DE3705805A1 - Method for the connection of an armature to a valve needle and fuel injection valve manufactured according to this method - Google Patents

Method for the connection of an armature to a valve needle and fuel injection valve manufactured according to this method

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DE3705805A1 DE19873705805 DE3705805A DE3705805A1 DE 3705805 A1 DE3705805 A1 DE 3705805A1 DE 19873705805 DE19873705805 DE 19873705805 DE 3705805 A DE3705805 A DE 3705805A DE 3705805 A1 DE3705805 A1 DE 3705805A1
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Abstract

A valve needle (9) extends with an insertion end (14) having two opposing flattened areas (17) into an armature (8) of a fuel injection valve. For connection to the insertion end (14), the armature (8) is formed so that it lies firmly against the said flattened areas (17). It is then cylindrically ground on its circumferential surface. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbin­ den eines Ankers aus Weicheisen mit einem Einsteckende einer Ventilnadel aus gehärtetem Material durch radiales Verformen des über das Einsteckende der Ventilnadel ge­ schobenen Ankers, insbesondere bei einem elektromagne­ tisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil für Ein­ spritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Weiterhin be­ trifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren herge­ stelltes Kraftstoffeinspritzventil.The invention relates to a method for connecting that of a soft iron anchor with a push-in end a valve needle made of hardened material by radial Deforming the ge over the insertion end of the valve needle pushed anchor, especially in an electromagnetic table-operated fuel injector for on spraying systems of internal combustion engines. Continue to be the invention applies to this method fuel injector.

Bei Kraftstoffeinspritzventilen ist es zweckmäßig, die Ventilnadel und den Anker als separate Bauteile auszu­ führen und diese nach dem Härten der Ventilnadel mitein­ ander zu verbinden, weil sich sonst durch das Härten die magnetischen Eigenschaften des Ankers verschlechtern würden. Zum Verbinden des Ankers mit der Ventilnadel ist es bekannt, das Ankerende durch Verstemmen, durch einen Ziehvorgang oder auch durch Pressen so zu verformen, daß es sich radial in eine Nut oder mehrere Nuten verformt und dadurch ein Preßsitz entsteht. Da die Ventilnadel bei Einspritzanlagen mit sehr hoher Frequenz das Ventil öffnen und schließen muß, darf auf keinen Fall zwischen Anker und Ventilnadel ein axiales Spiel auftreten. Ein solches Spiel würde sehr rasch das Kraftstoffeinspritz­ ventil funktionsunfähig machen. Bei den bisherigen Kraft­ stoffeinspritzventilen besteht jedoch immer die Gefahr, daß der radiale Preßsitz nicht ausreichend ist, um die Ventilnadel im Anker in axialer Richtung zuverlässig zu halten.For fuel injectors, it is appropriate to Valve needle and the armature as separate components and guide them after the valve needle has hardened other, because otherwise the hardening of the deteriorate magnetic properties of the armature would. To connect the armature to the valve needle it is known to caulk the anchor end by a To pull or deform by pressing so that  it deforms radially into one or more grooves and this creates a press fit. Because the valve needle the valve in injection systems with a very high frequency must open and close in no case between An axial play occurs for armature and valve needle. A such a game would very quickly fuel injection disable the valve. With the previous force however, there is always a risk of that the radial press fit is not sufficient to Reliable valve needle in the armature in the axial direction hold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach auszuführendes Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem ein axiales Spiel zwischen der Ven­ tilnadel und dem Anker möglichst zuverlässig vermieden werden kann. Weiterhin soll ein nach diesem Verfahren herstellbares Kraftstoffeinspritzventil geschaffen wer­ den.The invention has for its object a simple procedure to be carried out of the type mentioned at the beginning develop in which an axial play between the Ven tilnadel and the anchor avoided as reliably as possible can be. Furthermore, one should follow this procedure manufacturable fuel injector who created the.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die Ventilnadel vor dem Härten zumindest eine Abflachung am Einsteckende erhält, dann mit dem abge­ flachten Einsteckende in eine zylindrische Bohrung des Ankers geschoben, anschließend der Anker entsprechend der Form des Einsteckendes radial verformt und danach der Anker auf seiner Außenfläche spanabhebend in eine Rundform gebracht wird.The first-mentioned object is thereby ge triggers that the valve needle at least one before hardening Receives flattening at the insertion end, then with the abge flat insert into a cylindrical bore of the Anchor pushed, then the anchor accordingly radially deformed the shape of the insertion end and then the anchor on its outer surface cutting into one Round shape is brought.

Durch diese Verfahrensweise wird der Anker nicht nur in einem Bereich verformt, um in eine Nut oder Ausnehmung des Einsteckendes der Ventilnadel zu gelangen, vielmehr wird der Anker über einen sehr großen Bereich aus einer Zylinderform in eine eingedrückte Form gebracht. Dadurch liegt der Anker mit größerer radialer Kraft gegen das Einsteckende der Ventilnadel an, was einen besonders zu­ verlässigen Halt gewährleistet. By doing this, the anchor is not only in an area deformed to fit into a groove or recess to reach the insertion end of the valve needle, rather the anchor is made over a very large area Cylindrical shape brought into an indented shape. Thereby the anchor lies with greater radial force against that Inserting the valve needle on, which is a particular thing reliable hold guaranteed.  

Der Anker wird über seinen gesamten Umfang verformt, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfah­ rens das Einsteckende der Ventilnadel an zwei gegenüber­ liegenden Seiten mit jeweils einer Abflachung versehen wird.The anchor is deformed over its entire circumference, if according to an advantageous development of the process rens the insertion end of the valve needle on two opposite horizontal sides with a flattening becomes.

Zusätzlich zu dem sich durch die vorgenannten Maßnahmen ergebenden guten Kraftschluß läßt sich auch ein Form­ schluß erzielen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung die Abflachungen vom freien Ende des Einsteckendes in Richtung des Schließgliedes der Ventilnadel konvergieren und damit zunehmend in die Ventilnadel hineingeführt werden. Durch den konvergierenden Verlauf der Abflachun­ gen entstehen am Einsteckende zwei Haltekanten, gegen die das Material des Ankers nach dem Verformen anliegt, so daß der angestrebte Formschluß gegeben ist.In addition to that, the above measures the resultant good adhesion can also be a shape achieve conclusion if according to another training the flats from the free end of the insertion end in Converge towards the valve needle closing member and thus increasingly led into the valve needle will. Due to the converging course of the flattening At the insertion end there are two retaining edges, against the material of the anchor rests after being deformed, so that the desired form fit is given.

Die für den Anker wünschenswerte, zylindrische Form läßt sich leicht nach dem Verformen dadurch herstellen, daß er anschließend durch Schleifen spanabhebend bearbeitet wird.The cylindrical shape desirable for the anchor leaves can easily be produced after deforming in that he then machined by grinding becomes.

Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten elek­ tromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventils für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einsteckende inner­ halb des Ankers zumindest eine Abflachung hat und der Anker durch radiale Verformung gegen diese Abflachung gedrückt ist. Bei einem solchen Einspritzventil sitzt die Ventilnadel ganz besonders fest und zuverlässig im Anker. Weiterhin ist das Einspritzventil sehr kosten­ günstig herstellbar. The second task, namely the creation of a elec tromagnetically actuated fuel injector for injection systems of internal combustion engines is invented solved according to the fact that the insertion end inside half of the anchor has at least one flat and the Anchors due to radial deformation against this flattening is pressed. With such an injection valve sits the valve needle is particularly firm and reliable Anchor. Furthermore, the injector is very expensive cheap to manufacture.  

Die vorgenannten Vorteile sind im ganz besonders hohen Maße gegeben, wenn das Einsteckende zwei gegenüberliegen­ de Abflachungen hat.The aforementioned advantages are particularly high Dimensions given if the insertion end are opposite two de has flattening.

Ohne größeren Aufwand läßt sich zusätzlich zum Kraft­ schluß zwischen der Ventilnadel und dem Anker ein Form­ schluß erzielen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Abflachungen vom freien Ende des Ein­ steckendes in Richtung des Schließgliedes der Ventil­ nadel konvergieren und damit zunehmend in die Ventil­ nadel hinein geführt sind.In addition to strength, it can be done with little effort form between the valve needle and the armature achieve conclusion if according to a further embodiment of the invention, the flats from the free end of the one stuck in the direction of the closing element of the valve needle converge and thus increasingly into the valve are inserted into the needle.

Zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens und des dadurch hergestellten Kraftstoffeinspritz­ ventils wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genom­ men. Diese zeigt inTo further clarify the method according to the invention rens and the fuel injection produced thereby valve is referenced below to the drawing men. This shows in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsge­ mäß gestaltetes und nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren hergestelltes Kraftstoffein­ spritzventil, Fig. 1 a longitudinal section through an injection valve erfindungsge Mäss designed and manufactured according to the method erfindungsge MAESSEN Kraftstoffein,

Fig. 2 eine gegenüber der Fig. 1 vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereiches zwischen Ventilnadel und Anker des Kraft­ stoffeinspritzventils nach Fig. 1 vor dem Verformen des Ankers, Fig. 2 is a comparison with FIG. 1 enlarged sectional view of the connection area between the valve needle and the armature of the fuel injector of Fig. 1 prior to deformation of the armature,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Verbindungsbereich in Richtung des Pfeiles III in Fig. 3 mit aufgeschnittenem Anker vor dem Verformen des Ankers, Fig. 3 is a plan view of the connecting portion in the direction of arrow III in Fig. 3 with cutaway anchor before deformation of the armature,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Ventilnadel ent­ lang der Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 shows a cross section through the valve needle ent long the line IV-IV in Fig. 3.

Das als Ganzes in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritz­ ventil hat ein Ventilgehäuse 1, in dem ein Wickelkörper 2 mit einer Magnetwicklung 3 angeordnet ist. Durch den Wickelkörper 2 erstreckt sich ein mit einer Durchgangs­ bohrung 4 versehener Weicheisenkern 5, der mit seinem aus dem Ventilgehäuse 1 herausragenden Ende einen Einlaß­ stutzen 6 bildet.The fuel injection valve shown as a whole in FIG. 1 has a valve housing 1 in which a winding body 2 with a magnetic winding 3 is arranged. Through the bobbin 2 extends with a through hole 4 provided soft iron core 5 , which with its end protruding from the valve housing 1 forms an inlet 6 .

Der anderen Stirnseite des Weicheisenkerns 5 steht unter Bildung eines Luftspaltes 7 ein Anker 8 gegenüber, der an seiner dem Weicheisenkern 5 entgegengesetzten Seite mit einer koaxial sich erstreckenden Ventilnadel 9 ver­ bunden ist. Diese Ventilnadel 9 ragt in eine Bohrung 10 eines Düsenkörpers 11, der ebenfalls koaxial in dem Ven­ tilgehäuse 1 angeordnet ist. Das freie Ende der Ventil­ nadel 9 ist als Ventilschließglied 12 ausgebildet, wel­ ches einen Ventilsitz 13 zu öffnen oder zu schließen vermag und somit den Ventildurchgang steuert.The other end face of the soft iron core 5 is an armature 8 opposite to form an air gap 7 , which is on its opposite side of the soft iron core 5 with a coaxially extending valve needle 9 a related party. This valve needle 9 protrudes into a bore 10 of a nozzle body 11 , which is also arranged coaxially in the valve housing 1 Ven. The free end of the valve needle 9 is designed as a valve closing member 12 , which can open or close a valve seat 13 and thus controls the valve passage.

Die Fig. 1 läßt weiterhin erkennen, daß die Ventilnadel 9 mit einem Einsteckende 14 in eine Bohrung 15 des Ankers 8 greift. Die Verbindung zwischen dem Einsteck­ ende 14 und dem Anker 8 kommt dadurch zustande, daß das Einsteckende 14 eine spezielle Form aufweist und der Anker 8 nach dem Aufschieben entsprechend verformt wird, so daß er sich nicht mehr vom Einsteckende 14 lösen kann. Fig. 1 also shows that the valve needle 9 engages with an insertion end 14 in a bore 15 of the armature 8 . The connection between the insertion end 14 and the armature 8 comes about in that the insertion end 14 has a special shape and the anchor 8 is deformed accordingly after being pushed on, so that it can no longer be detached from the insertion end 14 .

Die genaue Gestaltung des Einsteckendes 14 ergibt sich aus den Fig. 2, 3 und 4. Die Fig. 4 zeigt, daß das Einsteckende 14 an zwei gegenüberliegenden Seiten je­ weils eine Abflachung 16, 17 aufweist. Diese Abflachun­ gen 16, 17 konvergieren zum Ventilschließglied 12 hin, was vor allem anhand der Fig. 3 zu erkennen ist. Durch diese Konvergenz entstehen zwei Haltekanten 18, 19.The exact design of the insertion end 14 results from FIGS. 2, 3 and 4. FIG. 4 shows that the insertion end 14 has a flattening 16 , 17 on two opposite sides. This flattening conditions 16 , 17 converge towards the valve closing member 12 , which can be seen above all from FIG. 3. This convergence creates two retaining edges 18 , 19 .

Zum Verbinden der Ventilnadel 9 mit dem Anker 8 wird die Ventilnadel 9 mit ihrem Einsteckende in den Anker 8 eingeschoben, was in den Fig. 2, 3 und 4 zu sehen ist. Anschließend verformt man den Anker 8 so weit, daß er sich gegen die Abflachungen 16, 17 anlegt. Dadurch ist die Ventilnadel 9 infolge der Konvergenz der Ab­ flachungen 16, 17 und der Haltekanten 18, 19 formschlüs­ sig im Anker 8 gehalten. Der Anker 8 hat nach dem Ver­ formen allerdings keine zylindrische Gestalt mehr. Diese ist durch einen sich anschließenden Schleifvorgang wieder zu erzeugen.To connect the valve needle 9 to the armature 8 , the valve needle 9 is inserted with its insertion end into the armature 8 , which can be seen in FIGS. 2, 3 and 4. The anchor 8 is then deformed to such an extent that it rests against the flats 16 , 17 . Characterized the valve needle 9 is due to the convergence of the Ab flachungen 16, 17 and the retaining edges 18, 19 sig formschlüs held in the armature. 8 The armature 8 has no cylindrical shape after Ver, however. This can be generated again by a subsequent grinding process.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verbinden eines Ankers aus Weicheisen mit einem Einsteckende einer Ventilnadel aus gehärtetem Material durch radiales Verformen des über das Einsteck­ ende der Ventilnadel geschobenen Ankers, insbesondere bei einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffein­ spritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschi­ nen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel vor dem Härten zumindest eine Abflachung am Einsteckende erhält, dann mit dem abgeflachten Einsteckende in eine zylin­ drische Bohrung des Ankers geschoben, anschließend der Anker entsprechend der Form des Einsteckendes radial verformt und danach der Anker auf seiner Außenfläche spanabhebend in eine Rundform gebracht wird.1. A method of connecting an armature made of soft iron with an insertion end of a valve needle made of hardened material by radially deforming the armature pushed over the insertion end of the valve needle, in particular with an electromagnetically actuated fuel injection valve for injection systems of internal combustion engines, characterized in that the valve needle is in front the hardening receives at least one flattening at the insertion end, then pushed with the flattened insertion end into a cylindrical bore of the anchor, then the anchor is radially deformed according to the shape of the insertion end and then the anchor is machined into a round shape on its outer surface. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende der Ventilnadel an zwei gegenüber­ liegenden Seiten mit jeweils einer Abflachung versehen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that that the insertion end of the valve needle on two opposite horizontal sides with a flattening becomes.   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen vom freien Ende des Einsteckendes in Richtung des Schließgliedes der Ventilnadel konver­ gieren und damit zunehmend in die Ventilnadel hineinge­ führt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the flats from the free end of the insertion end converge in the direction of the closing element of the valve needle yaw and thus increasingly get into the valve needle leads. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker nach dem radialen Verformen durch Schleifen spanabhebend bearbeitet wird.4. Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the anchor according to the radial deformation by grinding is processed. 5. Nach Anspruch 1 herstellbares, elektromagnetisch betä­ tigbares Kraftstoffeinspritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, eine feste Magnetwicklung tragenden Weicheisenkern und einem diesen gleichachsig unter Bildung eines Luftspaltes gegenüber­ stehenden Anker, der durch radiale Verformung mit einer Ventilnadel verbunden ist, wobei der Anker das Einsteck­ ende der Ventilnadel ringförmig umschließt und Werkstoff des Ankerendes durch einen Verformungsvorgang mit Vor­ spannung gegen das Einsteckende der Ventilnadel anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende (14) inner­ halb des Ankers (8) zumindest eine Abflachung (16, 17) hat und der Anker (8) durch radiale Verformung gegen diese Abflachung (16, 17) gedrückt ist.5. According to claim 1 producible, electromagnetically actuated fuel injection valve for injection systems of internal combustion engines with a valve housing, a arranged within the valve housing, a fixed magnet winding soft iron core and this coaxially forming an air gap opposite armature, which is connected by radial deformation to a valve needle is, the armature annularly encloses the insertion end of the valve needle and material of the armature end rests against the insertion end of the valve needle by a deformation process with pre-tension, characterized in that the insertion end ( 14 ) inside half of the armature ( 8 ) has at least one flattened portion ( 16 , 17 ) and the armature ( 8 ) is pressed against this flattening ( 16 , 17 ) by radial deformation. 6. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritz­ ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende (14) zwei gegenüberliegende Abflachungen (16, 17) hat. 6. Electromagnetically actuated fuel injection valve according to claim 5, characterized in that the insertion end ( 14 ) has two opposite flats ( 16 , 17 ). 7. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritz­ ventil nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abflachungen (16, 17) vom freien Ende des Einsteckendes (14) in Richtung des Schließgliedes (12) der Ventilnadel (9) konvergieren und damit zu­ nehmend in die Ventilnadel hinein geführt sind.7. Electromagnetically actuated fuel injection valve according to claims 5 or 6, characterized in that the flats ( 16 , 17 ) from the free end of the insertion end ( 14 ) in the direction of the closing member ( 12 ) of the valve needle ( 9 ) converge and thus to take are guided into the valve needle.
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EP0552416A1 (en) * 1992-01-18 1993-07-28 Binder Magnete GmbH Direct current electromagnetic actuator
WO1998002657A1 (en) * 1996-07-11 1998-01-22 Robert Bosch Gmbh Valve needle and method for producing a valve needle

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