DE102010022909A1

DE102010022909A1 - Fuel injector, has channel arrangement including two channels, and recess provided in intersecting portion of channels in body by electrochemical removal, where recess is formed in rectangular shape in sectional plane

Info

Publication number: DE102010022909A1
Application number: DE102010022909A
Authority: DE
Inventors: Alexander Kuschel
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-12-08

Abstract

The injector (110) has a channel arrangement (100) with two channels (120, 140) running along respective longitudinal axes (130, 150) via a body. The longitudinal axes include an acute angle (alpha) in a range of 45 to 70 degrees. Cross-section of one of the channels is greater than that of the other channel. A recess (160) is set in an intersecting portion of the channels in the body by electrochemical removal. The recess is formed in rectangular shape in a sectional plane with one of the longitudinal axes. Opposite edges (170, 180) of the rectangular shaped recess are uniformly rounded. An independent claim is also included for a method for manufacturing a fuel injector.

Description

Stand der TechnikState of the art

In Fluidsystemen, wie beispielsweise einem Kraftstoff-Einspritzsystem, müssen immer wieder druckführende Bohrungen unterschiedlicher Durchmesser miteinander verschnitten werden, um eine gewünschte hydraulische Funktion zu gewährleisten. Weil eine auf eine Wandung einer Bohrung wirkende Kraft vom Druck des Fluids und der Größe der Oberfläche der Wandung abhängig ist (Kraft = Druck × Fläche), weiten sich größere Bohrungen bei einem bestimmten Druck stärker als Bohrungen mit kleinerem Durchmesser. Trifft die kleinere Bohrung in einem Winkel ungleich 90° auf die größere Bohrung, führt dies dazu, dass im Eintrittsbereich der kleineren Bohrung Zug- und Schubkräfte aus versetzten Richtungen angreifen und der Eintrittsbereich elliptisch verformt wird. Die spannungsbedingten Verformungen können auf Dauer eine Materialermüdung bewirken, so dass ein Riss im umgebenden Material entstehen kann. Die Rissbildung wird begünstigt, wenn der Fluiddruck sich häufig ändert, wie beispielsweise in einem Kraftstoffinjektor für einen Hubkolbenmotor. Je größer die Durchmesserabweichungen der beiden Bohrungen sind, desto höher sind auch die entstehenden, lokal auftretenden Spannungsspitzen im Schnittbereich der Bohrungen.In fluid systems, such as a fuel injection system, pressure bores of varying diameters must be repeatedly blended together to provide a desired hydraulic function. Because a force acting on a wall of a bore is dependent upon the pressure of the fluid and the size of the surface of the wall (force = pressure × area), larger holes at a given pressure expand more than smaller diameter holes. If the smaller hole meets the larger hole at an angle not equal to 90 °, this results in tensile and shear forces acting from staggered directions in the entry area of the smaller hole and the entry area being deformed elliptically. The stress-induced deformations can permanently cause material fatigue, so that a crack can occur in the surrounding material. Crack formation is favored when the fluid pressure changes frequently, such as in a fuel injector for a reciprocating engine. The larger the diameter deviations of the two holes, the higher the resulting, locally occurring stress peaks in the intersection of the holes.

DE 10 2006 036 103 A1 beschreibt eine Kanalanordnung für einen Kraftstoffinjektor, bei der zur Steigerung der Hochdruckfestigkeit eine taschenförmige Ausnehmung im Schnittbereich zweier Bohrungen vorgesehen ist. Die Ausnehmung weist einen Wandabschnitt auf, der sich in einer Radialebene des größeren der beiden Fluidkanäle erstreckt. Ein Winkel zwischen den beiden Bohrungen beträgt maximal in etwa 90°. DE 10 2006 036 103 A1 describes a channel arrangement for a fuel injector, in which a pocket-shaped recess is provided in the intersection of two holes to increase the high pressure resistance. The recess has a wall section which extends in a radial plane of the larger of the two fluid channels. An angle between the two holes is a maximum of about 90 °.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kraftstoffinjektor mit einer Kanalanordnung anzugeben, die Spannungen zwischen zwei verschnittenen Bohrungen im Verschneidungsbereich minimiert. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kanalanordnung in einem Kraftstoffinjektor anzugeben.An object of the present invention is to provide a fuel injector with a channel arrangement which minimizes stresses between two intersecting holes in the intersection region. It is a further object of the invention to provide a method of manufacturing such a channel arrangement in a fuel injector.

Die Erfindung löst diese Probleme durch einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zur Herstellung der Kanalanordnung im Kraftstoffinjektor. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an.The invention solves these problems by a fuel injector with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 7 for the production of the channel arrangement in the fuel injector. Subclaims indicate preferred embodiments.

Erfindungsgemäß umfasst ein Kraftstoffinjektor eine Kanalanordnung mit einem ersten Kanal, der entlang einer ersten Längsachse durch den Körper verläuft, und einen zweiten Kanal, der entlang einer zweiten Längsachse durch den Körper verläuft, wobei die Längsachsen einen spitzen Winkel miteinander einschließen und wobei der erste Kanal einen größeren Querschnitt als der zweite Kanal aufweist. In dem Körper ist eine Ausnehmung im Schnittbereich der beiden Kanäle vorgesehen, wobei die Ausnehmung in einer Schnittebene, welche die erste Längsachse umfasst, eine rechteckige Form aufweist.In accordance with the present invention, a fuel injector includes a channel assembly having a first channel extending through the body along a first longitudinal axis and a second channel extending through the body along a second longitudinal axis, the longitudinal axes subtending an acute angle, and wherein the first channel is one having a larger cross-section than the second channel. A recess is provided in the body in the intersection region of the two channels, the recess having a rectangular shape in a sectional plane which comprises the first longitudinal axis.

Die Ausnehmung mit dem erfindungsgemäß rechteckigen Querschnitt erlaubt eine Minimierung hydraulisch induzierter Spannungen im Schnittbereich, wobei vorteilhafterweise Spannungen bei niedrigen und hohen Fluiddrücken relativ wenig voneinander abweichen, so dass sowohl bei konstanten als auch bei variablen Drücken eine Lebensdauerverlängerung des Kraftstoffinjektors, in welchen die Kanalanordnung eingebracht ist, bewirkt werden kann. Auch bestehende Kraftstoffinjektoren können mit der erfindungsgemäßen Kanalanordnung nachgerüstet werden und dadurch eine erhöhte Druckfestigkeit erlangen. Ferner erleichtert die Rechteckform des Querschnitts eine Vermessung des Übergangs, beispielsweise im Rahmen einer Qualitätskontrolle, und eine zweidimensionale Darstellbarkeit, beispielsweise in einer Konstruktionszeichnung.The recess with the rectangular cross-section according to the invention allows a minimization of hydraulically induced stresses in the cutting region, wherein advantageously at low and high fluid pressures differ relatively little, so that both at constant and at variable pressures life extension of the fuel injector, in which the channel assembly is introduced , can be effected. Existing fuel injectors can also be retrofitted with the channel arrangement according to the invention, thereby achieving increased pressure resistance. Furthermore, the rectangular shape of the cross-section facilitates a measurement of the transition, for example in the context of a quality control, and a two-dimensional representability, for example in a construction drawing.

Gegenüberliegende Kanten der rechteckigen Form können gleichförmig abgerundet sein. Es hat sich gezeigt, dass ein Verrundungsgrad der Verschneidungskurve nur noch geringen Einfluss auf entstehende Spannungsspitzen hat. Die Herstellbarkeit, die Vermessbarkeit und die Darstellbarkeit des Schnittbereichs werden durch die Verrundung der Kanten jedoch weiter verbessert.Opposite edges of the rectangular shape may be uniformly rounded. It has been shown that a degree of rounding of the intersection curve only has a small influence on resulting stress peaks. The manufacturability, the measurability and the representability of the cutting area are further improved by the rounding of the edges.

In einer zur Längsachse des ersten Kanals senkrechten Schnittebene kann die Ausnehmung eine weitere rechteckige Form aufweisen. Dabei können gegenüberliegende Kanten der weiteren rechteckigen Form ebenfalls gleichförmig abgerundet sein. Diese Rundungen können in ihren Radien den Rundungen der ersten rechteckigen Form entsprechen oder von diesen verschieden sein. Insgesamt weist dadurch die Ausnehmung die Form eines Quaders auf, dessen Kanten paarweise abgerundet sein können. Dadurch werden Herstellbarkeit, Vermessbarkeit und Darstellbarkeit des Kraftstoffinjektors unter Beibehaltung der spannungsreduzierenden Wirkung der Kanalanordnung noch weiter verbessert.In a sectional plane perpendicular to the longitudinal axis of the first channel, the recess may have a further rectangular shape. In this case, opposite edges of the further rectangular shape can also be uniformly rounded. These curves may correspond in their radii the curves of the first rectangular shape or be different from these. Overall, thereby, the recess has the shape of a cuboid whose edges may be rounded in pairs. As a result, manufacturability, vermessbarkeit and representability of the fuel injector while maintaining the voltage-reducing effect of the channel arrangement are further improved.

Die Ausnehmung kann in dem Körper einen ebenen Wandabschnitt bilden, der senkrecht zur ersten Längsachse verläuft und an Wandabschnitte beider Kanäle angrenzt. Eine Größe des Wandabschnitts der Ausnehmung definiert einen Steg zwischen den beiden Bohrungen, durch den scharfkantige bzw. spitzwinklige Geometrien, die eine Spannungsbildung fördern und/oder eine Fluidströmung stören, vermieden werden können.The recess may form in the body a flat wall portion which is perpendicular to the first longitudinal axis and adjacent to wall portions of both channels. A size of the wall portion of the recess defines a ridge between the two holes, by the sharp-edged or acute-angled geometries, the one Promote stress formation and / or disturb a fluid flow, can be avoided.

Der von den Längsachsen der beiden Kanäle eingeschlossene Winkel kann in einem Bereich zwischen 45 und 70°, bevorzugt zwischen 50 und 65° liegen. In diesen Winkelbereichen wirkt die erfindungsgemäß rechteckige Form der Ausnehmung besonders spannungsmindernd.The included by the longitudinal axes of the two channels angle may be in a range between 45 and 70 °, preferably between 50 and 65 °. In these angular ranges, the rectangular shape of the recess according to the invention has a particularly stress-reducing effect.

Ein Verfahren zur Herstellung des beschriebenen Kraftstoffinjektors mit der Kanalanordnung umfasst Schritte des Einbringens eines ersten Kanals, der entlang einer ersten Längsachse verläuft, in einen Körper; des Einbringens eines zweiten Kanals, der entlang einer zweiten Längsachse verläuft, in den Körper, wobei die Längsachsen einen spitzen Winkel miteinander einschließen und der erste Kanal einen größeren Querschnitt als der zweite Kanal aufweist, und des Einbringens einer Ausnehmung in den Körper im Schnittbereich zwischen den beiden Kanälen, wobei die Ausnehmung in einer Schnittebene, welche die erste Längsachse umfasst, eine rechteckige Form aufweist.A method of manufacturing the described fuel injector with the channel assembly includes steps of inserting a first channel extending along a first longitudinal axis into a body; introducing a second channel extending along a second longitudinal axis into the body, the longitudinal axes subtending an acute angle and the first channel having a larger cross section than the second channel, and inserting a recess in the body in the intersection between the two two channels, wherein the recess has a rectangular shape in a sectional plane which comprises the first longitudinal axis.

Insbesondere kann die Ausnehmung mittels elektrochemischem Abtragen eingebracht werden. Ein vorausgehendes Fräsen oder Bohren einer Grobstruktur der Ausnehmung kann somit entfallen, was Kostenvorteile mit sich bringen kann. Das elektrochemische Abtragen ermöglicht zudem geringere Toleranzfehler als eine auf einer spanenden Bearbeitung basierende Herstellung. Ferner wird eine Prozesssicherheit gegenüber der konventionell spanenden Herstellung verbessert. Durch das elektrochemische Abtragen kann auch eine geometrische Reproduzierbarkeit der Kanalanordnung im Kraftstoffinjektor verbessert werden, wodurch verlässlichere Simulationsergebnisse ermöglicht werden können.In particular, the recess can be introduced by means of electrochemical removal. A preliminary milling or drilling a coarse structure of the recess can thus be omitted, which can bring cost advantages. The electrochemical removal also allows lower tolerance errors than a machining based on manufacturing. Furthermore, process reliability over conventional machining production is improved. The electrochemical removal can also improve the geometric reproducibility of the channel arrangement in the fuel injector, which enables more reliable simulation results.

Eine für das elektrochemische Abtragen verwendete Elektrode kann während des Einbringens der Ausnehmung bezüglich des Körpers im Wesentlichen parallel zu Kanten der Ausnehmung bewegt werden. Dabei kann die Elektrode in einem konstanten Abstand zum Körper gehalten werden. Dadurch können Taktzeiten, während derer die Elektrode periodisch bestromt wird, verringert werden, wodurch der Abtragevorgang räumlich begrenzt und eine entstehende Oberflächengüte der Ausnehmung verbessert werden kann. Insbesondere in Bereichen nahe der elektrochemisch abgetragenen Ausnehmung kann durch den verringerten Streubereich der Abtragung eine bessere Druckfestigkeit erzielt werden.An electrode used for electrochemical ablation may be moved substantially parallel to edges of the recess during insertion of the recess with respect to the body. In this case, the electrode can be kept at a constant distance from the body. As a result, cycle times during which the electrode is energized periodically, can be reduced, whereby the Abtragevorgang spatially limited and a surface finish of the recess can be improved. In particular in areas close to the electrochemically removed recess, a better compressive strength can be achieved by the reduced scattering range of the removal.

Insgesamt können durch die bewegliche Elektrode geringere Herstellungskosten, eine bessere Oberflächenqualität und eine freiere Konturgestaltung realisiert werden.Overall, can be realized by the movable electrode lower manufacturing costs, better surface quality and a freer contour design.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:In the following, the invention will be described in more detail with reference to the attached drawings, in which:

1 einen Längsschnitt durch eine Kanalanordnung in einem Kraftstoffinjektor; 1 a longitudinal section through a channel arrangement in a fuel injector;

2 einen weiteren Längsschnitt durch die Kanalanordnung aus 1; 2 another longitudinal section through the channel assembly 1 ;

3 Variationen von Formen der Ausnehmung aus den 1 und 2; und 3 Variations of forms of the recess from the 1 and 2 ; and

4 eine Elektrode zum elektrochemischen Abtragen der Ausnehmung aus den 1 und 2
darstellen. 4 an electrode for electrochemically removing the recess from the 1 and 2
represent.

Genaue Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description of an embodiment

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kanalanordnung 100 in einem Kraftstoffinjektor. In einen Körper des eines Kraftstoffinjektors 110 ist ein erster Kanal 120 entlang einer ersten Längsachse 130 senkrecht eingebracht. Der erste Kanal 120 ist eine Stufenbohrung, die beispielsweise durch Bohren, Drehen oder Fräsen von oben eingebracht ist. Der Körper des Kraftstoffinjektors 110 besteht vorzugsweise aus einem niedrig legierten Stahl, wie beispielsweise 42CrMo4, 18CrNi8 oder 16MnCr5. Edelstähle sind weniger gut geeignet, da sie weniger homogen sind, so dass sie beim Bearbeiten dazu tendieren, relativ raue Oberflächen zu bilden, in denen ein Riss eines Dauerbruchs einen Anfang nehmen kann. Ein zweiter Kanal 140 verläuft entlang einer zweiten Längsachse 150 durch den Körper Kraftstoffinjektors 110, wobei ein Querschnitt des zweiten Kanals 140 in einem Schnittbereich der Kanäle 140 und 120 kleiner als ein Querschnitt des ersten Kanals 120 ist. Der erste Kanal 120 und/oder der zweite Kanal können 140 anders als in der Darstellung in 1 auch andere als kreisförmige Querschnitte aufweisen, etwa elliptisch oder polygonal. Die beiden Längsachsen 130 und 150 schließen miteinander einen Winkel α ein, der in einem Bereich zwischen 45 und 70° liegt. Bevorzugterweise liegt der Winkel α zwischen 50 und 65°. 1 shows a longitudinal section through a channel arrangement 100 in a fuel injector. Into a body of a fuel injector 110 is a first channel 120 along a first longitudinal axis 130 introduced vertically. The first channel 120 is a stepped bore, which is introduced for example by drilling, turning or milling from above. The body of the fuel injector 110 is preferably a low alloy steel such as 42CrMo4, 18CrNi8 or 16MnCr5. Stainless steels are less well-suited because they are less homogenous, so during processing they tend to form relatively rough surfaces where a crack of fatigue fracture may begin. A second channel 140 runs along a second longitudinal axis 150 through the body fuel injector 110 , wherein a cross section of the second channel 140 in an intersection of the channels 140 and 120 smaller than a cross section of the first channel 120 is. The first channel 120 and / or the second channel 140 unlike in the illustration in 1 also have other than circular cross sections, such as elliptical or polygonal. The two longitudinal axes 130 and 150 connect with each other an angle α, which lies in a range between 45 and 70 °. Preferably, the angle α is between 50 and 65 °.

Der erste Kanal 120 ist in der Darstellung von 1 eine Aufnahmebohrung mit einem Durchmesser von ca. 6 mm zur Aufnahme eines Ventils, etwa eines Einspritzventils bzw. dessen Servoventils oder Drosselmoduls, und der zweite Kanal 140 eine Kraftstoffleitung mit einem Durchmesser von ca. 1,4 mm. Die Längsachsen 130 und 150 schneiden sich in der dargestellten Ausführungsform; es ist jedoch auch möglich, dass die erste Achse 130 und die zweite Achse 150 gegeneinander einen gewissen Versatz in z-Richtung aufweisen, so dass sie windschief sind. Der Winkel α wird dann entsprechend der üblichen geometrischen Konvention nach Projektion der Achsen 130 und/oder 150 entlang der z-Achse aufeinander bestimmt.The first channel 120 is in the representation of 1 a receiving bore with a diameter of about 6 mm for receiving a valve, such as an injection valve or its servo valve or throttle module, and the second channel 140 a fuel line with a diameter of approx. 1.4 mm. The longitudinal axes 130 and 150 intersect in the illustrated embodiment; However, it is also possible that the first axis 130 and the second axis 150 against each other have a certain offset in the z-direction, so that they are skewed. The angle α then becomes according to the usual geometric convention after projection of the axes 130 and or 150 along the z-axis determined.

Im Schnittbereich zwischen den Kanälen 120 und 140 ist eine quaderförmige Ausnehmung 160 angeordnet. Eine senkrecht verlaufende Kante 170 der quaderförmigen Ausnehmung 160 ist abgerundet. Eine zweite senkrecht verlaufende Kante der quaderförmigen Ausnehmung 160, die auf einer von der ersten Längsachse 130 entfernten Seite der quaderförmigen Ausnehmung 160 verläuft und durch die gewählte Schnittdarstellung in 1 nicht sichtbar ist, weist eine korrespondierende Abrundung auf. Zwei weitere senkrechte Kanten 170 der Ausnehmung 160 liegen im Bereich des ersten Kanals 120 und sind nicht darstellbar.In the intersection between the channels 120 and 140 is a cuboid recess 160 arranged. A vertical edge 170 the cuboid recess 160 is rounded. A second perpendicular edge of the cuboid recess 160 on one of the first longitudinal axis 130 distant side of the cuboid recess 160 runs and through the selected sectional view in 1 is not visible, has a corresponding rounding off. Two more vertical edges 170 the recess 160 lie in the area of the first channel 120 and are not representable.

Zwei waagrechte Kanten 180 der Ausnehmung 160 stehen jeweils senkrecht auf der senkrechten Kante 170 und sind ebenfalls zueinander korrespondierend abgerundet, wobei die Abrundung einen anderen Radius als die der senkrechten Kante 170 hat. In einer weiteren Ausführungsform können die Radien der Abrundungen der Kanten 170 und 180 auch gleich sein. Zwei weitere waagrechte Kanten 180 sind durch die gewählte Schnittdarstellung in 1 nicht sichtbar und verlaufen jeweils parallel zu den sichtbaren waagrechten Kanten 180.Two horizontal edges 180 the recess 160 each stand perpendicular to the vertical edge 170 and are also rounded off corresponding to each other, wherein the rounding a different radius than that of the vertical edge 170 Has. In a further embodiment, the radii of the rounding of the edges 170 and 180 be the same. Two more horizontal edges 180 are selected by the sectional view in 1 not visible and each parallel to the visible horizontal edges 180 ,

Der dargestellte rechteckige Längsschnitt der Ausnehmung 160 bietet bei dem angegebenen Winkel α zwischen ca. 50 und ca. 65° die optimale Kombination aus Spannungsreduktion bei hohen Drücken und geringen Spannungsunterschieden zwischen hohen und niedrigen Drücken in den Kanälen 120 und 140.The illustrated rectangular longitudinal section of the recess 160 offers at the specified angle α between about 50 and about 65 °, the optimum combination of voltage reduction at high pressures and low voltage differences between high and low pressures in the channels 120 and 140 ,

In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausnehmung 160 auch von der Quaderform abweichen, indem die von der ersten Längsachse 130 entfernte Begrenzung der Ausnehmung 160 um eine Achse herum gewölbt ist, die zur ersten Längsachse 130 parallel verläuft. Dabei können aneinander angrenzende Begrenzungen im Bereich der Ausnehmung 160 verrundet sein, also einen abgerundeten Übergang aufweisen. Diese Ausführungsform bewirkt ebenfalls noch etwas bessere Reduktion von Spannungen als durch die quaderförmige Ausnehmung 160, ist aber weniger leicht herzustellen und zu überprüfen.In a further embodiment, the recess 160 also deviate from the cuboidal shape by the from the first longitudinal axis 130 remote boundary of the recess 160 curved around an axis that is to the first longitudinal axis 130 runs parallel. In this case, adjacent boundaries in the region of the recess 160 rounded, so have a rounded transition. This embodiment also causes somewhat better reduction of stress than through the cuboid recess 160 but is less easy to make and check.

2 zeigt einen weiteren Längsschnitt durch die Kanalanordnung 100 aus 1. Die Ansicht aus 2 entsteht durch Drehung des Körpers des Kraftstoffinjektors 110 aus 1 um 90° gegen den Uhrzeigersinn um die erste Längsachse 130 bzw. die y-Achse. Die Ansicht von 2 ist vom Inneren des ersten Kanals 120 auf die Ausnehmung 160 und den zweiten Kanal 140 gerichtet. 2 shows a further longitudinal section through the channel arrangement 100 out 1 , The view off 2 created by rotation of the body of the fuel injector 110 out 1 90 ° counterclockwise about the first longitudinal axis 130 or the y-axis. The view from 2 is from the inside of the first channel 120 on the recess 160 and the second channel 140 directed.

Der zweite Kanal 140 trifft im Bereich einer rückwärtigen Wand der Ausnehmung 160 in den Schnittbereich des ersten Kanals 120 mit dem zweiten Kanal 140, in dem die Ausnehmung 160 angeordnet ist. Durch die obere waagrechte Kante 180 verläuft eine obere Begrenzung des zweiten Kanals 140 im Wesentlichen waagrecht. Durch diese einseitige Abflachung des Querschnitts für das Fluid zwischen den Kanälen 120 und 140 wird eine signifikante Verringerung der Spannung in einem Bereich entlang der sichtbaren Begrenzung des zweiten Kanals 140 bewirkt.The second channel 140 meets in the region of a rear wall of the recess 160 in the intersection of the first channel 120 with the second channel 140 in which the recess 160 is arranged. Through the upper horizontal edge 180 runs an upper boundary of the second channel 140 essentially horizontal. By this one-sided flattening of the cross section for the fluid between the channels 120 and 140 will significantly reduce the voltage in one area along the visible boundary of the second channel 140 causes.

Die Quaderform der Ausnehmung 160 mit abgerundeten Kanten 170 und 180 ist aus den Darstellungen aus 1 und 2 gut ersichtlich. Bei einer Serienproduktion beispielsweise von Kraftstoffinjektoren mit der Kanalanordnung 100 wird eine Serienkontrolle der Kanalordnung 100 dadurch erleichtert, dass ein mechanisches oder optisches Vermessen des Schnittbereichs, der die Ausnehmung 160 umfasst, durch die einfache geometrische Form der Ausnehmung 160 schnell und sicher durchführbar ist.The cuboid shape of the recess 160 with rounded edges 170 and 180 is from the illustrations 1 and 2 clearly visible. In a series production, for example of fuel injectors with the channel arrangement 100 becomes a serial control of channel order 100 facilitated by a mechanical or optical measurement of the cutting area, the recess 160 includes, by the simple geometric shape of the recess 160 is fast and safe feasible.

3 zeigt Variationen 300 von Formen der Ausnehmung 160 aus den 1 und 2 im Längsschnitt. Der Übersichtlichkeit halber ist jeweils nur ein Schnitt durch die Ausnehmung 160 entsprechend der Darstellung von 1 ohne den zweiten Kanal 140 dargestellt. Die Variationen 300 umfassen einen Höcker 310, eine Stufe 320, ein Haus 330, einen halben Krug 340, ein Rechteck 350, eine Kombination 360 aus einem Rechteck und einem Viertelkreis und ein Dreieck 370. 3 shows variations 300 of forms of the recess 160 from the 1 and 2 in longitudinal section. For the sake of clarity, in each case only one section through the recess 160 according to the representation of 1 without the second channel 140 shown. The variations 300 include a hump 310 , a step 320 , a house 330 , half a pitcher 340 , a rectangle 350 , a combination 360 a rectangle and a quarter circle and a triangle 370 ,

Unterhalb jeder der Variationen 310 bis 370 sind zwei Zahlen angegeben, die jeweils eine mechanische Spannung entlang der in 2 horizontal verlaufenden oberen Schnittlinie zwischen dem zweiten Kanal 140 und der Ausnehmung 160 in N/mm² angeben. Der jeweils obere Wert gibt die so genannte Unterspannung an; die bei einem niedrigen Fluiddruck in den Kanälen 120 und 140 herrscht; die jeweils untere Zahl gibt die so genannte Oberspannung an, die bei einem hohen Druck in den Kanälen 120 und 140 herrscht. Die verwendeten Drücke entsprechen dabei üblichen Betriebsdrücken von Kraftstoff im Kraftstoffinjektor.Below each of the variations 310 to 370 are given two numbers, each with a mechanical stress along the in 2 horizontally extending upper cut line between the second channel 140 and the recess 160 in N / mm ² . The upper value indicates the so-called undervoltage; at a low fluid pressure in the channels 120 and 140 prevails; the lower number indicates the so-called upper tension, that at high pressure in the channels 120 and 140 prevails. The pressures used correspond to the usual operating pressures of fuel in the fuel injector.

Zwar ist die Oberspannung bei der Form des Rechtecks 350 höher als beim halben Krug 340 und der Kombination 360, jedoch beträgt der Unterschied der Oberspannung des Rechtecks 350 zu den anderen beiden Formen 340 und 360 nur 4 bzw. 6 N/mm². Die Differenz zwischen Oberspannung und Unterspannung ist unter allen dargestellten Formen 310–360 bei der rechteckig-runden Variation 360 am geringsten. Die Variation 360 ist daher am besten geeignet, die mechanischen Spannungen zu reduzieren. Die Rechteckform 350 ist aufgrund ihrer angegebenen Ober- und Unterspannung nur unwesentlich weniger gut geeignet, die mechanischen Spannungen im Übergangsbereich zwischen den Kanälen 120 und 140 der Kanalanordnung 100 in 1 und 2 im Sinne einer Lebensdauerverlängerung des umgebenden Körpers des Kraftstoffinjektors 110 zu reduzieren, bietet jedoch den Vorteil signifikant verbesserter Herstellbarkeit und Überprüfbarkeit durch Messen.True, the upper tension is at the shape of the rectangle 350 higher than half a pitcher 340 and the combination 360 , however, the difference is the upper voltage of the rectangle 350 to the other two forms 340 and 360 only 4 or 6 N / mm ² . The difference between the upper voltage and the lower voltage is below all the forms shown 310 - 360 in the rectangular-round variation 360 at the the least. The variation 360 is therefore best suited to reduce the mechanical stresses. The rectangular shape 350 is due to their specified upper and lower voltage only slightly less suitable, the mechanical stresses in the transition region between the channels 120 and 140 the channel arrangement 100 in 1 and 2 in the sense of a lifetime extension of the surrounding body of the fuel injector 110 However, to reduce, but offers the advantage of significantly improved manufacturability and verifiability by measuring.

4 zeigt eine Elektrode 400 zum elektrochemischen Abtragen der Ausnehmung 160 aus den 1 und 2. Die Elektrode 400 umfasst einen senkrechten Abschnitt 410 und einen waagrechten Abschnitt 420. Der senkrechte Abschnitt 410 ist von einer Isolierung 430 umgeben. Die Ausrichtung der Elektrode 400 bezüglich der Kanalanordnung 100 aus den 1 und 2 ist lagerichtig bezüglich des eingezeichneten Koordinatensystems. Die konkrete Form der Elektrode 400, insbesondere des unisolierten waagrechten Abschnitts 420, kann variieren und beispielsweise ein anderes als das gezeigte spitze Ende aufweisen. Die Abschnitte 410 und 420 der Elektrode 400 können einen anderen als den dargestellten rechten Winkel miteinander einschließen und jeder der Abschnitte 410 und 420 kann auch gebogen sein. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Teil des waagrechten Abschnitts 420 ebenfalls von der Isolierung 430 abgedeckt sein. 4 shows an electrode 400 for the electrochemical removal of the recess 160 from the 1 and 2 , The electrode 400 includes a vertical section 410 and a horizontal section 420 , The vertical section 410 is from an insulation 430 surround. The orientation of the electrode 400 concerning the channel arrangement 100 from the 1 and 2 is correct with respect to the marked coordinate system. The concrete form of the electrode 400 , in particular the uninsulated horizontal section 420 , may vary and, for example, have other than the pointed end shown. The sections 410 and 420 the electrode 400 may include another than the illustrated right angle with each other and each of the sections 410 and 420 can also be bent. In a further embodiment, a part of the horizontal portion 420 also from the insulation 430 be covered.

Ein Verfahren zur Herstellung der Kanalanordnung 160 in den 1 und 2 umfasst zunächst ein Einbringen der Kanäle 120 und 140 in das Material des Körpers des Kraftstoffinjektors 110, beispielsweise durch Bohren, Drehen oder Fräsen. Anschließend wird die Elektrode 400 parallel zur ersten Längsachse 130 entgegen der Y-Richtung in den ersten Kanal 120 eingeführt. Der Raum zwischen der Elektrode 400 und dem Körper des Kraftstoffinjektors 110 wird mit einer elektrolytischen Flüssigkeit, beispielsweise Kochsalzlösung, zum Ausschwemmen abgelösten Materials des Körpers des Kraftstoffinjektors 110 gespült. Zwischen der Elektrode 400 und dem Körper des Kraftstoffinjektors 110 wird eine vorzugsweise pulsierende Spannung angelegt.A method of making the channel assembly 160 in the 1 and 2 includes first an introduction of the channels 120 and 140 in the material of the body of the fuel injector 110 For example, by drilling, turning or milling. Subsequently, the electrode 400 parallel to the first longitudinal axis 130 opposite to the Y direction in the first channel 120 introduced. The space between the electrode 400 and the body of the fuel injector 110 is used with an electrolytic liquid, such as saline, for flushing released material of the body of the fuel injector 110 rinsed. Between the electrode 400 and the body of the fuel injector 110 a preferably pulsating voltage is applied.

Während die Spannung anliegt, fließt ein Strom zwischen der Elektrode 400 und dem Körper des Kraftstoffinjektors 110 durch die Flüssigkeit. Dabei wird Material des Körpers des Kraftstoffinjektors 110 abgelöst und mittels der Flüssigkeit ausgeschwemmt. Die Elektrode 400 wird nun derartig bewegt, dass sie einen im Wesentlichen konstanten Abstand zum Körper des Kraftstoffinjektors 110 einhält. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand so lange verringert wird, bis eine Stromstärke zwischen der Elektrode 400 und dem Körper des Kraftstoffinjektors 110 bis auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist. Die Elektrode 400 wird derartig bewegt, dass die quaderförmige Ausnehmung 160 mit den abgerundeten Kanten 170 und 180 sukzessive aus dem Material des Körpers des Kraftstoffinjektors 110 abgetragen wird. Die Bewegung der Elektrode 400 kann beispielsweise eine Mäander- oder Schneckenform in der z-y-Ebene umfassen.While the voltage is applied, a current flows between the electrode 400 and the body of the fuel injector 110 through the liquid. This is material of the body of the fuel injector 110 detached and flushed out by means of the liquid. The electrode 400 is now moved so that it is a substantially constant distance from the body of the fuel injector 110 comply. This can be achieved by reducing the distance until a current strength between the electrode 400 and the body of the fuel injector 110 has risen to a predetermined value. The electrode 400 is moved in such a way that the cuboid recess 160 with the rounded edges 170 and 180 successively from the material of the body of the fuel injector 110 is removed. The movement of the electrode 400 may include, for example, a meander or worm shape in the zy plane.

Ist die quaderförmige Ausnehmung 160 in der gewünschten Tiefe in x-Richtung aus dem Körper des Kraftstoffinjektors 110 herausgelöst, ist die Kanalanordnung 100 fertig gestellt. Die Elektrode 400 kann durch den ersten Kanal 120 aus der Kanalanordnung 100 herausgefahren und die elektrolytische Flüssigkeit abgelassen werden. Durch das elektrochemische Abtragen entstehen Oberflächen der Ausnehmung 160 von ausreichender Güte, um eine weitere Bearbeitung der Kanalanordnung 100 unnötig zu machen. Eine Oberflächenrauigkeit Rz kann im Bereich von 1 μm und darunter liegen.Is the cuboid recess 160 at the desired depth in the x-direction from the body of the fuel injector 110 detached, is the channel layout 100 finished. The electrode 400 can through the first channel 120 from the channel arrangement 100 moved out and drained the electrolytic liquid. Due to the electrochemical removal surfaces of the recess 160 of sufficient quality to allow further processing of the channel arrangement 100 to make unnecessary. A surface roughness Rz may be in the range of 1 μm and below.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006036103 A1 [0002]

Claims

Fuel injector ( 110 ) with channel arrangement ( 100 ), with: - a first channel ( 120 ), which along a first longitudinal axis ( 130 ) through the body ( 110 ) runs; A second channel ( 140 ), which along a second longitudinal axis ( 150 ) through the body ( 110 ) runs; - where the longitudinal axes ( 130 . 150 ) enclose an acute angle α with each other; - and where the first channel ( 120 ) has a larger cross section than the second channel; characterized in that - a recess ( 160 ) in the intersection of the channels ( 120 . 140 ) in the body ( 110 ) is provided, wherein the recess ( 160 ) in a sectional plane which the first longitudinal axis ( 130 ), has a rectangular shape.

Fuel injector ( 110 ) with channel arrangement ( 100 ) according to claim 1, characterized in that opposite edges ( 170 . 180 ) of the rectangular shape are uniformly rounded.

Fuel injector ( 110 ) with channel arrangement ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the recess ( 160 ) in a direction to the first longitudinal axis ( 130 ) vertical sectional plane has a further rectangular shape.

Fuel injector ( 110 ) with channel arrangement ( 100 ) according to claim 3, characterized in that the opposite edges ( 170 . 180 ) of the further rectangle are rounded uniformly.

Fuel injector ( 110 ) with channel arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 160 ) in the body ( 110 ) forms a flat wall portion which is perpendicular to the first longitudinal axis ( 130 ) and to wall sections of both channels ( 120 . 140 ) adjoins.

Fuel injector ( 110 ) with channel arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axis ( 130 . 150 ) of the two channels ( 120 . 140 ) included angle α is in a range between 45 ° and 70 °.

Method for producing a fuel injector ( 110 ) with a channel arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: - introducing a first channel ( 120 ), which along a first longitudinal axis ( 130 ) runs into a body ( 110 ); - introducing a second channel ( 140 ), which along a second longitudinal axis ( 150 ), into the body ( 110 ); - where the longitudinal axes ( 130 . 150 ) enclose an acute angle α with each other; - and the first channel ( 120 ) has a larger cross-section than the second channel ( 140 ) having; - introducing a recess ( 160 ) in the body ( 110 ) in the intersection of the two channels ( 120 . 140 ), wherein the recess ( 160 ) in a sectional plane which the first longitudinal axis ( 130 ), has a rectangular shape.

Method according to claim 7, wherein the recess ( 160 ) is introduced by means of electrochemical removal.

The method of claim 8, wherein an electrode used for electrochemical ablation ( 400 ) during the insertion of the recess ( 160 ) with respect to the body ( 110 ) substantially parallel to canoes ( 170 . 180 ) of the recess ( 160 ) is moved.

Method according to claim 9, wherein the electrode ( 400 ) at a constant distance to the body ( 110 ) is held.