EP1001863B1 - Verfahren zur herstellung eines ventilsitzkörpers für ein brennstoffeinspritzventil und brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines ventilsitzkörpers für ein brennstoffeinspritzventil und brennstoffeinspritzventil Download PDF

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EP1001863B1
EP1001863B1 EP98959704A EP98959704A EP1001863B1 EP 1001863 B1 EP1001863 B1 EP 1001863B1 EP 98959704 A EP98959704 A EP 98959704A EP 98959704 A EP98959704 A EP 98959704A EP 1001863 B1 EP1001863 B1 EP 1001863B1
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EP
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valve
region
seat
guide
valve seat
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Robert Bosch GmbH
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    • Y10T29/49405—Valve or choke making
    • Y10T29/49426—Valve or choke making including metal shaping and diverse operation

Definitions

  • the invention is based on a method of manufacture a valve seat body with a valve seat for a Fuel injection valve according to the preamble of claim 1 or from a fuel injector according to the preamble of claim 9. Such a procedure and one Valves are known from US 5 285 969 A.
  • Fuel injector known to the one Valve seat body and one of them upstream has disc-shaped guide body.
  • the guide body has an at least partially dome-shaped curved inner guide opening for a spherical Valve member.
  • the valve seat body and the guide body are separated from each other at their exact inner openings to be machined. This is also done with various processing tools in different setups.
  • the inventive method for producing a Valve seat body with a valve seat for a Fuel injector with the features of claim 1 has the advantage that in a simple manner Wise with little material, time and tools extremely precise both guide sections and a Valve seat area finely machined in a valve seat body become. It is particularly advantageous that only one only processing tool, namely a very precise one shaped so-called master ball, for fine machining of the different areas needed, which is also in ideally takes place at the same time.
  • the Guide sections from the outset in the axial direction and in Circumferential direction narrow and thus small area, so that they are optimally machined with the master ball can be. So be advantageous Concentricity achieved, as in known Cone / ball sealing seat arrangements with a comparatively small size Effort cannot be achieved.
  • the fuel injector according to the invention with the Features of claim 9 has the advantage that a valve seat body with a valve seat area and a management area is particularly simple and inexpensive can be finished, and this with an extremely high Quality in terms of concentricity and tightness.
  • guide sections in the Guide area from the outset in the axial direction and in Circumferential direction narrow and thus small area, so that this optimally with a master ball as Machining tool can be edited.
  • FIG. 1 shows it Fuel injector with a specially shaped, valve seat body produced according to the invention in section
  • Figure 2 shows the valve seat body with a so-called Master ball
  • Figure 3 is a plan view of the Valve seat body with one inside and with the Valve seat interacting spherical Valve closing body
  • Figure 4 is a plan view of only the Valve seat body with identification not to scale the points of contact of the valve closing body in Valve seat body.
  • FIG. 1 is an embodiment Electromagnetically actuated valve in the form of a Injector for fuel injection systems from mixture-compression-ignition internal combustion engines partially shown.
  • the valve has a tubular one Valve seat support 1, in the concentric to one Longitudinal valve axis 2, a longitudinal bore 3 is formed.
  • a longitudinal bore 3 is formed in the longitudinal bore 3 in the longitudinal bore 3 in the longitudinal bore 3 in the longitudinal bore 3 in the longitudinal bore 3 axially movable valve needle 6 arranged.
  • the valve is actuated electromagnetically in known way.
  • Die Valve needle 6 is made of armature 12, a spherical one Valve closing body 13 and one of these two items connecting connecting part 14 formed, the Connecting part 14 has a tubular shape.
  • the Return spring 8 is supported with its lower end on the upper end face of the connecting part 14.
  • the anchor 12 is with the valve closing body 13 facing away from the end of Connecting part 14 connected by a weld 15 and aligned with the core 11.
  • Valve closing body 13 with the end facing away from the armature 12 the connecting part 14 e.g. with a weld 16 tight connected.
  • the magnetic coil 10 surrounds the core 11, which end of the magnet coil 10 not enclosing one fuel inlet connector, the the Supply of the medium to be measured by means of the valve, here Fuel, serves, represents.
  • valve seat carrier 1 With the lower end of the core 11 and with the Valve seat carrier 1 is concentric with the valve longitudinal axis 2 tightly a tubular, metallic intermediate part 19 connected for example by welding.
  • Valve longitudinal axis 2 In the downstream end of the core 11 facing away from the core Valve seat support 1 is concentric with Valve longitudinal axis 2 extending longitudinal bore 3 cylindrical valve seat body 25 tight by welding assembled.
  • the valve seat body shaped according to the invention 25 faces the core 11 a fixed Valve seat area 26.
  • the solenoid 10 is of at least one, for example trained as a bracket, as a ferromagnetic element serving guide element 30 in the circumferential direction at least partially surrounded, the one end of the core 11th and with its other end on the valve seat support 1 is applied and with these e.g. by welding, soldering or one Adhesive connection is connected.
  • valve seat body 25 To guide the valve closing body 13 during the A guide area 31 serves for axial movement Through opening 32 of the valve seat body 25.
  • the Valve seat area 26 also represents an area of the Through opening 32 represents, for example, in downstream direction directly to the guide area 31 connects.
  • the valve closing body 13 Lower end face 33 facing away is the valve seat body 25 with e.g. Pot-shaped spray plate 34 concentrically and firmly connected.
  • the connection of Valve seat body 25 and spray orifice plate 34 takes place for example by a circumferential and dense, e.g. weld seam 45 formed by a laser this type of assembly is an unwanted risk Deformation of the spray disk 34 in the area of it at least one, for example four by eroding or Stamped molded spray openings 46 avoided.
  • the attachment of the Spray plate 34 on the valve seat body 25 take place before the fine machining of the valve seat body 25 is carried out will be described in more detail below.
  • the insertion depth of the valve seat body 25 and Spray plate 34 existing valve seat part in the Longitudinal bore 3 determines i.a. the adjustment of the stroke of the Valve needle 6, since the one end position of the valve needle 6 at non-excited solenoid 10 by the system of Valve closing body 13 fixed to the valve seat area 26 is.
  • the other end position of the valve needle 6 is at excited solenoid 10 for example by the system an upper end face 22 of the armature 12 on a lower one End face 35 of the core 11 set. The way between these two end positions of the valve needle 6 represents the stroke represents.
  • the spherical valve closing body 13 interacts with the surface tapering in the direction of the flow of the valve seat area 26 of the valve seat body 25 together.
  • the immediate valve seat can also be replaced by a opposite the frustoconical surface slightly raised and narrow ring seating area 26 ' be formed.
  • the ring seat area 26 ' projects in one in such cases about 50 to 100 ⁇ m over the valve seat area 26 out.
  • the guide area 31 has several Flow passages 27 on which a flow of the medium in Direction to valve seat 26, 26 'of valve seat body 25 enable.
  • valve seat body 25 is a single component shown together with a so-called master ball 130, those in the application of the invention Manufacturing process for fine machining as Machining tool is used.
  • Master ball 130 is, for example, on a rod-shaped, attached rotating tool holder body 129, which in comparable form e.g. known from DE-OS 196 02 068 is.
  • the passage opening 32 in the valve seat body 25 has several differently designed sections or Areas that connect axially to each other. The essential areas of the through opening 32 are a e.g.
  • Inflow area 47 a central opening area 48
  • the guide area 31 the Valve seat area 26 or ring seat area 26 'and a Exit area 49. While areas 47, 48, 26 and 26 'and 49 revolving uniformly over their circumference are formed, the guide area 31 is by a its scope alternating sequence of web-like Guide sections 51 and channel-like flow passages 27 marked.
  • This contour of the previously described inner through opening 32 and the otherwise largely cylindrical outer contour are in a known manner corresponding primary shaping and massive shaping (e.g. Cold forming, cold pressing; optionally hardening).
  • the very precisely manufactured and very hard Master ball 130 with an ideal spherical shape has one slightly larger diameter than the one with the later Valve seat 26, 26 'interacting valve closing body 13.
  • finishing the valve seat body 25 with the Master ball 130 is honing (ball honing) or Fine grinding or lapping, using fine-grain honing oils, Lapping or grinding pastes are used with which minimal material removal at the desired locations in the Valve seat body 25 can be achieved.
  • this Machining technology becomes the desired minimal curvature generated on the guide portions 51 that have a radius have, which corresponds to the radius of the master ball 130.
  • the guide sections 51 of very much in the axial direction and in the circumferential direction short and narrow, so that it fits perfectly with the master ball 130 can be edited.
  • the guide sections 51 ideally lie in viewed in the axial direction in the region of the spherical equator 52, 52 'of the master ball 130 or later arranged there Valve closing body 13, the guide portions 51 for example, seen minimally in the downstream direction in front of the spherical equator 52, 52 'following the opening area 48 kick off.
  • the ball equator 52 'of the valve closing body 13 is indicated in Figure 1.
  • the guide sections 51 extend in the axial direction of the valve seat area 26, 26 'turned so far that they are only a maximum of 150 ⁇ m the spherical equator 52 'of the valve closing body 13 at the Valve seat area 26, 26 'of valve closing body 13 protrude.
  • FIGS. 3 and 4 as top views of the valve seat body 25 to illustrate, it makes sense to have five guide sections 51 and five flow passages 27 in the guide area 31 to be provided alternately over the scope.
  • three Guide sections 51 should be present in any case.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzkörpers mit einem Ventilsitz für ein Brennstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. von einem Brennstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Ein solches Verfahren und ein solches Ventil sind aus US 5 285 969 A bekannt.
Aus der DE-OS 40 37 952 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilsitzkörper bekannt, der u.a. eine Führungsbohrung und einen Ventilsitz aufweist. Die Führungsbohrung dient der Führung einer axial beweglichen Ventilnadel, an der ein als Kugel ausgebildeter Ventilschließkörper vorgesehen ist. Diese Kugel wirkt mit dem sich in stromabwärtiger Richtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitz zusammen und bildet mit diesem ein Dichtsitzventil. In der stromaufwärts des Ventilsitzes liegenden Führungsbohrung wechseln sich über ihren Umfang Führungsabschnitte und Brennstoffkanäle ab. Bei einem solchen bekannten Ventilsitzkörper werden sowohl die Führungsabschnitte als auch der Ventilsitz mittels Schleifen nach dem Umformen (Massivumformen, Drehen) nachbearbeitet. Die zeitlich und werkzeugmäßig getrennt von der Bearbeitung des Ventilsitzes ablaufende Bearbeitung der Führungsabschnitte erfolgt dabei mittels relativ ungenauen Innenrundschleifen. Bei dem Innenrundschleifen wird ein Schleifstift in die Führungsbohrung eingebracht, mit dem unter Rotation die Führungsabschnitte bearbeitet werden. Auch der Ventilsitz wird mittels Schleifen feinbearbeitet, wobei je nach den Anforderungen noch eine zusätzliche Nachbearbeitung durch Honen erfolgen muß. Um eine hohe Rundlaufgenauigkeit bei optimalem Dichtverhalten zu erreichen, sind mehrere Bearbeitungswerkzeuge sowie zeitlich aufeinanderfolgende Feinbearbeitungsschritte nötig.
Bekannt ist z.B. aus der DE-OS 196 02 068 ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Ventilsitzflächen mit hoher Oberflächengüte an Ventilen, bei dem eine oben beschriebene Nachbearbeitung des Ventilsitzes mittels eines kugelförmigen Werkzeugkörpers vorgenommen wird. Dabei ist der kugelförmige Werkzeugkörper mit einem Durchmesser ausgebildet, der kleiner als der Querschnitt der Führungsöffnung im zu bearbeitenden Ventilsitzkörper ist, so daß nur die unmittelbare Ventilsitzfläche feinbearbeitet wird. Die Öffnungsweite der Führungsöffnung muß zwangsläufig größer sein als der Durchmesser des kugelförmigen Werkzeugs, da ansonsten das Werkzeug überhaupt nicht durch die axial recht lange Führungsöffnung bis zur Ventilsitzfläche in den Ventilsitzkörper eintauchen könnte. In einer solchen zylindrischen Führungsöffnung liegt außerdem für die Feinbearbeitung ein so großes Zerspanungsvolumen vor, daß ein kugelförmiger Werkzeugkörper für den Führungsbereich nicht einsetzbar ist.
Des weiteren ist bereits aus der DE-OS 195 37 382 ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen Ventilsitzkörper sowie einen davon stromaufwärts liegenden scheibenförmigen Führungskörper aufweist. Der Führungskörper besitzt dabei eine wenigstens teilweise kalottenförmig gewölbte innere Führungsöffnung für ein kugelförmiges Ventilglied. Der Ventilsitzkörper und der Führungskörper werden jeweils getrennt voneinander an ihren exakt herzustellenden inneren Öffnungen feinbearbeitet. Dies erfolgt ebenfalls mit verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen in unterschiedlichen Aufspannungen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzkörpers mit einem Ventilsitz für ein Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß in einfacher Art und Weise mit geringem Material-, Zeit- und Werkzeugaufwand äußerst exakt sowohl Führungsabschnitte als auch ein Ventilsitzbereich in einem Ventilsitzkörper feinbearbeitet werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß nur ein einziges Bearbeitungswerkzeug, nämlich eine sehr genau ausgeformte sogenannte Masterkugel, für die Feinbearbeitung der verschiedenen Bereiche benötigt wird, die zudem in idealer Weise zeitgleich erfolgt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Herstellverfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, zur Feinbearbeitung der Führungsabschnitte und des Ventilsitzes ein Kugelhonen bzw. Kugelfeinschleifen oder Kugelläppen anzuwenden. Mit diesen Verfahren sind minimale Materialabträge an den gewünschten Stellen im Ventilsitzkörper erzielbar, so daß verglichen mit bekannten Schleifverfahren nur sehr geringe Zerspanungsvolumina vorliegen, die sich durch die flächenmäßig sehr kleinen Führungsabschnitte ergeben.
Mit dieser Bearbeitungstechnologie werden gewünschte minimale Wölbungen an den Führungsabschnitten erzeugt, die einen Radius aufweisen, der dem Radius der Masterkugel entspricht. In vorteilhafter Weise sind die Führungsabschnitte von vornherein in axialer Richtung und in Umfangsrichtung schmal und damit kleinflächig ausgeführt, so daß diese optimal exakt mit der Masterkugel bearbeitet werden können. So werden in vorteilhafter Weise Rundlaufgenauigkeiten erreicht, wie sie bei bekannten Kegel/Kugel-Dichtsitzanordnungen mit vergleichbar geringem Aufwand nicht erzielbar sind.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des Anspruchs 9 hat den Vorteil, daß ein Ventilsitzkörper mit einem Ventilsitzbereich und einem Führungsbereich besonders einfach und kostengünstig feinbearbeitet werden kann, und dies mit einer extrem hohen Qualität bezüglich Rundlaufgenauigkeit und Dichtheit. In vorteilhafter Weise sind dazu Führungsabschnitte im Führungsbereich von vornherein in axialer Richtung und in Umfangsrichtung schmal und damit kleinflächig ausgeführt, so daß diese optimal exakt mit einer Masterkugel als Bearbeitungswerkzeug bearbeitet werden können.
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 einem speziell ausgeformten, erfindungsgemäß hergestellten Ventilsitzkörper im Schnitt, Figur 2 den Ventilsitzkörper mit einer sogenannten Masterkugel, Figur 3 eine Draufsicht auf den Ventilsitzkörper mit einem darin befindlichen und mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden kugelförmigen Ventilschließkörper und Figur 4 eine Draufsicht nur auf den Ventilsitzkörper mit nicht maßstäblicher Kenntlichmachung der Berührungsstellen des Ventilschließkörpers im Ventilsitzkörper.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisch betätigbares Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt. Das Ventil hat einen rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsbohrung 3 ausgebildet ist. In der Längsbohrung 3 ist eine axial bewegliche Ventilnadel 6 angeordnet.
Die elektromagnetische Betätigung des Ventils erfolgt in bekannter Weise. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 6 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 8 bzw. Schließen des Ventils dient ein nur teilweise dargestellter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Kern 11 und einem Anker 12. Die Ventilnadel 6 wird von dem Anker 12, einem kugelförmigen Ventilschließkörper 13 und einem diese beiden Einzelteile verbindenden Verbindungsteil 14 gebildet, wobei das Verbindungsteil 14 eine rohrförmige Gestalt aufweist. Die Rückstellfeder 8 stützt sich mit ihrem unteren Ende an der oberen Stirnfläche des Verbindungsteils 14 ab. Der Anker 12 ist mit dem dem Ventilschließkörper 13 abgewandten Ende des Verbindungsteils 14 durch eine Schweißnaht 15 verbunden und auf den Kern 11 ausgerichtet. Andererseits ist auch der Ventilschließkörper 13 mit dem dem Anker 12 abgewandten Ende des Verbindungsteils 14 z.B. mit einer Schweißnaht 16 fest verbunden. Die Magnetspule 10 umgibt den Kern 11, der das sich durch die Magnetspule 10 umschließende Ende eines nicht näher gekennzeichneten Brennstoffeinlaßstutzens, der der Zufuhr des mittels des Ventils zuzumessenden Mediums, hier Brennstoff, dient, darstellt.
Mit dem unteren Ende des Kerns 11 sowie mit dem Ventilsitzträger 1 ist konzentrisch zur Ventillängsachse 2 dicht ein rohrförmiges, metallenes Zwischenteil 19 beispielsweise durch Schweißen verbunden. In das stromabwärts liegende, dem Kern 11 abgewandte Ende des Ventilsitzträgers 1 ist in der konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Längsbohrung 3 ein zylinderförmiger Ventilsitzkörper 25 durch Schweißen dicht montiert. Der erfindungsgemäß ausgeformte Ventilsitzkörper 25 weist dem Kern 11 zugewandt einen festen Ventilsitzbereich 26 auf.
Die Magnetspule 10 ist von wenigstens einem beispielsweise als Bügel ausgebildeten, als ferromagnetisches Element dienenden Leitelement 30 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umgeben, das mit seinem einen Ende an dem Kern 11 und mit seinem anderen Ende an dem Ventilsitzträger 1 anliegt und mit diesen z.B. durch Schweißen, Löten oder eine Klebeverbindung verbunden ist.
Zur Führung des Ventilschließkörpers 13 während der Axialbewegung dient ein Führungsbereich 31 einer Durchgangsöffnung 32 des Ventilsitzkörpers 25. Der Ventilsitzbereich 26 stellt ebenfalls einen Bereich der Durchgangsöffnung 32 dar, der sich beispielsweise in stromabwärtiger Richtung unmittelbar an den Führungsbereich 31 anschließt. An seiner einen, dem Ventilschließkörper 13 abgewandten unteren Stirnseite 33 ist der Ventilsitzkörper 25 mit einer z.B. topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 34 konzentrisch und fest verbunden. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 25 und Spritzlochscheibe 34 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, z.B. mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht 45. Durch diese Art der Montage ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung der Spritzlochscheibe 34 im Bereich seiner wenigstens einen, beispielsweise vier durch Erodieren oder Stanzen ausgeformten Abspritzöffnungen 46 vermieden. In vorteilhafter Weise sollte die Befestigung der Spritzlochscheibe 34 am Ventilsitzkörper 25 erfolgen bevor die Feinbearbeitung des Ventilsitzkörpers 25 vorgenommen wird, die im folgenden noch näher beschrieben ist.
Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 25 und Spritzlochscheibe 34 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsbohrung 3 bestimmt u.a. die Einstellung des Hubs der Ventilnadel 6, da die eine Endstellung der Ventilnadel 6 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 13 am Ventilsitzbereich 26 festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 6 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage einer oberen Stirnseite 22 des Ankers 12 an einer unteren Stirnseite 35 des Kerns 11 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 6 stellt den Hub dar.
Der kugelförmige Ventilschließkörper 13 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Fläche des Ventilsitzbereiches 26 des Ventilsitzkörpers 25 zusammen. Der unmittelbare Ventilsitz kann auch durch einen gegenüber der kegelstumpfförmig ausgebildeten Fläche geringfügig erhabenen und schmalen Ringsitzbereich 26' gebildet werden. Der Ringsitzbereich 26' ragt in einem solchen Falle ca. 50 bis 100µm über den Ventilsitzbereich 26 hinaus. Der Führungsbereich 31 weist mehrere Strömungsdurchlässe 27 auf, die eine Strömung des Mediums in Richtung zum Ventilsitz 26, 26' des Ventilsitzkörpers 25 ermöglichen.
In der Figur 2 ist der Ventilsitzkörper 25 als Einzelbauteil zusammen mit einer sogenannten Masterkugel 130 dargestellt, die bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens zur Feinbearbeitung als Bearbeitungswerkzeug zum Einsatz kommt. Die Masterkugel 130 ist dabei beispielsweise an einem stangenförmigen, rotierenden Werkzeugaufnahmekörper 129 befestigt, der in vergleichbarer Form z.B. aus der DE-OS 196 02 068 bekannt ist. Die Durchgangsöffnung 32 im Ventilsitzkörper 25 weist mehrere verschiedenartig ausgebildete Abschnitte oder Bereiche auf, die sich axial aneinander anschließen. Die wesentlichen Bereiche der Durchgangsöffnung 32 sind dabei ein sich z.B. in stromabwärtiger Richtung verjüngender Einströmbereich 47, ein mittlerer Öffnungsbereich 48, der einen größeren Innendurchmesser besitzt als der Durchmesser des kugelförmigen Ventilschließkörpers 13 bzw. der Masterkugel 130, der Führungsbereich 31, der Ventilsitzbereich 26 bzw. Ringsitzbereich 26' sowie ein Austrittsbereich 49. Während die Bereiche 47, 48, 26 bzw. 26' und 49 über ihren Umfang gleichförmig umlaufend ausgebildet sind, ist der Führungsbereich 31 durch eine über seinen Umfang alternierende Abfolge von stegartigen Führungsabschnitten 51 und kanalartigen Strömungsdurchlässen 27 gekennzeichnet. Diese zuvor beschriebene Kontur der inneren Durchgangsöffnung 32 sowie die ansonsten weitgehend zylinderförmige Außenkontur werden in bekannter Weise durch entsprechendes Urformen und Massivumformen (z.B. Kaltverformung, Kaltpressen; optional Härten) erzeugt.
Die abschließende Feinbearbeitung des Ventilsitzbereiches 26 sowie der Führungsabschnitte 51 im Führungsbereich 31 wird erfindungsgemäß mit der Masterkugel 130 gleichzeitig vorgenommen. Die sehr exakt fertigbare und sehr harte Masterkugel 130 mit einer idealen Kugelform hat dabei einen geringfügig größeren Durchmesser als der später mit dem Ventilsitz 26, 26' zusammenwirkende Ventilschließkörper 13. Bei der Feinbearbeitung des Ventilsitzkörpers 25 mit der Masterkugel 130 handelt es sich um Honen (Kugelhonen) bzw. Feinschleifen oder Läppen, wobei feinstkörnige Honöle, Läppasten oder Schleifpasten zum Einsatz kommen, mit denen minimale Materialabträge an den gewünschten Stellen im Ventilsitzkörper 25 erzielbar sind. Mit dieser Bearbeitungstechnologie werden gewünschte minimale Wölbungen an den Führungsabschnitten 51 erzeugt, die einen Radius aufweisen, der dem Radius der Masterkugel 130 entspricht. In vorteilhafter Weise sind die Führungsabschnitte 51 von vornherein in axialer Richtung und in Umfangsrichtung sehr kurz und schmal ausgeführt, so daß diese optimal exakt mit der Masterkugel 130 bearbeitet werden können.
Die Führungsabschnitte 51 liegen dabei in idealer Weise in axialer Richtung betrachtet im Bereich des Kugeläquators 52, 52' der Masterkugel 130 bzw. des später dort angeordneten Ventilschließkörpers 13, wobei die Führungsabschnitte 51 beispielsweise in stromabwärtiger Richtung gesehen minimal vor dem Kugeläquator 52, 52' dem Öffnungsbereich 48 folgend beginnen. Der Kugeläquator 52' des Ventilschließkörpers 13 ist in Figur 1 angegeben. Die Führungsabschnitte 51 erstrecken sich in axialer Richtung dem Ventilsitzbereich 26, 26' abgewandt so weit, daß sie nur maximal 150µm über den Kugeläquator 52' des Ventilschließkörpers 13 bei an dem Ventilsitzbereich 26, 26' anliegendem Ventilschließkörper 13 ragen. Zwischen den einzelnen Führungsabschnitten 51 erstrecken sich Strömungsdurchlässe 27, die einen jeweiligen radial äußeren Durchlaßgrund 54 z.B. mit dem Radius des Öffnungsbereichs 48 als Fortsetzung dessen haben. Wie die Figuren 3 und 4 als Draufsichten auf den Ventilsitzkörper 25 verdeutlichen, ist es sinnvoll, fünf Führungsabschnitte 51 und fünf Strömungsdurchlässe 27 im Führungsbereich 31 abwechselnd über den Umfang vorzusehen. Jedoch sind auch anderszahlige Ausführungen denkbar, wobei drei Führungsabschnitte 51 auf jeden Fall vorhanden sein sollen. Die Draufsicht auf den Ventilsitzkörper 25 in der Figur 4 soll vor allen Dingen die Berührungsstellen des hier nicht gezeigten Ventilschließkörpers 13 im Bereich des Ventilsitzes 26, 26' bzw. an den Führungsabschnitten 51 im Ventilsitzkörper 25 verdeutlichen, wobei mit den verwendeten Schwärzungen keine maßstäbliche Kenntlichmachung vorliegt.
Mit Hilfe der sehr exakt geformten Masterkugel 130 erfolgt also die gleichzeitige Feinbearbeitung der Dicht- und Führungsfunktionen ausübenden Bereiche 26, 26', 51 des Ventilsitzkörpers 25. Bei der Anwendung des Kugelhonens bzw. des Feinschleifens oder des Läppens mit der Masterkugel 130 werden die unmittelbare Dichtfläche, im in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel also der geringfügig erhabene Ringsitzbereich 26', sowie die Führungsabschnitte 51 exakt der Form der Masterkugel 130 bzw. des minimal kleineren Ventilschließkörpers 13 angepaßt. In die axial sehr kurzen Führungsabschnitte 51 wird dabei mit der Masterkugel 130 deren Wölbung übertragen, so daß letztlich geringfügig gewölbte Führungsabschnitte 51 am dem Ventilsitzbereich 26 abgewandten Ende des Führungsbereichs 31 vorliegen. Mit der oben beschriebenen Bearbeitungstechnologie werden in vorteilhafter Weise Rundlaufgenauigkeiten erreicht, wie sie bei bekannten Kegel/Kugel-Dichtsitzanordnungen mit vergleichbar geringem Aufwand nicht erzielbar sind. Dieses Bearbeitungsverfahren gewährleistet fast ideale Rundheiten im Ventilsitzbereich 26 mit Abweichungen (Rundheitstoleranzen) von nur 0,5µm oder weniger.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Ventilsitzkörpers mit einem Ventilsitz für ein Brennstoffeinspritzventil mit den Verfahrensschritten
    Herstellen eines eine zylinderförmige Außenkontur aufweisenden Ventilsitzkörpers (25),
    Einbringen einer Durchgangsöffnung (32) im Inneren des Ventilsitzkörpers (25) wenigstens mit einem Einström- oder Öffnungsbereich (47, 48), einem Führungsbereich (31) und einem Ventilsitzbereich (26, 26'),
    Ausformen des Ventilsitzbereichs (26) als kegelstumpfförmigen Abschnitt der Durchgangsöffnung (32),
    Ausformen des Führungsbereichs (31) mit über dessen Umfang abwechselnd angeordneten stegartigen Führungsabschnitten (51) und kanalartigen Strömungsdurchlässen (27), gekennzeichnet durch gleichzeitige Feinbearbeitung aller Führungsabschnitte (51) und des Ventilsitzbereichs (26, 26') mittels einer ein Bearbeitungswerkzeug darstellenden Masterkugel (130).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitung mit Hilfe der Masterkugel (130) mittels Kugelhonen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitung mit Hilfe der Masterkugel (130) mittels Feinschleifen erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinbearbeitung mit Hilfe der Masterkugel (130) mittels Läppen erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masterkugel (130) einen Durchmesser hat, der geringfügig größer ist als der Durchmesser eines später mit dem Ventilsitzbereich (26, 26') zusammenwirkenden kugelförmigen Ventilschließkörpers (13).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem kegelstumpfförmigen Ventilsitzbereich (26) ein erhabener Ringsitzbereich (26') angeformt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsitzbereich (26') zwischen 50 und 100µm erhaben gegenüber dem Ventilsitzbereich (26) ausgebildet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Führungsabschnitte (51) mit der Masterkugel (130) deren Wölbung übertragen wird, so daß letztlich geringfügig gewölbte Führungsabschnitte (51) am dem Ventilsitzbereich (26) abgewandten Ende des Führungsbereichs (31) vorliegen.
  9. Brennstoffeinspritzventil mit einer Ventillängsachse (2), mit einem Aktor (10, 11, 12), mit dem eine Ventilnadel (6) axial bewegbar ist, wobei die Ventilnadel (6) wenigstens einen kugelförmigen Ventilschließkörper (13) umfaßt, und mit einem Ventilsitzkörper (25), der eine Durchgangsöffnung (32) im Inneren besitzt, wobei die Durchgangsöffnung (32) in stromabwärtiger Richtung wenigstens einen Einström- oder Öffnungsbereich (47, 48), einen Führungsbereich (31) und einen Ventilsitzbereich (26, 26') aufweist, und der Ventilschließkörper (13) mit dem Ventilsitzbereich (26, 26') zusammenwirkt, wobei der Führungsbereich (31) mehrere in Umfangsrichtung durch Strömungsdurchlässe (27) unterbrochene Führungsabschnitte (51) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsabschnitte (51) sich in axialer Richtung dem Ventilsitzbereich (26, 26') abgewandt so weit erstrecken, daß sie nur maximal 150µm über den Kugeläquator (52') des Ventilschließkörpers (13) bei an dem Ventilsitzbereich (26, 26') anliegendem Ventilschließkörper (13) ragen.
  10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsabschnitte (51) eine geringe Wölbung mit einem Radius aufweisen, der weitgehend dem Radius des Ventilschließkörpers (13) entspricht.
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