DE102017205018A1 - Method for producing a throttle point in a component, in particular in a fuel injector and fuel injector itself - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Drosselstelle (6; 7) in einem Bauteil (5), insbesondere in einem hydraulisch hochdruckbelasteten Ventilbauteil, umfassend die nachfolgenden Verfahrensschritte: Laserbohren eines Durchbruchs zwischen einer Hochdruckseite (9a) und einer Niederdruckseite (9b) des Bauteils (5) zur Bildung der Drosselstelle (6; 7), Nachbearbeiten der lasergebohrten Drosselstelle (6; 7) durch anschließendes hydroerosives Verrunden der Bauteiloberfläche.Weiterhin betrifft die Erfindung auch einen Kraftstoffinjektor mit mindestens einem hochdruckbelasteten Bauteil, das nach einem solchen Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing a throttle point (6, 7) in a component (5), in particular in a hydraulically high-pressure loaded valve component, comprising the following method steps: laser drilling of a breakthrough between a high-pressure side (9a) and a low-pressure side (9b) of the component (5) forming the orifice (6; 7), reworking the laser drilled orifice (6; 7) by subsequent hydroerosive rounding of the component surface.Furthermore, the invention also relates to a fuel injector having at least one high pressure loaded component made by such a method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Drosselstelle in einem Bauteil, insbesondere in einem hydraulisch hochdruckbelasteten Ventilbauteil. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, der ein solches Bauteil mit einer erfindungsgemäß hergestellten Drosselstelle aufweist.The present invention relates to a method for producing a throttle point in a component, in particular in a hydraulic high pressure loaded valve member. Furthermore, the invention also relates to a fuel injector, in particular a common rail injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, which has such a component with a throttle point produced according to the invention.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich prinzipiell auf hochdruckbelastete Bauteile, insbesondere auf Ventilbauteile, in denen eine Drosselstelle recht geringen Durchmessers um ca. 100 Mikrometern auszubilden ist. Eine solche Drosselstelle kann beispielsweise die Funktion einer Ablaufdrossel oder einer Zulaufdrossel im Rahmen einer ventilinternen Druckmittelführung ausführen. Insbesondere lässt sich die erfindungsgemäße Lösung auf Kraftstoffinjektoren, vorzugsweise Common-Rail-Injektoren, applizieren, welche zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungmotors dienen. Derartige Kraftstoffinjektoren bestehen aus hochdruckbelasteten Ventilbauteilen, welche gewöhnlich mit diesen Drosselstellen versehen sind.The field of application of the invention extends in principle to high-pressure-loaded components, in particular valve components, in which a restrictor of quite small diameter is to be formed by approximately 100 micrometers. Such a throttle point, for example, perform the function of an outlet throttle or an inlet throttle in the context of an in-valve pressure medium guide. In particular, the solution according to the invention can be applied to fuel injectors, preferably common rail injectors, which serve to inject fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. Such fuel injectors consist of high pressure loaded valve components, which are usually provided with these throttle points.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2009 001 704 A1 geht ein Kraftstoffinjektor mit drosselbehafteten hochdruckbelasteten Ventilbauteilen hervor, beispielsweise eine an den Düsenraum angrenzende Drosselhülse, deren Drosselstelle dafür sorgt, dass der Kraftstoffdruck in einem von einem Düsenkörper begrenzten Düsenraum um etwa 80 bis 150 bar geringer ist als in einem als Mini-Rail zur Druckschwingungsminimierung dienenden Druckraum. Die Drosselstelle ist hier eine herkömmliche Bohrung, welche also spanend erzeugt wird. In einem Nachbearbeitungsschritt wird die Drosselstelle hydroerosiv verrundet. Beim hydroerosieren Verrunden (HE-Verrunden) wird die Drosselbohrung von einer Flüssigkeit, welche abtragende Partikel enthält, durchströmt. Hierdurch werden Kanten verrundet, was zu einer strömungsoptimierten Drosselform führt. Durch die spanende Herstellung einer Drosselstelle sind jedoch nur größere Drosseldurchmesser realisierbar.From the DE 10 2009 001 704 A1 is a fuel injector with throttled high-pressure loaded valve components, for example, adjacent to the nozzle chamber throttle sleeve whose throttle ensures that the fuel pressure in a limited by a nozzle body nozzle space is about 80 to 150 bar lower than serving as a mini-rail for minimizing the pressure pressure chamber. The throttle point is here a conventional bore, which is thus produced by machining. In a post-processing step, the throttle point is rounded hydroerosiv. In hydroerosing rounding (HE rounding), the throttle bore is traversed by a liquid containing erosive particles. As a result, edges are rounded, resulting in a flow-optimized Drosselform. By spanende production of a throttle point, however, only larger throttle diameter can be realized.

Aus der WO 2010/060706 A1 geht ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Drosselstelle, insbesondere in einem Kanal eines Ventilbauteils eines Kraftstoffinjektors hervor, mit welchem geringere Drosseldurchmesser, auch unterhalb 100 Mikrometern, herstellbar sind. Hierzu wird zunächst in herkömmlicher Weise ein Kanal größeren Durchmessers in einem Ventilbauteil hergestellt. Anschließend wird dieser in der Grundform zylindrische Kanal durch Prägen der Drosselstelle im Auslaufbereich konturiert. Als nächstes wird ein scharfkantiger Übergang vor der Drosselstelle erzeugt. Schließlich wird durch Erodieren an der Drosselstelle unter Beibehaltung des geprägten Auslaufbereichs des Kanals ein definierter Durchmesser erzeugt. All diese Bearbeitungsschritte sind vor einem Härten des Ventilbauteils durch Wärmebehandlung, also in der Weichbearbeitungsstufe des Ventilbauteils, durchzuführen. Mit diesem Herstellungsverfahren wird eine Zulaufdrossel eines Kraftstoffinjektors geschaffen.From the WO 2010/060706 A1 shows another method for producing a throttle point, in particular in a channel of a valve member of a fuel injector, with which smaller throttle diameters, even below 100 microns, can be produced. For this purpose, a channel of larger diameter is first prepared in a conventional manner in a valve member. Subsequently, this is contoured in the basic form cylindrical channel by embossing the throttle point in the outlet region. Next, a sharp-edged transition is created in front of the orifice. Finally, a defined diameter is generated by erosion at the throttle point while maintaining the embossed outlet region of the channel. All of these processing steps are to be carried out prior to hardening of the valve component by heat treatment, that is to say in the soft-machining stage of the valve component. With this manufacturing method, an inlet throttle of a fuel injector is created.

Gemäß des allgemein bekannten Standes der Technik ist es auch möglich, eine Drosselstelle in einem hochdruckbelasteten Ventilbauteil der hier interessierenden Art dadurch zu schaffen, indem diese nach einer martensitischen Wärmebehandlung eines hierfür geeigneten Stahls zuerst durch Erodieren erzeugt wird, wonach ein hydroerosives Verrunden erfolgen kann. Infolge des Erodierprozesses zur Erzeugung von Drosselstellen geringeren Durchmessers bilden sich jedoch mehrere Mikrometer starke sogenannte Neuhärtezonen. Neuhärtezonen sind Schmelzzonen an der Werkstückoberfläche, welche durch die Wärmeeinbringung durch das Erodierwerkzeug kurzzeitig entstehen, ehe diese wieder aushärten. Derartige Neuhärtezonen weisen gegenüber den umliegenden Werkstoffbereichen einen höheren Härtegrad auf, welcher im Bereich der Ansprungshärte des Materials liegt. Denn das durch Erodieren aufgeschmolzene Material wird anschließend durch das Dielektrikum abgeschreckt. Infolge dessen bildet sich eine für den Erodierprozess typische Neuhärtezone über den Umfang der Drosselstelle raus, welche aufgrund der sehr hohen Härte hohe Zugeigenspannungen besitzt. Somit senkt diese Neuhärtezone an der Drosselstelle die Festigkeit des Ventilbauteils, beispielsweise eines Ventilstücks oder einer Drosselplatte. Erschwerend kommt hinzu, dass Drosselstellen der hier interessierenden Art gemäß FEM-Simulation auch die geometrisch kritische Stelle in diesen Ventilbauteilen ausbilden, so dass die Ventilbauteile an der Drosselstelle durch die hier entstehende Neuhärtezone eine zusätzliche Schwächung erfahren.According to the generally known state of the art, it is also possible to create a throttle point in a high-pressure loaded valve member of the kind of interest here by first being produced by erosion after a martensitic heat treatment of a suitable steel, after which a hydroerosive rounding can take place. As a result of the erosion process for the production of throttle bodies of smaller diameter, however, form several micrometer thick so-called Neuhärtezonen. Neuhärtezonen are melting zones on the workpiece surface, which are caused by the heat input by the erosion tool briefly before they harden again. Such Neuhärtezonen have compared to the surrounding material areas a higher degree of hardness, which is in the range of Ansprungshärte the material. Because the molten by erosion material is then quenched by the dielectric. As a result, a Neuhärtezone typical for the erosion process forms beyond the circumference of the throttle point, which has high tensile residual stresses due to the very high hardness. Thus, this Neuhärtezone at the throttle point lowers the strength of the valve member, such as a valve member or a throttle plate. To make matters worse, that throttle points of interest here type according to FEM simulation also form the geometrically critical point in these valve components, so that the valve components experienced at the throttle point by the here Neuhärtezone an additional weakening.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Drosselstelle mit einem geringen Durchmesser in einem hochdruckbelasteten Bauteil zu schaffen, bei welchem herstellungsbedingt keine oder nur eine relativ dünne Schmelzzone entsteht.It is therefore the object of the present invention to provide a method for producing a throttle point with a small diameter in a high-pressure loaded component, in which no or only a relatively thin melt zone is produced due to production.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch Anspruch 1 gelöst. Der Anspruch 10 gibt einen Kraftstoffinjektor mit einer derartig hergestellten Drosselstelle an. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen.The problem is procedurally solved by claim 1. Claim 10 indicates a fuel injector with a throttle point produced in this way. The respective dependent dependent claims relate to advantageous developments.

Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass zur Herstellung einer Drosselstelle in einem Bauteil zunächst ein Laserbohren eines Durchbruchs zwischen einer Hochdruckseite und einer Niederdruckseite des Bauteils zur Bildung der Drosselstelle erfolgt, wonach diese lasergebohrte Drosselstelle durch anschließendes hydroersives Verrunden (HE-Verrunden) der Bauteiloberfläche nachbearbeitet wird. The invention includes the procedural teaching that for producing a throttle point in a component first laser drilling of a breakthrough between a high pressure side and a low pressure side of the component takes place to form the throttle point, after which this laser drilled throttle point by subsequent hydrosensing rounding (HE rounding) of the component surface is reworked.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht insbesondere darin, dass die Dauerfestigkeit des Bauteils erhöht wird, in dem durch eine veränderte Herstellung in Form eines Laserbohrprozesses der festigkeitsminimierende Einfluss einer Neuhärtezone reduziert wird. Gleichzeitig wird der Durchfluss der Drosselstelle hiervon unbeeinflusst bleiben, da mittels Laserbohren genauere Drosseldurchmesser im Vergleich zum herkömmlichen Erodieren herstellbar sind. Hierdurch kann in dem nachfolgenden HE-Verrunden Bearbeitungszeit eingespart werden. Da das Laserbohren im Gegensatz zum Erodieren zu einem wesentlich geringeren Wärmeeintrag in das Bauteil führt, ergibt sich eine entsprechend dünne Schmelzzone im Stahlmaterial mit einer Dicke D von maximal 1 Mikrometer. Im Gegensatz hierzu ist die Schmelzzone einer durch Erodieren hergestellten Drosselstelle zwischen 2 bis 8 Mikrometer stark.The advantage of the solution according to the invention consists, in particular, in that the fatigue strength of the component is increased by reducing the strength-minimizing influence of a new hardening zone as a result of altered production in the form of a laser drilling process. At the same time, the flow rate of the throttle point will remain uninfluenced by the fact that more accurate throttle diameters can be produced by laser drilling compared to conventional erosion. As a result, processing time can be saved in the subsequent HE rounding. Since laser drilling, in contrast to erosion, leads to a significantly lower heat input into the component, a correspondingly thin melting zone results in the steel material with a thickness D of at most 1 micrometer. In contrast, the melting zone of an orifice produced by erosion is between 2 to 8 microns thick.

Durch das Laserbohren wird eine Drosselstelle im erfindungsgegenständlichen Bauteil erzeugt, welche einen Durchmesser im Bereich von vorzugsweise zwischen 50 bis 150 Mikrometern aufweist, ganz vorzugsweise zwischen 70 bis 120 Mikrometern.By laser drilling a throttle body is produced in the subject of the invention, which has a diameter in the range of preferably between 50 to 150 micrometers, more preferably between 70 to 120 micrometers.

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme kann das Bauteil bereits vor dem Laserbohren durch Wärmebehandlung gehärtet werden, wodurch in der bisherigen Serienproduktion kein weiterer Eingriff in die Herstellungsprozessschrittfolge notwendig ist.According to a further measure improving the invention, the component can already be hardened prior to laser drilling by heat treatment, whereby no further intervention in the manufacturing process step sequence is necessary in the previous series production.

Zum einen ist es möglich, das Bauteil aus einem ferritischen Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,2% herzustellen, das einer matensitischen Wärmebehandlung unterzogen wird. Es ergibt sich eine hohe Festigkeit bei hinreichender Bearbeitbarkeit. Beispielsweise kann das Bauteil insoweit aus einem ferritischen Stahl einer Materialgruppe hergestellt werden, umfassend Einsatzstähle, wie 16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147), oder auch Vergütungsstähle, wie C45R (1.1201), 50CrMo4 (1.7228).On the one hand, it is possible to produce the component from a ferritic steel with a carbon content of at least 0.2%, which is subjected to a matensitic heat treatment. This results in a high strength with sufficient machinability. For example, the component may be made of a ferritic steel of a material group comprising case hardening steels such as 16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147), or even tempering steels such as C45R (1.1201), 50CrMo4 (1.7228).

Durch die erfindungsgemäß schmelzzonenreduzierte Drosselstelle sind die Bauteile auch für höhere Systemdrücke anwendbar. Somit kann anstelle eines ferritischen Stahlmaterials auch ein Wälzlagerstahl mit erhöhtem Schwefelgehalt zum Einsatz kommen, wodurch sich zusätzlich eine vergleichsweise verbesserte Zerspanbarkeit ergibt, woraus Vorteile hinsichtlich Ausbringung und Produktivität entstehen. Ein solcher Wälzlagerstahl wird vorzugsweise einer bainitischen Wärmebehandlung unterzogen. Es entsteht eine Gefügestruktur, die gegenüber der matensitischen Gefügestruktur mehr Duktilität aufweist, so dass Riss- und Bruchgefahr erheblich reduziert wird. Als zu Herstellung des erfindungsgegenständlichen Bauteils geeigneter Wälzlagerstahl kommt insbesondere eine Materialgruppe in Betracht, welche folgende Stahlwerkstoffe enthält: 100Cr6 (1.3505) sowie 11CrMo7 (1.3536).Due to the inventive melt zone reduced throttle point, the components are also applicable for higher system pressures. Thus, instead of a ferritic steel material and a bearing steel with increased sulfur content can be used, which additionally results in a comparatively improved machinability, resulting in advantages in terms of yield and productivity. Such a bearing steel is preferably subjected to a bainitic heat treatment. The result is a microstructure, which has more ductility compared to the matensitic microstructure, so that the risk of cracking and breakage is considerably reduced. Suitable for producing the inventive component suitable bearing steel is in particular a group of materials into consideration, which contains the following steel materials: 100Cr6 (1.3505) and 11CrMo7 (1.3536).

Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, das Bauteil in einem Nachbearbeitungsschritt einer elektrochemischen Oberflächenbehandlung zu unterziehen. Vorzugsweise kann ein ECM-Entgraten des Bauteils durchgeführt werden, um die Bauteiloberfläche zu glätten. Im Gegensatz zu einem mechanischen Entgraten wirkt das ECM-Entgraten bis zur Drosselstelle.According to a further measure improving the invention, it is proposed to subject the component to an electrochemical surface treatment in a post-processing step. Preferably, ECM deburring of the component may be performed to smooth the component surface. In contrast to mechanical deburring, ECM deburring works up to the throttle point.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Drosselstelle lassen sich insbesondere hochdruckbelastete Bauteile von Kraftstoffinjektoren, ganz vorzugsweise Common-Rail-Injektoren, fertigen. Derartige Kraftstoffinjektoren dienen dem Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Als erfindungsgegenständliche hochdruckbelastete Bauteile können hülsen- oder scheibenförmig ausgebildete Zulauf- und/oder Ablaufdrosseln hergestellt werden, die einem ventilinternen Steuerraum des Kraftstoffinjektor zugeordnet sind.With the method according to the invention for producing a throttle point, components of fuel injectors, very particularly common-rail injectors, which are subject to high pressure, can be manufactured in particular. Such fuel injectors serve to inject fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. As inventive subject to high pressure loaded components sleeve or disk-shaped inlet and / or outlet throttles can be produced, which are assigned to a valve-internal control chamber of the fuel injector.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to figures.

Figurenlistelist of figures

Es zeigt:

  • 1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftstoffinjektors mit einer exemplarischen Drosselstelle,
  • 2 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung einer Drosselstelle in dem Bauteil, und
  • 3 eine vergrößerte schematische Detaildarstellung im Bereich der Drosselstelle des Kraftstoffinjektors nach 1.
It shows:
  • 1 3 is a schematic side view of a fuel injector with an exemplary throttle point,
  • 2 a flowchart of a method for producing a throttle point in the component, and
  • 3 an enlarged schematic detail in the throttle body of the fuel injector after 1 ,

Nach 1 besteht ein Kraftstoffinjektor in Wesentlichen aus einem Düsenkörper 1 mit Düsenlöchern 2 (exemplarisch) zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen - nicht weiter dargestellten - Brennraum eines Verbrennungsmotors. Die Düsenlöcher 2 werden von einem Ventilelement 3 nach Maßgabe einer an sich bekannten hydraulischen Vorsteuerung geöffnet oder geschlossen. Die hydraulische Vorsteuerung umfasst einen Steuerraum 4, der bei diesem Ausführungsbeispiel von einem als Drosselplatte dienenden Bauteil 5 abgedeckt ist. Im Bauteil 5 ist eine erste Drosselstelle 6 sowie eine zweite Drosselstellte 7 eingebracht. Die erste Drosselstelle 6 bildet eine Zulaufdrossel des Kraftstoffinjektors und führt insoweit unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zum Steuerraum 4. Dagegen bildet die zweite Drosselstelle 7 eine Ablaufdrossel, welche mit dem Ventilelement 3 verschließbar ist. Bei geöffnetem Ventilelement 3 wird unter Hochdruck stehender Kraftstoff 8 aus dem Steuerraum 4 über die zweite Drosselstelle 7 abgeführt, um das Ventilelement 3 zu öffnen.To 1 a fuel injector essentially consists of a nozzle body 1 with nozzle holes 2 (exemplary) for injecting the fuel into a - not shown - Combustion chamber of an internal combustion engine. The nozzle holes 2 be from a valve element 3 opened or closed in accordance with a known hydraulic pilot control. The hydraulic pilot control comprises a control chamber 4 which is covered in this embodiment by a serving as a throttle plate member 5. In the component 5 is a first throttle point 6 and a second Drosselstellte 7 brought in. The first throttle point 6 forms an inlet throttle of the fuel injector and leads so far under high pressure fuel to the control room 4 , In contrast, the second throttle point forms 7 an outlet throttle, which with the valve element 3 is closable. When the valve element is open 3 becomes high-pressure fuel 8th from the control chamber 4 via the second throttle point 7 dissipated to the valve element 3 to open.

Das Bauteil 5 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß 2 aus einem Wälzlagerstahl, nämlich aus dem Stahlwerkstoff 100Cr6 (1.3505). In einem ersten Verfahrensschritt 10 wird das Bauteil 5 durch Wärmebehandlung gehärtet, wobei ein bainitisches Gefüge entsteht. Anschließend wird zwischen der Hochdruckseite 9a und der Niederdruckseite 9b des Bauteils 5 ein Durchbruch zur Bildung der Drosselstellte 6 (exemplarisch) durch Laserbohren hergestellt. Dabei erfolgt das Laserbohren gemäß Schritt 20 in dem gehärteten Werkstoff des Bauteils 5. Der Durchmesser der so erzeugten Drosselstelle 6 liegt bei etwa 100 Mikrometern. Anschließend erfolgt im Schritt 30 ein Nachbearbeiten der lasergebohrten Drosselstelle 6 durch ein hydroerosives Verrunden der Bauteiloberfläche, indem eine partikelbehaftete Flüssigkeit mit Hochdruck durch die lasergebohrte Drosselstelle 6 geleitet wird. Schließlich erfolgt im Schritt 40 eine elektrochemische Oberflächenbehandlung des Bauteils 5, um dieses zu entgraten. Zu diesem Zweck wird ein ECM-Entgraten am Bauteil 5 durchgeführt. The component 5 exists in this embodiment according to 2 from a rolling bearing steel, namely from the steel material 100Cr6 (1.3505). In a first process step 10 becomes the component 5 cured by heat treatment to form a bainitic structure. Subsequently, between the high pressure side 9a and the low pressure side 9b of the component 5 a breakthrough to the formation of Drosselstellte 6 (exemplary) produced by laser drilling. The laser drilling is done according to step 20 in the cured material of the component 5 , The diameter of the throttle point thus produced 6 is about 100 microns. Subsequently, in the step 30 a reworking of the laser drilled throttle point 6 by a hydroerosive rounding of the component surface, by passing a particle-laden liquid at high pressure through the laser drilled orifice 6 is directed. Finally, in the step 40 an electrochemical surface treatment of the component 5 to deburr this. For this purpose, an ECM deburring on the component 5 carried out.

In Ergebnis dieses Herstellungsverfahrens entsteht gemäß 3 ein Bauteil 5, welches an der Wandung der hierin durch Laserbohren eingebrachten Drosselstelle 6 eine Neuhärtezone D von lediglich etwa 1 Mikrometer aufweist. Dem schließt sich ein bainitisches Metallgefüge des Stahlmaterials B an.As a result of this manufacturing process arises according to 3 a component 5 which has a re-hardening zone D of only about 1 micrometer on the wall of the orifice 6 introduced therein by laser drilling. This is followed by a bainitic metal structure of the steel material B.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009001704 A1 [0003]DE 102009001704 A1 [0003]
  • WO 2010/060706 A1 [0004]WO 2010/060706 A1 [0004]

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung einer Drosselstelle (6; 7) in einem Bauteil (5), insbesondere in einem hydraulisch hochdruckbelasteten Ventilbauteil, umfassend die nachfolgenden Verfahrensschritte: a) Laserbohren eines Durchbruchs zwischen einer Hochdruckseite (9a) und einer Niederdruckseite (9b) des Bauteils (5) zur Bildung der Drosselstelle (6; 7), b) Nachbearbeiten der lasergebohrten Drosselstelle (6; 7) durch anschließendes hydroerosives Verrunden der Bauteiloberfläche.Method for producing a throttle point (6; 7) in a component (5), in particular in a hydraulically high-pressure-loaded valve component, comprising the following method steps: a) laser drilling a passage between a high-pressure side (9a) and a low-pressure side (9b) of the component (5) to form the throttle point (6; 7), b) reworking the laser drilled orifice (6, 7) by subsequent hydroerosive rounding of the component surface. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Laserbohren eine Drosselstelle (6; 7) im Bauteil (5) mit einem wirksamen Durchmesser im Bereich zwischen 50 bis 150 Mikrometern, vorzugsweise zwischen 70 bis 120 Mikrometern erzeugt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that by the laser drilling a throttle point (6; 7) in the component (5) having an effective diameter in the range between 50 to 150 microns, preferably between 70 to 120 microns is generated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) vor dem Schritt a) durch Wärmebehandlung gehärtet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the component (5) is hardened by heat treatment before step a). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) aus einem ferritischen Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,2 % besteht, das einer martensitischen Wärmebehandlung unterzogen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the component (5) consists of a ferritic steel with a carbon content of at least 0.2%, which is subjected to a martensitic heat treatment. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) aus ferritischem Stahl einer Materialgruppe hergestellt wird, umfassend die Stahlwerkstoffe: 16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147), C45R (1.1201), 50CrMo4 (1.7228).Method according to Claim 4 , characterized in that the component (5) is made of ferritic steel of a material group comprising the steel materials: 16MnCr5 (1.7131), 20MnCr5 (1.7147), C45R (1.1201), 50CrMo4 (1.7228). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) aus einem Wälzlagerstahl besteht, das einer bainitischen oder martensitischen Wärmebehandlung unterzogen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the component (5) consists of a bearing steel, which is subjected to a bainitic or martensitic heat treatment. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) aus Wälzlagerstahl einer Materialgruppe hergestellt wird, umfassend die Stahlwerkstoffe: 100Cr6 (1.3505), 11CrMo7 (1.3536).Method according to Claim 6 , characterized in that the component (5) is made of bearing steel of a material group comprising the steel materials: 100Cr6 (1.3505), 11CrMo7 (1.3536). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nach dem Schritt b) einer elektrochemischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the component is subjected to an electrochemical surface treatment after step b). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrochemische Oberflächenbehandlung ein ECM-Entgraten des Bauteils (5) durchgeführt wird.Method according to Claim 8 , characterized in that as an electrochemical surface treatment ECM deburring of the component (5) is performed. Bauteil (5) mit mindestens einer Drosselstelle (6; 7), hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9.Component (5) having at least one throttle point (6; 7), produced by a method according to one of the preceding Claims 1 to 9 , Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem hochdruckbelasteten Bauteil (5) nach Anspruch 10, welches insbesondere hülsen- oder scheibenförmig ausgebildet ist und die Drosselstelle (6; 7) beinhaltet.Fuel injector, in particular common rail injector, for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, with at least one high pressure loaded component (5) after Claim 10 which is formed in particular sleeve or disk-shaped and the throttle point (6, 7) includes. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass um die Drosselstelle (6; 7) des Bauteils (5) herum eine Neuhärtezone (D) mit einer Dicke von maximal 1 Mikrometer im Stahlmaterial (B) des Bauteils (5) ausgebildet ist.Fuel injector after Claim 11 , characterized in that around the throttle point (6; 7) of the component (5) around a Neuhärtezone (D) with a thickness of at most 1 micrometer in the steel material (B) of the component (5) is formed. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle (6; 7) als eine Ablaufdrossel und/oder eine Zulaufdrossel bezüglich eines ventilinternen Steuerraums (4) ausgebildet ist.Fuel injector after Claim 11 , characterized in that the throttle point (6, 7) as an outlet throttle and / or an inlet throttle with respect to a valve-internal control chamber (4) is formed.
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