EP0685643B1 - Needle valve for an electromagnetically controlled valve - Google Patents
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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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- 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
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- F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
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- 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
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.The invention is based on a valve needle for electromagnetically actuated valve according to the genus of Main claim. From DE-OS 32 44 290 is already one 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.
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.It is also from
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.From the documents JP 04-187863 A, DE 37 11 850 A1 and DE 39 33 331 A1 are already 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.
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.Furthermore, 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. In 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. When manufacturing the Valve needles with the so-called MIM process are therefore Slider tools necessary to form the transverse openings.
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.The 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. This is according to the invention achieved that the "valve sleeve section" just no sleeve represents more, but as a valve needle section between Solid armature section and valve closing member section is designed so that the tool for producing the Anchor section and valve needle section existing Actuating part can be constructed very simply, since none Cross slide tools necessary to create cross openings are. This completely eliminates the risk of Burr formation at the cross openings due to production existed so far. 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.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Ventilnadel möglich.By the measures listed in the dependent claims advantageous developments and improvements in Main claim specified valve needle possible.
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.It is particularly advantageous to have three or to provide four axial grooves, one of which Valve closing member section facing holding paragraph for a Interrupt the return spring and allow the passage of the Fuel.
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. It is also advantageous to use the injection point during manufacture of the actuating part on the Valve closing member section facing end face to be provided, since this when attaching the Valve closing section is covered by this and so that does not have to be removed. Rather, according to Welding the spherical valve closing member section the injection area on the valve needle section hermetically completed, so no negative effects from there can go out.
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.A particularly advantageous embodiment of the 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.
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.An embodiment of the invention is in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. 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
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.The example shown in Figure 1 Electromagnetically actuated valve in the form of a Injector for fuel injection systems from mixture-compression-ignition internal combustion engines one surrounded by a magnetic coil 1, as Fuel inlet port core 2. 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.
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.With a
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.In a concentric to the valve
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.The actuating
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. The magnet coil 1 is of at least one, for example
trained as a bracket, as a ferromagnetic element
serving guiding
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.That from the
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. An actuating
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.Figures 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
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.The
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.A further simplification results if the
Claims (6)
- Valve needle (34) for an electromagnetically actuable valve, in particular for an injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, which valve has a core (2), a magnet coil (1) and a fixed valve seat (22), with which cooperates the valve needle (34) consisting of an armature portion (36), of a valve-needle portion (38) and of a valve-closing member portion (46), the valve-needle portion (38) connecting the armature portion (36) to the valve-closing member portion (46), and there being formed inside the armature portion (36) a central inner recess (57), from which at least two axially running flow ducts (60) emanate, the valve-needle portion (38), in the form of a solidly produced part, constituting the inner boundary of the at least two flow ducts (60), characterized in that at least the armature portion (36) is produced in one piece together with the valve-needle portion (38) of the valve needle (34), and the inner recess (57) in the armature portion (36) has on its outer circumference at least two axial grooves (55), which run in alignment with the flow ducts (60) formed by the radial boundary of the valve-needle portion (38).
- Valve needle according to Claim 1, characterized in that at least the armature portion (36) is produced in one piece with the valve-needle portion (38) of the valve needle (34) by injection moulding and subsequent sintering by the metal injection moulding method.
- Valve needle according to Claim 1,
characterized in that the armature portion (36), valve-needle portion (38) and valve-closing member portion (46) of the valve needle (34) are produced in one piece by the metal injection moulding method. - Valve needle according to Claim 1 or 2, characterized in that the valve-closing member portion (46) is connected by means of a welded joint (48) to that end of the valve-needle portion (38) which faces away from the armature portion (36).
- Valve needle according to Claim 1, characterized in that an upstream end face (56) of the valve-needle portion (38) lies in that region of the axial extent of the armature portion (36) which constitutes that boundary of the recess (57) in the armature portion (36) which faces the valve-closing member portion (46).
- Valve needle according to Claim 2, characterized in that there is provided at the downstream end of the valve-needle portion (38) a depression (61), in which an injection point (62) for the injection moulding of the armature portion (36) and of the valve-needle portion (38) is located.
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