JP2008530428A - ノズルボディを製作するための方法およびノズルボディ - Google Patents

Abstract

ノズルボディは第１のノズルボディ部分（１）と第２のノズルボディ部分（３）とを有している。第１のノズルボディ部分（１）には、ノズルニードル（１５）を収容するための第１のノズルニードル切欠き（１０）と、ノズルニードル（１５）に対する第１のガイド領域（８）とが形成されている。第１の方法ステップでは、第１のノズルボディ部分（１）が第２のノズルボディ部分（３）に組み付けられる。さらに、第１のノズルボディ部分（１）の硬化温度の範囲内の作業温度を備えた硬ろうが組付け領域（５）に供給される。この組付け領域（５）は第１のノズルボディ部分（１）と第２のノズルボディ部分（３）との間に形成される。組み付けられた第１のノズルボディ部分（１）と第２のノズルボディ部分（３）とが、第１のノズルボディ部分（１）の硬化温度が達成される１回の硬化過程に供される。

Description

本発明は、ノズルニードルを収容するための第１のノズルニードル切欠きと、ノズルニードルに対する第１のガイド領域とが形成された第１のノズルボディ部分と、第２のノズルボディ部分とを有するノズルボディを製作するための方法に関する。

さらに、本発明は、このような方法で製作することができるノズルボディに関する。

たとえば内燃機関に用いられるインジェクタに組み付けられるノズルボディは規則的に１つの部分から製造されている。この場合、このようなノズルボディの材料には高い要求が課せられる。ガソリン高圧インジェクタに使用するためのノズルボディは、燃料特性に基づき、耐食性を有するために、特殊鋼から製造されなければならない。燃料における湿分に対する耐食性のほかに、使用される材料がノズルボディの領域に高い硬さを有していて、別の領域に高い溶接適性を有していることが望ましい。

本発明の課題は、ノズルボディを製作するための方法を改良して、ノズルボディの廉価な製作が可能となるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の方法では、当該方法が、以下のステップ：すなわち、第１のノズルボディ部分を第２のノズルボディ部分に組み付け、この場合、該第２のノズルボディ部分と第１のノズルボディ部分との間に組付け領域を形成し、第１のノズルボディ部分の硬化温度の範囲内の作業温度を備えた硬ろうを組付け領域に供給し、組み付けられた第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とを、第１のノズルボディ部分の硬化温度が達成される１回の硬化過程に供する：を備えているようにした。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、第２のノズルボディ部分を、良好に溶接可能な特殊鋼から製造し、第１のノズルボディ部分を、良好に硬化可能な特殊鋼から製造する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、組付け領域が、一方の端部にプレス嵌め部を備えて形成されていて、他方の端部にギャップを備えて形成されている。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、ノズルニードルガイドボディを硬化過程前に第２のノズルボディ部分に挿入する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、ノズルニードルガイドボディをプレス嵌めによって第２のノズルボディ部分に挿入する。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、硬化温度が、１０００℃〜１１００℃の範囲内にある。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、硬化を低い酸素分圧で行う。

本発明の方法の有利な実施態様によれば、硬ろうを硬ろうペーストボールの形で組付け領域に供給する。

さらに、前述した課題を解決するための本発明のノズルボディでは、当該ノズルボディが、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とを有しており、第１のノズルボディ部分に、ノズルニードルを収容するための第１のノズルニードル切欠きと、ノズルニードルに対する第１のガイド領域とが形成されており、組付け領域が設けられており、該組付け領域が、第２のノズルボディ部分と第１のノズルボディ部分との間に形成されており、硬ろう結合部が設けられており、該硬ろう結合部が、組付け領域に形成されており、硬ろう結合部の作業温度が、第１のノズルボディ部分の硬化温度の範囲内にあるようにした。

第１の観点によれば、本発明は、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とを有するノズルボディを製作するための方法によって特徴付けられる。第１のノズルボディ部分には、ノズルニードルを収容するための第１のノズルニードル切欠きと、ノズルニードルに対する第１のガイド領域とが形成されている。

第１のステップでは、第１のノズルボディ部分が第２のノズルボディ部分に組み付けられる。この場合、この第２のノズルボディ部分と第１のノズルボディ部分との間に組付け領域が形成される。この組付け領域は、第１のノズルボディ部分１と第２のノズルボディ部分３とが、組み付けられた状態で、必ずしも接触する必要はない直接向かい合って位置する面を有する領域である。このことは、たとえば、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とが回転体として形成されることによって行うことができる。この場合、第１のノズルボディ部分は、第２のノズルボディ部分よりも小さな直径を有している。これに基づき、第１のノズルボディ部分が第２のノズルボディ部分に押し込まれる。さらに、組付け領域は、たとえば、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とが、同じ直径を備えた回転体として形成されていて、互いに軸方向に配置されている場合に、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分との間に形成される。

第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分との組付け後、後続のステップで、硬ろうが組付け領域に供給される。硬ろうは、その作業温度が第１のノズルボディの硬化温度の範囲内にあるように選択されている。

後続のステップでは、組み付けられた第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とが１回の硬化過程に供される。硬化の間、第１のノズルボディ部分の硬化温度が達成される。

当該方法は、少なくとも２つの個別部分へのノズルボディの有利な分割によって、コスト削減を可能にする。第１のノズルボディ部分は、第２のノズルボディ部分と異なる材料から製造することができる。これによって、硬化可能な高価な特殊鋼の代わりに、比較的安価な特殊鋼もノズルボディのために使用することが可能となる。これによって、高価な材料に対する材料消費とコストとが著しく削減される。さらに、ノズルボディの、少なくとも２つの部分から成る構成によって、切削加工量が低減される。２つの部分から成る構成によって、設計上のあらゆる構成に対して、適切な素材を使用することが可能となり、これによって、著しく少ない材料廃物が切削加工処理時に生ぜしめられる。

著しいコスト利点は、材料消費および切削加工量に関して達成される。

当該方法は、１回の方法ステップの間、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とが硬ろう付け結合を介して互いに結合され、少なくとも第１のノズルボディ部分が硬化させられるという別の利点を有している。第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とは１回の硬化過程を通過する。この硬化過程の間、第１のノズルボディ部分の硬化温度が達成される。硬化過程の間の硬化温度の達成によって、少なくとも第１のノズルボディ部分が硬化させられる。さらに、硬ろうが硬化過程の間にその作業温度に到達し、溶融し、毛管作用によって組付け領域に流入する。これによって、硬ろう付け結合部が第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分との間に形成される。第１のノズルボディ部分の硬化温度に対する硬ろうの作業温度の調和によって、両ノズルボディ部分の結合部を硬ろう結合によって得ることが可能となる。

当該方法の有利な実施態様では、第２のノズルボディ部分が、良好に溶接可能な特殊鋼から製造され、第１のノズルボディ部分が、良好に硬化可能な特殊鋼から製造される。第２のノズルボディ部分の良好な溶接適性は、ノズルボディが、たとえば内燃機関に用いられるインジェクタに燃料密に溶接結合を介して組み付けられる場合に有利である。第１のノズルボディ部分の良好な硬化可能性は、たとえば第１のノズルニードル切欠きの摩耗を低減するために有利である。種々異なる材料の使用は、ノズルボディの種々異なる領域における材料特性に適切に影響を与えることができ、ノズルボディに対するただ一種類の材料に規定されていないという利点を有している。

当該方法の別の有利な実施態様では、組付け領域が、一方の端部にプレス嵌め部を備えて形成されていて、他方の端部にギャップを備えて形成されている。このことは、１つには、第１のノズルボディ部分がプレス嵌めを介して第２のノズルボディ部分に結合されるという利点を有している。プレス嵌めによって、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とが互いに機械的に接続され、規定された位置を互いに有している。両ノズルボディ部分の位置は、適切な力作用によってしか変更することができない。

組付け領域へのギャップの形成によって、より良好な硬ろう付け結合部を達成することが可能となる。硬ろうは毛管作用によってギャップ内に流入し、このギャップ内に形成される。これによって、設計上の構成手段により、硬ろう付け結合部を形成したい領域を規定することができる。これによって、より良好な硬ろう付け結合部が達成される。

当該方法の別の有利な実施態様では、ノズルニードルガイドボディが、硬化過程前に第２のノズルボディ部分に挿入される。これに基づき、ノズルニードルガイドボディが硬化過程に一緒に供される。このことは、ノズルニードルガイドボディが適切な材料選択時に硬化過程によって一緒に硬化させられるという利点を有している。

当該方法の別の有利な実施態様では、ノズルニードルガイドボディが、プレス嵌めによって第２のノズルボディ部分に挿入される。このことは、ノズルニードルガイドボディがプレス嵌めによって、第２のノズルボディ部分に対する規定された位置に位置するという利点を有している。さらに、第２のノズルボディ部分とノズルニードルガイドボディとの間のプレス嵌めは、硬化過程の間、拡散溶接プロセスをノズルニードルガイドボディと第２のノズルボディ部分との間に生ぜしめる。このことは、固い結合部が、ノズルニードルガイドボディと第２のノズルボディ部分との間に簡単に形成されるという利点を有している。

当該方法の有利な実施態様では、硬化温度が、１０００℃〜１１００℃の範囲内にある。このことは、この範囲内で硬化過程とろう付け結合とが簡単にかつ廉価に実施可能であるという利点を有している。

本発明の別の有利な実施態様では、硬ろうが、硬ろうペーストボールの形で組付け領域に供給される。このことは、硬ろうの量と硬ろうボールの体積とを正確に調量することができるという利点を有している。硬ろうペーストボールは、たとえばそれぞれ約１ｍｍ^３の体積を有していてよい。

本発明は、第２の観点によれば、第１のノズルボディ部分と第２のノズルボディ部分とを有するノズルボディによって特徴付けられる。第１のノズルボディ部分には、ノズルニードルを収容するための第１のノズルニードル切欠きと、ノズルニードルに対する第１のガイド領域とが形成されている。第２のノズルボディ部分と第１のノズルボディ部分との間には、組付け領域が形成されている。この組付け領域には、硬ろう結合部が形成されている。この硬ろう結合部の作業温度は第１のノズルボディ部分の硬化温度の範囲内にある。

このことは、ノズルボディの、少なくとも２つの部分から成る構成と、適切な材料選択とによって、構造上の要求に応じることができるという利点を有している。良好に溶接可能でなければならないノズルボディ部分は、良好に溶接可能な特殊鋼によって形成することができる。良好に硬化可能でなければならないノズルボディ部分は、良好に硬化可能な特殊鋼によって形成することができる。さらに、１回の作業ステップによって、少なくとも第１のノズルボディ部分が硬化させられ、硬ろう付け結合部が提供される。さらに、切削加工量が最小限に抑えられる。これによって、材料コストと加工コストとが減少させられる。

本発明の実施例を以下に概略図につき説明する。

同じ構造または機能のエレメントには、図面にわたって同じ符号が付してある。

図１には、特に自動車における内燃機関に用いられる噴射弁が示してある。この噴射弁はインジェクタハウジング１２と接続部１４とを有している。インジェクタハウジング１２には、高圧孔１３が形成されている。接続部１４は高圧孔１３に接続されている。また、接続部１４を通して、噴射弁に燃料を供給することができる。さらに、噴射弁は、アクチュエータユニットを備えたストローク装置２１を有している。アクチュエータユニットはアクチュエータ１７と補償エレメント２０とを有している。このアクチュエータ１７と補償エレメント２０とは軸方向で互いに接続されている。アクチュエータ１７は、たとえばピエゾアクチュエータとして形成されている。ストローク装置２１のストロークは、調整信号に関連したアクチュエータ１７の軸方向の伸長に関連している。ストローク装置２１はノズルニードル１５に接続されていて、ストローク装置２１のストロークがノズルニードル１５に伝達され、したがって、このノズルニードル１５がその閉鎖位置にまたは開放位置に運動させられるように、ノズルニードル１５と協働する。

さらに、噴射弁は、２つの部分から成るノズルボディを有している。このノズルボディは第１のノズルボディ部分１と第２のノズルボディ部分３とを有している。ノズルボディはノズル緊締ナット１８を介してインジェクタハウジング１２に機械的に接続されている。第１のノズルボディ部分１には、第１のノズルニードル切欠き１０と、第１のガイド領域８と、噴射ノズル１６とが形成されている。第２のノズルボディ部分３には、第２のノズルニードル切欠き４と、第２のガイド領域９とが形成されている。この第２のガイド領域９には、ノズルニードルガイドボディ２が挿入されている。このノズルニードルガイドボディと第１のガイド領域８とには、ノズルニードル１５がガイドされている。

閉鎖位置では、ノズルニードル１５が噴射ノズル１６を閉鎖していて、その他の場合には、噴射ノズル１６を通る燃料流れを許容している。

図２には、２つの部分から成るノズルボディが示してある。このノズルボディは第１のノズルボディ部分１と第２のノズルボディ部分３とを有している。第１のノズルボディ部分１には、第１のノズルニードル切欠き１０が形成されており、第２のノズルボディ部分３には、第２のノズルニードル切欠き４が形成されている。第１のノズルボディ部分１と第２のノズルボディ部分３との間には、組付け領域５が形成されている。第２のノズルボディ部分３には、ノズルニードルガイドボディ２が挿入されている。このノズルニードルガイドボディ２は第２のガイド領域９に接触している。第１のノズルボディ部分１は第１のガイド領域８を有している。第２のノズルボディ部分３は、組付け領域５から離れて位置する端部に溶接領域６を有している。この溶接領域は、インジェクタへのノズルボディの燃料密な取付けのために働く。

図３には、組付け領域５の断面図が示してある。この組付け領域５は第１のノズルボディ部分１とノズルボディ部分３との間に形成されている。組付け領域は、第１のノズルボディ部分１と第２のノズルボディ部分３とが、組み付けられた状態で、必ずしも接触する必要はない直接向かい合って位置する面を有する領域である。組付け領域５は所定の領域にプレス嵌め部１１を有している。さらに、第１のノズルボディ部分１は、この第１のノズルボディ部分１と第２のノズルボディ部分３との間で組付け領域５にギャップ７が生ぜしめられるように形成されている。このギャップ７は構造的に種々異なる形式で形成することができる。たとえばギャップ長さおよび／またはギャップ幅がそれぞれ異なる量に選択されてよい。ギャップ７は硬ろうの毛管作用を助成し、これによって、硬ろう付け過程の改善のために働く。

図４には、ノズルボディを製作するための方法のフローチャートが示してある。第１のステップＳ１では、第１のノズルボディ部分１が第２のノズルボディ部分３に互いに組み付けられる。このことは、たとえば、第１のノズルボディ部分１が第２のノズルボディ部分３に押し込まれるかまたは組付け装置を介して締め合わされる形で行うことができる。

第２のステップＳ２では、ノズルニードルガイドボディ２が、組み付けられた第２のノズルボディ部分３に挿入される。このことは、ノズルニードルガイドボディ２が第２のノズルボディ部分３に圧入され、これによって、規定された位置が達成されることによって行うことができる。

第３の方法ステップでは、硬ろうが組付け領域５に供給される。硬ろうは、たとえば硬ろうペーストボールの形で供給することができる。この硬ろうペーストボールは、硬ろうの可能な限り均一な形成を達成するために、組付け領域５の全周に均一に供給される。さらに、硬ろうペーストボールは直接ギャップ７内に供給されてよい。

第４の方法ステップでは、硬化過程が行われる。この場合、たとえば硬ろうが溶融しかつ第１のノズルボディ部分１がその硬化温度を有する１０００℃〜１１００℃の温度が達成される。適切な硬化法によって、少なくとも第１のノズルボディ部分１が硬化させられる。

２つの部分から成るノズルボディを備えたインジェクタの断面図である。 ニードルガイドボディを備えた、２つの部分から成るノズルボディの断面図である。 組付け領域の断面図である。 フローチャートである。

符号の説明

１ 第１のノズルボディ部分、 ２ ノズルニードルガイドボディ、 ３ 第２のノズルボディ部分、 ４ 第２のノズルニードル切欠き、 ５ 組付け領域、 ６ 溶接領域、 ７ ギャップ、 ８ 第１のガイド領域、 ９ 第２のガイド領域、 １０ 第１のノズルニードル切欠き、 １１ プレス嵌め部、 １２ インジェクタハウジング、 １３ 高圧孔、 １４ 接続部、 １５ ノズルニードル、 １６ 噴射ノズル、 １７ アクチュエータ、 １８ ノズル緊締ナット、 ２０ 補償エレメント、 ２１ ストローク装置

Claims (9)

1. ノズルニードル（１５）を収容するための第１のノズルニードル切欠き（１０）と、ノズルニードル（１５）に対する第１のガイド領域（８）とが形成された第１のノズルボディ部分（１）と、第２のノズルボディ部分（３）とを有するノズルボディを製作するための方法において、当該方法が、以下のステップ：すなわち、
   −第１のノズルボディ部分（１）を第２のノズルボディ部分（３）に組み付け、この場合、該第２のノズルボディ部分（３）と第１のノズルボディ部分（１）との間に組付け領域（５）を形成し、
   −第１のノズルボディ部分（１）の硬化温度の範囲内の作業温度を備えた硬ろうを組付け領域（５）に供給し、
   −組み付けられた第１のノズルボディ部分（１）と第２のノズルボディ部分（３）とを、第１のノズルボディ部分の硬化温度が達成される１回の硬化過程に供する：
   を備えていることを特徴とする、ノズルボディを製作するための方法。
2. 第２のノズルボディ部分（３）を、良好に溶接可能な特殊鋼から製造し、第１のノズルボディ部分（１）を、良好に硬化可能な特殊鋼から製造する、請求項１記載の方法。
3. 組付け領域（５）が、一方の端部にプレス嵌め部（１１）を備えて形成されていて、他方の端部にギャップ（７）を備えて形成されている、請求項１または２記載の方法。
4. ノズルニードルガイドボディ（２）を硬化過程前に第２のノズルボディ部分（３）に挿入する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. ノズルニードルガイドボディ（２）をプレス嵌めによって第２のノズルボディ部分（３）に挿入する、請求項４記載の方法。
6. 硬化温度が、１０００℃〜１１００℃の範囲内にある、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 硬化を低い酸素分圧で行う、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 硬ろうを硬ろうペーストボールの形で組付け領域（５）に供給する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. ノズルボディにおいて、
   −当該ノズルボディが、第１のノズルボディ部分（１）と第２のノズルボディ部分（３）とを有しており、第１のノズルボディ部分（１）に、ノズルニードル（１５）を収容するための第１のノズルニードル切欠き（１０）と、ノズルニードル（１５）に対する第１のガイド領域（８）とが形成されており、
   −組付け領域（５）が設けられており、該組付け領域（５）が、第２のノズルボディ部分（３）と第１のノズルボディ部分（１）との間に形成されており、
   −硬ろう結合部が設けられており、該硬ろう結合部が、組付け領域（５）に形成されており、硬ろう結合部の作業温度が、第１のノズルボディ部分（１）の硬化温度の範囲内にある
   ことを特徴とする、ノズルボディ。

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