DE102008042789A1

DE102008042789A1 - Fuel injector e.g. in-line fuel injector, for fuel injection system of internal-combustion engine of motor vehicle, has injection valve designed as split injection valve whose parts are joined with each other at side joint

Info

Publication number: DE102008042789A1
Application number: DE200810042789
Authority: DE
Inventors: Ilona Schwab; Stephan Amelang; Axel Bormann; Timm Wilke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2010-04-29

Abstract

The injector (10) has an injection valve actuated by a control valve (12) that contains a solenoid valve or a piezoactuator (16). The injection valve is designed as a split injection valve whose parts are joined with each other at a side joint in a form closure, force closure and in an adhesive bond. A centering pin is engaged in a complementary formed opening of components of a multi-part injection valve. The centering pin is formed as a form closure connection between the parts of the split injection valve. An independent claim is also included for a method for production of a multipart formed injection valve.

Description

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2006 029 394 A1 bezieht sich auf einen Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Der Injektor umfasst eine Düsennadel zum Steuern der Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein Spritzloch, die in einem Injektorkörperhub verstellbar gelagert ist. Die Düsennadel erstreckt sich zumindest teilweise in einem Hochdruckraum des Injektorkörpers, durch den ein das wenigstens eine Spritzloch mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff versorgender Zuführpfad hindurchgeführt ist. Die Düsennadel weist eine Steuerfläche auf, die einen Steuerraum begrenzt. Die Düsennadel besteht aus wenigstens zwei Nadelbauteilen, nämlich zumindest aus einem das wenigstens eine Spritzloch steuernden Nadelkörper und einem die Steuerfläche aufweisenden Kolbenkörper. Beide Nadelbauteile, so zum Beispiel ein Nadelkörper und ein Kolbenkörper, liegen in einer im Hochdruckraum angeordneten Kontaktzone axial aneinander an, wobei jedes der beiden Nadelbauteile jeweils aus einem Stück hergestellt ist. Die Kontaktzone, innerhalb der Nadelkörper und Kolbenkörper in einer im Hochdruckraum angeordneten Kontaktzone axial aneinander liegen, ist gegenüber dem Hochdruckraum versiegelt. DE 10 2006 029 394 A1 refers to an injector for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle. The injector includes a nozzle needle for controlling the injection of fuel through at least one injection hole which is adjustably mounted in an injector body stroke. The nozzle needle extends at least partially into a high-pressure chamber of the injector body, through which a feed path supplying the at least one injection hole with fuel under injection pressure is led. The nozzle needle has a control surface which limits a control chamber. The nozzle needle consists of at least two needle components, namely at least one needle body controlling the at least one injection hole and a piston body having the control surface. Both needle components, for example a needle body and a piston body, rest axially against one another in a contact zone arranged in the high-pressure space, wherein each of the two needle components is produced in one piece. The contact zone, within which the needle body and piston body are axially adjacent to one another in a contact zone arranged in the high-pressure space, is sealed relative to the high-pressure space.

Die Variation der in Schließrichtung wirkenden Schließkraft erfolgt durch eine Variation des Druckes in einem Steuerraum, der an seinem unteren Ende entweder durch das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied selbst oder durch ein auf das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied wirkendes Kraftübertragungsglied begrenzt ist. Üblicherweise ist der Steuerraum über eine Zulaufdrossel mit einem Hochdruckspeicher (Common-Rail) verbunden und zugleich über einen Ablaufkanal mit mindestens einer Ablaufdrossel und einem Schaltventil mit einem einen geringeren Druck aufweisenden Rücklauf verbunden. Solange das Schaltventil geschlossen steht, ist die Verbindung zum Rücklauf unterbrochen und der Kraftstoff, der im Steuerraum bevorratet ist, steht unter Systemdruck. Mit Systemdruck wird im Allgemeinen der Druck bezeichnet, der im Hochdruckspeicherraum (Common-Rail) durch ein Förderaggregat konstant aufrechterhalten wird. Durch diese Vorgehensweise wird die maximal mögliche Schließkraft erzeugt, die höher ist als die Öffnungskraft und folglich das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied geschlossen hält.The Variation of the closing force acting in the closing direction takes place by a variation of the pressure in a control room, the at its lower end either by the needle-shaped injection valve member itself or by a needle-shaped on the Injector valve member acting force transmission member limited is. Usually the control room is over one Inlet throttle connected to a high-pressure accumulator (common rail) and at the same time via a drainage channel with at least one Outflow throttle and a switching valve with a lower one Pressure-bearing return connected. As long as the switching valve closed, the connection to the return line is interrupted and the fuel stored in the control room is lost System pressure. System pressure is generally referred to as the pressure the constant in the high-pressure reservoir (common rail) by a delivery unit is maintained. By doing so, the maximum possible closing force generated, the higher is as the opening force and therefore the needle-shaped trained injection valve member keeps closed.

Wird das Schaltventil hingegen geöffnet, so tritt Kraftstoff aus dem Steuerraum in Richtung des Rücklaufes aus diesem aus, wodurch der Druck im Steuerraum absinkt. Unterschreitet die Schließkraft die Öffnungskraft, so wird das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied beschleunigt und bewegt sich aus seinem Sitz heraus nach oben. Aufgrund der Rückwirkung der Öffnungsgeschwindigkeit des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes auf den Steuerraumdruck wird sich diese Geschwindigkeit so einstellen, dass zwischen Öffnungs- und Schließkraft Gleichgewicht herrscht.Becomes the switching valve, however, open, so occurs fuel from the control room in the direction of the return from this which reduces the pressure in the control room. Falls below the Closing force the opening force, so will the needle-shaped trained injection valve member accelerates and moves out out of his seat. Due to the retroactive effect the opening speed of the needle-shaped Injector valve member on the control chamber pressure will be this speed Adjust so that between opening and closing force Balance prevails.

Zur Anordnung des den Kraftstoffinjektor betätigenden Schaltventils existieren grundsätzlich zwei Möglichkeiten:

Einerseits kann der Steuerraum direkt oberhalb des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes angeordnet werden. Dies hat zur Folge, dass das Schaltventil ebenfalls düsennah, d. h. in dem in einer Zylinderkopfbohrung angeordneten Injektorschaft untergebracht werden muss. Dem Durchmesser der Zylinderkopfbohrung und damit auch jenem des Injektorschaftes sind aufgrund der beengten Einbauverhältnisse an Verbrennungskraftmaschinen enge Grenzen gesetzt. Bei Personenkraftwagen liegt der Injektorschaftdurchmesser in der Größenordnung von 20 mm oder darunter. Dies bedeutet, dass in diesem Falle das Schaltventil entweder als Piezoaktor-Schaltventil oder aber ein mit relativ kleinen Kräften schaltbares Magnetventil auszulegen ist. Ein derartiger Kraftstoffinjektor wird als In-Line-Ventil oder In-Line-Injektor bezeichnet.There are basically two possibilities for arranging the switching valve operating the fuel injector:

On the one hand, the control chamber can be arranged directly above the needle-shaped injection valve member. This has the consequence that the switching valve also close to the nozzle, that must be accommodated in the arranged in a cylinder head bore injector shaft. The diameter of the cylinder head bore and thus that of the injector shaft are set narrow limits due to the cramped installation conditions of internal combustion engines. For passenger cars, the injector diameter is on the order of 20 mm or less. This means that in this case the switching valve is designed either as a piezoelectric actuator switching valve or a switchable with relatively small forces solenoid valve. Such a fuel injector is referred to as an in-line valve or in-line injector.

Beim Schleifen komplexer hochgenau zu bearbeitender Bauteile wie z. B. Druckstangen oder Ventil- bzw. Düsennadeln, z. B. in Kraftstoffinjektoren, werden Bauteile bearbeitet, die eine Länge von ca. 100 mm bei einem Aspektverhältnis von mehr als 25 aufweisen. Unter Aspektverhältnis wird die kleinste Breite einer Struktur im Vergleich zu ihrer Höhe bzw. Länge verstanden. Ein derartig komplexer Bearbeitungsgang ist nur mit Sondermaschinen möglich. Sollen Bauteile mit einem Aspektverhältnis von mehr 25, so z. B. mit einer Länge von 166 mm bearbeitet werden, so sind z. B. bei Kraftstoffinjektoren trotz dieser ungünstigen Geometrie, ein Dichtsitz sowie zwei Führungen zu realisieren. Aus Kostengründen soll dabei ein mehrteiliges Bauteil eingesetzt werden, dessen beide Komponenten z. B. stoffschlüssig miteinander verbunden werden, so z. B. an ihren einander zuweisenden Stirnseiten verschweißt werden. Obwohl ein derartiges Bauteile eine zur Bearbeitung relativ ungünstige Geometrie aufweist, werden sehr hohe Anforderungen an die Bearbeitungsgüte gestellt. Bei bisher eingesetzten Spannhülsenkonzepten werden z. B. Bauteile aus schwer miteinander stoffschlüssig fügbaren Werkstoffen über eine Spannhülse miteinander z. B. verschweißt. Ein Schrumpfen der Laserschweißnaht bewirkt dabei ein Verspannen der Bauteile, so dass diese sich auf den einander zuweisenden Planflächen abstützen. Die Vorspannung liegt dabei in der Größenordnung von ca. 1 kN. Bedingt durch das hohe Aspektverhältnis von > 25 werden jedoch der Schweißverzug durch das Eindringen der Naht in das Einspritzventilglied um ca. +/–0,5 μm und der Planschlag der Stirnseiten überproportional verstärkt. Das Verhältnis zwischen Rundlauf der oberen Führung zu Rundlauf der unteren Führung sowie ein Längsverzug innerhalb der Fügefläche kann mit dem Faktor 50 abgeschätzt werden. Damit ergibt sich z. B. bei Planschlägen der Nadelflächen von jeweils 1 μm und zwei Nähten à +/–5 μm ein Planschlag von 50 × 4 μm, d. h. 200 μm, was die statistisch geforderte Toleranz um ein Vielfaches übersteigt.When grinding complex components with high precision, such as: B. push rods or valve or nozzle needles, z. As in fuel injectors, components are processed, which have a length of about 100 mm with an aspect ratio of more than 25. By aspect ratio is meant the smallest width of a structure compared to its height or length. Such a complex machining operation is only possible with special machines. If components with an aspect ratio of more 25, such. B. be processed with a length of 166 mm, so z. As in fuel injectors despite this unfavorable geometry, a sealing seat and two guides to realize. For cost reasons, a multi-part component is to be used, the two components z. B. are materially interconnected, such. B. welded to their facing end faces. Although such a component has a relatively unfavorable geometry for machining, very high demands are placed on the machining quality. In previously used Spannhülsenkonzepten z. B. components made of difficult cohesively available materials via a clamping sleeve with each other z. B. welded. A shrinkage of the laser weld causes a distortion of the components, so that they are supported on the mutually facing planar surfaces. The bias voltage is on the order of about 1 kN. Due to the high aspect ratio of> 25, however, the welding distortion will pass through the penetration of the seam into the injection valve member increased by approx. +/- 0.5 μm and the flattening of the end faces disproportionately. The ratio between concentricity of the upper guide to concentricity of the lower guide and a longitudinal distortion within the joint surface can be estimated by a factor of 50. This results z. For example, when planning strokes of the needle surfaces of 1 micron and two seams à +/- 5 microns a plan of 50 × 4 microns, ie 200 microns, which exceeds the statistically required tolerance many times over.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung eines in Bezug auf seinen Durchmesser sehr langbauenden Einspritzventilgliedes verbessert die Mehrfacheinspritzfähigkeit eines Kraftstoffinjektors durch den steif ausgelegten Verbund zwischen dem nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied und einem Ventilkolben. Des Weiteren ist durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ein Verzicht auf den hydraulischen Koppler möglich. Des Weiteren ist eine verbesserte Druckschwellfestigkeit des Injektorkörpers aufgrund einer Durchmesserreduktion der Innenbohrung zu erzielen, was ebenfalls auf den Entfall des hydraulischen Kopplers zurückzuführen ist.The According to the invention proposed solution a with respect to its diameter very long-building injection valve member improves the multiple injection capability of a fuel injector the rigidly designed bond between the needle-shaped trained injection valve member and a valve piston. Furthermore is by the proposed solution according to the invention a waiver of the hydraulic coupler possible. Of Another is an improved pressure threshold strength of the injector body due to a diameter reduction of the inner bore, which is also due to the elimination of the hydraulic coupler is.

Des Weiteren können verringerte Anforderungen an den Schraubverbund aus Düsenkörper und Injektorkörper des Kraftstoffinjektors aufgrund einer konzentrischen Dichtgeometrie gestellt werden.Of Furthermore, reduced requirements for the screw connection from nozzle body and injector body of the Fuel injector due to a concentric sealing geometry be put.

Erfindungsgemäß werden die Einzelbauteile nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied und Ventilkolben wie bis dato gefertigt und im Anschluss vor oder während der Montage des Kraftstoffinjektors miteinander gefügt. Zum Fügen dieser beiden Einzelteile stehen die nachfolgend skizzierten Verbindungsmöglichkeiten zur Verfügung:

Zum einen kann das Zusammenfügen des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes mit dem Ventilkolben mittels Kleben unter Verwendung eines entsprechenden Klebstoffes, der kraftstoff- und druckresistent ist, erfolgen. Die dazu einander zuweisenden Stirnseiten von nadelförmig ausgebildetem Einspritzventilglied und des Ventilkolbens werden in der für die jeweilige Verbindungstechnologie optimalen Geometrie ausgeführt. Des Weiteren können die beiden Kontaktflächen zwischen dem nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied und dem Ventilkolben miteinander stoffschlüssig gefügt werden, so zum Beispiel miteinander verschweißt werden. Des Weiteren ist ein magnetisches Umformen im Bereich der Kontaktzone zwischen den beiden einander zuweisenden Stirnseiten des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes und dem Ventilkolben mit oder ohne Einsatz einer Manschette möglich.According to the invention, the individual components of a needle-shaped injection valve member and valve piston are manufactured to date and then joined together before or during assembly of the fuel injector. For joining these two parts, the connection options outlined below are available:

First, the joining of the needle-shaped injection valve member with the valve piston by means of gluing using a corresponding adhesive, which is resistant to fuel and pressure, done. The end faces of the needle-shaped injection valve member and the valve piston which face each other are designed in the geometry which is optimal for the respective connection technology. Furthermore, the two contact surfaces between the needle-shaped injection valve member and the valve piston can be joined together in a material-locking manner, for example, welded together. Furthermore, a magnetic forming in the region of the contact zone between the two mutually facing end faces of the needle-shaped injection valve member and the valve piston with or without the use of a sleeve is possible.

Als weitere Technologie zum Fügen der beiden Einzelteile des Einspritzventilgliedes kann ein Erwärmen einer der beiden Verbindungskomponenten erfolgen und anschließend ein Schrumpfen vorgenommen werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die beiden Komponenten Ventilkolben und nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied durch Schälnieten beziehungsweise Verpressen miteinander zu verbinden. Schließlich kann auch auf bewährte Verfahren wie ein Verschrauben der beiden Komponenten des Einspritzventilgliedes sowie auf eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden genannten Komponenten zurückgegriffen werden.When Another technology for joining the two parts of the Injector member may be a heating of one of the two Connection components occur and then shrinking be made. Furthermore, there is the possibility the two components valve piston and needle-shaped Injection valve member by peeling rivets or Pressing together to connect. Finally, too on best practices such as bolting the two Components of the injection valve member and a form-fitting Connection between the two components mentioned resorted become.

Ein langbauendes nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied, d. h. ein solches, welches eine Axiallänge von bis zu 100 mm und mehr aufweist, erlaubt eine drastische Verbesserung einer Mehrfacheinspritzfähigkeit durch einen steif ausgelegten Verbund zwischen dem nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied und dem Ventilkolben. Diese beiden Komponenten stellen den ersten Teil sowie den zweiten Teil eines mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes dar. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Verbund geht mit einer verbesserten Druckschwellfestigkeit des Haltekörpers durch Durchmesserreduktion der Innenbohrung aufgrund des Entfalls eines hydraulischen Kopplers zwischen den beiden nunmehr miteinander gefügten Komponenten einher. Die mechanischen Anforderungen, die an den Schraubverbund Düsenkörper und Injektorkörper gestellt werden, werden durch eine konzentrische Dichtgeometrie verringert.One long-building needle-shaped injection valve member, d. H. such, which has an axial length of up to 100 mm and more, allows a drastic improvement in multiple injection capability by a rigidly designed bond between the needle-shaped formed injection valve member and the valve piston. These two Components represent the first part as well as the second part of a multipart trained injection valve member. The inventively proposed Composite goes with an improved crush strength of the holding body by reducing the diameter of the inner bore due to the removal a hydraulic coupler between the two now together accompanied components. The mechanical requirements, the to the screw connection nozzle body and injector body are made by a concentric sealing geometry reduced.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann auf bereits vorhandenen Fertigungseinrichtungen ohne gravierende Änderungen hergestellt werden. Wie bisher erprobt und bewährt, werden die Einzelteile nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied und Ventilkolben wie bisher gefertigt und im Anschluss vor oder bei der Montage des Kraftstoffinjektors zusammengefügt.The According to the invention proposed solution Can be used on existing manufacturing facilities without serious changes getting produced. As so far tried and proven, be the items needle-shaped injection valve member and valve piston as before manufactured and in the connection before or assembled during assembly of the fuel injector.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wird beim Laserrichten im Bereich des Richtpunktes der Werkstoff aufgeschmolzen statt lediglich erwärmt. Dadurch kann deutlich mehr Energie eingebracht werden, so dass die Prozesszeit zum Fügen der miteinander zu fügenden Bauteile stark verkürzt ist. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann ein gezieltes Richten der miteinander zu fügenden Komponenten bei Taktzeiten unterhalb von 8 Sekunden ermöglicht werden. Weiterhin ist eine Kopplung von Messung und gezieltem Laserrichten bei zylinderförmigen Bauteilen möglich. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann auch ein Fügen einer ballig ausgebildeten Stirnseite mit einer eben ausgebildeten Stirnseite erfolgen und ein Richtpunkt geschaffen werden, um den die miteinander zu fügenden Bauteile in Bezug zueinander ausgerichtet werden können. Im Falle eines als Düsennadel ausgebildeten Einspritzventilgliedes ist zur spanabhebenden Bearbeitung des Dichtsitzes ohnehin eine Kontaktfläche ballig auszuführen.Following the solution proposed according to the invention, the material is melted instead of merely heated during laser alignment in the region of the point of orientation. As a result, significantly more energy can be introduced, so that the process time for joining the components to be joined together is greatly reduced. With the proposed solution according to the invention a targeted straightening of the components to be joined together at cycle times below 8 seconds can be made possible. Furthermore, a coupling of measurement and targeted laser alignment in cylindrical components is possible. With the proposed solution according to the invention, a joining of a crowned end face can be done with a flat end face and a point of reference can be created to which the components to be joined together in relation to each other can be aligned. In the case of a injection valve member embodied as a nozzle needle, a contact surface is in any case spherical in design for the machining of the sealing seat.

Das Prinzip des Laserrichtens basiert darauf, dass ein Bauteil durch eine mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht um ca. 10% ihrer Nahtbreite verkürzt wird. Dadurch ergibt sich nachfolgender Fertigungsablauf:

Die miteinander zu fügenden Teile des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes werden angefertigt, wobei mindestens ein Ende eines der Bauteile ballig ausgeführt wird. Es erfolgt ein Verschweißen der beiden Komponenten über eine Hülsenkonstruktion oder ein angedrehtes Hülsenende. Anschließend wird eine Komponente an der Führungsfläche aufgenommen. Anschließend erfolgt das Ausmessen des Mittenversatzes der Führungsfläche der anderen Komponente sowie eine Ermittlung der zur Korrektur notwendigen Laserleistung aus einem vorher ermittelten Kennfeld.The principle of laser directing is based on the fact that a component is shortened by about 10% of its seam width by a weld seam formed by a laser. This results in the following production process:

The parts to be joined together of the multipart injection valve member are made, wherein at least one end of one of the components is performed crowned. There is a welding of the two components via a sleeve construction or a turned-sleeve end. Subsequently, a component is received on the guide surface. Subsequently, the measurement of the center offset of the guide surface of the other component as well as a determination of the laser power required for the correction from a previously determined map takes place.

Schließlich erfolgt die Durchführung des Richtschweißens mit einer Schweißnaht im Umfangsbereich von 0° bis 270° Länge entlang der Stoßfuge auf der dem Verzug gegenüberliegenden Seite. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Länge der Schweißnaht zwischen 90° und 180° erwiesen.After all the straightening welding is carried out with a weld in the circumferential range of 0 ° to 270 ° along the butt joint on the the opposite side of the delay. As a particularly advantageous Has a length of weld between 90 ° and 180 ° proved.

Gegebenenfalls erfolgt in vorher bestimmten Abständen eine Nachmessung des Mittenversatzes, nachdem das Bauteil in der Vorrichtung ca. 20 Sekunden abgekühlt ist.Possibly a remeasurement takes place in predetermined intervals the center offset after the component in the device approx. Has cooled for 20 seconds.

Das Verkippen der beiden miteinander stoffschlüssig zu fügenden Bauteile um den Kontakt- bzw. Richtpunkt ist durch Ausbildung mindestens einer balligen Fläche möglich. Dabei verursachen kleine Radien der balligen Fläche relativ hohe auftretende Kontaktpressungen und gleichzeitig ermöglichen kleine Radien relativ hohe Biegewinkel.The Tilting the two together to be joined materially Components around the contact or reference point is at least through training a spherical surface possible. Cause it small radii of the crowned surface relatively high occurring contact pressures and at the same time allow small radii relatively high Bending angle.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 einen In-Line-Kraftstoffinjektor mit einem als Piezoaktor ausgebildeten Schaltventil, 1 an in-line fuel injector with a switching valve designed as a piezoactuator,

2 einen In-Line-Injektor, bei dem das Schaltventil als Magnetventil ausgebildet ist, 2 an in-line injector in which the switching valve is designed as a solenoid valve,

3 einen „Top-Head”-Kraftstoffinjektor, bei dem das Schaltventil als Magnetventil ausgebildet ist, 3 a "top-head" fuel injector in which the switching valve is designed as a solenoid valve,

4 ebenfalls einen „Top-Head”-Kraftstoffinjektor mit lang ausgebildetem Einspritzventilglied, 4 also a "top-head" fuel injector with a long-trained injection valve member,

5 eine erste Verbindungsmöglichkeit von Planflächen der Komponenten der zweiteiligen Nadel durch eine Klebverbindung, 5 a first connection possibility of plane surfaces of the components of the two-part needle by an adhesive bond,

6 und 7 die Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung nach dem Nut/Feder-Prinzip, 6 and 7 the formation of a positive connection according to the tongue and groove principle,

8 eine konisch ausgebildete Fügestelle zwischen den beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes, 8th a conical joint between the two components of the multipart injection valve member,

9 eine Ausführungsform einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Komponenten mittels einer die Enden beider miteinander zu fügenden Komponenten umschließenden Manschette, wobei die Geometrie der Enden beliebig sein kann, 9 an embodiment of a frictional connection between the two components by means of a sleeve enclosing the ends of both components to be joined, wherein the geometry of the ends may be arbitrary,

10 und 11 einen Schraubverbund aus den beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes, 10 and 11 a screw connection of the two components of the multipart injection valve member,

12 eine einen Formschluss der Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes erlaubende Hülse und 12 a form fit of the components of the multi-part injection valve member permitting sleeve and

13 die Verbindung der beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes durch eine Einpress- oder Schälnietverbindung, 13 the connection of the two components of the multipart injection valve member by a press-fit or Schälnietverbindung,

14 und 15 das Spannhülsenkonzept zum Fügen zweier Bauteile aus schwer schweißbaren Werkstoffen, 14 and 15 the clamping sleeve concept for joining two components made of hard-to-weld materials,

16 eine Hülsenkonstruktion zum Laserrichten von zwei schwer miteinander stoffschlüssig verbindbaren Werkstoffen eines mehrteiligen Einspritzventilgliedes, 16 a sleeve construction for laser alignment of two materials of a multipart injection valve member that are difficult to connect to one another in a material-locking manner,

17 ist eine angedrehte Hülse zu entnehmen, 17 is to take a turned-sleeve,

18 stellt den Schnittverlauf A-A gemäß 16 dar und 18 sets the intersection AA according to 16 and

19 zeigt die Ausbildung eines Kontaktpunktes zwischen einer eben ausgebildeten Stirnseite einer Komponente und einer ballig ausgebildeten Stirnseite der anderen Komponente, wobei die sich zwischen diesen ergebende Stoßfuge von der Manschette überdeckt ist. 19 shows the formation of a contact point between a newly formed end face of a component and a crowned end face of the other component, wherein the resultant between this butt joint is covered by the sleeve.

Ausführungsformenembodiments

1 zeigt einen Kraftstoffinjektor 10, der mittels eines Schaltventils 12 betätigt wird. Das Schaltventil 12 wird über einen Piezoaktor 16 betätigt, der in den Injektorkörper eingebettet ist. Im Injektorkörper des Kraftstoffinjektors 10 verläuft darüber hinaus eine Hochdruckleitung 18, die in einen Düsenraum innerhalb eines Düsenkörpers mündet. Am brennraumseitigen Ende 20 des schematisch dargestellten Kraftstoffinjektors 10 wird Kraftstoff in einen in 1 nicht dargestellten Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine eingespritzt. Eine den Injektorkörper seitlich durchziehende Hochdruckleitung 18 mündet in einen Düsenraum innerhalb eines Düsenmoduls 14 des Kraftstoffinjektors 10. 1 shows a fuel injector 10 , by means of a switching valve 12 is pressed. The switching valve 12 is via a piezoelectric actuator 16 actuated, which is embedded in the injector body. In the injector body of the fuel injector 10 beyond runs a high pressure line 18 , which opens into a nozzle space within a nozzle body. At the combustion chamber end 20 of the fuel injector shown schematically 10 will fuel into an in 1 not shown combustion chamber of an internal combustion engine injected. A injector body laterally passing through the high pressure line 18 opens into a nozzle space within a nozzle module 14 of the fuel injector 10 ,

2 zeigt in schematischer Darstellung einen In-Line-Injektor, der mittels eines Magnetventils betätigt wird. 2 shows a schematic representation of an in-line injector, which is actuated by means of a solenoid valve.

Der Darstellung gemäß 2 ist zu entnehmen, dass der sehr schlank bauende Kraftstoffinjektor 10 in seiner unteren Hälfte, d. h. düsennah, ein Magnetventil 22 umfasst. Das Magnetventil 22 umfasst seinerseits einen Magnetkern 24, in den eine Magnetspule 26 eingebettet ist. 2 zeigt, dass der Kraftstoffinjektor 10 ebenfalls das Düsenmodul 18 umfasst, in dem ein nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied ausgebildet ist, welches bei Betätigung durch das Magnetventil 22 Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine über am brennraumseitigen Ende 20 vorgesehene Einspritzöffnungen einspritzt. Auch der in 2 dargestellte In-Line-Kraftstoffinjektor 10 umfasst eine seitlich durch den Injektorkörper verlaufende Hochdruckleitung 18. Der Hochdruckleitung 18 ist ein Stabfilter 28 vorgeschaltet, über welchen der der Hochdruckleitung 18 zuströmende, unter Systemdruck stehende Kraftstoff gefiltert wird.The representation according to 2 It can be seen that the very slim-built fuel injector 10 in its lower half, ie near the nozzle, a solenoid valve 22 includes. The solenoid valve 22 in turn, includes a magnetic core 24 into which a magnetic coil 26 is embedded. 2 shows that the fuel injector 10 also the nozzle module 18 comprises, in which a needle-shaped injection valve member is formed, which upon actuation by the solenoid valve 22 Fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine over at the combustion chamber end 20 injected injections openings injected. Also the in 2 illustrated in-line fuel injector 10 includes a side extending through the injector high pressure line 18 , The high pressure line 18 is a bar filter 28 upstream, over which of the high pressure line 18 inflowing, under system pressure fuel is filtered.

In der Darstellung gemäß 3 ist ein in „Top-Head”-Bauweise ausgebildeter Kraftstoffinjektor gezeigt.In the illustration according to 3 is shown in a "top-head" design fuel injector.

Wie aus der schematischen Ansicht gemäß 3 hervorgeht, ist bei dem Kraftstoffinjektor 10 gemäß der Darstellung in 3 am dem brennraumseitigen Ende 20 abgewandten Ende, d. h. am brennraumfernen Ende, das Magnetventil 22 zur Betätigung untergebracht. Analog zur Darstellung gemäß 2, umfasst das Magnetventil 22 den Magnetkern 24, in den eine Magnetspule 26 eingebettet ist. Eine den Injektorkörper des Kraftstoffinjektors 10 durchziehende Hochdruckleitung 18 wird über einen seitlich am Injektorkörper angeflanschten Hochdruckanschluss 36 beaufschlagt. In diesen kann gegebenenfalls der in Zusammenhang mit 2 bereits erwähnte Stabfilter 28 aufgenommen sein. Wie der Darstellung gemäß 3 des Weiteren entnommen werden kann, ist im Injektorkörper ein Ventilkolben 32 aufgenommen, der ein nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied 34 beaufschlagt. Die Hochdruckleitung 18, in der unter Systemdruck stehender Kraftstoff ansteht, mündet in einen Düsenraum, der das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 34 umgibt. Dieses wiederum ist im Düsenmodul 14 untergebracht, welches zum Beispiel über eine Düsenspannmutter mit dem Injektorkörper des Kraftstoffinjektors 10 verbunden ist. Über mindestens eine am brennraumseitigen Ende 20 des Düsenmoduls 14 vorgesehene Einspritzöffnung wird der unter Systemdruck stehende Kraftstoff, der in der Hochdruckleitung 18 und im Düsenraum des Düsenmoduls 14 ansteht, bei Betätigung des Einspritzventilgliedes, d. h. bei dessen Öffnungsbewegung, in den Brennraum eingespritzt.As shown in the schematic view 3 is apparent in the fuel injector 10 as shown in 3 at the combustion chamber end 20 opposite end, ie at the combustion chamber remote end, the solenoid valve 22 accommodated for actuation. Analogous to the representation according to 2 , includes the solenoid valve 22 the magnetic core 24 into which a magnetic coil 26 is embedded. An injector body of the fuel injector 10 passing through the high pressure line 18 is via a side of the injector flanged high pressure port 36 applied. In these may optionally be related to 2 already mentioned rod filter 28 be included. As shown in the illustration 3 can be further removed, in the injector body is a valve piston 32 received, which is a needle-shaped injection valve member 34 applied. The high pressure line 18 , in which there is fuel under system pressure, opens into a nozzle chamber, which the needle-shaped injection valve member 34 surrounds. This in turn is in the nozzle module 14 accommodated, for example, via a nozzle retaining nut with the injector body of the fuel injector 10 connected is. Over at least one at the combustion chamber end 20 of the nozzle module 14 provided injection port is the fuel under system pressure in the high pressure line 18 and in the nozzle chamber of the nozzle module 14 is present, upon actuation of the injection valve member, ie injected during its opening movement in the combustion chamber.

4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Top-Head-Kraftstoffinjektors 10, mit einem sehr lang ausgebildeten nadelförmigen Einspritzventilglied. 4 shows a further embodiment of a top-head fuel injector 10 , with a very long formed needle-shaped injection valve member.

Das Einspritzventilglied 34 gemäß der in 4 dargestellten Variante durchzieht den Injektorkörper und teilweise das Düsenmodul 14. Das nadelförmig ausgebildete, sehr langbauende Einspritzventilglied 34 wird über das Magnetventil 22, das im Kopf des Kraftstoffinjektors 10 untergebracht ist, betätigt. Das Magnetventil 22 umfasst den Magnetkern 24 und die Magnetspule 26. Über mindestens eine am brennraumseitigen Ende 20 des Kraftstoffinjektors 10 vorgesehene Einspritzöffnung wird der unter Systemdruck stehende Kraftstoff bei der Öffnungsbewegung des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 34 in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.The injection valve member 34 according to the in 4 variant shown passes through the injector body and partly the nozzle module 14 , The needle-shaped, very long-lasting injection valve member 34 is via the solenoid valve 22 in the head of the fuel injector 10 is housed, operated. The solenoid valve 22 includes the magnetic core 24 and the magnetic coil 26 , Over at least one at the combustion chamber end 20 of the fuel injector 10 provided injection port is the fuel under system pressure in the opening movement of the needle-shaped injection valve member 34 injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Um auf bewährte und erprobte Fertigungsmethoden zurückgreifen zu können, wird erfindungsgemäß das Einspritzventilglied 34 – wie etwa in 4 dargestellt – als mehrteiliges Einspritzventilglied 38 ausgebildet. Das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 38 umfasst ein erstes Einspritzventilgliedteil 48, zum Beispiel den Ventilkolben, sowie ein weite res, zweites Einspritzventilgliedteil 50, d. h. die Düsennadel. Wie in der Darstellung in 5 gezeigt, können das erste Einspritzventilgliedteil 48 sowie das zweite Einspritzventilgliedteil 50 entlang einer Stoßfuge 44 mit ihren Stirnseiten 40 beziehungsweise 42 miteinander gefügt werden. Dies kann zum Beispiel durch ein Verkleben, Verschweißen oder andere Fügeverfahren an den beiden Stirnseiten 40, 42 entlang deren Stoßfuge 44 erfolgen.To be able to rely on proven and proven manufacturing methods, according to the invention, the injection valve member 34 - like in 4 shown - as a multipart injection valve member 38 educated. The multipart injection valve member 38 comprises a first injection valve member part 48 , For example, the valve piston, and a wide res, second injection valve member part 50 ie the nozzle needle. As in the illustration in 5 shown, the first injection valve member part 48 and the second injection valve member part 50 along a butt joint 44 with their faces 40 respectively 42 be joined together. This can, for example, by gluing, welding or other joining methods on the two end faces 40 . 42 along its butt joint 44 respectively.

Das Fügen der beiden Einspritzventilgliedteile 48 beziehungsweise 50 kann sowohl vor als auch bei der Injektormontage erfolgen, wobei die beiden Einzelteile 48 beziehungsweise 50 separat und nach bewährter Art und Weise auf vorhandenen Fertigungseinrichtungen, an denen keine gravierenden Änderungen vorgenommen werden müssen, miteinander gefügt werden können.The joining of the two injection valve member parts 48 respectively 50 can be done both before and during the injector assembly, with the two items 48 respectively 50 separately and in a proven way on existing Ferti equipment, which does not require major changes, can be fitted together.

6 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit einer Formschlussverbindung zwischen den beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38. 6 shows an embodiment possibility of a positive connection between the two components of the multi-part injection valve member 38 ,

Wie 6 zeigt, kann an einer der beiden Stirnseiten 40 beziehungsweise 42 der Komponenten 48, 50 zum Beispiel eine Nut 52 ausgeführt sein. Die Nut 52 kann zum Beispiel in der zweiten Stirnseite durchgängig verlaufen, die Nut 52 kann aber auch zum Beispiel als einfache Sacklochbohrung gefertigt werden. Deren Pendant, d. h. die dieser gegenüberliegende der beiden Stirnseiten 40 beziehungsweise 42, ist mit einer Feder 54, sei sie zapfenförmig ausgebildet, sei sie als in Balkenform ausgebildet, versehen. Die beiden Komponenten 48 beziehungsweise 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes können dann formschlüssig miteinander gefügt werden. Die Formschlussverbindung zwischen Nut und Feder 52, 54 beziehungsweise 56 kann dadurch unterstützt werden, dass eine Presspassung ausgebildet wird, die eine dauerhafte Verbindung zwischen den beiden Komponenten 48 beziehungsweise 50 des erfindungsgemäß vorgeschlagenen, mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 ermöglicht.As 6 shows, can be on one of the two end faces 40 respectively 42 of the components 48 . 50 for example a groove 52 be executed. The groove 52 For example, in the second end face can run continuously, the groove 52 but can also be made for example as a simple blind hole. Their counterpart, ie the opposite of the two end faces 40 respectively 42 , is with a spring 54 Let it be peg-shaped, be it designed as a beam-shaped provided. The two components 48 respectively 50 the multi-part injection valve member can then be positively joined together. The positive connection between groove and spring 52 . 54 respectively 56 can be assisted by forming a press fit which provides a permanent connection between the two components 48 respectively 50 the inventively proposed, multi-part injection valve member 38 allows.

Der Darstellung gemäß 8 ist eine weitere formschlüssige und stoffschlüssige Verbindungsmöglichkeit der beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes zu entnehmen.The representation according to 8th is another positive and cohesive connection possibility of the two components of the multi-part injection valve member can be seen.

Aus der Darstellung gemäß 8 geht hervor, dass das erste Einspritzventilgliedteil 48 sowie dessen Pendant 50 an ihren einander zuweisenden Stirnseiten 40 beziehungsweise 42 entweder eine konische Spitze 60 oder eine konische Ausnehmung 58 aufweisen. Die Kegelwinkel der konischen Ausnehmung 58 beziehungsweise der konischen Spitze 60 sind komplementär zueinander ausgestaltet, so dass sich eine glatte Anlage der beiden Stirnseiten 40 beziehungsweise 42 aneinander entlang der Stoßfuge 44 ergibt. Zum Beispiel wird ent lang der Stoßfuge 44, d. h. zwischen den Stirnseiten 40 beziehungsweise 42, ein Kleber eingebracht analog zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung, wie in Zusammenhang mit 4 bereits beschrieben. Die Kegelwinkel, in denen die konische Ausnehmung 58 beziehungsweise die konische Spitze 60 in den Komponenten 48 beziehungsweise 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 ausgebildet sind, liegen bevorzugt in einem Winkelbereich von 0° bis 25° und mehr. Dies bedeutet, dass von einer Planfläche bis zu einem Winkel von 25° beliebige Abstufungen hinsichtlich des Winkels vorgenommen werden können.From the illustration according to 8th shows that the first injection valve member part 48 as well as its counterpart 50 on their facing ends 40 respectively 42 either a conical tip 60 or a conical recess 58 exhibit. The cone angle of the conical recess 58 or the conical tip 60 are designed to complement each other, so that a smooth contact of the two end faces 40 respectively 42 together along the butt joint 44 results. For example, ent long the butt joint 44 ie between the end faces 40 respectively 42 , An adhesive introduced analogously to the production of a material connection, as in connection with 4 already described. The cone angles in which the conical recess 58 or the conical tip 60 in the components 48 respectively 50 of the multipart injection valve member 38 are formed, are preferably in an angular range of 0 ° to 25 ° and more. This means that from a plane surface up to an angle of 25 ° any gradations can be made in terms of the angle.

Der Darstellung gemäß 9 ist eine kraftschlüssige Verbindung der beiden Komponenten eines mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes zu entnehmen.The representation according to 9 is a non-positive connection of the two components of a multi-part injection valve member can be seen.

Wie aus der Darstellung gemäß 9 hervorgeht, sind das als Ventilkolben dienende erste Einspritzventilgliedteil 48 und das als Düsennadel dienende zweite Einspritzventilgliedteil 50 entlang ihrer Stoßfuge 44 von einer zum Beispiel aufgeschrumpften, aufgepressten oder geschweißten Manschette 62 umschlossen. Die axiale Höhe der Manschette 62 ist so bemessen, dass sich eine ausreichende, einen dauerhaften Presssitz ermöglichende Überlappung zwischen den einander zuweisenden Stirnseitenbereichen mit beliebiger Geometrie und der diese gemeinsam überdeckenden Manschette 62 einstellt. Die Manschette 62 kann in der einfachsten Form als einfacher Ring beschaffen sein oder auch eine höhere axiale Länge aufweisend als Hülse ausgelegt sein.As shown in the illustration 9 it can be seen that are serving as a valve piston first injector member member 48 and the second injector member portion serving as a nozzle needle 50 along her butt joint 44 from a shrunk, pressed or welded cuff, for example 62 enclosed. The axial height of the cuff 62 is dimensioned so that a sufficient, a permanent press fit enabling overlap between the facing end face areas with any geometry and this jointly covering the cuff 62 established. The cuff 62 may be designed in the simplest form as a simple ring or be designed as a sleeve having a higher axial length.

Deren Innenseite 64 überdeckt die Mantelflächen sowohl des ersten Einspritzventilgliedteiles 48 beziehungsweise des zweiten Einspritzventilgliedteiles 50 derart, dass sich ein Presssitz und damit eine dauerhafte mechanische Verbindung zwischen den beiden genannten Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 einstellt.Their inside 64 covers the lateral surfaces of both the first injection valve member part 48 or the second injection valve member part 50 such that a press fit and thus a permanent mechanical connection between the two mentioned components of the multipart injection valve member 38 established.

Den Darstellungen gemäß der 10 und 11 ist eine Verschraubung zwischen den beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes zu entnehmen.The representations according to the 10 and 11 is a screw between the two components of the multi-part injection valve member can be seen.

Das jeweils symmetrisch zur Symmetrieachse 46 ausgebildete, als Ventilkolben dienende erste Einspritzventilgliedteil 48 sowie das als Düsennadel dienende zweite Einspritzventilgliedteil 50 sind jeweils mit einem Innengewindeabschnitt 68 und einem Außengewindeabschnitt 70 versehen, die miteinander verschraubt sind, wie in den Darstellungen gemäß der 10 und 11 dargestellt. Die Steigung, in der die Gewindegänge des Gewindes 66 beziehungsweise der Gewindeabschnitte 68 beziehungsweise 70 ausgebildet sind, liegt in die Herstellbarkeit begünstigender Weise innerhalb gängiger Normen.The symmetrical to the symmetry axis 46 trained, serving as a valve piston first injection valve member part 48 and serving as a nozzle needle second injection valve member part 50 are each with a female thread section 68 and a male threaded portion 70 provided, which are bolted together, as in the illustrations according to the 10 and 11 shown. The slope in which the threads of the thread 66 or the threaded sections 68 respectively 70 are formed in the manufacturability favoring way within common standards.

12 zeigt eine Ausführungsvariante einer Formschlussverbindung zwischen dem ersten Einspritzventilgliedteil 48, das als Ventilkolben dient, und dem weiteren, zweiten Einspritzventilgliedteil 50, das als Düsennadel dient. 12 shows a variant of a form-fitting connection between the first injection valve member part 48 serving as a valve piston and the other, second injection valve member part 50 which serves as a nozzle needle.

Wie der Darstellung gemäß 12 entnommen werden kann, sind die beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 von einer Hülse 72 umschlossen. An der Innenseite dieser Hülse 72 befinden sich mindestens zwei Vorsprünge 76 beziehungsweise 78, die bevorzugt als erster Innenring 76 beziehungsweise als zweiter Innenring 78 gefertigt werden. Der an der Innenseite der Hülse 72 vorgesehene erste Innenring 76 greift in eine Umfangsnut 74 an der Mantelfläche des ersten Einspritzventilgliedteils 48 ein, während der zweite Innenring 78 an der Innenseite der Hülse 72 in eine Umfangsnut 74 an der Mantelfläche des zweiten Einspritzventilgliedteils 50, das die Düsennadel darstellt, eingreift.As shown in the illustration 12 can be removed, the two components of the multi-part injection valve member 38 from a sleeve 72 enclosed. On the inside of this sleeve 72 there are at least two forwards jumps 76 respectively 78 , which is preferred as the first inner ring 76 or as a second inner ring 78 be made. The on the inside of the sleeve 72 provided first inner ring 76 engages in a circumferential groove 74 on the lateral surface of the first injection valve member part 48 one, while the second inner ring 78 on the inside of the sleeve 72 in a circumferential groove 74 on the lateral surface of the second injection valve member part 50 , which represents the nozzle needle, intervenes.

Auf diese Weise lassen sich die beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 unter Einsatz eines einfach ausgebildeten Verbindungsteils dauerhaft und sicher miteinander verbinden, so dass die beim Öffnen beziehungsweise beim Schließen des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 auftretenden Kräfte sicher beherrscht werden können. Die Hülse 72 bzw. die Manschette 62 gemäß der Darstellung in 9 übernehmen in dieser Ausführungsvariante die Zentrierfunktion.In this way, the two components of the multipart injection valve member can be 38 permanently and safely connect with each other using a simple connection part, so that when opening or when closing the multi-part injection valve member 38 occurring forces can be safely controlled. The sleeve 72 or the cuff 62 as shown in 9 assume in this embodiment, the centering function.

Der Darstellung gemäß 13 ist eine form- und kraftschlüssige Verbindungsmöglichkeit der beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes zu entnehmen. Wie 13 zeigt, befindet sich in dem symmetrisch zur Symmetrieachse 46 ausgebildeten ersten Einspritzventilgliedteil 48 eine Öffnung 84. Die Kontur dieser Öffnung 84 ist komplementär zur Außenkontur eines Einpressnietes oder Schälnietes 82 ausgebildet, welcher in die Öffnung 84 eingeschoben wird. Die Öffnung 80 ist zum Beispiel sacklochartig in die erste Stirnseite 40 des ersten Einspritzventilgliedteils 48, das als Ventilkolben dient, eingelassen, während an der zweiten Stirnseite 42 des ebenfalls symmetrisch zur Symmetrieachse 46 ausgebildeten zweiten Einspritzventilgliedteils 50, das als Düsennadel dient, eine Durchmesserverbreiterung vorgesehen ist. Diese Durchmesserverbreiterung des Einpressnietes 82 beziehungsweise des Schälnietes 82 greift in eine komplementär ausgebildete Kontur der Seitenwand des Sackloches 84 an der ersten Stirnseite 40 des ersten Einspritzventilgliedteils 48 ein und bildet eine dauerhafte und mechanisch sichere Verbindungsmöglichkeit zwischen den beiden Komponenten 48 beziehungsweise 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38, wie in 13 dargestellt.The representation according to 13 is a positive and non-positive connection possibility of the two components of the multi-part injection valve member can be seen. As 13 shows is in the symmetrical to the symmetry axis 46 formed first injection valve member part 48 an opening 84 , The contour of this opening 84 is complementary to the outer contour of a press rivet or Schälnietes 82 formed, which in the opening 84 is inserted. The opening 80 is, for example, a blind hole in the first end face 40 the first injection valve member part 48 , which serves as a valve piston, let in, while at the second end face 42 also symmetrical to the symmetry axis 46 formed second injection valve member part 50 , which serves as a nozzle needle, a diameter broadening is provided. This diameter broadening of the press rivet 82 or peeling rivet 82 engages in a complementary trained contour of the side wall of the blind hole 84 at the first end 40 the first injection valve member part 48 and forms a permanent and mechanically secure connection between the two components 48 respectively 50 of the multipart injection valve member 38 , as in 13 shown.

Der Darstellung gemäß 14 ist in schematischer Weise das mehrteilige Einspritzventilglied 38 zu entnehmen, welches das erste Einspritzventilglied 48 sowie das zweite Einspritzventilglied 53 umfasst. Das erste Teil 48 ist innerhalb eines Führungsbereiches 112 ankerseitig geführt und wird im Bereich seiner zweiten Stirnseite 42 entlang der Stoßfuge 44 mit der ersten Stirnseite 40 des zweiten Teiles 50 gefügt. Innerhalb dieses Bereiches erfolgt das erfindungsgemäß vorgeschlagene Laserrichten beim stoffschlüssigen Fügen der beiden Teile 48 bzw. 50 des mehrteiligen Einspritzventilgliedes 38. Durch Bezugszeichen 116 ist am brennraumseitigen Ende ein Dichtsitzbereich an der Düse bezeichnet.The representation according to 14 is schematically the multipart injection valve member 38 to be seen, which is the first injection valve member 48 and the second injection valve member 53 includes. The first part 48 is within a leadership area 112 guided on the armature side and is in the region of its second end face 42 along the butt joint 44 with the first front side 40 of the second part 50 together. Within this range, the proposed according to the invention laser straightening materially joining the two parts 48 respectively. 50 of the multipart injection valve member 38 , By reference 116 At the combustion chamber end, a sealing seat region is designated at the nozzle.

15 zeigt die entlang der Stoßfuge 44 plan aneinander liegenden Stirnseiten 40 bzw. 42 der beiden Teile 48 und 50 des geteilt ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38. Die beiden einander zuweisenden Enden der Teile 48 und 50 sind von der Manschette 62 umschlossen. Die Manschette 62 weist einen oberen Bund 96 sowie einen unteren Bund 98 auf, an denen jeweils eine erste Schweißnaht 90 sowie eine zweite Schweißnaht 92 ausgeführt werden. Wie in der Darstellung gemäß 15 eingezeichnet, tritt dabei eine Tiefe 94 auf, in der das Material z. B. der zweiten Schweißnaht 52 in das Material hier des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 eindringt und einen Verzug des fertigen Bauteiles bewirkt. 15 shows the along the butt joint 44 plan abutting end faces 40 respectively. 42 the two parts 48 and 50 the split formed injection valve member 38 , The two facing ends of the parts 48 and 50 are from the cuff 62 enclosed. The cuff 62 has an upper waistband 96 and a lower waistband 98 on, at each of which a first weld 90 and a second weld 92 be executed. As in the illustration according to 15 drawn, it enters a depth 94 on, in which the material z. B. the second weld 52 in the material here of the second part 50 of the multipart injection valve member 38 penetrates and causes a delay of the finished component.

Der Darstellung gemäß 16 ist eine Hülsenkonstruktion zu entnehmen, welche beim Fügen schwer schweißbarere Werkstoffe der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend eingesetzt werden kann. Wie aus 16 hervorgeht, ist die zweite Stirnseite 40 des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 in einer Balligkeit 108 ausgebildet. In der Stoßfuge 44 liegend, kontaktiert diese in der Balligkeit 108 ausgebildete erste Stirnseite 40 die plan ausgebildete zweite Stirnseite 42 des ersten Teiles 48 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes. Die beiden Enden der Teile 48, 50 sind von einer Manschette 62 umschlossen. Der Schnittverlauf A-A gemäß der Darstellung in 16 liegt in der Ebene der Stoßfuge 44, ebenso wie eine an der Außenmantelfläche der Manschette 62 ausgeführte partiell umlaufende Richtnaht 102. Mit Bezugszeichen 90 bzw. 92 sind Schweißnähte bezeichnet, mit denen die Manschette 62 jeweils umlaufend mit den Mantelflächen des ersten Teiles 48 bzw. des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 stoffschlüssig verbunden ist.The representation according to 16 is to be taken from a sleeve construction, which can be used following the joining proposed difficult to weld materials according to the invention proposed solution. How out 16 shows, is the second end face 40 of the second part 50 of the multipart injection valve member 38 in a crown 108 educated. In the butt joint 44 lying, contact them in the crown 108 trained first front page 40 the plan trained second end face 42 of the first part 48 of the multipart injection valve member. The two ends of the parts 48 . 50 are from a cuff 62 enclosed. The section AA as shown in 16 lies in the plane of the butt joint 44 , as well as one on the outer surface of the sleeve 62 executed partially circumferential straightening seam 102 , With reference number 90 respectively. 92 are called welds, with which the cuff 62 each circumferential with the lateral surfaces of the first part 48 or the second part 50 of the multipart injection valve member 38 is connected cohesively.

In dem in 16 dargestellten Beispiel wurde ein gemessener Verzug 100 festgestellt, der nach rechts gerichtet ist. Demzufolge liegt die Richtnaht 102 auf der dem gemessenen Verzug 100 gegenüberliegenden Seite der Mantelfläche der Manschette 62 und wirkt diesem Entgegen. Es hat sich herausgestellt, dass das Richtschweißen am besten mit Schweißnahtlängen im Bereich von 0° bis 270° Umfangslänge und besonders vorteilhaft bei einer Um fangslänge zwischen 90° und 180° auf der dem gemessenen Verzug 100 gegenüberliegenden Seite der Manschette 62 erfolgen sollte.In the in 16 Example shown was a measured delay 100 determined, which is directed to the right. Consequently, the straightening lies 102 on the measured delay 100 opposite side of the lateral surface of the sleeve 62 and acts against this opposition. It has been found that the straightening welding best with weld lengths in the range of 0 ° to 270 ° circumferential length and particularly advantageous in order to start length between 90 ° and 180 ° on the measured delay 100 opposite side of the cuff 62 should be done.

Der Darstellung gemäß 17 ist eine Ausführungsvariante mit angedrehter Hülse zu entnehmen, d. h. das Ende des ersten Teiles 48 ragt in eine korrespondierende Öffnung 104 des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 hinein. Im Ausführungsbeispiel gemäß 17 ist der Boden der Öffnung 104 plan ausgebildet, während die zweite Stirnseite 42 des ersten Teiles 48 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 in der Balligkeit 108 verläuft. Bezugszeichen 46 bezeichnet die Symmetrielinie sowohl des ersten Teiles 48 als auch des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildeten, bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38.The representation according to 17 is a variant with angerehter sleeve to entneh men, ie the end of the first part 48 protrudes into a corresponding opening 104 of the second part 50 of the multipart injection valve member 38 into it. In the embodiment according to 17 is the bottom of the opening 104 plan formed while the second end face 42 of the first part 48 of the multipart injection valve member 38 in the crown 108 runs. reference numeral 46 denotes the symmetry line of both the first part 48 as well as the second part 50 the multipart, preferably needle-shaped injection valve member 38 ,

Aus der Darstellung gemäß 17 geht hervor, dass sich ein gemessener Verzug 100 eingestellt hat, der nach links gerichtet ist. Zum Ausgleich des gemessenen Verzuges 100 wird die Richtnaht 102 in einer Umfangslänge von vorteilhafterweise zwischen 90° und 180° außen am Umfang des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes angebracht.From the illustration according to 17 shows that there is a measured delay 100 set to the left. To compensate for the measured distortion 100 becomes the straightening 102 in a circumferential length of advantageously between 90 ° and 180 ° outside the circumference of the second part 50 mounted the multi-part injection valve member.

Die in 17 dargestellte Schweißnaht 90 fixiert das erste Teil 48 relativ zum zweiten Teil 50 und wird insbesondere bei Werkstoffen eingesetzt, die besser miteinander verschweißt werden können im Vergleich zu den Werkstoffen, die gemäß der Nähte 90 bzw. 92 wie in 16 dargestellt, stoffschlüssig miteinander verbunden werden können.In the 17 illustrated weld 90 fixes the first part 48 relative to the second part 50 and is used in particular for materials that can be better welded together compared to the materials according to the seams 90 respectively. 92 as in 16 represented, can be materially connected to each other.

Aus der Schnittdarstellung gemäß 18, dem Schnittverlauf A-A gemäß 16, geht hervor, dass die Richtnaht 102 gemäß dieser Ausführungsvariante einen Winkelbereich von ca. 90° auf der Mantelfläche der Manschette 62 überstreicht. Die Richtnaht 102 liegt auf der dem gemessenen Verzug 100 gegenüberliegenden Seite. Mit Bezugszeichen 50 ist der zweite Teil des mehrteilig ausgebildeten Einsprizventilgliedes 38, so z. B. die Düsennadel, bezeichnet.From the sectional view according to 18 , the section AA according to 16 , it shows that the straightening 102 According to this embodiment, an angular range of about 90 ° on the lateral surface of the sleeve 62 sweeps. The straightening 102 lies on the measured delay 100 opposite side. With reference number 50 is the second part of the multi-part Einsprizventilgliedes 38 , so z. B. the nozzle needle referred to.

Aus der Darstellung gemäß 19 ist zu entnehmen, dass gemäß dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung die Manschette 62 die Stoßfuge 44 umschließt. Während die zweite Stirnseite 42 des ersten Teiles 48 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 plan ausgebildet ist, verläuft die erste Stirnseite 40 des zweiten Teiles 50 des mehrteilig ausgebildetem Einspritzventilgliedes 38 in der bereits erwähnten Balligkeit 108. Demzufolge stellt sich ein Kontaktpunkt 106 zwischen den Stirnseiten 40 bzw. 42 ein. Dieser Kontaktpunkt 106 stellt den Drehpunkt für das Laserrichten dar. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Laserrichten lassen sich reproduzierbare Bauteilver kürzungen in der Größenordnung von +/–0,5 μm nachweisen, so dass ein Richten eines mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 auf einen Mittenversatz von < 15 μm oder eine Rundlauftoleranz von < 30 μm möglich erscheint.From the illustration according to 19 It can be seen that according to this embodiment of the proposed solution according to the invention the cuff 62 the butt joint 44 encloses. While the second front page 42 of the first part 48 of the multipart injection valve member 38 is formed plan, the first end extends 40 of the second part 50 of the multipart trained injection valve member 38 in the aforementioned crown 108 , As a result, a contact point arises 106 between the front sides 40 respectively. 42 one. This contact point 106 represents the fulcrum for the laser alignment. By inventively proposed laser alignment can be reproducible Bauteilver curtailments in the order of +/- 0.5 microns detect, so that a directing a multi-part injection valve member 38 to a center offset of <15 microns or a runout tolerance of <30 microns seems possible.

Aus der Darstellung gemäß 19 geht hervor, dass eine Knicknaht 110 in der Mantelfläche der Manschette 62 zwischen der ersten Schweißnaht 90 und der zweiten Schweißnaht 92 verläuft. Auch die Knicknaht 110 verläuft in Umfangsrichtung in Bezug auf die Manschette 62 in einer Umfangslänge zwischen 0° und 270°, bevorzugt zwischen 90° und 180°.From the illustration according to 19 shows that a kink 110 in the lateral surface of the cuff 62 between the first weld 90 and the second weld 92 runs. Also the kink seam 110 extends circumferentially with respect to the cuff 62 in a circumferential length between 0 ° and 270 °, preferably between 90 ° and 180 °.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102006029394 A1 [0001]

Claims

Fuel injector ( 10 ), in particular for high-pressure accumulator injection systems, having an injection valve member ( 34 . 38 ), which via a switching valve ( 12 ), which is a solenoid valve ( 22 ) or a piezoelectric actuator ( 16 ), characterized in that the injection valve member ( 34 ) as a split injection valve member ( 38 ), the first part ( 48 ) and second part ( 50 ) at a butt joint ( 44 ) in positive locking ( 52 . 54 ; 52 . 56 ; 72 ; 82 . 84 ), in the frictional connection ( 62 ; 68 . 70 ) or in substance ( 51 ; 58 . 60 ) are joined together.

Fuel injector according to claim 2, characterized in that when form-fitting ( 52 . 54 ; 52 . 56 ; 58 . 60 . 72 ; 82 . 84 ) between the first and second parts ( 48 . 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) between their end faces ( 40 . 42 ) the butt joint ( 44 ) remains.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that between the first part ( 48 ) and the second part ( 50 ) of the split injection valve member ( 38 ) as a positive connection component a groove ( 52 )-Feather ( 54 ) Connection is executed.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that between the first part ( 48 ) and the second part ( 50 ) of the split injection valve member ( 38 ) as a positive connection a centering pin ( 56 ) in a complementary formed opening ( 52 ) of the components ( 48 . 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) intervenes.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the first part ( 48 ), the second part ( 50 ) of the split injection valve member ( 38 ) through a sleeve ( 72 ) are connected in positive engagement, wherein the sleeve ( 72 ) Projections ( 76 . 78 ), which in at least one recess ( 74 ) at the periphery of the first part ( 48 ) and / or the second part ( 50 ) of the shared injection valve member ( 38 ) intervene.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the two parts ( 48 . 50 ) over a cuff ( 62 ) are non-positively, positively or materially joined together.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the first part ( 48 ) and the second part ( 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) are bolted together.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the first part ( 48 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) as a valve piston and the second part ( 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) acts as a nozzle needle.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that on one of the two parts ( 48 . 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) a peel rivet or a press-in rivet ( 82 ) is executed, the positive and non-positive in a complementary opening ( 48 ) at the other of the two parts to be joined together ( 48 . 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) is added.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that a first end face ( 40 ) of the first part ( 48 ) as a conical tip ( 60 ) and a second end face of the second part ( 50 ) of the multipart injection valve member ( 38 ) are formed as a conical recess and in the defined by this butt joint ( 44 ) a cohesive connection ( 51 ) will be produced.

Method for producing a multipart injection valve member ( 38 ) according to one or more of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the first injection valve member part ( 48 ) with the at least one further second injection valve member part ( 50 ) by cohesive bonding - with or without cuff ( 62 ) - or by magnetic forming - with or without cuff ( 62 ) - or by shrinking, by peeling riveting, pressing, screwing or welding together.

A method according to claim 11, characterized in that the joining of the injection valve member parts ( 48 . 50 ) is carried out by means of the laser directing, wherein the materials to be joined together at a reference point ( 106 ) are melted.

Method according to claim 11, characterized in that at least one contact surface ( 40 . 42 ) for generating a reference point ( 106 ) in a crown ( 108 ) is trained.

Method according to claim 11, characterized in that at least one straightening seam ( 102 ) and / or a kink ( 110 ) on a measured delay ( 110 ) opposite side of a cuff ( 62 ) or a sleeve are formed.

A method according to claim 14, characterized in that the at least one straightening seam ( 102 ) and / or the at least one kink seam ( 110 ) on the circumference of the cuff ( 62 ) or the sleeve in a circumferential length of 0 ° to 270 °, preferably in a circumferential length between 90 ° and 180 ° are generated.

Method according to one or more of Claims 11 to 15 with the following method steps: (a) carrying out at least one end face ( 40 . 42 ) of the two parts to be joined together ( 48 . 50 ) in a crown ( 108 ), (b) the cohesive joining of the two parts ( 48 . 50 ) over a cuff ( 62 ) or a turned-on sleeve end, (c) the inclusion of a part ( 48 . 50 ) at a management area ( 112 . 114 . 116 ), (d) the determination of the laser power required for the correction from a characteristic field, (e) the straightening with a straightening seam ( 102 ) or a kink ( 110 ) in a circumferential length between 0 ° and 270 °, preferably between 90 ° and 180 ° on the one measured delay ( 100 ) opposite side of the cuff ( 62 or the sleeve and (f) remeasuring at predetermined intervals after a cooling time.

Method according to claim 11, characterized in that the crowning ( 108 ) is formed in small radii, which allow high contact pressures and at the same time high possible bending angle.