EP0685643B1 - Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil - Google Patents

Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil Download PDF

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EP0685643B1
EP0685643B1 EP95105247A EP95105247A EP0685643B1 EP 0685643 B1 EP0685643 B1 EP 0685643B1 EP 95105247 A EP95105247 A EP 95105247A EP 95105247 A EP95105247 A EP 95105247A EP 0685643 B1 EP0685643 B1 EP 0685643B1
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EP
European Patent Office
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valve
needle
section
armature
closing member
Prior art date
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EP95105247A
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EP0685643A3 (de
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Bernhard Dipl.-Ing. Just
Ferdinand Dipl.-Ing. Reiter (Ba)
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0685643A3 publication Critical patent/EP0685643A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8046—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly the manufacture involving injection moulding, e.g. of plastic or metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S239/00—Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
    • Y10S239/90—Electromagnetically actuated fuel injector having ball and seat type valve

Definitions

  • the invention is based on a valve needle for electromagnetically actuated valve according to the genus of Main claim.
  • a Valve needle for an electromagnetically actuated valve known from an anchor section, a Valve closing member section and one with the armature section tubular connecting the valve closing member portion Valve sleeve section exists.
  • the individual sections represent separately manufactured individual parts that can only be connected with each other using joining processes.
  • valve needle for a Electromagnetically actuated valve known from a Anchor section, a valve closing member section and one the armature section with the valve closing member section connecting valve sleeve section.
  • the Anchor section is at one end of the valve sleeve section by means of a first welded joint and the Valve closing section with the other end of the Valve sleeve section by means of a second Welded joint connected.
  • To manufacture the valve needle So two welding operations are required a relatively complex and expensive manufacture of Guide the valve needle.
  • valve needles for electromagnetically actuated Valves are known in which a valve needle stem by application a joining process is firmly connected to an anchor.
  • the Valve needles are all constructed in such a way that an annular Anchor with an internal through hole on an upper end of the Valve needle shaft is pressed. In at least one area the valve needle stem lies through grooves, bores or others Formations spaced from the anchor, so that at least one Flow channel is formed by the armature.
  • DE 42 30 376 C discloses a Valve needle for an electromagnetically actuated valve from a one-piece, from an anchor section and one Valve sleeve section existing tubular Actuating part by injection molding and subsequent Sintering using the metal injection molding (MIM) process to manufacture. Then the actuator is by means of a welded joint with a Valve closure member section connected.
  • MIM metal injection molding
  • the anchor section and Valve sleeve section is a continuous inner Longitudinal opening provided in the fuel towards Valve closing section can flow, which is then close to the Valve closing member section through transverse openings from the Valve sleeve section emerges.
  • valve needle according to the invention with the In contrast, features of claim 1 have the advantage that they are particularly simple and inexpensive and Way is producible.
  • At least two axially Flow channels inside the anchor section provide for an unimpeded flow of fuel towards the Valve seat.
  • the one emerging from the flow channels Fuel can be on the outer periphery of the valve needle section flow along without diversions.
  • valve needle arises if it with the anchor section, the Valve needle section and the valve closing member section as a molded part according to the metal injection molding process is made.
  • FIG. 1 shows it Fuel injection valve with an inventive 2 shows a top view of the valve needle, 3 shows a section along the line III-III in FIG and FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG 2nd
  • the solenoid 1 with a bobbin 3 is z. B. with a Plastic extrusion 5 provided, at the same time a electrical connector 6 is molded.
  • a tubular, metal intermediate part 12 for example by welding connected and partially overlaps the core end 10 axially.
  • the intermediate part 12 is at its core 2 facing away End provided with a lower cylinder section 18, the overlaps a tubular nozzle carrier 19 and with this for example, is tightly connected by welding.
  • a cylindrical valve seat body 21 tightly assembled by welding.
  • the valve seat body 21 has a fixed valve seat 22 facing the magnet coil 1 on, downstream of which in the valve seat body 21 z.
  • B. two Spray openings 23 are formed. Downstream of the Spray openings 23, the valve seat body 21 has itself widening in the shape of a truncated cone in the direction of flow Conditioning hole 24.
  • stepped flow bore 25 of the core 2 is for Setting the spring force of a return spring 26 a tubular adjusting bush 27 pressed.
  • the press-in depth the adjusting bush 27 into the flow bore 25 of the core 2 determines the spring force of the return spring 26 and influences thus also the dynamic, during the opening and the Closing stroke of the valve delivered amount of fuel.
  • the actuating part 32 is part of a valve needle 34 and consists itself of a core 2 facing and with the Core 2 and the magnetic coil 1 interacting Anchor section 36 and a valve seat body 21 facing, massively trained Valve needle section 38. Together with an am downstream end of valve needle portion 38 arranged, e.g. spherical valve closing member section 46, the actuating part 32 forms the valve needle 34 spherical valve closing member section 46 is present for example by means of one obtained by laser welding Welded connection 48 with the actuating part 32 and tightly connected.
  • valve needle section 38 of the actuator 32 at its downstream end facing away from the holding heel 30 an end face, e.g. conical or spherical dome-shaped formed contact surface 49.
  • the valve needle section 38 and valve closure member portion 46 typically have a smaller diameter than the anchor portion 36.
  • the for example spherical valve closure member section 46 has z. B. four circular flats 50 on the flow of fuel towards the Lighten the valve seat 22 of the valve seat body 21. Based of Figures 2 to 4, the actuating part 32 is below explained in more detail.
  • the magnet coil 1 is of at least one, for example trained as a bracket, as a ferromagnetic element serving guiding element 40 at least partially surround the with one end on core 2 and the other End rests on the nozzle holder 19 and z. B. is connected by welding or soldering. Part of the Valve is enclosed by a plastic casing 41, starting from the core 2 in the axial direction over the Solenoid 1 with connector 6 and the at least one Guide element 40 extends.
  • the already known and also as metal injection molding (MIM) designated process includes the production of molded parts from a metal powder with a binder, e.g. B. one Plastic binders, for example on conventional ones Plastic injection molding machines and the subsequent removal of the binder and sintering the remaining Metal powder structure.
  • MIM metal injection molding
  • the composition of the metal powder can easily be optimal magnetic Properties of the anchor section 36 and Valve needle section 38 existing actuator 32 or of the valve closing member section 46 can be matched.
  • FIG. 1 illustrated embodiment An actuating part 32 according to that in FIG. 1 illustrated embodiment is also in the Figures 2 to 4 shown.
  • Figure 2 shows one Top view of the actuator 32 or Anchor section 36 from an upstream core 2 facing end face 53.
  • This top view is good to recognize that the axially opposite the end face 53rd deeper and a smaller diameter than that End face 53 having retaining heel 30 for supporting the Return spring 26 by, for example, three or four axially, thus extending in the direction of the valve longitudinal axis 11
  • Axialnuten 55 is interrupted.
  • the return spring 26 is located consequently only on the ring between the axial grooves 55 remaining areas of the holding heel 30.
  • the Axial grooves 55 extend over the entire remaining one Length of the anchor portion 36 and serve the from the Flow bore 25 of the core 2 coming fuel to flow freely to the valve seat 22.
  • FIG. 3 and 4 are representations of sections along of lines III-III and IV-IV in FIG. 2, with FIG. 3 shows a section through the massive material from Holding paragraph 30 starting in the axial direction of the Anchor section 36 runs, and Figure 4 shows a section illustrated by two axial grooves 55 in the armature section 36.
  • a central inner pocket hole-like recess 57 extends for example with the same diameter like the massive valve needle section 38 from the holding shoulder 30 starting in the anchor section 36 downstream to one of the Contact surface 49 opposite end face 56 of the Valve needle section 38 and stands with the axial grooves 55 directly in connection.
  • the valve needle section 38 protrudes partially into the anchor portion 36, i.e. H.
  • the upstream end face facing the holding shoulder 30 56 of the valve needle section 38 lies further upstream as one on the outer contour of the actuating part 32 resulting paragraph 58 of anchor portion 36 to Valve needle section 38 at which the axial grooves 55 end.
  • the Axial grooves 55 in their lower section, namely exactly from the end face 56 of the Valve needle section 38 no longer represents grooves, but through the complete material enclosure is in alignment subsequent axial flow channels 60.
  • the fuel emerges from the flow channels 60 in the region of the shoulder 58 at least partially as a wall film of the valve needle section 38 because the inner boundary of each flow channel 60 is given by the valve needle portion 38.
  • the injection point 62 at the Injection molding of the actuator 32 may be provided so that he at the downstream end of the actuator 32 in one Well 61 lies.
  • the Valve closing member section 46 Before attaching the Valve closing member section 46 must then namely not be removed, reducing costs is guaranteed. Rather, after welding the spherical valve closure member portion 46 on the Contact surface 49 of the actuating part 32, the recess 61 hermetically sealed with the injection point 62, so that this area has no negative effects.
  • the MIM method is even easier to use if instead of the already known tubular actuation parts Actuating parts 32 according to the invention with a solid Valve needle section 38 are made. The bringing in of transverse openings in the area of the valve needle section 38 is completely eliminated.
  • Valve needle 34 with anchor section 36, valve needle section 38 and valve closing member portion 46 as a molded part the metal injection molding process. In order to there is no welding of the valve closing element section 46 on the valve needle section 38.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 32 44 290 ist bereits eine Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, die aus einem Ankerabschnitt, einem Ventilschließgliedabschnitt und einem den Ankerabschnitt mit dem Ventilschließgliedabschnitt verbindenden rohrförmigen Ventilhülsenabschnitt besteht. Die einzelnen Abschnitte stellen getrennt voneinander gefertigte Einzelteile dar, die erst mit Fügeverfahren miteinander verbunden werden.
Es ist auch aus der DE 40 08 675 A eine Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil bekannt, die aus einem Ankerabschnitt, einem Ventilschließgliedabschnitt und einem den Ankerabschnitt mit dem Ventilschließgliedabschnitt verbindenden Ventilhülsenabschnitt besteht. Der Ankerabschnitt ist mit einem Ende des Ventilhülsenabschnitts mittels einer ersten Schweißverbindung und der Ventilschließgliedabschnitt mit dem anderen Ende des Ventilhülsenabschnitts mittels einer zweiten Schweißverbindung verbunden. Zur Herstellung der Ventilnadel sind also zwei Schweißarbeitsgänge erforderlich, die zu einer relativ aufwendigen und teuren Fertigung der Ventilnadel führen.
Aus den Schriften JP 04-187863 A, DE 37 11 850 A1 und DE 39 33 331 A1 sind bereits Ventilnadeln für elektromagnetisch betätigbare Ventile bekannt, bei denen ein Ventilnadelschaft durch Anwendung eines Fügeverfahrens fest mit einem Anker verbunden ist. Die Ventilnadeln sind allesamt derart aufgebaut, daß ein ringförmiger Anker mit einer inneren Durchgangsöffnung auf ein oberes Ende des Ventilnadelschaftes aufgepreßt ist. In wenigstens einem Bereich liegt der Ventilnadelschaft durch Nuten, Bohrungen oder andere Ausformungen vom Anker beabstandet vor, so daß wenigstens ein Strömungskanal durch den Anker gebildet ist.
Des weiteren ist aus der DE 42 30 376 C bekannt, eine Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil aus einem einteiligen, aus einem Ankerabschnitt und einem Ventilhülsenabschnitt bestehenden rohrförmigen Betätigungsteil durch Spritzgießen und anschließendes Sintern nach dem Metal-Injection-Molding-Verfahren (MIM) herzustellen. Anschließend wird das Betätigungsteil mittels einer Schweißverbindung mit einem Ventilschließgliedabschnitt verbunden. Im Ankerabschnitt und Ventilhülsenabschnitt ist dabei eine durchgehende innere Längsöffnung vorgesehen, in der Brennstoff in Richtung zum Ventilschließgliedabschnitt strömen kann, der dann nahe des Ventilschließgliedabschnittes durch Queröffnungen aus dem Ventilhülsenabschnitt austritt. Bei der Fertigung der Ventilnadel mit dem sogenannten MIM-Verfahren sind also Schieberwerkzeuge nötig, um die Queröffnungen auszubilden.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Ventilnadel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise herstellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der "Ventilhülsenabschnitt" gerade keine Hülse mehr darstellt, sondern als Ventilnadelabschnitt zwischen Ankerabschnitt und Ventilschließgliedabschnitt massiv ausgebildet ist, so daß das Werkzeug zur Herstellung des aus Ankerabschnitt und Ventilnadelabschnitt bestehenden Betätigungsteils sehr einfach aufgebaut sein kann, da keine Querschieberwerkzeuge zur Erzeugung von Queröffnungen nötig sind. Damit entfällt vollständig die Gefahr einer Gratbildung, die fertigungsbedingt an den Queröffnungen bisher bestand. Wenigstens zwei axial verlaufende Strömungskanäle im Inneren des Ankerabschnitts sorgen für ein ungehindertes Strömen des Brennstoffs in Richtung des Ventilsitzes. Der aus den Strömungskanälen austretende Brennstoff kann am äußeren Umfang des Ventilnadelabschnitts ohne Umlenkungen entlang strömen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Ventilnadel möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, im Ankerabschnitt drei oder vier Axialnuten vorzusehen, die einen dem Ventilschließgliedabschnitt abgewandten Halteabsatz für eine Rückstellfeder unterbrechen und für den Durchtritt des Brennstoffs sorgen.
Vorteilhaft ist es zudem, den Anspritzpunkt beim Fertigen des Betätigungsteils an dessen dem Ventilschließgliedabschnitt zugewandter Stirnseite vorzusehen, da dieser beim Anbringen des Ventilschließgliedabschnitts von diesem überdeckt wird und damit nicht entfernt werden muß. Vielmehr ist nach dem Anschweißen des kugelförmigen Ventilschließgliedabschnitts der Anspritzbereich am Ventilnadelabschnitt hermetisch abgeschlossen, so daß keine negativen Wirkungen von dort ausgehen können.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Ventilnadel ergibt sich dann, wenn sie mit dem Ankerabschnitt, dem Ventilnadelabschnitt und dem Ventilschließgliedabschnitt als ein Formteil nach dem Metal-Injection-Molding-Verfahren hergestellt ist.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Brennstoffeinspritzventil mit einer erfindungsgemäßen Ventilnadel, Figur 2 eine Draufsicht auf die Ventilnadel, Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 2 und Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Brennstoffeinlaßstutzen dienenden Kern 2. Die Magnetspule 1 mit einem Spulenkörper 3 ist z. B. mit einer Kunststoffumspritzung 5 versehen, wobei zugleich ein elektrischer Anschlußstecker 6 mitangespritzt ist.
Mit einem unteren Kernende 10 des Kerns 2 ist konzentrisch zu einer Ventillängsachse 11 dicht ein rohrförmiges, metallenes Zwischenteil 12 beispielsweise durch Schweißen verbunden und übergreift das Kernende 10 teilweise axial. Das Zwischenteil 12 ist an seinem dem Kern 2 abgewandten Ende mit einem unteren Zylinderabschnitt 18 versehen, der einen rohrförmigen Düsenträger 19 übergreift und mit diesem beispielsweise durch Schweißen dicht verbunden ist. In das stromabwärts liegende Ende des Düsenträgers 19 ist in einer konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufenden Durchgangsbohrung 20 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 21 durch Schweißen dicht montiert. Der Ventilsitzkörper 21 weist der Magnetspule 1 zugewandt einen festen Ventilsitz 22 auf, stromabwärts dessen im Ventilsitzkörper 21 z. B. zwei Abspritzöffnungen 23 ausgebildet sind. Stromabwärts der Abspritzöffnungen 23 hat der Ventilsitzkörper 21 eine sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig erweiternde Aufbereitungsbohrung 24.
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 verlaufende abgestufte Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 ist zur Einstellung der Federkraft einer Rückstellfeder 26 eine rohrförmige Einstellbuchse 27 eingepreßt. Die Einpreßtiefe der Einstellbuchse 27 in die Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 bestimmt die Federkraft der Rückstellfeder 26 und beeinflußt damit auch die dynamische, während des Öffnungs- und des Schließhubes des Ventils abgegebene Brennstoffmenge. Mit ihrem der Einstellbuchse 27 abgewandten Ende stützt sich die Rückstellfeder 26 an einem Halteabsatz 30 eines konzentrisch zu der Ventillängsachse 11 angeordneten Betätigungsteils 32 ab, während die Rückstellfeder 26 mit ihrem anderen Ende an einer unteren Stirnfläche 28 der Einstellbuchse 27 anliegt.
Das Betätigungsteil 32 ist Teil einer Ventilnadel 34 und besteht selbst aus einem dem Kern 2 zugewandten und mit dem Kern 2 sowie der Magnetspule 1 zusammenwirkenden Ankerabschnitt 36 und einem sich dem Ventilsitzkörper 21 zugewandt erstreckenden massiv ausgebildeten Ventilnadelabschnitt 38. Zusammen mit einem am stromabwärtigen Ende des Ventilnadelabschnitts 38 angeordneten, z.B. kugelförmigen Ventilschließgliedabschnitt 46 bildet das Betätigungsteil 32 die Ventilnadel 34. Der kugelförmige Ventilschließgliedabschnitt 46 ist dabei beispielsweise mittels einer durch Laserschweißen erzielten Schweißverbindung 48 mit dem Betätigungsteil 32 fest und dicht verbunden. Um eine möglichst gute Verbindung und eine exakte Zentrierung des kugelförmigen Ventilschließgliedabschnitts 46 gegenüber dem Betätigungsteil 32 zu erzielen, hat der Ventilnadelabschnitt 38 des Betätigungsteils 32 an seinem stromabwärtigen Ende dem Halteabsatz 30 abgewandt eine stirnseitige, z.B. konische oder der Kugelform angepaßte kalottenförmig ausgebildete Anlagefläche 49. Der Ventilnadelabschnitt 38 und der Ventilschließgliedabschnitt 46 haben in der Regel einen geringeren Durchmesser als der Ankerabschnitt 36. Der beispielsweise kugelförmige Ventilschließgliedabschnitt 46 weist an seinem Umfang z. B. vier kreisförmige Abflachungen 50 auf, die das Strömen des Brennstoffs in Richtung des Ventilsitzes 22 des Ventilsitzkörpers 21 erleichtern. Anhand der Figuren 2 bis 4 wird das Betätigungsteil 32 nachfolgend näher erläutert.
Die Magnetspule 1 ist von wenigstens einem, beispielsweise als Bügel ausgebildeten, als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 40 wenigstens teilweise umgeben, das mit seinem einen Ende an dem Kern 2 und mit seinem anderen Ende an dem Düsenträger 19 anliegt und mit diesen z. B. durch Schweißen oder Löten verbunden ist. Ein Teil des Ventils ist von einer Kunststoffummantelung 41 umschlossen, die sich vom Kern 2 ausgehend in axialer Richtung über die Magnetspule 1 mit Anschlußstecker 6 und das wenigstens eine Leitelement 40 erstreckt.
Das aus dem Ankerabschnitt 36 und dem Ventilnadelabschnitt 38 bestehende Betätigungsteil 32 und gegebenenfalls auch der Ventilschließgliedabschnitt 46 der Ventilnadel 34 sind durch Spritzgießen und anschließendes Sintern hergestellt. Das bereits bekannte und auch als Metal-Injection-Molding (MIM) bezeichnete Verfahren umfaßt die Herstellung von Formteilen aus einem Metallpulver mit einem Bindemittel, z. B. einem Kunststoffbindemittel, beispielsweise auf konventionellen Kunststoffspritzgießmaschinen und das nachfolgende Entfernen des Bindemittels und Sintern des verbleibenden Metallpulvergerüsts. Die Zusammensetzung des Metallpulvers kann dabei auf einfache Weise auf optimale magnetische Eigenschaften des aus Ankerabschnitt 36 und Ventilnadelabschnitt 38 bestehenden Betätigungsteils 32 oder des Ventilschließgliedabschnittes 46 abgestimmt werden.
Ein Betätigungsteil 32 gemäß dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls in den Figuren 2 bis 4 gezeigt. Die Figur 2 zeigt dabei eine Draufsicht auf das Betätigungsteil 32 bzw. den Ankerabschnitt 36 von einer stromaufwärtigen, dem Kern 2 zugewandten Stirnseite 53 aus. In dieser Draufsicht ist gut zu erkennen, daß der axial gegenüber der Stirnseite 53 tiefer liegende und einen geringeren Durchmesser als die Stirnseite 53 aufweisende Halteabsatz 30 zum Abstützen der Rückstellfeder 26 durch beispielsweise drei oder vier axial, also in Richtung der Ventillängsachse 11 verlaufende Axialnuten 55 unterbrochen ist. Die Rückstellfeder 26 liegt demzufolge nur an den zwischen den Axialnuten 55 ringförmig verbleibenden Bereichen des Halteabsatzes 30 an. Die Axialnuten 55 erstrecken sich über die gesamte verbleibende Länge des Ankerabschnitts 36 und dienen dazu, den aus der Strömungsbohrung 25 des Kerns 2 kommenden Brennstoff ungehindert in Richtung zum Ventilsitz 22 strömen zu lassen.
Die Figuren 3 und 4 sind Darstellungen von Schnitten entlang der Linien III-III bzw. IV-IV in Figur 2, wobei die Figur 3 einen Schnitt zeigt, der durch das massive Material vom Halteabsatz 30 ausgehend in axialer Richtung des Ankerabschnitts 36 verläuft, und die Figur 4 einen Schnitt durch zwei Axialnuten 55 im Ankerabschnitt 36 verdeutlicht. Eine zentrale innere, sacklochähnliche Ausnehmung 57 erstreckt sich beispielsweise mit dem gleichen Durchmesser wie der massive Ventilnadelabschnitt 38 vom Halteabsatz 30 ausgehend im Ankerabschnitt 36 stromabwärts bis zu einer der Anlagefläche 49 gegenüberliegenden Stirnfläche 56 des Ventilnadelabschnitts 38 und steht mit den Axialnuten 55 direkt in Verbindung. Der Ventilnadelabschnitt 38 ragt dabei teilweise in den Ankerabschnitt 36 hinein, d. h. die stromaufwärtige, dem Halteabsatz 30 zugewandte Stirnfläche 56 des Ventilnadelabschnitts 38 liegt weiter stromaufwärts als ein sich an der äußeren Kontur des Betätigungsteils 32 ergebender Absatz 58 von Ankerabschnitt 36 zu Ventilnadelabschnitt 38, an dem die Axialnuten 55 enden. Die Axialnuten 55 stellen jedoch in ihrem unteren Abschnitt, nämlich genau ab der Stirnfläche 56 des Ventilnadelabschnitts 38 keine Nuten mehr dar, sondern durch die vollständige Materialumschließung sich fluchtend anschließende, axiale Strömungskanäle 60. Der Brennstoff tritt im Bereich des Absatzes 58 aus den Strömungskanälen 60 zumindest teilweise als Wandfilm des Ventilnadelabschnitts 38 aus, da die innere Begrenzung jedes Strömungskanals 60 durch den Ventilnadelabschnitt 38 gegeben ist.
In vorteilhafter Weise kann der Anspritzpunkt 62 beim Spritzgießen des Betätigungsteils 32 so vorgesehen sein, daß er am stromabwärtigen Ende des Betätigungsteils 32 in einer Vertiefung 61 liegt. Vor dem Anbringen des Ventilschließgliedabschnitts 46 muß dieser nämlich dann nicht entfernt werden, womit eine Kostenreduzierung garantiert ist. Vielmehr ist nach dem Anschweißen des kugelförmigen Ventilschließgliedabschnitts 46 an der Anlagefläche 49 des Betätigungsteils 32 die Vertiefung 61 mit dem Anspritzpunkt 62 hermetisch abgeschlossen, so daß keine negativen Auswirkungen von diesem Bereich ausgehen. Das MIM-Verfahren läßt sich noch einfacher anwenden, wenn anstelle bereits bekannter rohrförmiger Betätigungsteile die erfindungsgemäßen Betätigungsteile 32 mit einem massiven Ventilnadelabschnitt 38 hergestellt werden. Das Einbringen von Queröffnungen im Bereich des Ventilnadelabschnitts 38 entfällt nämlich vollständig.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich dann, wenn die Ventilnadel 34 mit Ankerabschnitt 36, Ventilnadelabschnitt 38 und Ventilschließgliedabschnitt 46 als ein Formteil nach dem Metal-Injection-Molding-Verfahren hergestellt ist. Damit entfällt ein Verschweißen des Ventilschließgliedabschnitts 46 am Ventilnadelabschnitt 38.

Claims (6)

  1. Ventilnadel (34) für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere für ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, das einen Kern (2), eine Magnetspule (1) und einen festen Ventilsitz (22) hat, mit dem die aus einem Ankerabschnitt (36), einem Ventilnadelabschnitt (38) und einem Ventilschließgliedabschnitt (46) bestehende Ventilnadel (34) zusammenwirkt, wobei der Ventilnadelabschnitt (38) den Ankerabschnitt (36) mit dem Ventilschließgliedabschnitt (46) verbindet und im Inneren des Ankerabschnitts (36) eine zentrale innere Ausnehmung (57) ausgebildet ist, von der aus mindestens zwei axial verlaufende Strömungskanäle (60) ausgehen, wobei der Ventilnadelabschnitt (38) als massiv ausgebildetes Teil die innere Begrenzung der wenigstens zwei Strömungskanäle (60) darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Ankerabschnitt (36) zusammen mit dem Ventilnadelabschnitt (38) der Ventilnadel (34) einteilig ausgeführt sind und die innere Ausnehmung (57) im Ankerabschnitt (36) an ihrem Außenumfang wenigstens zwei Axialnuten (55) aufweist, die fluchtend zu den durch die radiale Begrenzung des Ventilnadelabschnitts (38) gebildeten Strömungskanälen (60) verlaufen.
  2. Ventilnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Ankerabschnitt (36) mit dem Ventilnadelabschnitt (38) der Ventilnadel (34) einteilig durch Spritzgießen und anschließendes Sintern nach dem Metal-Injection-Molding-Verfahren hergestellt sind.
  3. Ventilnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ankerabschnitt (36), Ventilnadelabschnitt (38) und Ventilschließgliedabschnitt (46) der Ventilnadel (34) als ein Teil nach dem Metal-Injection-Molding-Verfahren hergestellt sind.
  4. Ventilnadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließgliedabschnitt (46) mittels einer Schweißverbindung (48) mit dem dem Ankerabschnitt (36) abgewandten Ende des Ventilnadelabschnitts (38) verbunden ist.
  5. Ventilnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromaufwärtige Stirnfläche (56) des Ventilnadelabschnitts (38) im axialen Erstreckungsbereich des Ankerabschnitts (36) liegt, die die dem Ventilschließgliedabschnitt (46) zugewandte Begrenzung der Ausnehmung (57) im Ankerabschnitt (36) darstellt.
  6. Ventilnadel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am stromabwärtigen Ende des Ventilnadelabschnitts (38) eine Vertiefung (61) vorgesehen ist, in der ein Anspritzpunkt (62) zum Spritzgießen des Ankerabschnitts (36) und des Ventilnadelabschnitts (38) liegt.
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