DE10351460A1 - Fuel injection device, and method for its production - Google Patents
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Abstract
Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung umfasst ein Gehäuse (22) sowie ein in dem Gehäuse (22) angeordnetes Ventilelement (30). Dieses kann eine Kraftstoff-Austrittsöffnung (28) von einem Hochdruckanschluss trennen oder mit diesem verbinden. Es weist einen Dichtbereich (44) auf, der zwischen zwei Wandflächen (38, 42), die einen Winkel < 180 DEG einschließen, gebildet ist. Der Dichtbereich (44) arbeitet mit einer gehäuseseitigen und ihm gegenüberliegenden Ventilsitzfläche (26) zusammen. Es wird vorgeschlagen, dass der Dichtbereich (44) gerundet ist.A fuel injection device comprises a housing (22) and a valve element (30) arranged in the housing (22). This may separate or connect a fuel exit port (28) from a high pressure port. It has a sealing area (44) which is formed between two wall surfaces (38, 42) which enclose an angle of <180 °. The sealing region (44) cooperates with a housing-side and opposite valve seat surface (26). It is proposed that the sealing area (44) is rounded.
Description
Die Erfindung betrifft zunächst eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse, und mit mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Ventilelement, welches mindestens eine Kraftstoff-Austrittsöffnung von einem Hochdruckanschluss trennen oder mit diesem verbinden kann und welches einen Dichtbereich aufweist, der zwischen zwei Wandflächen, die einen Winkel < 180° einschließen, gebildet ist und mit einer gehäuseseitigen und dem Dichtbereich in etwa gegenüberliegenden Ventilsitzfläche zusammenarbeitet.The Invention relates first a fuel injection device, especially for an internal combustion engine with direct fuel injection, with a Casing, and at least one valve element arranged in the housing, which at least one fuel outlet opening from a high pressure port can disconnect or connect to this and which a sealing area having formed between two wall surfaces which enclose an angle <180 ° is and with a housing-side and the sealing area in approximately opposite valve seat surface cooperates.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.The The invention further relates to a method for producing such Fuel injector.
Eine
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus
der
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung eine längere Lebensdauer bei noch besserer Dichtwirkung aufweist. Darüber hinaus soll ihre Fertigung insgesamt vereinfacht werden.The The present invention has the object of a fuel injection device and to develop a method of the type mentioned at the outset, that the fuel injector a longer one Life with even better sealing effect. Furthermore Their production should be simplified as a whole.
Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Dichtbereich gerundet ist.These Task is in a fuel injection device of the aforementioned Sort of solved by that the sealing area is rounded.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Dichtbereich so hergestellt wird, dass er gerundet ist.at a method of the type mentioned, the task is characterized solved, that the sealing area is made so that it is rounded.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung weist gegenüber herkömmlichen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen eine längere Lebensdauer auf, da der Verschleiß im Bereich des Ventilsitzes vermindert ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass die gegenüberliegende Ventilsitzfläche bei geschlossenem Ventilelement tangential an dem abgerundeten Dichtbereich anliegt, was zu einem besseren Gleiten des Ventilelements beim Schließen beziehungsweise beim Öffnen führt. Hierdurch "rutscht" insbesondere beim Schließen das Ventilelement leichter in den entsprechenden Ventilsitz am Gehäuse. Bereits hierdurch wird der Verschleiß vermindert.The Fuel injection device according to the invention points opposite usual Fuel injectors on a longer life, as the Wear in the Area of the valve seat is reduced. The reason is in that the opposite Valve seat with the valve element closed tangentially to the rounded sealing area is applied, resulting in a better sliding of the valve element during closing or opening. This "slips" especially when Shut down the valve element easier in the corresponding valve seat on the housing. Already This reduces the wear.
Unmittelbar nach der Herstellung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung liegt der abgerundete Dichtbereich linienhaft an der gegenüberliegenden Ventilsitzfläche an. Nach kurzer Betriebszeit ergibt sich durch die unvermeidbare Verformung einerseits am Dichtbereich und andererseits an der gegenüberliegenden Ventilsitzfläche aufgrund der vorhandenen Rundung ein zumindest ansatzweise flächiger Kontakt zwischen dem Ventilelement und der gegenüberliegenden Ventilsitzfläche, was zu einem "flächigen" Verschleiß führt, der insgesamt gegenüber herkömmlichen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen verringert ist.immediate after the manufacture of the fuel injection device is the rounded sealing area line on the opposite valve seat surface. After a short period of operation results from the inevitable deformation on the one hand on the sealing area and on the other hand on the opposite side Valve seat due to the existing rounding an at least partially planar contact between the valve member and the opposite valve seat surface, which leads to a "flat" wear, the overall opposite usual Fuel injectors is reduced.
Aufgrund der sich rasch einstellenden und bei geschlossenem Ventilelement wenigstens ansatzweise flächigen Kontaktierung zwischen dem Ventilelement und der Ventilsitzfläche ist es möglich, die so genannte Sitzwinkeldifferenz, also den Winkel, der zwischen den beiden zum Dichtbereich benachbarten oberen Wandflächen eingeschlossen wird, sehr groß zu machen. Dies vereinfacht die Fertigung und gestattet die Realisierung großer Durchmesser im Bereich der Einspritzenden des Ventilelements und des Gehäuses, ohne dass hierdurch ein größerer Verschleiß oder eine verringerte Dichtwirkung zu befürchten wäre.by virtue of the rapidly adjusting and with closed valve element at least partially flat Contacting between the valve element and the valve seat surface is it possible, the so-called seat angle difference, ie the angle between the enclosed with both adjacent to the sealing area upper wall surfaces becomes very big do. This simplifies the production and allows the realization greater Diameter in the region of the injection ends of the valve element and of the housing, without thereby a greater wear or a to fear reduced sealing effect would.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in subclaims.
Bei einer erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung wird vorgeschlagen, dass der Dichtbereich derart gerundet ist, dass die Wandflächen zu beiden Seiten des Dichtbereichs ohne Kante an den Dichtbereich anschließen. Es werden also jegliche Kanten in diesem Bereich des Ventilelements vermieden. Dies führt zu einem besonders geringen Verschleiß und einer langen Lebensdauer der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.at a fuel injection device according to the invention It is proposed that the sealing area is rounded in such a way that the wall surfaces on both sides of the sealing area without edge to the sealing area connect. So there are any edges in this area of the valve element avoided. this leads to For a particularly low wear and a long life the fuel injector.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Dichtbereicht mit einem Radius von ungefähr 0,1 bis 0,4 mm, stärker bevorzugt mit einem Radius von 0,15 bis 0,3 mm gerundet ist. Derartige Rundungen sind mit herkömmlichen Schleifmaschinen beziehungsweise Schleifeinrichtungen problemlos herstellbar, und sie führen in vollem Umfange zu den oben beschriebenen Vorteilen.It is particularly preferred if the Dichtbereicht with a radius of about 0.1 to 0.4 mm, more preferably with a radius of 0.15 to 0.3 mm is rounded. Such curves are easily produced by conventional grinding machines or grinding devices, and they lead to the full extent to the advantages described above.
Das Ventilelement kann ganz problemlos auch mehrere Dichtbereiche aufweisen, ohne dass dies bei der Herstellung zu wesentlichen Mehrkosten führt. Hier macht sich die erfindungsgemäße Tatsache, dass es während des anfänglichen Betriebs der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zu einer gleichmäßigen Abflachung am Dichtbereich kommt, besonders günstig bemerkbar, da hierdurch bereits nach kurzer Zeit alle Dichtbereiche ein gleichmäßig gutes Dichtverhalten zeigen.The Valve element can easily have multiple sealing areas, without this leading to significant additional costs during production. Here makes the fact according to the invention, that during it of the initial one Operation of the fuel injection device according to the invention a uniform flattening comes at the sealing area, particularly noticeable, since this already After a short time all sealing areas show a uniform good sealing behavior.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der mindestens eine Dichtbereich und die zu dem Dichtbereich benachbarten Wandflächen in einem Arbeitsgang mit einem einzigen, entsprechend profilierten Schleifwerkzeug bearbeitet werden. Hierdurch wird eine besonders preisgünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ermöglicht.A particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the at least one sealing area and the adjacent to the sealing area wall surfaces in one operation a single, appropriately profiled grinding tool can be edited. As a result, a particularly inexpensive production of the fuel injection device according to the invention allows.
Gegenüber herkömmlichen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen, bei denen die zu dem Dichtbereich benachbarten Wandflächen in separaten Schleifvorgängen bearbeitet werden, gestattet die erfindungsgemäße Maßnahme eine erhebliche Rationalisierung und auch einen Zeitgewinn bei der Fertigung. Eine derartige integrale Herstellung des Dichtbereichs und der benachbarten Wandflächen war bisher nicht möglich, da so die bisher erforderlichen scharfen Dichtkanten nicht realisiert werden konnten. Nur aufgrund der Tatsache, dass ein abgerundeter Dichtbereich ganz bewusst zugelassen wird, kann dieses besonders kostengünstige integrale Herstellverfahren gewählt werden.Compared to conventional Fuel injection devices, which are to the sealing area adjacent wall surfaces in separate grinding operations be processed, the inventive measure allows a considerable rationalization and also a time saving in production. Such an integral Production of the sealing area and the adjacent wall surfaces was so far not possible, since the previously required sharp sealing edges are not realized could become. Only due to the fact that a rounded sealing area Consciously admitted, this can be particularly cost-effective integral Manufacturing process selected become.
Gerade auch bei komplexen Geometrien, bei denen eine besonders hohe Herstellgenauigkeit (im Mikrometerbereich) erforderlich ist, kann diese hohe Genauigkeit realisiert werden, da es nicht mehr erforderlich ist, das Schleifwerkzeug wiederholt an den Rohling heranzufahren beziehungsweise wieder von diesem wegzubewegen. Ein einmaliges Heranbringen des Werkzeugs genügt. Des Weiteren wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren positiv aus, dass Toleranzen oder Ungenauigkeiten einer Abrichtanlage, mit welcher das Schleifwerkzeug immer wieder auf Maß gebracht wird, sich nur wenig auf die Genauigkeit der Maße an dem Ventilelement auswirken. Der Grund hierfür ist, dass sich zumindest die kleineren Fehler einer solchen Abrichtanlage auf alle hergestellten Flächen des Ventilelements in gleicher Weise übertragen. Dies resultiert wiederum daraus, dass die Abrichtanlage an das Schleifwerkzeug nur einmal heranbewegt wird und es dann die Kontur des Schleifwerkzeugs nach- beziehungsweise abfährt. Hierdurch ist ein durch die Ungenauigkeit der Abrichtanlage letztlich am Ventilelement hervorgerufener Fehler in allen bearbeiteten Bereichen des Ventilelements, also an allen Wandflächen und Dichtbereichen, gleich groß und hebt sich zumindest theoretisch relativ von einem Bereich des Ventilelements zum anderen vollständig auf.Just even with complex geometries, where a particularly high manufacturing accuracy (in the micrometer range) is required, this high accuracy be realized because it is no longer necessary, the grinding tool repeatedly approach the blank or again from this move away. A one-time bringing the tool is sufficient. Of Furthermore, it has a positive effect in the method according to the invention that Tolerances or inaccuracies of a dressing machine, with which The grinding tool is always brought to measure, only a little on the accuracy of the measurements affect the valve element. The reason for this is that at least the smaller errors of such a dressing machine on all manufactured surfaces transferred the valve element in the same way. This results again from the fact that the dressing machine to the grinding tool only once and then move it to the contour of the grinding tool. or leaves. hereby is due to the inaccuracy of the dressing system ultimately on the valve element caused error in all machined areas of the valve element, So on all wall surfaces and sealing areas, the same size and at least theoretically rises relative to a region of the valve element others completely on.
Dies ist besonders bei sehr geringen Sitzwinkeldifferenz vorteilhaft oder dann, wenn die vorgesehenen Spalte zwischen dem Ventilelement und dem Gehäuse sehr gering sind. Dadurch, dass die axiale Position des Dichtbereichs durch das Profil des Schleifwerkzeugs vorgegeben wird, ist auch die axiale Position des Ventilelements im Gehäuse in geschlossenem Zustand mit hoher Genauigkeit festgelegt und variiert von einem Exemplar einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zum anderen nur wenig. Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher das Ausmaß von Exemplarstreuungen vermindert.This is particularly advantageous for very small seat angle difference or if the provided gap between the valve element and the housing are very low. Thereby, that the axial position of the sealing area is given by the profile of the grinding tool is also the axial position of the valve element in the housing in the closed state set with high accuracy and varies from one copy a fuel injection device on the other hand, only a little. Thanks to the method according to the invention is therefore the Extent of Specimen discrepancies diminished.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.following become particularly preferred embodiments the present invention with reference to the accompanying Drawing closer explained.
In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
Eine
Brennkraftmaschine trägt
in
Wie
aus
In
die Ausnehmung
Der
konische Endabschnitt
Wie
besonders gut aus
Im
Betrieb herrscht im Ringraum
Unmittelbar
nach der Herstellung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
Wie
aus
Eine
alternative Ausführungsform
eines Ventilelements
Der
konische Endabschnitt
Eine
nochmals abgewandelte Ausführungsform
zeigt
Die
An
den oberen konischen Wandbereich
To the upper conical wall area
Claims (7)
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