist ein Einstellrohr 15 vorgesehen, das im Wesentlichen eine zylindrische Form mit einem Axialloch 14 hat. Das Einstellrohr 15 stellt eine Last (Ventilöffnungsdruck) einer Spulenfeder 16 ein, indem es die Feder 16 in der axialen Richtung an einem inneren Abschnitt des festen Kerns 5 versetzt, und es wird an der inneren Umfangsfläche des festen Kerns 5 fixiert, nachdem das Einstellrohr 15 eingestellt wurde.

Noch unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3A ist darüber hinaus ein Ende der Spulenfeder 16 mit einer vorderen Endfläche des Einstellrohrs 15 in Kontakt. Das andere Ende der Spulenfeder 16 ist mit dem bewegbaren Kern 6 in Kontakt, der an einer oberen Endfläche der Düsennadel 8 fest angeschweißt ist. Die Spulenfeder 16 positioniert einen Sitzabschnitt 22 der Düsennadel 8 an einen Ventilsitz 21 des Ventilkörpers 7, indem sie den bewegbaren Kern 6 und die Düsennadel 8 zu einen unteren Abschnitt des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 drückt. Des weiteren werden der bewegbare Kern 6 und die Düsennadel 8 in der Richtung des festen Kerns 5 gegen die Federkraft der Spulenfeder 16 gedrückt, wenn mittels der ECU ein Erregerstrom von dem äußeren Steckeranschluss 11 in der Elektromagnetspule 4 fließt.

Des weiteren sind an einer Seite des festen Kerns 6 in der axialen Richtung ein nicht-magnetisches Rohr 17 und ein magnetisches Rohr 18 angeordnet. Das nicht-magnetische Rohr 17 setzt sich aus einem nicht-magnetischen Material zusammen und ist im Wesentlichen mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Das nicht-magnetische Rohr 17 ist mit einem unteren Ende des festen Kerns 5 verbunden. Des weiteren setzt sich das magnetische Rohr 18 aus einem magnetischen Material zusammen und ist mit abgestuften Abschnitten ausgebildet. Das magnetische Rohr 18 ist mit einem unteren Ende des nicht-magnetischen Rohrs 17 verbunden. Ein innerer Raum des nicht-magnetischen Rohrs 17 und des magnetischen Rohrs 18 nimmt den bewegbaren Kern 6 auf, der ein magnetisches Material aufweist und mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist.

Des weiteren wird der Ventilkörper 7 mittels eines Laserschweißvorgangs in das magnetische Rohr 18 geschweißt, nachdem der Ventilkörper 7 und eine an dem magnetischen Rohr 18 anliegende runde Abstandsscheibe 19 in einen Hohlraum eingefügt wurden. Eine Dicke der Abstandsscheibe 19 ist so eingestellt, dass sie einen Luftspalt zwischen dem festen Kern 5 und dem bewegbaren Kern 6 auf einen vorbestimmten Wert aufrechterhält. Hierbei setzt sich ein Elektromagnet-Aktuator aus dem Gussgehäuse 2, der Elektromagnetspule 4, dem festen Kern 5, dem bewegbaren Kern 6, das nicht-magnetische Rohr 17, das magnetische Rohr 18 usw. zusammen.

Als Nächstes wird eine einfache Beschreibung bezüglich den Aufbauten des Ventilkörpers 7 und der Düsennadel 8 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 3B vorgesehen.

Der Ventilkörper 7 und die Düsennadel 8 sind mit vorbestimmten Formen aus einem metallischen Material wie zum Beispiel SUS ausgebildet. Des weiteren ist im Inneren des Ventilkörpers 7 ein Fluid-Kraftstoffpfad 20 ausgebildet. Dort ist ein Zwischenraum zum Durchlassen von Kraftstoff zwischen einer zylindrischen Fläche 23 des Ventilkörpers 7 und vierflächigen Abschnitten ausgebildet, die an einem Gleitabschnitt 24 der Düsennadel 8 ausgebildet sind. Des weiteren setzt sich ein Ventilabschnitt aus dem Ventilsitz 21 des Ventilkörpers 7 und dem Sitzabschnitt 22 an dem vorderen Ende der Düsennadel 8 zusammen.

Die Düsennadel 8 ist ein Ventilelement zum Schließen des Kraftstoffpfads 20, indem es an den Ventilsitz 21 des Ventilkörpers 7 angeordnet wird, und zum Öffnen des Kraftstoffpfads 20, indem es von dem Ventilsitz 21 getrennt wird. Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Kopplungsabschnitt 25 an einem oberen Abschnitt der Düsennadel 8 ausgebildet. Des weiteren sind der bewegbare Kern 6 und die Düsennadel 8 einstückig verbunden, indem der Kopplungsabschnitt 25 und der bewegbare Kern 6 mittels eines Laserschweißvorgangs verschweißt sind. Flächen eines äußeren Umfangs des Kopplungsabschnitts 25 sind so bearbeitet, dass sie einen Kraftstoffpfad vorsehen. Des weiteren wird die Düsennadel 8 angehoben, bis ein Flanschabschnitt 26 mit der Abstandsscheibe 19 in Kontakt gelangt, wenn der bewegbare Kern 6 durch den festen Kern 5 mittels einer Erzeugung einer magnetomotorischen Kraft an der Elektromagnetspule 4 angezogen wird.

Hierbei setzt sich ein Ventilhauptkörper des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils 1 aus dem Ventilkörper 7 und der Öffnungsplatte 10 zusammen, und das Ventilelement des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 setzt sich aus der Düsennadel 8 zusammen. Zusätzlich ist ein Filter 57 an einer oberen Seite des in dem festen Kern 5 ausgebildeten Kraftstoffpfads angebracht. Der Filter 57 beseitigt Fremdkörper wie zum Beispiel Staub und Schmutz aus einem Kraftstoffbehälter in mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff. Der mittels einer Pumpe mit Druck beaufschlagte Kraftstoff strömt in das Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil 1. Des weiteren ist ein Lockerungsverhinderungselement 58 in Gestalt eines O-Rings 54 an einem oberen Endabschnitt des festen Kerns 5 angebracht.

Als nächstes wird eine einfache Erläuterung bezüglich des Aufbaus der Öffnungsplatte 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 4B vorgesehen. Hierbei zeigen die Fig. 4A und 4B Ansichten einer Form eines Einspritzlochs der Öffnungsplatte.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A wird die Öffnungsplatte 10 an einer vorderen Endfläche des Ventilkörpers 7 unter Verwendung einer Schweißeinrichtung wie zum Beispiel einer Laserschweißvorrichtung befestigt, um eine an dem Ventilkörper 7 ausgebildete Öffnung 29 in der Form eines runden Lochs zu schließen. Die Öffnungsplatte 10 setzt sich aus einem metallischen Material wie zum Beispiel SUS zusammen. Des weiteren zeigt die Fig. 3B, dass die Öffnungsplatte 10 mit einer Vielzahl Einspritzlöcher (Öffnungen) 30a bis 30d zum Steuern von Richtungen von zerstäubtem Kraftstoff und zum Unterstützen der Bildung von kleinen Teilchen des zerstäubten Kraftstoffs ausgebildet ist. Vier der Einspritzlöcher 30a bis 30d haben eine durch einen einzigen Pressschritt ausgebildete abgeschrägte Form gemäß der Erfindung und sind an einer imaginären Kreislinie angeordnet, die an einer Mittelachse der Öffnungsplatte 10 des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 zentriert ist.

Die Fig. 3A zeigt die Vielzahl Einspritzlöcher 30a bis 30d, die jeweils so ausgebildet sind, dass die Öffnungsplatte 10 in der Richtung von Kraftstoffeinlässen 31 zu Kraftstoffauslässen 32 perforiert: ist. Zusätzlich sind die Einspritzlöcher 30a bis 30d in einer Richtung so geneigt, dass die Mittelachse des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 am nähesten zu einer stromaufwärtigen Seite relativ zu einer Richtung des durch die Einspritzlöcher 30a bis 30d strömenden Kraftstoffs des Kraftstoffpfads 9 ist. Die Einspritzlöcher 30a bis 30d sind in einem vorbestimmten Neigungswinkel gefertigt, und sie sind allmählich von den Kraftstoffeinlässen 31 zu den Kraftstoffauslässen 32 aufgeweitet (abgeschrägt). Und zwar ist jedes Einspritzloch 30a bis 30d ein Kanal, der von dem Kraftstoffeinlass 31 zu dem Kraftstoffauslass 32 divergiert oder sich allmählich aufweitet.

Des weiteren sind unter Bezugnahme auf Fig. 4B die jeweiligen Einspritzlöcher 30a bis 30d so ausgebildet, dass sie von einer senkrechten Linie (Mittelachse) 33, die orthogonal zu einer Fläche der Öffnungsplatte 10 ist, zu einer gewünschten Kraftstoffeinspritzrichtung abweichen. Formen und Größen der jeweiligen Einspritzlöcher 30a bis 30d sind gleich, und Größen θ1, θ2 und. θ3, die später beschrieben werden, sind hinsichtlich der jeweiligen Einspritzlöcher einander gleich. Die Einspritzlöcher 30a bis 30d sind jeweils in der gleichen Richtung relativ zu der Mittelachse 33 der Öffnungsplatte 10 ausgebildet. Eine Richtung des eingespritzten Kraftstoffes aus den Einspritzlöchern 30a und 30b und eine Richtung des eingespritzten Kraftstoffes aus den Einspritzlöchern 30c und 30d sind um 180° entgegengesetzt gerichtet, und das Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil 1 führt eine Einspritzung in zwei Richtungen durch.

Nun werden übliche Winkel der Einspritzlöcher 30a bis 30d der Öffnungsplatte 10 erläutert. Wie dies in Fig. 4B gezeigt ist, wird hierbei eine Überschneidung zwischen einer imaginären Fläche einschließlich einer Einspritzloch-Mittelachse 34 und einer Orthogonalen 33 zu der Öffnungsplatte 10 zum Identifizieren von spezifischen Winkeln verwendet. An einer Einspritzloch-Innenfläche 35 der Öffnungsplatte 10 wird zum Beispiel ein erster Neigungswinkel als θ1 bezeichnet, der durch eine erste Überschneidung 36 an einer Seite im stumpfen Winkel, der durch die Einspritzloch-Mittelachse 34 und eine Kraftstoffeinlassseiten-Endfläche 38 der Öffnungsplatte 10 gebildet ist, und die Mittelachse 33 gebildet ist. Ein zweiter Neigungswinkel wird als θ2 bezeichnet, der durch eine zweite Überschneidung 37 an einer Seite im spitzen Winkel, der durch die Einspritzloch-Mittelachse 34 und die Kraftstoffeinlassseiten-Endfläche 38 der Öffnungsplatte 10 gebildet ist, und die Mittelachse 33 gebildet ist. Daraus ergibt sich die Beziehung θ1 < θ2. Und zwar ist bei jedem entsprechenden Einspritzloch 30a bis 30d die Einspritzloch-Innenumfangsfläche 35, die von der Mittelachse 33 der Öffnungsplatte 10 entfernt ist, relativ zu der Einspritzloch-Mittelachse 34 stärker geneigt, als es die Einspritzloch-Innenumfangsfläche 35 nahe der Mittelachse 33 der Öffnungsplatte 10 relativ zu der Einspritzloch-Mittelachse 34 ist.

Wenn der erste Neigungswinkel als θ1 bezeichnet wird, dann gilt des weiteren θ1 = 15° bis 45° oder θ1 ≧ 15°. Wenn θ3 als θ2 -θ1 bezeichnet wird, dann gilt des weiteren θ3 = 15° bis 30° oder θ3 ≧ 15°. Wenn eine Plattendicke der Öffnungsplatte 10 als t bezeichnet wird, dann gilt des weiteren t = 0,05 bis 0,20 mm oder t ≧ 0,05 mm.

Als Nächstes wird eine einfache Erläuterung des Betriebs des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 gemäß dem in den Fig. 2 bis 4B gezeigten Ausführungsbeispiels vorgesehen. Wenn mittels der ECU ein elektrischer Strom in der Elektromagnetspule 4 des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils 1 fließt, dann wird der bewegbare Kern 6 durch den festen Kern 5 gegen die Kraft der Spulenfeder 16 sowie die Düsennadel 8 durch den Kopplungsabschnitts 25 angezogen, der mit dem bewegbaren Kern laserverschweißt ist. Der bewegbare Kern 6 wird angehoben, bis der Flanschabschnitt 26 mit der Abstandsscheibe 19 in Kontakt gebracht ist. Dann öffnet sich der Ventilabschnitt, der den Ventilsitz 21 des Ventilkörpers 7 und den Sitzabschnitt 22 der Düsennadel 8 aufweist. Dadurch tritt Kraftstoff, der in den in dem festen Kern des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 ausgebildeten Kraftstoffpfad 13 strömt, durch den Filter 57 mittels des Förderrohrs von dem in dem Einstellrohr 15 ausgebildeten axialen Loch 14 durch einen Zwischenraum an zwei gegenüberliegenden Abschnitten hindurch, der an dem Kopplungsabschnitt 25 der Düsennadel 8 ausgebildet ist, nachdem er durch eine Kraftstoffpumpe mit konstantem Druck beaufschlagt wurde.

Des weiteren tritt der Kraftstoff durch den Zwischenraum zwischen der zylindrischen Fläche 23 des Ventilkörpers 7 und den vierflächigen Abschnitten hindurch, der an dem Gleitabschnitt 24 der Düsennadel 8 ausgebildet ist, und er erreicht den Kraftstoffpfad 9 zwischen dem Ventilsitz 21 des Ventilkörpers 7 und dem Sitzabschnitt 22 der Düsennadel 8. Des weiteren tritt der Kraftstoff zwischen dem Ventilsitz 21 und dem Sitzabschnitt 22 hindurch und trifft auf eine Pfadwandfläche der Öffnungsplatte 10 im Inneren des Kraftstoffpfads 9 auf und strömt entlang der Pfadwandfläche der Öffnungsplatte 10. Des weiteren strömt der Kraftstoff, der aus dem Kraftstoffpfad 9 in die Kraftstoffeinlässe 31 der Einspritzlöcher 30a bis 30d strömt, aus dem Inneren des Kraftstoffpfads 9 zu Pfadwandflächen der Einspritzlöcher 30a bis 30d, wobei keine Wirbel um die Kraftstoffeinlässe 31 der Einspritzlöcher 30a bis 30d erzeugt werden, und er wird von den Kraftstoffauslässen 32 der Einspritzlöcher 30a bis 30d zu den Einlassventilen des Motors bei geeigneter Zeitgebung eingespritzt, die mit Verbrennungserfordernissen im Einklang ist.

Als Nächstes wird eine Erläuterung bezüglich eines Verfahrens zum Fertigen des Einspritzlochs des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 9B vorgesehen. Hierbei zeigen die Fig. 5A bis 5C Prozessansichten des Verfahrens zum Ausbilden oder Fertigen des Einspritzlochs des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils (ein Vergleichsbeispiel).

Hierbei ist eine Vorrichtung zum Fertigen des Einspritzlochs der Öffnungsplatte 10 mit einer Sukzessiv-Fördervorrichtung zum sukzessiven Fördern eines plattenartigen Materials in der Form einer Rolle versehen, die ein metallisches Material wie zum Beispiel SUS aufweist. Die Vorrichtung hat zusätzlich die Öffnungsplatte 10, die ein Einspritzloch sowie die Plattendicke "t" (Fig. 1A) hat, und Presswerkzeuge, die ein oberes Werkzeug und ein unteres Werkzeug sowie eine Oberwerkzeug- Antriebsvorrichtung zum Antreiben des oberen Werkzeugs (nicht gezeigt) aufweist.

Noch unter Bezugnahme auf die Fig. 1A hat das obere Werkzeug der Plattenwerkzeuge einen Stempel 41, dessen Mittelachse zu jener Mittelachse 33 geneigt ist, die orthogonal zu der Fläche des plattenartigen Materials ist, und einen Stempelhalter 42 (der auch als eine Stempelführung gemäß der Erfindung dient), durch den der Stempel 41 hin- und herbewegbar gestützt ist. Der Stempel 41 ist in der Richtung seiner Mittelachse gestützt, und das untere Werkzeug 43 der Presswerkzeuge ist so vorgesehen, dass es das plattenartige Material zwischen dem Werkzeug 43 und dem Stempelhalter 42 einklemmt und hält, nachdem das plattenartige Element 40 auf die Endfläche des Werkzeugs 43 befördert wurde. Unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5C ist des weiteren ein vorderer Endabschnitt des Stempels 41 mit einem abgeschrägten Abschnitt 44 ausgebildet, der eine divergierende (abgeschrägte) Form bildet, die gleich ist wie jene des Einspritzlochs 30, um eine vorbestimmte Form auf das Einspritzloch 30 zu übertragen.

Bei den Presswerkzeugen wird zunächst durch Bewegen des Stempels 41 in dessen axialer Richtung (die in einem vorbestimmten Neigungswinkel relativ zu dem plattenartigen Material 40 vorgesehen ist) durch die Stempelantriebsvorrichtung (Stempelantriebseinrichtung) der abgeschrägte Abschnitt 44 des Stempels 41 in das plattenartige Material 40 gedrückt, das durch die Sukzessiv-Fördervorrichtung befördert wird. Die Form des vorderen Endabschnitts des Stempels 41 wird auf das plattenartige Material 40 übertragen (siehe Fig. 5A).

Dann verbleibt an einer Fläche, die jener Fläche des plattenartigen Materials 40 entgegengesetzt ist, an der der abgeschrägte Abschnitt 44 des Stempels 41 gedrückt wird, ein überflüssiger Volumenabschnitt 45 des plattenartigen Materials, den der abgeschrägte Abschnitt 44 des Stempels 41 ausdrückt. Als Nächstes wird der überflüssige Abschnitt 45 an einer Höhenposition beseitigt, die mit der Oberfläche des plattenartigen Materials 40 übereinstimmt (Fig. 5B und 5C). Dies führt zu der Bildung des Einspritzlochs 30 mit einer gewünschten Form, und zwar der divergierenden (abgeschrägten) Form, deren Durchmesser sich von dem Kraftstoffeinlass 31 zu dem Kraftstoffauslass 32 aufweitet (Fig. 5C).

Gemäß dem Verfahren zum Fertigen des Einspritzlochs 30 hat eine Innenfläche des Einspritzlochs 30 einen Oberflächenzustand, der über einen gesamten Bereich der Innenfläche des Einspritzlochs 30 einheitlich ist, ohne dass eine gebrochene Oberfläche wie bei dem Druckstempelverfahren erzeugt wird. Dadurch wird das Verfahren zum Fertigen des Einspritzlochs bei geringen Kosten und mit einer hohen Produktivität verglichen mit anderen Verfahren verwirklicht, und eine Maßgenauigkeit oder eine Genauigkeit der Materialabtragung wir erzielt, die durch Abtragungsvorgänge wie zum Beispiel die Funkenentladungsbearbeitung oder das Druckstempelverfahren nicht erzielt werden können. Zusätzlich sind die Fluid-Durchsatzraten durch das Einspritzloch 30 infolge des Materialabtragungsverfahrens genauer.

Des weiteren wird das plattenartige Material 40 an dem unteren Werkzeug gedreht oder eine Presseinrichtung wird so versetzt, dass die Einspritzlöcher durch eine Anzahl Stempel 41 perforiert werden, die an der Öffnungsplatte 10 angeordnet sind. Durch Wiederholen der Einspritzloch-Ausbildung kann die Öffnungsplatte 10 mit den Einspritzlöchern 30, die jeweils eine abgeschrägte Form haben und sich von dem Kraftstoffeinlass 31 zu dem Kraftstoffauslass 32 allmählich aufweiten, in einer die Marktnachfrage befriedigenden Menge produziert werden.

Wenn hierbei die Mittelachse (Einspritzlochmittelachse 34) des Einspritzlochs 30 des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 1 zu der Linie geneigt ist, die orthogonal zu der Fläche des plattenartigen Materials 40 ist, wie dies durch die Fig. 6A gezeigt ist, dann besteht dort eine Möglichkeit einer Zerstörung des Stempels 41 durch Seitenkräfte Fs (Kraft in einer Richtung, die orthogonal zu der Mittelachse des Stempels 41 ist), wie dies in der Fig. 6B gezeigt ist. Die Kraft Fs wird dann erzeugt, wenn der vordere Endabschnitt des Stempels 41 auf das plattenartige Material 40 schlägt, und zwar beim Fertigen oder Ausbilden des Einspritzlochs 30. In diesem Fall wird durch Übernehmen eines in den Fig. 1A, 1B und 7 gezeigten Presswerkzeugaufbaus das abgeschrägte geneigte Loch bei einem einzigen Pressschritt so ausgebildet, dass es das plattenartige Material 40 durchdringt, ohne dass der Stempel 41 zerstört wird. Und zwar ist der vordere abgeschrägte Endabschnitt 46 so geneigt, dass er mit dem Umfang des Stempels 41 zusammenfällt und dass er parallel zu einer Mittelachse 52 des Stempels 41 ist, um dadurch eine Form zu bilden, die mit der Gleitfläche 47 (Innenfläche) des Stempelhalters 42 (Fig. 7) zusammenfällt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1A ist der abgeschrägte Abschnitt 46 des Stempels 41 mit einer abgeschrägten geneigten Form (im Wesentlichen eine elliptische Kegelform) mit einem ersten Neigungswinkel θ1 und einem zweiten Neigungswinkel θ2 relativ zu der Mittelachse 33 versehen, die orthogonal zu der Fläche des plattenartigen Materials 40 ist. Des weiteren ist in Fig. 7 gezeigt, dass der Stempelhalter 42 mit einem Stützloch 47 zum Abdecken eines Gesamtumfangs des Stempels 41 ausgebildet ist und den Stempel 41 in einer Richtung gleitbar stützt, die mit einer Mittelachse 52 des Stempelhalters 42 übereinstimmt, so dass die Mittelachse 51 des Stempels 41 geneigt ist. Des weiteren ist an einer Innenfläche des Stempelhalters 42 eine Gleitfläche, an der der abgeschrägte Abschnitt 46 des Stempels 41 gleitet, mit dem ersten Neigungswinkel θ1 relativ zu der Mittelachse 33 der Öffnungsplatte 10 versehen, die orthogonal zu der Fläche des plattenartigen Materials ist (Fig. 1A). Des weiteren ist ein Ausstoßloch 48, durch das der überflüssige Abschnitt 45 ausgestoßen werden kann, in einer mit einer Mittelachse 53 des Werkzeugs 43 übereinstimmenden Richtung an einer oberen Endfläche des Werkzeugs 43 ausgebildet, an der das plattenartige Material 40 angebracht ist.

Wie dies in den Fig. 8A und 8B gezeigt ist, sind beim Fertigen des Einspritzlochs durch Ausdrücken des überflüssigen (nutzlose) Volumenabschnitts 45 (Fig. 5B), der durch den abgeschrägten Abschnitt 46 des Stempels 41 gedrückt wird, falls Zwischenräume zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 46 mit der abgeschrägten geneigten Form des Stempels 41 und der oberen Endfläche des Werkzeugs 43 als Cr1 und Cr2 bezeichnet sind, der Zwischenraum Cr1 auf 0 bis 70% der Plattendicke (t) des plattenartigen Materials 40 festgelegt und der Zwischenraum Cr2 auf 0 bis 120% der Plattendicke (t) des plattenartigen Materials 40 festgelegt. Des weiteren bezeichnet das Bezugszeichen B in der Fig. 8B eine Schnittform des Stempels 41, und das Bezugszeichen C bezeichnet eine Schnittform des Werkzeugs 43 (elliptische Form ähnlich wie die Schnittform des Stempels 41).

Gemäß dem Verfahren zum Fertigen des Einspritzlochs der Öffnungsplatte 10 der vorliegenden Erfindung wird beim Fertigen des Einspritzlochs gemäß den Fig. 1A, 1B, 7, 8A und 8B ein Ausdrückungsvorgang durchgeführt, der das Einspritzloch 30 mit der gewünschten Form und einer hohen Maßgenauigkeit an dem plattenartigen Material 40 ausbilden kann, indem die Form des abgeschrägten Abschnitts 46 des Stempels 41 auf das plattenartige Material 40 übertragen wird. Die Übertragung wird durch Vorrücken des Stempels 41 entsprechend der Richtung der Mittelachse des Stempelhalters 42 an dem plattenartigen Material 40 durchgeführt, das zwischen der oberen Endfläche des Werkzeugs 43 und der unteren Endfläche des Stempelhalters 42 eingeklemmt und gehalten ist. Der abgeschrägte Abschnitt 46 des Stempels 41 wird zu dem plattenartigen Material 40 gedrückt und der überflüssige Volumenabschnitt 45 (Fig. 5B), der durch den abgeschrägten Abschnitt 46 des Stempels 41 gedrückt und ausgestoßen wird, wird von der Fläche des plattenartigen Materials nach vorn ausgedrückt (Fig. 9A). Nach dem Ausdrückungsvorgang wird der überflüssige Abschnitt 45 an einem mit der Oberfläche des plattenartigen Materials 40 übereinstimmenden Niveau beseitigt (Fig. 9B).

Wenn die Einspritzlochmittelachse 34 des Einspritzlochs (Fig. 4B) relativ zu der orthogonalen Linie 33 und relativ zu der Fläche des plattenartigen Materials 40 geneigt ist, dann wird eine Seitenkraft (Fs) erzeugt (Fig. 4B und 1B), wenn der vordere Endabschnitt des Stempels 41 auf das plattenartige Material 40 schlägt. Beim Fertigen des Einspritzlochs kann die Kraft Fs von der Gleitfläche (Innenfläche) des Stützlochs 47 des Stempelhalters 42 an der Seite aufgenommen werden, die dem plattenartigen Material 40 gegenüberliegt. Und zwar wird die Seitenkraft (Fs) durch eine Reaktionskraft (Fr) kompensiert, und es gibt kein resultierendes Biegemoment, dass den Stempel 41 bricht oder beschädigt (Fig. 1B). Des weiteren ist es hinsichtlich des Materials des Stempels 41 vorzuziehen, ein Material zu verwenden, das fest genug ist, der Seitenkraft (Fs) standzuhalten, die beim Fertigen des Einspritzlochs erzeugt wird (z. B. Hartmetall). Des weiteren ist es hinsichtlich eines Materials des Stempelhalters 42 vorzuziehen, ein Material zu verwenden, das der Seitenkraft (Fs) standhält. Auch wenn gemäß dem Ausführungsbeispiel die gesamte den Stempel 41 umgebende Fläche durch den Stempelhalter 42 abgedeckt ist, kann der Stempelhalter 42 nur in der Richtung der Seitenkraft (Fs) vorhanden sein. Zum Beispiel kann ein Stempelhalter mit einer teilweisen Kreisbogenform verwendet werden.

Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird durch Übernehmen des Verfahrens zum Fertigen des Einspritzlochs zum Ausbilden des Einspritzlochs mit der abgeschrägten Form durch den einzigen Pressschritt ein Mechanismus zum Unterstützen einer Bildung von sehr kleinen Teilchen von zerstäubtem Kraftstoff implementiert, der in den Verbrennungsmotor bei geeigneter Zeitgebung eingespritzt wird. Und zwar betrifft dies nicht nur den Fertigungsvorgang eines höherwertigen Produkts mit einer Platte 40 mit einem Einspritzloch 10 mit einer kurzen Zykluszeit (Fertigungszeit) und hoher Produktivität, sondern auch einen Fertigungsvorgang (Produktionsvorgang) mit hoher Maßgenauigkeit. Der betriebliche Aufwand und die Anlageninvestitionen werden reduziert und eine merkliche Kostenreduzierung wird erzielt.

Auch falls die Einspritzlochmittelachse 34 des Einspritzlochs 30 des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils 12 relativ zu der Linie geneigt ist, die orthogonal zu der Fläche des plattenartigen Materials 40 ist, kann die beim Fertigen des Einspritzlochs mit dem abgeschrägten Abschnitt 46 des Stempels 41 erzeugte Seitenkraft (Fs) des weiteren der Gleitfläche des Stempelhalters 42 entgegengesetzt werden. Und zwar wird an der Seite gegenüber dem plattenartigen Material 40 die Seitenkraft (Fs) durch die Reaktionskraft (Fr) kompensiert, und es gibt kein resultierendes Biegemoment, das den abgeschrägten Abschnitt 46 des Stempels 41 bricht. Daher wird der Stempel 41 nicht durch die Seitenkraft (Fs) gebrochen, die dann erzeugt wird, wenn der abgeschrägte Abschnitt 46 des Stempels 41 auf das plattenartige Material 40 beim Fertigen des Einspritzlochs schlägt.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. 7 ist die Mittelachse 53 des Ausstoßloches 48 des Werkzeugs 43 zusätzlich parallel zu der Mittelachse 52 des Stützlochs 47 des Stempelhalters 42 und an der gleichen Achslinie angeordnet. Ein Bediener kann den Stempel 41 und das Werkzeug 43 ausrichten, während er den Stempel 41 und das Werkzeug 43 visuell beobachtet, und daher wird der Fertigungsvorgang bei einer hohen Maßgenauigkeit durchgeführt.

Die Fig. 10 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und sie zeigt eine Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Öffnungsplatte 40. Wenn Zwischenräume zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 46 des Stempels 41 und der oberen Endfläche des Werkzeugs 43 durch Bezugszeichen Cr1 und Cr2 bezeichnet werden, dann werden die Zwischenräume gemäß dem Ausführungsbeispiel so festgelegt, dass Cr1 = 0-20% sowie Cr2 = 0-20% der Plattendicke (t) gelten. Wenn die Zwischenräume zwischen dem abgeschrägten Abschnitt 46 des Stempels 41 und der oberen Endfläche des Werkzeugs 43 gleich wie oder kleiner als vorbestimmte Werte geschaffen werden, dann wird der überflüssige Abschnitt 45 beim Ausdrückungsvorgang automatisch aus dem Ausstoßloch 48 ausgestoßen, ohne dass ein Beseitigungsschritt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erforderlich ist. Der Beseitigungsschritt ist nicht notwendig, da der Stempel 41 die Trennung des überflüssigen Abschnitts 45 (ausgedrückter Abschnitt) bewirkt, der an einer Fläche ausgedrückt wird, die jener Fläche des plattenartigen Materials 40 entgegengesetzt ist, an der der abgeschrägte Abschnitt 46 des Stempels 41 gedrückt wird.

Die Fig. 11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und sie zeigt eine Ansicht eines Verfahrens zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Öffnungsplatte. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Mittelachse 53 des Ausstoßloches 48 des Werkzeugs 43 an einer Linie angeordnet, die orthogonal zu der Fläche des plattenartigen Materials 40 ist. Beim Transportieren des plattenartigen Materials 40 in einem nachfolgenden Schritt besteht kaum eine Möglichkeit eines Transports, bei dem der in der Fig. 9 A gezeigte überflüssige Abschnitt 45 durch das Werkzeug 43 mitgenommen wird. Daher ist das Zurückziehen des Stempels 41 und das Transportieren des plattenartigen Materials zu dem nächsten Fertigungsschritt vereinfacht.

Die Fig. 12A und 12B zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Fig. 12A eine Ansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils zeigt und die Fig. 12B eine Ansicht einer Öffnungsplatte bei Betrachtung von einer Kraftstoffeinlassseite zeigt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Öffnungsplatte 10 mit zwölf (12) Einspritzlöchern 30A-30L ausgebildet. Die Einspritzlöcher 30A-30D sind mit den Kraftstoffeinlässen 31 an einem runden Umfang an einer inneren Umfangsseite angeordnet und die Einspritzlöcher 30E-30L sind mit den Kraftstoffeinlässen an einem runden Umfang an einer äußeren Umfangsseite angeordnet. Des weiteren sind Richtungen des eingespritzten Kraftstoffes von den Einspritzlöchern 30A, 308, 30E, 30F, 30G und 30H sowie Richtungen von eingespritztem Kraftstoff von den Einspritzlöchern 30C, 30D, 30I, 30J, 30K und 30L so gerichtet, dass sie einander um 180° entgegengesetzt sind und dass zwei Einspritzrichtungen verwirklicht sind. Bei den jeweiligen Einspritzlöchern 30A-30L ist des weiteren die Beziehung zwischen θ1, θ2 und θ3 gleich wie jene des ersten Ausführungsbeispiels.

Falls eine Kraftstoffeinspritzmenge gleich ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, dann ist gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Einspritzmenge pro Einspritzloch reduziert, da ein Durchmesser des Einspritzlochs reduziert ist, wodurch die Bildung von kleinen Teilchen des zerstäubten Kraftstoffes unterstützt wird. Des weiteren kann die Vielzahl Einspritzlöcher 30 innerhalb eines Bereiches frei angeordnet sein, so dass sie die Wirkung der Unterstützung der Bildung von kleinen Teilchen des zerstäubten Kraftstoffes nicht schmälert.

Auch wenn gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Erläuterung eines Beispiels zum Anbringen des Kraftstoffeinspritzventils an den Verbrennungsmotor wie z. B. das Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil 1 (Kraftstoffeinspritzvorrichtung) an den Einlasskrümmer des Benzinmotors gegeben ist, kann das Kraftstoffeinspritzventil für den Verbrennungsmotor an den Verbrennungszylinder des Motors angebracht sein. Das Kraftstoffeinspritzventil kann an einer Brennvorrichtung wie z. B. eine Wasserheizvorrichtung oder eine Ölraumvorrichtung angebracht sein. Gemäß dem Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventil 1 ist es des weiteren zum Zwecke einer Aufrechterhaltung einer Funktion zum Beschleunigen einer Bildung von konstanten kleinen Teilchen vorzuziehen, ein Verhältnis der Plattendicke t (mm) der Öffnungsplatte 10 zu dem Einspritzlochdurchmesser (Kraftstoffeinlassdurchmesser oder Kraftstoffauslassdurchmesser) des Einspritzlochs 30 in einen spezifischen Bereich festzulegen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel wurde eine Erläuterung zum Anwenden des Ausführungsbeispiels des Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils 1 gegeben, wobei die das Ventilelement der Kraftstoffeinspritzdüse bildende Düsennadel 8 in der axialen Richtung unter Verwendung des Elektromagnetaktuators hin und her bewegt wird. Das Ausführungsbeispiel kann jedoch auf ein Kraftstoffeinspritzventil zum mechanischen Hin- und Herbewegen des Ventilelements in der axialen Richtung angewendet werden. Zum Beispiel ist die Erfindung auf eine Kraftstoffeinspritzdüse anwendbar, bei der ein Ventilelement geöffnet wird, wenn Kraftstoff einem Ventilkörper zugeführt wird, damit er einen vorbestimmten Öldruck erreicht. Zusätzlich kann die Fluideinspritzdüse gemäß der Erfindung als solche verwendet werden, wenn ein Fluid eingespritzt werden soll, indem das Fluid der Bildung von kleinen Teilchen unterworfen wird.

Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden für den Durchschnittsfachmann in einfacher Art und Weise ersichtlich. Die Erfindung mit ihren allgemeineren Ausdrücken ist daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten, den dargestellten Vorrichtungen und den dargestellten, gezeigten und beschriebenen Beispielen beschränkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs (30a-30d) eines Elektromagnet- Kraftstoffeinspritzventils (1) so vorzusehen, dass, wenn ein Ausdrückungsvorgang durch einen Stempel (41) angewendet wird, der Stempel (41) nicht bricht, auch wenn eine Mittelachse des Einspritzlochs (52) des Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventils (1) zu einer Linie (33) geneigt ist, die senkrecht zu einer Fläche eines zu stanzenden plattenartigen Materials (40) ist. Ein vorderer abgeschrägter Endabschnitt (44) des Stempels (41) ist in einer Richtung entgegen dem plattenartigen Material (40) relativ zu einer Mittelachse des Stempels (51) geneigt, um das Gleiten des Stempels (41) entlang einer inneren Gleichfläche (24) eines Stempelhalters (42) zu ermöglichen. Während eine Reduzierung der Produktionskosten erzielt wird, kann das Einspritzloch mit divergierender Form in dem plattenartigen Material (40) genau ausgebildet werden. Eine Seitenkraft (Fs) wird dann erzeugt, wenn der vordere Endabschnitt (46) des Stempels (41) auf das plattenartige Material (40) schlägt. Die Seitenkraft (Fs) wird durch eine Reaktionskraft (Fr) an einer Seite gegenüber dem plattenartigen Material (40) kompensiert, und ein Biegemoment wird vermieden, das möglicherweise eine Beschädigung des Stempels (41) hervorruft.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
eine Fluideinspritzdüse mit einem Ventilkörper (7), der in seinem Inneren einen Fluidpfad ausbildet und einen Ventilsitz (21) und eine Öffnungsplatte (10) hat, die an einer vorderen Endfläche des Ventilkörpers (7) angeordnet ist, wobei die Öffnungsplatte (10) zumindest ein Einspritzloch (30a-30d) in einer gewünschten Größe mit einem divergierenden Durchmesser von einem Fluideinlass (31) zu einem Fluidauslass (32) hat, und mit einem Ventilelement, das zum Schließen des Fluidpfads (9) an den Ventilsitz (21) positionierbar und zum Öffnen des Fluidpfads (9) von dem Ventilsitz (21) trennbar ist;
wobei eine Mittelachse des Einspritzlochs (34), die eine Mitte des Fluideinlasses des Einspritzlochs mit einer Mitte des Fluidauslasses des Einspritzlochs verbindet, zu einer Linie (33) geneigt ist, die senkrecht zu einer Fläche der Öffnungsplatte (10) ist;
wobei eine erste Überschneidung und eine zweite Überschneidung von imaginären Linien, die von einer ersten Fläche bzw. einer zweiten Fläche des Einspritzlochs gezogen sind, zu der Mittelachse des Einspritzlochs (34) geneigt sind und ebenfalls zu der Linie (33) geneigt sind, die senkrecht zu der Fläche der Öffnungsplatte (10) ist;
ein Werkzeug (43), an dem vor dem Fertigen des Einspritzlochs (30a) der Fluideinspritzdüse ein plattenartiges Material (40) anbringbar ist;
einen. Stempel (41), der im Wesentlichen eine Form eines runden Kegelstumpfes hat, wobei eine Form eines vorderen Endabschnittes des Stempels (41) in einem ersten Neigungswinkel (A1) und einem zweiten Neigungswinkel (A2) relativ zu der Linie (33) vorgesehen ist, die senkrecht zu der Fläche des plattenartigen Materials (40) ist;
eine Stempelführung mit einem Stützloch zum gleitbaren Stützen des Stempels (41) derart, dass eine Mittelachse (51) des Stempels zu der Linie (33) geneigt ist, die senkrecht zu der Fläche des plattenartigen Materials (40) ist;
eine Stempelantriebseinrichtung zum Vorrücken des Stempels (41) entlang der Mittelachse der Stempelführung (42);
wobei die Stempelführung (42) einen Werkzeugaufbau verwendet, der dazu in der Lage ist, eine beim Fertigen des Einspritzlochs (30a) erzeugte Seitenkraft (Fs) von dem vorderen Endabschnitt (46) des Stempels (41) aufzunehmen, wenn die Mittelachse des Einspritzlochs (34) zu der Linie (33) geneigt ist, die senkrecht zu der Fläche des plattenartigen Materials (40) ist.

2. Vorrichtung zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse gemäß Anspruch 1:
wobei ein erster Neigungswinkel als A1 bezeichnet ist, der durch die erste Überschneidung an einer Seite im stumpfen Winkel, der durch die Mittelachse (34) des Einspritzlochs (30a) und eine Endfläche an der Fluideinlassseite (31) der Öffnungsplatte (10) gebildet ist, und die Linie (33) gebildet ist, die senkrecht zu der Fläche der Öffnungsplatte (10) ist, und ein zweiter Neigungswinkel als A2 bezeichnet ist, der durch die zweite Überschneidung an einer Seite im spitzen Winkel, der durch die Mittelachse (34) des Einspritzlochs (30a) und die Endfläche an der Fluideinlassseite (31) der Öffnungsplatte (10) gebildet ist, und die Linie (33) gebildet ist, die senkrecht zu der Fläche der Öffnungsplatte (10) ist, wobei θ1 größer als oder gleich wie 15° ist und wobei θ1 kleiner als θ2 ist.

3. Vorrichtung zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse gemäß Anspruch 1:
wobei eine Gleitfläche einer Innenfläche der Stempelführung (42), an der der vordere Endabschnitt (46) des Stempels (41) gleitet, in dem ersten Neigungswinkel relativ zu der Linie (33) vorgesehen ist, die senkrecht zu der Fläche des plattenartigen Materials (40) ist;
wobei eine Form eines oberen Abschnitts des vorderen Endabschnitts des Stempels (41) mit der Gleitfläche der Stempelführung (42) zusammenfällt, wobei der obere Abschnitt des vorderen Endabschnitts (46) des Stempels (41) außerdem parallel zu der Mittelachse (52) des Stempels (41) ist.

4. Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse, das die folgenden Schritte aufweist:
Halten eines plattenartigen Materials (40) zwischen einem Werkzeug und einer Stempelführung (42), die den Stempel (41) aufnimmt;
Ausdrücken des plattenartigen Materials (40) durch Vorrücken eines vorderen Endabschnitts des Stempels (41) in das plattenartige Material (40);
Ausstoßen eines Volumens des plattenartigen Materials (40) durch Ausdrücken des plattenartigen Materials (40) in das Werkzeug (43); und
Beseitigen des Volumens des ausgedrückten Materials von einer Fläche des plattenartigen Materials (40) nach vorne.

5. Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse gemäß Anspruch 4, das des weiteren die folgenden Schritte aufweist:
Einstellen eines Zwischenraums zwischen dem vorderen Endabschnitt (46) des Stempels (41) und dem Werkzeug (43) in einen vorbestimmten Bereich relativ zu einer Plattendicke des plattenartigen Materials (40), und
Beseitigen des ausgedrückten Abschnitts (45) durch Schneiden, Spanen oder Schleifen des ausgedrückten Abschnitts (45) nach dem Ausdrückungsvorgang an einer Höhe, die mit der Fläche des plattenartigen Materials (40) übereinstimmt.

6. Verfahren zum Fertigen eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse gemäß Anspruch 4, das des weiteren den folgenden Schritt aufweist:
Einstellen eines Zwischenraums zwischen dem vorderen Endabschnitt (46) und dem Stempelwerkzeug (43) gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert, wobei während des Ausdrückungsvorgangs der Stempel (41) solange gedrückt wird, bis der ausgedrückte Abschnitt (45) von dem plattenartigen Material (40) aufgrund des Zwischenraums automatisch getrennt wird.

7. Vorrichtung zum Ausbilden eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
einen Stempelhalter (42), der angrenzend an einem Werkzeug (43) angeordnet ist;
ein plattenartiges Material (40), das zwischen dem Stempelhalter (42) und dem Werkzeug (43) eingeklemmt ist, wobei das plattenartige Material (40) eine Vielzahl Einspritzlöcher (30a-30d) definiert, wodurch eine Öffnungsplatte (10) entsteht;
einen Stempel (41), der innerhalb eines Stützloches (47) des Stempelhalters (42) angeordnet ist, wobei der Stempel (41) einen Endabschnitt (46) mit einem ersten Umfangsabschnitt hat, der mit einer Linie (33), die senkrecht zu einer Fläche des plattenartigen Materials (40) ist, einen ersten Winkel θ1 definiert, und der Stempel (41) außerdem einen zweiten Umfangsabschnitt an dem Endabschnitt (46) hat, der mit der Linie (33), die senkrecht zu einer Fläche des plattenartigen Materials (40) ist, einen zweiten Winkel θ2 definiert;
wobei der Stempel (41) einer Kraft (Fs) ausgesetzt ist, wenn der Stempel (41) mit dem plattenartigen Material (40) in Kontakt ist und wobei die Kraft (Fs) mit einer Kraft (Fr) im Gleichgewicht ist, wobei die Kraft (Fr) die Reaktionskraft der Kraft (Fs) ist und die Kompensierung der Kräfte (Fs) und (Fr) ein Biegemoment in dem Stempel (41) verhindert; und wobei die Einspritzlöcher (30a-30d) so gerichtet sind, dass eine erste Gruppe in einer ersten Richtung zerstäubt und eine zweite Gruppe in jener Richtung zerstäubt, die um 180° von der ersten Gruppe gedreht ist, und wobei die Richtungen fixiert sind.

8. Vorrichtung zum Ausbilden eines Einspritzlochs einer Fluideinspritzdüse gemäß Anspruch 7:
wobei eine Mittelachse (34) des Einspritzlochs (30), die eine Mitte des Fluideinlasses (31) des Einspritzlochs (30) mit einer Mitte des Fluidauslasses (32) des Einspritzlochs (30) verbindet, zu einer Linie (33) geneigt ist, die senkrecht zu einer Fläche der Öffnungsplatte (10) ist; und
wobei eine erste Überschneidung und eine zweite Überschneidung von imaginären Linien, die von einer ersten Fläche bzw. einer zweiten Fläche des Einspritzloches (30) gezogen sind, zu der Mittelachse (34) des Einspritzloches geneigt sind und außerdem zu der Linie (33) geneigt sind, die senkrecht zu der Fläche der Öffnungsplatte (10) ist.

9. Vorrichtung zum Ausbilden eines Einspritzloches einer Fluideinspritzdüse gemäß Anspruch 8:
wobei ein erster Neigungswinkel als θ1 bezeichnet ist, der durch die erste Überschneidung an einer Seite im stumpfen Winkel, der durch die Mittelachse (34) des Einspritzlochs (30) und eine Endfläche an der Fluideinlassseite der Öffnungsplatte (10) gebildet ist, und die Linie (33) gebildet ist, die senkrecht zu der Fläche der Öffnungsplatte (10) ist, und ein zweiter Neigungswinkel als θ2 bezeichnet ist, der durch die zweite Überschneidung an einer Seite im spitzen Winkel, der durch die Mittelachse (34) des Einspritzloches (30) und die Endfläche an der Fluideinlassseite der Öffnungsplatte (10) gebildet ist, und die Linie (33) gebildet ist, die senkrecht zu der Fläche der Öffnungsplatte (10) ist, wobei θ1 größer als oder gleich wie 15° ist und wobei θ1 kleiner als θ2 ist.