JP2000517025A - 噴射弁の孔付きディスクの製法及び噴射弁の孔付きディスク並びに噴射弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 孔付きディスク（２１）の本発明の製法においては、まず金属性の薄膜（３５）を準備し、次いで、薄膜（３５）に開口幾何学形状（２７）及び補助開口（４９，５０）を設け、次いで、個々の薄膜（３５）をセンタリングして重ね合わせ、次いで、接合法を使用して薄膜（３５）を結合し、これによって多数の円形プレート（５３）を備えた孔付きディスクバンド（３９）を形成し、次いで、孔付きディスク（２１）もしくは円形プレート（５３）を個別化する。このように製作された孔付きディスク（２１）は、混合気圧縮・外部点火式内燃機関において使用される燃料噴射弁に使用するのに適している。

Description

【発明の詳細な説明】 噴射弁の孔付きディスクの製法及び 噴射弁の孔付きディスク並びに噴射弁 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項もしくは第２項もしくは第３項の上位概念に記載 の形式の噴射弁の孔付きディスクの製法、請求の範囲第１５項もしくは第１７項 の上位概念に記載の形式の噴射弁の孔付きディスク、及び、請求の範囲第２０項 の上位概念に記載の形式の噴射弁に関する。 アメリカ合衆国特許第４８５４０２４号明細書から既に、薄い金属性の素材を 使用した、燃料噴射弁用の複流・孔付きプレートの製法が公知である。前記素材 内には、打抜き加工により孔が設けられ、この孔はリプレス又はエンボス又はス タンプ加工によって再処理される。次いで、円形の孔付きプレートが孔を中心に 素材から打ち抜かれ、これによって、孔付きプレートが個別化される。更に、ア メリカ合衆国特許第４８５４０２４号及び第４９２３１６９号明細書から、この ように製作された前記孔付きプレートの最大２つを燃料噴射弁においてサンドイ ッチ状に使用することが、公知である。このような孔付きプレートの互いに無関 係に設けられる両薄板層は、互いに重なり合って、弁 座体と必ず設けられる支持リングとの間に締め付けられる。つまり、このような ２層の孔付きプレートの各個々の薄板層は、完全に別個に製作されるので、多層 の孔付きプレートは噴射弁に直接組み込んだ状態で初めて形成される。支持リン グは、最終的に縁曲げ加工又は別の接合法によって弁座支持体に固定されねばな らない。それというのも、支持リングによるだけでは依然として孔付きプレート を固定できないからである。 更にアメリカ合衆国特許第５５７０８４１号明細書から、燃料噴射弁において 使用される複数の層を有する別の孔付きディスクが公知である。孔付きディスク の２つ又は４つの層は、ステンレス鋼又は珪素から同様に別個に製作されかつ開 口幾何学形状として通路及び開口を有していて、これら通路及び開口は、浸食、 電気化学的な遊離、エッチング、精密打抜き又はミクロ加工によって成形される 。この場合、弁座から最も離れて設けられる層は常に、貫流媒体に旋流成分をか ける開口幾何学形状を有している。互いに無関係に製作される層は、直接噴射弁 において初めて多層のサンドイッチ状の孔付きデイスクを形成する。それという のも、個々の層が互いに積み重ねられて弁座体と支持ディスクとの間に締め付け られるからである。 同様に、アメリカ合衆国特許第５４８４１０８号明細書から、適当な金属、例 えばステンレス鋼の２つ又 は３つの薄い層を有する、燃料噴射弁用の孔付きディスクエレメントが公知であ る。この場合にも、孔付きディスクエレメントの層は、矢張り互いに別個に製作 され、この場合前記層は、層がサンドイッチ状に互いに重なり合って開口幾何学 形状の領域で少なくとも１つの中空室を成すチャンバを形成できるように、成形 されている。前述した公知例と同じ形式で、孔付きディスクエレメントの個々の 層は弁座体と支持体との間に締め付けられる。 更に、アメリカ合衆国特許第５３５０１１９号明細書から既に、コーティング された孔付きディスクエレメントを有する燃料噴射弁が公知である。孔付きディ スクエレメントは、モリブデンのような抵抗力を有する金属の金属ストリップ及 びこれに載置する、銅のような軟質金属の被覆から形成されている。弁座支持体 の縁曲げ加工によって孔付きディスクエレメントの平らな層が弁座体に保持され る。 発明の利点 請求の範囲第１項もしくは第２項もしくは第３項の特徴部分に記載の特徴を有 する孔付きディスクの本発明による製法の利点は、このような製法の適用によっ て、金属から成る極めて効果的な多層の孔付きディスクを簡単な形式で大個数で 安価に製作できる（ライン製造）ということにある。特に有利には、後で孔付き ディスクを成す薄板層もしくは個々の薄膜（薄板フォ イル又はフィルム）の位置を補助開口によって特に簡単かつ安価に関連付けるこ とができるので、極めて高い製作確実性が得られる。有利には薄膜の位置の関連 付けを光学的な走査及びイメージ評価によって自動的に行うことができる。多層 の孔付きディスクを製作するために設けられる機械及び自動装置には、材料、薄 板厚さ、所望の開口幾何学形状及び別のパラメータをその都度の使用ケースを考 慮して理想的に適合することができる。 薄膜が別の処理のために薄膜ストリップ又は薄膜カーペットとして準備される と、特に有利である。 別の請求項に記載の方法によって、請求の範囲第１項もしくは第２項もしくは 第３項に記載の製法の改良が得られる。 有利には薄膜はロール巻き形式で準備される。それというのも、このようにし て製作ラインにおける最良のスペース利用が可能であるからである。 特に有利には、薄膜の薄膜縁部には等間隔をおいて補助開口が設けられていて 、この補助開口内には、個々の薄膜を位置的に正確に重ね合わせるために、セン タリング装置が係合できる。更に、薄膜に三日月形状の補助開口が設けられ、こ の補助開口の内側制限部が、孔付きディスク素材を成す薄膜から解離される円形 プレートの直径を規定すると、極めて有利である。補助開口は、端部で先細に形 成されていてかつそれぞれ 次の補助開口から極めて狭幅なウエブを介してのみ仕切られている。次いで行わ れる打抜き、深絞り又はカップ押出し成形によってウエブが裂断され、これによ って、円形プレートもしくは孔付きディスクが孔付きディスクバンドから個別化 される。 円形プレート内部又は外部で複数の薄膜を結合するための選択的に使用される 接合法として、理想的にはあらゆる異なる使用形態で溶接、ろう接又は接着が適 用される。 円形プレートの個別化及びコップ状の孔付きディスクへの円形プレートの縁曲 げ加工は同一加工ステップで深絞り工具で行われる。 請求の範囲第１５項もしくは第１７項の特徴部分に記載の特徴を有する本発明 による孔付きディスクの利点は、噴射弁における極めて簡単かつ安価な取付け及 び極めて簡単な製作性にある。多層の孔付きディスクの本発明の構成によって、 個々の層相互の滑落が完全に回避される。このような孔付きディスクはその多層 の構成にも拘わらず、自体極めて安定的でかつ簡単な操作で固定できる。有利に は、孔付きディスクのベース部分から折り曲げられる保持縁部は溶接シームを介 して弁座体に固定するのに適する。支持ディスク又は支持リングのような支持体 は、孔付きディスクを固定する場合に不要である。 その他の請求項に記載の構成によって、請求の範囲 第１５項もしくは第１７項に記載の孔付きディスクの有利な改良が得られる。 請求項２０の特徴部分に記載の特徴を有する本発明による噴射弁の利点は簡単 な形式で、付加エネルギを使用せずに噴射媒体の一様な微細噴霧を行うことがで きるということにあり、この場合、特に高い噴霧特性及びその都度の要求に適合 した噴流形成が得られる。このことは有利には、弁座の下流側に配置された孔付 きディスクが媒体、特に燃料を完全に軸方向に通過させるための開口幾何学形状 を有していることによって、達成され、この開口幾何学形状は、定置の弁座を取 り囲む弁座体によって制限されている。これによって、弁座体も孔付きディスク における流れに影響を及ぼす機能を担う。特に有利には、燃料の噴霧改善のため に流れのＳ字状のねじれ（又は右回りねじれ）が得られる。それというのも、弁 座体は下側の端面で孔付きディスクの噴射開口を覆うからである。 弁座体及び孔付きディスクの幾何学配置によって得られる流れのＳ字状のねじ れによって、高い噴霧質を有する奇抜な噴流形状が形成される。孔付きディスク は、対応して構成された弁座体と関連して１つ、２つ及び複数の噴流のために、 方形、三角形、十字形、楕円形のような無数の変化形で噴流横断面を形成できる 。このような奇抜な噴流形状は、所定の幾何学形状、例えば内燃機関の種々の吸 込み管横断面への最良の正 確な適合を可能にする。更に、与えられた横断面に形状を適合した利用の利点は 、均一に分配された排ガスを減少する混合気調製及び吸込み管壁における排ガス 有害成分を含む壁フィルム堆積の回避にある。従って、このような噴射弁によっ て、内燃機関の排ガスエミッションが減少されかつ同様に燃料消費量が減少され る。 その他の請求項に記載の構成によって、請求項２０に記載の噴射弁の有利な改 良が得られる。 更に本発明による噴射弁の極めて有利な利点として、極めて簡単な形式で噴流 形成バリエーションが得られるということにある。 図面 次に図示の実施例につき本発明を説明する。 第１図は、本発明により製作された第１の孔付きディスクを有する噴射弁を部 分的に図示した図、第２図は、ステーションＡ乃至Ｅで孔付きディスクを製作す る際の及びステーションＦ及びＧで噴射弁に孔付きディスクを固定する際の方法 経過の原理図を示した図、第３図は、３層の孔付きディスクを製作するための薄 膜ストリップの実施例図、第４図は、多数の重ね合わされる薄膜ストリップを有 する孔付きディスクバンドを示す図、第５図及び第６図は、加工すべき孔付きデ ィスクバンドと共に深絞り工具を示した図、第６ａ図は、深絞り工具の第２実施 例図、第７図は、弁座体に 固定された深絞り成形された孔付きディスクの第１実施例図、第８図は、弁座体 に固定された深絞り成形された孔付きディスクの第２実施例図、第９図は、弁座 体に固定された深絞り成形された孔付きディスクの第３実施例図、第１０図は、 別の孔付きディスクの平面図、第１０ａ図、第１０ｂ図及び第１０ｃ図は、第１ ０図の孔付きディスクの個々の薄板層を示す図、第１１図は、第１０図ＸＩ−Ｘ Ｉ線に沿った断面図、第１２図は、弁座体に固定された深絞り成形された（２層 の）孔付きディスクの第４実施例図、第１３図は、種々の開口幾何学形状を明瞭 に示した、孔付きディスクの第１の中央領域を示す図、第１４図は、種々の開口 幾何学形状を明瞭に示した、孔付きディスクの第２の中央領域を示す図、第１５ 図は、種々の開口幾何学形状を明瞭に示した、孔付きディスクの第３の中央領域 を示す図である。 実施例の説明 第１図では、本発明により製作された孔付きディスクを使用するための実施例 として、混合気圧縮・外部点火式の内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁としての 弁を部分的に図示している。噴射弁は、弁長手軸線２に対して同心的に長手開口 ３を形成されている管状の弁座支持体１を有している。長手開口３内には、例え ば管状の弁ニードル５が配置されていて、この弁ニードルは、下流側の端部６で 例えば球形状の弁閉鎖体７ に結合されていて、弁閉鎖体の周面には、燃料を通流させるために例えば５つの 平面加工部８が設けられている。 噴射弁の操作は、公知の形式で例えば電磁式に行われる。弁ニードルを軸方向 に移動させるためにひいては戻しばね（図示せず）のばね力に抗して噴射弁を開 閉するために、磁気コイル１０、アーマチュア１１及びコア１２を有する概略的 に図示された電磁回路が用いられる。アーマチュア１１は、弁ニードル５の、弁 閉鎖体７とは反対側の端部に例えばレーザにより製作された溶接シームによって 結合されていてかつコア１２に整合している。 軸方向運動中に弁閉鎖体７をガイドするために、弁座体１６のガイド孔１５が 用いられる。弁座支持体１の、コア１２とは反対側の下流側に位置する端部にお いて、弁座長手軸線に対して同心的に延びる長手開口３内に例えば円筒状の弁座 体１６が溶接により密に取り付けられている。弁座体１６は、弁閉鎖体７とは反 対側の下側の端面１７で本発明により製作された例えばコップ状に形成された孔 付きディスク２１に同心的にかつ不動に結合されている。つまり、孔付きディス ク２１は、ベース部分２２によって弁座体１６に直接接触している。孔付きディ スク２１は、少なくとも２つの、第１図による実施例では３つの厚みの僅かな金 属性の薄板層１３５から形成されているので、いわゆ る薄板ラミネート・孔付きディスクが得られる。 弁座体１６と孔付きディスク２１との結合は、例えば環状に周方向に延びる、 レーザによって形成された密な第１の溶接シーム２５によって行われる。このよ うな取付け形式によって、孔付きディスク２１が開口幾何学形状２７を設けられ た中央領域で不所望に変形されるという危険が、回避される。コップ状の孔付き ディスク２１のベース部分２２には、外向きに周方向に延びる保持縁部２８が接 続されていて、この保持縁部は、軸方向でみて、弁座体１６とは反対方向に延び ていてかつ端部に向けて多少円錐形に外向きに曲げられている。保持縁部２８は 、長手開口３の壁部に半径方向のばね作用を及ぼす。これによって、弁座支持体 １の長手開口３内に弁座体１６を押し込んだ場合に、長手開口３における削屑発 生が回避される。孔付きディスク２１の保持縁部２８の自由端部は、例えば周方 向の密な第２の溶接シーム３０によって長手開口３の壁部に結合されている。密 な溶接部によって、長手開口３の不所望の個所において燃料が直接内燃機関の吸 込み導管に貫流することが回避される。 弁座体１６及びコップ状の孔付きディスク２１から形成された弁座部分の長手 開口３内へのねじ込み深さは、弁ニードル５の行程量を規定する。それというの も、弁ニードル５の一方の終端位置が磁気コイル１０の非励磁状態で弁座体１６ の弁座面２９に弁閉鎖体７ が接触することによって規定されるからである。弁ニードル５の他方の終端位置 は、磁気コイル１０の励磁状態で例えばコア１２にアーマチュア１１が接触する ことによって規定される。従って、弁ニードル５の両終端位置の間の距離が行程 を成す。 球形状の弁閉鎖体７は、流れ方向で円錐台状に狭められた、弁座体１６の弁座 面２９と協働し、この弁座面は、軸方向でガイド開口１５と弁座体１６の下側の 端面１７との間に形成される。 第２図は、本発明による孔付きディスクを製作する際の方法工程の原理図を示 している。この場合個々の製作ステーション及び加工ステーションが概略的のみ 図示されている。個々の加工ステーションについては第３図乃至第６図で詳述す る。第１のステーションＡには、後で孔付きディスク２１を成す所望数の薄板層 １３５に相応して、例えばロール巻きされた薄膜ストリップ３５としての薄膜（ 薄板フォイル又はフィルム）が設けられている。３つの薄板層１３５を有する薄 板ラミネート・孔付きディスク２１を製作するために３つの薄膜ストリップ３５ ａ，３５ｂ，３５ｃを使用する場合、後での加工のために、特に接合のために、 薄膜ストリップが中央の薄膜ストリップ３５ｂに積層されると有利である。薄膜 ストリップ３５には以下のように薄膜ストリップ毎それぞれ、孔付きディスク２ １の多数の同一の開口幾何学形状２７並びに薄膜スト リップ３５をセンタリング及び調整するためのもしくは薄膜ストリップ３５から 孔付きディスク２１を後で解放するための補助開口が設けられる。 個々の薄膜ストリップ３５の加工は、ステーションＢで行われる。ステーショ ンＢには、個々の薄膜ストリップ３５に所望の開口幾何学形状２７並びに補助開 口を成形できる工具３６が設けられている。この場合、主要の全ての輪郭は、ミ クロ打抜き、レーザ切断、浸食、エッチング又は比較可能な加工方法により製作 される。例えばこのように成形された薄膜ストリップ３５は、第３図から明らか である。薄膜ストリップ３５は、薄膜ストリップ３５を例えばろう接プロセス準 備中に誘導加熱する加熱装置３７を成すステーションＣを通過して処理される。 ステーションＣは選択的にのみ設けられる。それというのも、現在では薄膜スト リップ３５を結合するために加熱不要の別の接合法を適用することもできるから である。 ステーションＤでは、個々の薄膜ストリップ３５相互の接合が行われる。この 場合、薄膜ストリップ３５は、センタリング装置を用いて互いに正確に位置決め されかつ例えば回転する加圧ローラ３８によって互いに押し付けられかつ継続搬 送される。接合法としては、レーザ溶接、光ビーム溶接、電子ビーム溶接、超音 波溶接、プレス溶接、誘導ろう接、レーザビームろう接、電子ビームろう接、接 着又は別の公知の方法が使 用される。これに次いで多層の薄膜ストリップ３５を有する孔付きデイスクバン ド３９がステーションＥにおいて、孔付きデイスク２１が噴射弁に組み込むのに 望まれるサイズ及び輪郭で得られるように、成形される。ステーションＥにおい ては、例えば工具４０、特に打抜き工具によって孔付きディスクバンド３９から 打抜くことによって孔付きディスク２１の個別化が行われる。このようにして打 抜かれた平らな孔付きディスク２１を噴射弁において使用することもできる。し かも他面、工具４０’、特に深絞り工具を用いて、裂断又は切断により孔付きデ ィスクバンド３９から孔付きディスク２１を分離しひいては個別化することもで き、この場合、孔付きディスク２１は同時に直接にコップ状の形状を備える。打 抜き加工が行われかつ孔付きディスク２１のコップ状形状が所望される場合には 、打抜き加工後更に深絞りプロセス又は縁曲げ加工が必要である。 従って、この限りにおいて孔付きディスク製作の方法ステップは終了し、次い で孔付きディスク２１の組込みのが行われる。個別化されかつ所望の形式で成形 された孔付きディスク２１は、次の方法ステップでそれぞれ弁座体１６の下側の 端面１７に接合装置４５を用いて接合される。この場合有利には、不動のかつ密 な結合を得るためにレーザ溶接装置が使用される（ステーションＦ）。概略的に 図示されたレーザビーム４ ６によって、環状の周方向に延びる溶接シーム２５が得られる。これに次いで、 弁座体１６と孔付きディスク２１とから成る弁座部分は選択的に更に精密加工さ れ、この場合弁座部分は保持装置４７に緊定される（ステーションＧ）。ホーニ ング加工（とぎ上げ）又は硬質旋削（Hartdrehen）のような方法を実施できる種 々の加工工具４８によって、特に弁座体１６の内部輪郭（例えばガイド孔１５、 弁座面２９）が後加工される。 孔付きディスク２１用の薄膜ストリップ３５の修正された実施例は第３図で図 示されている。この場合、薄膜ストリップ３５ａは、後で弁閉鎖体７に面する孔 付きディスク２１の上側の薄板層１３５ａを成しかつ薄膜ストリップ３５ｃは、 後で弁閉鎖体７とは反対側の孔付きディスク２１の下側の薄板層１３５ｃを成す のに対して、薄膜ストリップ３５ｂは、両層の間に位置する孔付きディスク２１ の薄板層１３５ｂを成す。通常、本発明により製作された薄板ラミネート・孔付 きディスク２１のために、それぞれ０．０５ｍｍ乃至０．３ｍｍ、特にほぼ０． １ｍｍの厚さを有する２つ乃至５つの薄膜ストリップ３５が重ねて配置される。 各薄膜ストリップ３５は、ステーションＢで、薄膜ストリップ３５の長さに亘っ て多数繰り返される開口幾何学形状２７を備えられる。第３図で図示の実施例で は、上側の薄膜ストリップ３５ａは、十字形の流入開 口２７ａとしての開口幾何学形状２７を有し、中央の薄膜ストリップ３５ｂは、 十字形の流入開口２７ａの寸法よりも大きな直径の円形形状の貫流開口２７ｂの 開口幾何学形状２７を有しかつ下側の薄膜ストリップ３５ｃは、貫流開口２７ｂ との整合領域に位置する４つの円形の噴射開口２７ｃとしての開口幾何学形状２ ７を有する。ステーションＢでは、開口幾何学形状２７以外に別の補助開口４９ ，５０が設けられている。 この場合、設けられるそれぞれ２つの開口幾何学形状２７の間には、それぞれ 両薄膜縁部に沿って等間隔でセンタリング切欠きとして補助開口４９が成形され ていて、この補助開口４９は、これに後で係合する工具又は補助手段の形状に対 応して、角張って、丸め成形されて又は先細に延びるように又は斜め面取りして 成形できる。別の補助開口５０は、三日月形状にそれぞれの開口幾何学形状２７ を取り囲んで貫通孔として薄膜ストリップ３５に設けられている。例えば４つの 三日月形状の補助開口５０の内部輪郭は、後で形成される孔付きディスク２１の 直径を有する円を成している。薄膜ストリップ３５の、補助開口５０によって取 り囲まれる円形の領域は、円形プレート５３として示されている。補助開口５０ の端部は先細に延びていて、この場合個々の補助開口５０の間には、円形プレー ト直径領域で０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍの幅を有する狭幅なウエブ５５が形成さ れている。ステーションＥ における打抜き加工及び深絞り成形に際して、ウエブ５５が裂断され、これによ って、孔付きディスク２１が解放される。特に効果的には、多数の薄膜ストリッ プを纏めて大きな薄膜カーペットを形成でき、この薄膜カーペットには円形プレ ート３５が二次元で配置されている。 第４図では、概略的にステーションＤにおける孔付きディスクバンドが図示さ れていて、この場合、薄膜ストリップ３５は互いに重ね合わせて段階的に図示さ れている。左側から始まって最初に下側の薄膜ストリップ３５ｃが位置し、次い でこれの上に中央の薄膜ストリップ３５ｂｇａ載っている。上側の薄膜ストリッ プ３５ａによって、孔付きディスクバンド３９が完全に形成されている、つまり 、孔付きディスクバンド３９は右側の両円形プレート３５において３層で示され ている。円形プレート３５の平面図でみて明らかなように、噴射開口２７ｃは流 入開口２７ａに対してずらされて配置されているので、孔付きディス２１を貫流 する媒体、例えば燃料は、孔付きディス２１においてＳ字状にねじれて（又は右 回りにねじれて）流れ、これにより噴霧が改善される。補助開口４９内には、セ ンタリング装置（インデックスピン、インデックスボルト）が係合し、このセン タリング装置は、薄膜ストリップ３５が互いに結合される前に、個々の薄膜スト リップ３５の円形プレート３５を互いに寸法的に正確 にしかも位置的に確実に位置させるのに役立つ。補助開口４８は、薄膜ストリッ プ３５もしくは孔付きディスクバンド３９を自動的に搬送するための送り溝とし ても使用される。溶接、ろう接又は接着による薄膜ストリップ３５の固定的な結 合は、円形プレート３５の領域で並びに薄膜縁部の近くで円形プレートの外部で 又は互いに向かい合って位置するそれぞれ２つの補助開口４９の間の中央領域５ ８において行われる。 第５図及び第６図では、孔付きディスクバンド３９が通過する深絞り工具４０ ’が概略的に図示されている。孔付きディスクバンド３９は、補助開口５０と薄 膜縁部５２との間の縁部領域で例えば工作物支え５９に載設していて、この工作 物支えには、押さえ部材６０によって孔付きディスクバンド３９が押し付けられ る。押さえ部材６０は、孔付きディスク２１の保持縁部２８を形成するためのダ イ機能を担う少なくとも部分的に円錐台状の開口６１を有している。工作物支え ５９内には、同様に開口６２が設けられていて、この開口は、円筒状に形成され ていてかつこの開口内では、孔付きディスクバンド３９の平面に対して垂直にポ ンチ６３が移動可能である。ポンチ６３とは反対側の孔付きディスクバンド側で は、押さえ部材６０の開口６１内に、ポンチ６３の運動に追従するポンチ対応片 ６４が設けられていて、この場合孔付きディスク２１のベース部分２２の輪郭は 予め規定されている。ポン チ６３によって円形プレート５３にかけられる、ポンチ対応片６４の対向力より も大きな力によって、ウエブ５５の領域で孔付きディスクバンド３９から円形プ レート３５が裂断されかつ円形プレート５３がコップ状の孔付きディスク２１に 変形される。ステーションＥで行われるこのようなプロセスは、深絞り又はカッ プ押出し成形のような並進運動的な引張り圧縮変形である。 円形プレート５３から裂断されて薄板縁部６５は深絞り工具４０’内に廃物と して残るが、この廃物はリサイクルされかつ新たな薄膜を製作する際に使用でき る。ステーションＤにおける薄膜ストリップ３５の固定的な結合に関しては、ス テーションＥでの深絞り又はコップ押出し成形によって孔付きディスク２１の保 持縁部２８がベース部分２２に対してほぼ垂直に形成され、これによって曲げ領 域において十分固定的な結合が得られる場合には、完全に放棄される。。押さえ 部材６０の開口６１によって浅い角度が予め規定される場合には、いずれにせよ ステーションＤにおいて固定的な結合が行われなければならない。孔付きディス クバンド３９からの打抜きによって分離される所望のフラットな孔付きディスク ２１は、同様に固定的な結合を施される必要がある。 第６ａ図では、深絞り工具４０’の第２実施例が図示されていて、この場合、 第５図及び第６図で図示の 深絞り工具４０’と同じ作用を有する構成部分は、同じ符号を備えている。深絞 り工具４０”では一作業過程でまず、直後に深絞り成形される円形プレート５３ が切り出される。このためにポンチ６３は、内壁で開口６２を形成するスリーブ 状の切断工具６７によって取り囲まれる。ポンチ６３と共に切断工具６７は孔付 きディスクバンド３９の平面に対して垂直に移動する（矢印参照）。ダイ６６の 開口６１内で同様に軸方向に可動なポンチ対応片６４に対して、ポンチ６３と切 断工具６７とが正確にセンタリングされかつ規定された運動を行うことによって 、円形プレート５３は切断工具６７の切刃によって極めて正確に孔付きディスク バンド３９から切り出される。ダイ６６の開口６１の段部７５において切断工具 ６７は停止する。この場合、段部は円形プレートの固定のために同時に用いられ る。引き続く経過においてなおポンチ６３のみが開口６１内に移動し、これによ り円形プレートは開口６１の部分的に円錐台状の構成に基づいてコップ形状を得 る。 ステーションＦから到達する、弁座体１６及び孔付きディスク２１によって形 成された弁座部分の種々の実施例は、第７図乃至第９図から明らかである。ステ ーションＥでの円形プレートの深絞り又はコップ押出し成形によって、外側の円 形プレート縁部は孔付きディスク２１の後で形成される保持縁部として孔付きデ ィスクバンド３９の平面から折り曲げられる。第６図乃至第９図で図示のように 、保持縁部２８は、深絞り工具４０’を離れた後で、ベース部分２２の平面に対 して例えばほぼ垂直に延びる。ステーションＢで薄膜ストリップ３５を加工する 場合には、補助開口５０の取付によるだけで円形プレート５３の直径が規定され る。 個々の薄膜ストリップ３５の円形プレート直径が同じ大きさに選ばれる場合に は、薄板層１３５の深絞り成形によって、ベース部分２２とは反対側の自由端部 で段状に形成されている（第７図参照）保持縁部２８が生ずる。下側の薄膜スト リップ３５ｃから突出する保持縁部２８の内側の薄板層１３５ｃは、下流側方向 でみてベース部分２２から最も離れて終わっていて、これに対して全ての別の薄 板層１３５は、深絞りプロセスに基づき内側から外側に向けてそれぞれより短く 形成されて終わっている。しかしながら、上側の薄膜ストリップ３５ａの円形プ レート３５の直径が中央の薄膜ストリップ３５ｂの円形プレートの直径よりも大 きく規定されかつ中央の薄膜ストリップ３５ｂの円形プレートの直径が下側の薄 膜ストリップ３５ｃの円形プレート３５の直径よりも大きく規定されている場合 には、保持縁部２８は一方ではその自由端部で第７図による実施例とは逆方向で 薄板層１３５の段状部を有する（第８図参照）か又は他方では全ての薄板層１３ ５が一平面で終わる自由端部を有している（第９図参照）。特に保持縁部２８に 溶接シーム３０を設けるために同じ又は異なる円形プレート直径の選択が重要で ある。 薄膜ストリップ３５もしくは孔付きディスク２１の、第３図及び第４図で例示 された開口幾何学形状２７以外に、薄板ラミネート・孔付きディスク２１のため に、同様に無数の別の（例えば円形、楕円形、多角形、Ｔ字形、三日月形、十字 形、半円形、トンネル門型形に類似の形状、ボーン形等、非対称的な）開口幾何 学形状２７が可能である。第１０図及び第１１図では、孔付きディスク２１の個 々の薄板層１３５内の開口幾何学形状２７の有利な実施例が図示されている。こ の場合第１０図は、孔付きディスク２１の平面図である。第１０図ＸＩ−ＸＩ線 に沿った断面図である第１１図は特に、３つの薄板層１３５を有する孔付きディ スク２１の構造を再度明瞭にしている。 上側の薄板層１３５ａ（第１０ａ図参照）は、できるだけ大きな寸法を有する 流入開口２７ａを有していて、この流入開口は、様式化されたコウモリ形状（又 はダブルＨ形）に類似した輪郭を有している。流入開口２７ａは、それぞれ互い に向かい合って位置する２つの方形の収縮部６８及び収縮部から突出する３つの 流入領域６９を有する部分的に丸め成形された方形として示されている横断面を 有している。３つの流入領 域６９は、コウモリ形状に比較可能な輪郭に関連してコウモリ形状の本体／胴体 及び２つのウイング（もしくはダブルＨ形の縦桁に対する横桁）を成している。 例えば孔付きディスク２１の中央軸線に対して及び中央軸線を中心にそれぞれ等 間隔をおいて例えば対称的に配置されて、下側の薄板層１３５ｃ内に４つの円形 の噴射開口２７ｃが設けられている。 噴射開口２７ｃは、一平面に全ての薄板層１３５を投影した場合に部分的に又 はほぼ上側の薄板層１３５ａの収縮部６８内に位置する。噴射開口２７ｃは、流 入開口２７ａに対してずれをもって位置している、つまり、投影において流入開 口２７ａは噴射開口２７ｃの位置と合致しない。しかしながら、このようなずれ は種々の方向で異なっていてもよい。 流入開口２７ａから噴射開口２７ｃまでの流体流を保証するために、中央の薄 板層１３５ｂ（第１０ｂ図参照）においては貫通開口２７ｂはチャンネル（キャ ビティ）として形成されている。丸め成形された方形の輪郭を有する貫通開口２ ７ｂは、貫通開口が投影において流入開口２７ａに完全に合致しかつ特に収縮部 ６８の領域で流入開口２７ａから突出するように、つまり、孔付きディスク２１ の中央軸線に対して収縮部６８よりも大きな間隔を有するような大きさを有して いる。 第１０ａ図、第１０ｂ図及び第１０ｃ図では、薄板 層１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃを、各個々の薄板層１３５の開口幾何学形状２ ７をより明確にするために、孔付きディスク複合体において深絞り成形前に薄板 層が薄膜ストリップ３５からどのように切出されているかをも再度個々に図示し ている。それぞれ個々の図面は各薄板層１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃに沿って 水平な孔付きディスクバンドの簡単な断面図である。開口幾何学形状２７をより 明確にするために、ハッチング及び別の薄板層１３５の部体縁部を省略する。 第１２図乃至第１５図は、２つの薄板層１３５を有する孔付きディスク２１の 実施例を図示している。孔付きディスク２１は、噴射弁の弁座体１６に密な溶接 シーム２５によって取り付けられている。弁座体１６は、弁座面２９に下流側で 続いて流出開口を有していて、この流出開口は、３つの薄板層を有する孔付きデ ィスク２１に比較して既に流入開口２７ａを成している。下側の流出開口２７ａ では弁座体１６は、下側の端面１７が部分的に貫流開口２７ｂの上側のカバーを 形成しひいては孔付きディスク２１内への燃料の流入面積を規定するように、成 形されている。第１２図乃至第１５図で図示の全ての実施例では、流出開口２７ ａは、孔付きディスク２１の噴射開口２７ｃが位置する仮想円の直径よりも小さ な直径を有している。換言すれば、孔付きディスク２１の流入部を規定する流出 開口２７ａと噴射開口２７ｃとの完全なずれが生ずる 。孔付きディスク２１に弁座体１６を投影した場合には、弁座体１６は噴射開口 ２７ｃ全体を覆う。流出開口２７ａに対する噴射開口２７ｃの半径方向のずれに 基づき、媒体、例えば燃料のＳ字状の流れ経過が生ずる。Ｓ字状の流れ経過は、 弁座体１６が孔付きディスク２１の全ての噴射開口２７ｃを部分的にのみ覆う場 合でも得られる。 多数の強力な流れ偏向を伴う孔付きディスク２１内部でのいわゆるＳ字状のね じれによって、噴霧を促進する強力な乱流が生ずる。これによって、流れに対し て横方向の速度勾配が著しく生ずる。これは、流れに対して横方向の速度変化を 意味し、この場合、速度は流れの中央で壁部近くよりも著しく速い。速度差に基 づき生ずる増大した流体内の剪断応力は、噴射開口２７ｃ近くでの細かな滴下へ の崩壊を促進する。発生する半径方向成分に基づき流出部における流れが片側で 剥離されるので、半径方向成分は輪郭ガイドがないため流れ沈静化を蒙らない。 流体は特に高い速度を剥離側で有する。従って、噴霧を促進する剪断乱流は流出 部において消滅する。 乱流によって生ぜしめられる、流れに対して横方向の横方向インパルスは特に 、噴射されたスプレーの滴下分配密度が十分一様であるようにする。これに基づ き、滴下凝縮の確率が減少、つまり、小さな滴下が大きな滴下に纏まる確率が減 少される。スプレー内の平 均的な滴下直径の有利な減少に基づき、比較的均質なスプレー分布が得られる。 Ｓ字状のねじれによって流体内で微細スケール（高周波数）の乱流が生じ、この 乱流は、噴流を孔付きディスク２１から流出した直後に適当に微細な滴下に崩壊 する。 孔付きディスク２１の中央領域の開口幾何学形状の構成の３つの例は、第１３ 図乃至第１５図で平面図で図示されている。これら図面では一点鎖線で、噴射開 口２７ｃに対するずれを明瞭にするために、下側の端面１７の領域の弁座体１６ の流出開口２７ａを概略的に示している。孔付きディスク２１の全ての実施例は 、孔付きディスク２１が少なくとも１つの貫流開口２７ｂを上側の薄板層１３５ 内にかつ少なくとも１つの噴射開口２７ｃ、この場合４つの噴射開口２７ｃを下 側の薄板層１３５ｂ内に有していることが、共通していて、この場合貫通開口２ ７ｂはそれぞれ広がりもしくは幅に関し、全ての噴射開口２７ｃが完全に溢流さ れるように、形成されている。このことは、貫流開口２７ｂを制限する壁部が噴 射開口２７ｃを覆わないことを意味している。 第１３図で部分的に図示した孔付きディスク２１では、貫流開口２７ｂは二重 斜方形に類似の形状で形成されている。この場合両斜方形は中央領域によって結 合されているので、単一の貫流開口２７ｂのみが生ずる。しかしながら、同様に ２つ又はそれ以上の貫流開 口２７ｂも可能である。二重斜方形の貫流開口２７ｂから出発して、４つの例え ば正方形横断面を有する貫流開口２７ｃが下側の薄板層１３５を介して延びてい て、この薄板層は、孔付きディスク２１の中心点からみて、例えば貫流開口２７ ｂの最も離れた個所に形成されている。それぞれ２つの噴射開口２７ｃは、貫流 開口２７ｂの縦長の斜方形に基づき開口対を形成している。噴射開口２７ｃのこ のような配置は２噴流噴射又は扁平噴流噴射を可能にする。 別の実施例では、円形横断面（第１４図及び第１５図参照）の噴射開口２７ｃ が出発する貫流開口２７ｂは、円形（第１４図参照）又は方形（第１５図参照） に形成されている。この孔付きディスク２１も、特に２つの別の噴射開口２７ｃ から著しく離して２つの噴射開口２７ｃを配置することによって２噴流噴射のた めに適する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジークフリート ゴッペルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―96199 ツァプフ ェンドルフ ローレンティウス リング 18 (72)発明者 クルト シュラウドナー ドイツ連邦共和国 Ｄ―96049 バムベル ク マインハルトシュトラーセ 46 (72)発明者 ヘニング タイヴェス ドイツ連邦共和国 Ｄ―96103 ハルシュ タット キリアンシュトラーセ ７ (72)発明者 イェルク ハイゼ ドイツ連邦共和国 Ｄ―71706 マルクグ レーニンゲン アイヒェンヴェーク 15 (72)発明者 ディーター ホルツ ドイツ連邦共和国 Ｄ―71563 アファル ターバッハ タールシュトラーセ 48 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．噴射弁用の孔付きディスク（２１）の製法において、 イ）薄膜ストリップ又は薄膜カーペットの形式で少なくとも２つの薄い金属性 の薄膜（３５）を準備し、 ロ）薄膜（３５）毎、補助開口（４９，５０）及び後で形成される孔付きディ スク（２１）の同一の開口幾何学形状（２７）を多数設け、 ハ）センタリング装置（５７）を用いて個々の薄膜（３５）を重ね合わせ、 ニ）接合法を使用して薄膜（３５）を結合して、多数の円形プレート（５３） を備えた孔付きディスクバンド（３９）を形成し、 ホ）孔付きディスクバンド（３９）から孔付きディスク（２１）もしくは円形 プレート（５３）を個別化する方法ステップを行うことを特徴とする、噴射弁用 の孔付きディスクの製法。 ２．噴射弁用の孔付きディスク（２１）の製法において、 イ）薄膜ストリップ又は薄膜カーペットの形式で少なくとも２つの薄い金属性 の薄膜（３５）を準備し、 ロ）薄膜（３５）毎、補助開口（４９，５０）及び後で形成される孔付きディ スク（２１）の同一の開口幾何学形状（２７）を多数設け、 ハ）センタリング装置（５７）を用いて個々の薄膜（３５）を重ね合わせ、 ニ）接合法を使用して薄膜（３５）を結合して、多数の円形プレート（５３） を備えた孔付きディスクバンド（３９）を形成し、 ホ）コップ状の孔付きディスク（２１）を形成するために円形プレート（５３ ）を深絞り成形又はカップ押出し成形し、この際、孔付きディスクバンド（３９ ）から孔付きディスク（２１）を個別化する方法ステップを行うことを特徴とす る、噴射弁用の孔付きディスクの製法。 ３．噴射弁用の孔付きディスク（２１）の製法において、 イ）薄膜ストリップ又は薄膜カーペットの形式で少なくとも２つの薄い金属性 の薄膜（３５）を準備し、 ロ）薄膜（３５）毎、補助開口（４９，５０）及び後で形成される孔付きデイ スク（２１）の同一の開口幾何学形状（２７）を多数設け、 ハ）多数の円形プレート（５３）を有する孔付きディスクバンド（３９）を製 作するために、センタリング装置（５７）を用いて個々の薄膜（３５）を重ね合 わせ、 ニ）コップ状の孔付きディスク（２１）を形成するために円形プレート（５３ ）を深絞り成形又はカップ押出し成形し、この際、孔付きディスクバンド（３９ ）から孔付きデイスク（２１）を個別化する方法ステップを行うことを特徴とす る、噴射弁用の孔付きディスクの製法。 ４．薄い薄膜（３５）をロール巻きで準備する、請求項１から３までのいずれ か１項記載の製法。 ５．開口幾何学形状（２７）及び補助開口（４９，５０）を打抜き、レーザ切 断、浸食又はエッチング加工によって設ける、請求項１から４までのいずれか１ 項記載の製法。 ６．薄膜縁部（５２）に等間隔をおいて、薄膜（３５）をセンタリング及び調 整するためにセンタリング装置（５７）が係合する補助開口（４９）を設ける、 請求項５記載の製法。 ７．薄膜（３５）内に、内側制限部で円形プレート（５３）の直径を規定する 三日月形状の補助開口（５０）を設ける、請求項５又は６記載の製法。 ８．尖端部を有する補助開口（５０）を、補助開口間でほぼ０．２ｍｍ乃至０ ．３ｍｍの狭幅なウエブ（５５）が残されるように、配置する、請求項７記載の 製法。 ９．薄膜（３５）を結合前に加熱装置（３７）を介して案内する、請求項１か ら８までのいずれか１項記載の製法。 10．薄膜（３５）を、溶接、ろう接又は接着によって結合する、請求項１又は ２記載の製法。 11．孔付きディスクバンド（３９）からの孔付きディスク（２１）もしくは円 形プレート（５３）の個別化を、切断又は打抜き加工によって行う、請求項１記 載の製法。 12．円形プレート（５３）の深絞り又はカップ押出し成形を深絞り工具（４０ ’）を用いて行い、ダイ（６１，６６）と協働する可動なポンチ（６３）によっ て、ベース部分（２２）及びこれに対してＬ字形に曲げられた保持縁部（２８） を有する孔付きディスク（２１）に円形プレート（５３）を成形する、請求項２ 又は３記載の製法。 13．円形プレート直径を規定する補助開口（５０）の間の狭幅なウエブ（５５ ）を裂断することによって、深絞り又はカップ押出し成形の際に円形プレート（ ５３）を孔付きディスクバンド（３９）から個別化する、請求項１２記載の製法 。 14．個別化した後で孔付きディスク（２１）を噴射弁の弁座体（１６）にレー ザ溶接（４５，４６）によって密に固定する、請求項１から１３までのいずれか １項記載の製法。 15．噴射弁の孔付きディスクであって、サンドイッチ状に配置された少なくと も２つの金属性の薄板層（１３５）と、全ての薄板層（１３５）を介して完全に 媒体が孔付きディスク（２１）を貫流するように特徴付けられた、各薄板層（１ ３５）に配置された開口幾 何学形状（２７）とが設けられている形式のものにおいて、薄板層が互いに不動 に結合されていることを特徴とする、噴射弁の孔付きディスク。 16．開口幾何学形状（２７）を有する平らなベース部分（２２）が設けられて いて、該ベース部分から、環状の周方向に延びる折り曲げられた保持縁部（２８ ）が出発している、請求項１５記載の孔付きディスク。 17．噴射弁の孔付きディスクであって、サンドイッチ状に配置された少なくと も２つの金属性の薄板層（１３５）と、全ての薄板層（１３５）を介して完全に 媒体が孔付きディスク（２１）を貫流するように特徴付けられた、各薄板層（１ ３５）に配置された開口幾何学形状（２７）とが設けられている形式のものにお いて、開口幾何学形状（２７）を有する平らなベース部分（２２）が設けられて いて、該ベース部分から、環状の周方向に延びる折り曲げられた保持縁部（２８ ）が出発していることを特徴とする、噴射弁の孔付きディスク。 18．保持縁部（２８）が、ベース部分（２２）からほぼ９０度の角度を成して 折り曲げられている、請求項１６又は１７記載の孔付きディスク。 19．深絞り又はカップ押出し成形によって保持縁部（２８）及びベース部分（ ２２）を有するコップ状形状が形成されている、請求項１６又は１７記載の孔付 きディスク。 20．内燃機関の燃料噴射装置用の噴射弁、特に燃料噴射弁であって、弁長手軸 線と、定置の弁座を有する弁座体と、弁長手軸線に沿って軸方向に可動な、弁座 と協働する弁閉鎖体と、それぞれ別の開口幾何学形状を備えた少なくとも２つの 金属性の薄板層を有する、弁座の下流側に配置された孔付きディスクとが設けら れている形式のものにおいて、少なくとも２つの薄板層（１３５）が、互いに固 定的に結合されており、弁座体（１６）とは反対側の薄板層（１３５）の少なく とも１つの噴射開口（２７ｃ）が弁座体（１６）によって覆われるように、弁座 体（１６）が、弁座体（１６）に面した上側の薄板層（１３５）の開口幾何学形 状（２７）を部分的に直接下側の端面（１７）で覆っていることを特徴とする、 噴射弁。 21．弁座体（１６）に面した薄板層（１３５）が、貫通開口（２７ｂ）をかつ 弁座体（１６）とは反対側の薄板層（１３５）が、少なくとも２つの噴射開口（ ２７ｃ）を有している、請求項２０記載の噴射弁。 22．孔付きディスク（２１）の貫通開口（２７ｂ）が、それぞれ個々の噴射開 口（２７ｃ）よりも大きな横断面を有している、請求項２１記載の噴射弁。 23．噴射開口（２７ｃ）が、噴射開口（２７ｃ）の壁部によって覆われないよ うに形成されている、請求項２２記載の噴射弁。 24．孔付きディスク（２１）に、多数の貫通開口（２７ｂ）及びこれと同数の 噴射開口（２７ｃ）が設けられており、これにより、各貫通開口（２７ｂ）から 正確に１つの噴射開口（２７ｃ）が出発している、請求項２０記載の噴射弁。