WO1996008647A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetkreises für ein ventil - Google Patents

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WO1996008647A1
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valve housing
intermediate ring
inner pole
magnetic
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Waldemar Hans
Robert Schmidt-Hebbel
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to methods for producing a magnetic circuit for a valve, in particular for an injection valve for fuel injection systems
  • Fitting the connecting ring is a comparatively cost-intensive process.
  • To produce the magnetic body from the inner pole, valve jacket and connecting ring for example, an inner and an outer solder ring are still necessary in order to be able to create firm and tight connections.
  • an inner and an outer solder ring are still necessary in order to be able to create firm and tight connections.
  • five individual parts are required to manufacture the magnetic body.
  • the individual components of the inner pole, valve jacket and connecting ring must be manufactured very precisely and fixed to one another before the joining process.
  • the production of the individual high-precision components and the fixing of the components until the tight and firm connections are reached are complex and costly processes.
  • the metal injection molding (MIM) method is known, inter alia, for producing a valve needle for an electromagnetically actuated valve.
  • a one-piece actuating part consisting of an armature section and a valve sleeve section is produced using the MIM method.
  • the MIM process involves the production of molded parts from a metal powder with a binder, e.g. a plastic binder, for example on conventional plastic injection molding machines and the subsequent removal of the binder and sintering of the remaining metal powder structure.
  • the composition of the metal powder can easily be matched to optimal magnetic properties of the desired molded part, this method is not only suitable for the production of actuating parts, such as valve needles, but also for the production of magnetic circuits for valves.
  • the magnetic circuit is formed at least from the components core, intermediate ring and nozzle carrier as a valve housing part.
  • the method according to the invention for producing a magnetic circuit for a valve, in particular for a fuel injector, with the characterizing features of claim 1 has the advantage that with less Individual components than a magnetic body is formed inexpensively in the prior art.
  • the elimination of several highly precise individual parts is particularly advantageous, since only a one-piece, for example extruded valve housing is used as part of the magnetic body.
  • the valve housing is designed in such a way that an inner pole formed later by the method according to the invention and a valve jacket which is also only to be formed are still connected to one another due to the one-piece valve housing. From the outset, the valve housing has an outer contour that corresponds to the later contours of the inner pole and the valve jacket.
  • Fuel injector with the characteristic features of claim 2, has the advantage that a magnetic body can be produced in a simple and inexpensive manner. It is advantageous that in the so-called metal injection molding (MIM) process, a non-magnetic intermediate ring and a magnetic valve housing can be injection molded as molded parts in one operation on a conventional plastic injection molding machine.
  • MIM metal injection molding
  • the composition of the metal powder used in each case can be matched to the desired optimal magnetic properties of the magnetic body.
  • the intermediate ring is made of a non-magnetic material having a high specific electrical resistance, so that the influence of the intermediate ring on the magnetic field is very small and the occurrence of additional eddy current losses is prevented.
  • valve housing Since the valve housing has been in one piece right from the start and, even after the method steps according to the invention, represents a one-piece body with three assemblies, the resulting pressure tightness is a particular advantage. With minimal use of material, a pressure-tight magnetic circuit is thus generated which can be installed in the valve without the use of sealing elements, such as O-rings, so that further components can be dispensed with.
  • the design of the valve housing according to the method according to the invention also enables a very simple construction of a magnetic coil, which is enclosed dry and tightly by the valve housing and a guide element and does not require an additional coil carrier body. It is advantageous if a plastic binder is used as the binder in the MIM process and if this binder is removed from this molded part by thermal treatment of the molded part. In this way, a particularly simple manufacture of the
  • the molded part is hot isostatically pressed after sintering, so that a particularly dense structure of the valve housing results.
  • FIG. 1 shows a valve designed according to the invention
  • FIG. 2 shows a one-piece valve housing
  • FIG. 3 shows a one-piece
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the extrusion area from FIG. 3
  • FIG. 5 shows a valve housing with an intermediate ring after the extrusion
  • FIG. 6 shows a valve housing with an intermediate ring after the spatial separation of the inner pole
  • the valve jacket 7 shows an intermediate ring manufactured using the MIM method
  • FIG. 8 shows a valve housing manufactured using the MIM method with an intermediate ring prior to the fine machining.
  • the electromagnetically actuated fuel injection valve for fuel injection systems of, for example, shown in FIG. 1 Mix-compressive spark-ignition internal combustion engines has a two-component, tubular valve housing 1 made by the inventive method for producing a magnetic circuit for a valve, made of a ferro-magnetic material, for example of a soft magnetic steel.
  • the valve housing 1 represents a one-piece ferromagnetic pressed part with a stepped contour, as shown in FIG. 2.
  • the description of the individual process steps also includes an exact one
  • valve housing 1 has a different shape, which is particularly evident due to the fact that it has two parts.
  • the valve housing 1 is namely now formed by a tubular inner pole 3 and a stepped tubular valve jacket 4 still serving as a housing.
  • the spatial separation of the upstream inner pole 3 and the radially outward offset from the inner pole 3 and downstream valve jacket 4 is achieved, inter alia, by pressing in a non-magnetic intermediate ring 5.
  • the tubular inner pole 3 has a largely constant outer diameter and is partially surrounded by a magnet coil 7.
  • the inner pole 3 and the magnetic coil 7 belong to the electromagnetic circuit of the
  • the magnetic coil 7 is without an additional coil body between the inner pole 3, the guide element 10, the valve jacket 4 and ultimately in the Cross-section L-shaped intermediate ring 5 completely embedded.
  • the pot-shaped guide element 10 is formed by a bottom area 11 facing away from the armature 8 and extending perpendicular to a longitudinal valve axis 12 and a jacket area adjoining it in the direction of the valve jacket 4
  • the jacket region 14 surrounds the solenoid 7 completely in the circumferential direction and is connected at its downstream end to the valve jacket 4 by z. B. a B ⁇ rdelitati firmly connected. It is also possible for the jacket region 14 to be only partially formed in the circumferential direction, e.g. consists of several temple-like sections.
  • the bottom region 11 of the guide element 10 axially covers the magnetic coil 7 on its side facing away from the armature 8.
  • a continuous opening 17 is provided in the center of the bottom region 11, through which the inner pole 3 extends.
  • the pot-shaped guide element 10 in particular enables the injection valve to be of particularly compact construction in the area of the solenoid coil 7.
  • the tubular inner pole 3 which is also designed concentrically to the longitudinal valve axis 12, represents a fuel inlet connection and thus serves to supply fuel to the interior of the injection valve.
  • valve housing 1 or valve jacket 4 With its lower housing end 13, valve housing 1 or valve jacket 4 partially encloses a nozzle body 15 in the axial direction.
  • annular groove is formed on the circumference of the nozzle body 15, in which a sealing ring 16 is arranged.
  • the cylindrical hollow armature 8 interacts with the magnetic coil 7 and the inner pole 3 and extends through one Magnetlineleitabsatz 18 of the valve jacket 4 and partially the non-magnetic intermediate ring 5 in the axial direction. With one end facing away from the magnetic coil 7, the armature 8 engages around a holding part 19 of a valve needle 20 and is firmly connected to the valve needle 20. At one end of the holding part 19 facing the magnet coil 7 there is a return spring 22 with one end. With its other end, the return spring 22 is supported on an adjusting sleeve 25, for example pressed into a through bore 24 of the inner pole 3. The z. B.
  • a valve seat surface 27 formed from rolled spring steel sheet tubular adjusting sleeve 25 is used to adjust the spring bias of the restoring spring 22 abutting against it.
  • the restoring spring 22 endeavors to move the armature 8 and the valve needle 20 connected to it in the direction of a valve seat surface 27.
  • a stepped, continuous flow channel 28 is formed in the nozzle body 15 concentrically with the valve longitudinal axis 12. At its end facing away from the valve housing 1, the flow channel 28 has the conical valve seat surface 27.
  • the valve needle 20 penetrates with radial clearance a through opening 32 in a stop plate 33 which is clamped between an end face 34 of the nozzle body 15 facing the armature 8 and an inner shoulder 35 of the valve jacket 4 opposite the end face 34.
  • the stop plate 33 serves to limit the movement of the valve needle 20 arranged in the flow channel 28 of the nozzle body 15.
  • the valve needle 20 has a conical section 37 serving as a valve closing part, which cooperates with the conical valve seat surface 27 of the nozzle body 15 and causes the fuel injector to open or close.
  • Valve seat surface 27 adjoins an end channel 38 of nozzle body 15 in the direction of flow.
  • This end channel 38 follows downstream z. B. a spray plate 40, the at least one z. B. by punching or eroding introduced spray opening 41 through which the fuel is sprayed.
  • the inner pole 3 and the guide element 10 are at least partially enclosed in the axial direction by a plastic sheathing 43.
  • An electrical connector 45 via which the electrical contacting of the magnetic coil 7 and thus its excitation takes place, is formed, for example, together with the plastic sheath 43.
  • the inner pole 3 serving there as a fuel inlet connector is designed such that a fuel filter 48 can be used.
  • the through bore 24 upstream of the adjusting sleeve 25 has a larger diameter than in the region of the pressed-in adjusting sleeve 25.
  • the fuel filter 48 can be fitted, with a retaining ring 49 with a slight radial pressure on the Wall of the through hole 24 is present. The fuel entering the fuel injector flows through the fuel filter 48 in a known manner and exits the fuel filter 48 in the radial direction.
  • FIG. 2 shows the one-piece valve housing 1, which is divided into the inner pole 3 and the valve jacket 4 according to FIGS. 1 and 6 by the method according to the invention, among other things. In a first step, this is
  • Valve housing 1 made of a ferromagnetic material as a pressed part so that the outer contours of the later inner pole 3 and the valve jacket 4 can remain largely unprocessed.
  • a blind hole 52 as part of the later through hole 24 in the area of the fuel filter 48 and a stepped, also blind hole-like opening 53 is provided on the side opposite the blind hole 52.
  • the opening 53 already has the corresponding diameter, at least in its one axial section 55, which is necessary for the installation of the nozzle body 15 in the section 55.
  • the later required diameter for the armature 8 cannot be provided immediately in the axial section 54 of the opening 53 facing the blind hole 52, since the material remaining radially outside the section 54 is required in part in the following process steps.
  • the magnetic line guide shoulder 18 is later formed from the inner wall of the valve housing 1 in section 54. Because the later
  • Valve jacket 4 ie the area of the valve housing 1 with the inner opening 53, has a larger outer diameter than the later inner pole 3, there is a radial shoulder 57 on the valve housing 1.
  • the radial shoulder 57 forms the lower boundary surface for the space
  • Solenoid 7, while an outer wall 58 of the inner pole 3 represents the inner boundary to the valve longitudinal axis 12 for the solenoid 7.
  • the radial shoulder 57 does not run as a flat surface as far as the wall 58, but rather is formed by one along the wall 58 in FIG Direction to section 55 running, but otherwise annular groove 61 interrupted, the side walls of which run parallel to the valve longitudinal axis 12.
  • the section 54 of the opening 53 extends in the direction of the blind hole 52 slightly beyond the radial shoulder 57 up to an end surface 62, so that the later valve jacket 4 and the later inner pole 3 are penetrated axially only slightly by the opening 53.
  • FIG. 3 shows the valve housing 1 after the non-magnetic intermediate ring 5 has been introduced.
  • the intermediate ring 5 is now pressed using a tool which is illustrated schematically in FIG. 3.
  • the valve housing 1 with the later valve jacket 4 is inserted in a first form-accurate die 64.
  • a three-part sleeve-shaped serves as the actual pressing tool
  • Press ram 65 An inner support sleeve 66 directly surrounding the wall 58 of the inner pole 3 and an outer support sleeve 67 mainly perform tasks for guiding a press sleeve 68 enclosed between the two and for preventing the non-magnetic intermediate ring 5 from tilting during the pressing process.
  • the press ram 65 runs in a second die 69.
  • the individual sleeves 66, 67 and 68 have such a width that the inner support sleeve 66 and the press sleeve 68 rest on the intermediate ring 5, while the outer support sleeve 67 up to the radial shoulder 57 of the
  • Valve housing 1 is sufficient.
  • the actual force for pressing the intermediate ring 5 is applied with the press sleeve 68.
  • a supporting force 70 is inserted into the opening 53, which, apart from an end region 72 near the end surface 62, fills the opening 53 with a precise shape.
  • the support stamp 70 has namely has a smaller diameter than the opening 5, so that an annular material-free space 73 necessary for pressing is formed.
  • the free space 73 is not only located in the same axial region of the valve housing 1, but it also has approximately the same axial extent as the intermediate ring 5.
  • the intermediate ring 5 also has a different contour, since material is pressed radially in the direction of the longitudinal valve axis 12 into the valve housing 1, so that a region 77 previously belonging to the valve housing 1, which is connected to a
  • the axial section 54 of the opening 53 is divided into two sections 54a and 54b.
  • the two subsections 54a and 54b have different diameters, the upper one being formed in the axial region of the intermediate ring 5
  • Section 54b has a smaller diameter than the section 54a directly connected to section 55.
  • the section 54b in the finished valve housing 1 belongs at least partially to the through hole 24.
  • the valve housing 1 is finely machined (FIG. 6).
  • the contours of the valve housing 1 desired for installation in a fuel injection valve are now made by means of machining production processes, such as, for. B. rotating.
  • the through-hole 24 is produced by connecting the blind hole 52 to the section 54b.
  • the outer contour of the valve jacket 4 is also changed in the desired manner by removing material on the circumference.
  • a particularly important step in the machining of the valve housing 1 is, however, the formation of the opening 53.
  • Opening 53 to the non-magnetic intermediate ring 5 is namely a complete spatial separation of the inner pole 3 and valve jacket 4 is achieved. While the section 55 can be left in its diameter, the section 54a is completely enlarged and the section 54b partially enlarged in its diameters. In axial In the direction, however, section 55 is also enlarged.
  • the contours to be achieved depend on the dimensions of the nozzle body 15, the stop plate 33 and the armature 8.
  • the opening 53 ultimately has an axial length, which is delimited by a lower end face 79 of the inner pole 3, which is a little more axially upstream than the radial shoulder 57, but still clearly in the area of the intermediate ring 5 surrounding it.
  • the fuel injector is finally assembled with the one-piece valve housing 1 produced according to the invention but now comprising two assemblies and the non-magnetic intermediate ring 5 in a known manner.
  • the metal injection molding (MIM) process known from DE-PS 42 30 376 for the production of a valve needle comprises the production of molded parts from a metal powder with a binder, for. B. a plastic binder, for example on conventional plastic injection molding machines and the subsequent removal of the binder and sintering the remaining metal powder structure.
  • MIM metal injection molding
  • the parts which remain the same or have the same effect in this exemplary embodiment in FIGS. 7 and 8 compared to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 6 are identified by the same reference numerals and an additional line.
  • FIG. 7 shows an intermediate ring 5 ′ corresponding to the already described intermediate ring 5 in cross section L-shaped.
  • the non-magnetic intermediate ring 5 ' is sprayed, for example, on a conventional plastic injection molding machine in one operation.
  • a metal powder eg non-magnetic steel
  • a plastic used as a binder is mixed with a plastic used as a binder and homogenized and processed into granules that are made available to the plastic injection molding machine.
  • the intermediate ring 5 ' is formed as an injection molded part.
  • valve housing 1 ' (e.g. soft magnetic steel + binder) is injection molded in the plastic injection molding machine with the contour already known from FIG. 5 onto or around the intermediate ring 5' (FIG. 8). Because of the simple blind bore 52 'and opening 53' tapering inward into the valve housing 1 ', injection molding with simple stamps or slides is possible without any problems.
  • the valve housing 1 ' is thus present together with the intermediate ring 5' as one component.
  • the components of the plastic binder are then removed from the injection molded part now present by thermal processes, for example under the influence of protective gas. A metal powder structure remains largely thereafter.
  • valve housing 1 ' In order to increase the density of the molded part from valve housing 1 'and intermediate ring 5', the molded part is sintered, for example, under the influence of protective gas in a sinter.
  • the sintering process can also be carried out under the influence of hydrogen or in a vacuum.
  • the valve housing 1 ' which is now reduced in volume, is finally subjected to a fine machining similar to the first exemplary embodiment, for example by means of machining production processes. This creates a valve housing 1 'which corresponds to the valve housing 1 shown in FIG. 6 and is therefore not shown again.
  • the fuel injector is subsequently assembled around the valve housing 1 'with the intermediate ring 5' in a known manner.

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Abstract

Bei bereits bekannten elektromagnetisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventilen wird ein Verbindungsring (5) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff zwischen einem Innenpol (3) und einem davon getrennt ausgebildeten Ventilmantel (4) dicht und fest eingebaut. Die Fertigung der hochgenauen Einzelbauteile und das Fixieren der Bauteile bis zum Herstellen der dichten und festen Verbindung sind aufwendig. Das neue Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil stellt eine besonders kostengünstige Variante mit minimiertem Stoffeinsatz dar. Ein einteiliges Ventilgehäuse (1) weist dazu eine Nut (61) auf, in die ein unmagnetischer Zwischenring (5) eingelegt wird. Mit einem Preßwerkzeug (68) wird eine axial wirkende Preßkraft auf den Zwischenring (5) aufgebracht, wodurch Material des Zwischenrings (5) und des Ventilgehäuses (1) radial verschoben wird. Mittels einfacher spanender Fertigungsverfahren wird ein Materialabtrag am Ventilgehäuse (1) von einer Öffnung (53) aus vorgenommen, so daß Innenpol (3) und Ventilmantel (4) als aus dem Ventilgehäuse (1) hervorgegangene Bauteile durch den Zwischenring (5) räumlich getrennt vorliegen. Der so hergestellte Magnetkreis eignet sich besonders für Brennstoffeinspritzventile für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Verfahren zur Hersfellunσ eines Maσnetkreises für ein Ventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil, insbesondere für ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von
Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. 2. Aus der DE-OS 40 13 832 ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem ein Verbindungsring aus einem nichtmagnetischen, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Werkstoff ausgebildet ist, der fest und dicht mit einem Innenpol und einem Ventilmantel des Brennstoffeinspritzventils verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß zwischen dem Innenpol bzw. dem Ventilmantel und dem Verbindungsring kein Brennstoff zu einer Magnetspule, die den Innenpol umgibt und von dem Ventilmantel selbst umgeben ist, gelangen kann. Da der Verbindungsring aus einem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist, ist der Einfluß des Verbindungsrings auf das magnetische Feld sehr gering, er verhindert vielmehr einen magnetischen Kurzschluß zwischen dem Innenpol und dem Ventilmantel, und das Entstehen von zusätzlichen Wirbelstromverlusten wird vermieden. Das Einpassen des Verbindungsrings stellt allerdings ein vergleichsweise kostenintensives Verfahren dar. Zur Fertigung des Magnetkörpers aus Innenpol, Ventilmantel und Verbindungsring sind beispielsweise noch ein innerer und ein äußerer Lotring nötig, um feste und dichte Verbindungen schaffen zu können. Somit werden beispielsweise fünf Einzelteile zur Fertigung des Magnetkδrpers benötigt. Die Einzelbauteile Innenpol, Ventilmantel und Verbindungsring müssen sehr genau gefertigt sein und vor dem Fügeverfahren zueinander fixiert werden. Das Herstellen der einzelnen hochgenauen Bauteile und das Fixieren der Bauteile bis zum Erreichen der dichten und festen Verbindungen sind aufwendige und kostspielige Verfahren.
Aus der ebenfalls gattungsgemäßen DE-PS 42 30 376 ist unter anderem zur Herstellung einer Ventilnadel für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil das Metal-Injection- Molding (MIM) -Verfahren bekannt. Dabei wird ein einteiliges, aus einem Ankerabschnitt und einem Ventilhülsenabschnitt bestehendes Betätigungsteil nach dem MIM-Verfahren hergestellt. Das MIM-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 Metallpulvergerüstes. Da die Zusammensetzung des Metallpulvers auf einfache Weise auf optimale magnetische Eigenschaften des gewünschten Formteils abgestimmt werden kann, bietet sich dieses Verfahren nicht nur zur Herstellung von Betätigungsteilen, wie Ventilnadeln, an, sondern auch zur Fertigung von Magnetkreisen für Ventile. Der Magnetkreis wird neben der Magnetspule und dem Anker mindestens aus den Bauteilen Kern, Zwischenring und Düsenträger als Ventilgehäuseteil gebildet.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil, insbesondere für ein Brennstoffeinspritzventil, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß mit weniger Einzelbauteilen als beim Stand der Technik kostengünstig ein Magnetkδrper gebildet wird. Besonders vorteilhaft ist der Wegfall mehrerer hochgenauer Einzelteile, indem nur noch ein einteiliges, beispielsweise fließgepreßtes Ventilgehäuse als Teil des Magnetkörpers zum Einsatz kommt. Das Ventilgehäuse ist dabei so ausgebildet, daß ein durch das erfindungsgemäße Verfahren später gebildeter Innenpol und ein ebenfalls erst auszubildender Ventilmantel noch miteinander aufgrund des einteilig ausgestalteten Ventilgehäuses verbunden sind. Das Ventilgehäuse besitzt dabei von vornherein eine Außenkontur, die den späteren Konturen des Innenpols und des Ventilmantels entspricht.
Von Vorteil ist es, einen unmagnetischen, kreisringfδrmigen Zwischenring in eine am Ventilgehäuse vorgesehene Nut einzulegen. Das Einlegen des Zwischenrings ist besonders einfach, da durch die Nut eine definierte Position für den Zwischenring vorgegeben ist. Mit einem Preßwerkzeug, durch das eine axial wirkende Kraft auf den Zwischenring ausgeübt wird, wird ein Fließpreßvorgang hervorgerufen. Die auf den Zwischenring wirkende Kraft verursacht einen Materialfluß des Zwischenrings und des Ventilgehäuses radial weitgehend im rechten Winkel zur Wirkrichtung des Preßwerkzeugs, da im Preßwerkzeug ein entsprechender Freiraum für das fließende Material vorgesehen ist. Der Materialfluß bewirkt, daß der Zwischenring tiefer in das Material des Ventilgehäuses eindringt und eine feste StoffVerbindung eingeht. Das Herstellen der endgültigen räumlichen Trennung von Innenpol und Ventilmantel ist insofern vorteilhaft, daß sehr einfach und mit geringem Kostenaufwand ein Abtragen des überflüssigen Materials, beispielsweise mittels Drehen, in einer Öffnung des Ventilgehäuses erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil, insbesondere für ein
Brennstoffeinspritzventil, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2, hat den Vorteil, daß ein Magnetkδrper auf einfache und kostengünstige Art und Weise herstellbar ist. Von Vorteil ist es, daß bei dem sogenannten Metal-Injection- Molding (MIM) -Verfahren ein unmagnetischer Zwischenring und ein magnetisches Ventilgehäuse in einem Arbeitsgang auf einer herkömmlichen Kunststoffspritzgießmaschine als Formteile spritzgegossen werden können. Die Zusammensetzung des jeweils verwendeten Metallpulvers kann dabei auf gewünschte optimale magnetische Eigenschaften des Magnetkδrpers abgestimmt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 und 2 angegebenen Verfahren möglich.
Von Vorteil ist es, wenn der Zwischenring aus einem unmagnetischen, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Werkstoff ausgebildet ist, so daß der Einfluß des Zwischenrings auf das magnetische Feld sehr gering ist und das Entstehen von zusätzlichen Wirbelstromverlusten verhindert wird.
Da das Ventilgehäuse von Anfang an einteilig vorliegt und auch nach den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten einen einteiligen Körper mit drei Baugruppen darstellt, ist ein besonderer Vorteil die daraus resultierende Druckdichtheit. Mit minimalem Stoffeinsatz wird also ein druckdichter Magnetkreis erzeugt, der ohne Einsatz von Dichtelementen, wie O-Ringen, im Ventil einbaubar ist, so daß also auf weitere Bauelemente verzichtet werden kann. Die Ausbildung des Ventilgehäuses gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht zudem eine sehr einfache Konstruktion einer Magnetspule, die trocken und dicht von dem Ventilgehäuse und einem Leitelement eingeschlossen ist und keinen zusätzlichen Spulenträgerkδrper benötigt. Von Vorteil ist es, wenn als Bindemittel bei dem MIM- Verfahren ein Kunststoffbindemittel verwendet wird und wenn dieses Bindemittel durch eine thermische Behandlung des Formteils aus diesem Formteil entfernt wird. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Herstellung des das
Ventilgehäuse und den Zwischenring bildenden Formteiles ermöglicht, das bereits eine hohe Gefügedichte aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Formteil nach dem Sintern heißisostatisch gepreßt wird, so daß sich ein besonders dichtes Gefüge des Ventilgehäuses ergibt.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß hergestellten
Brennstoffeinspritzventilen bzw. Magnetkreisen sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Ventil, Figur 2 ein einteiliges Ventilgehäuse, Figur 3 ein einteiliges
Ventilgehäuse mit einem unmagnetischen Zwischenring in einem Preßwerkzeug vor dem Fließpressen, Figur 4 eine vergrößerte Darstellung des Fließpreßbereichs aus Figur 3, Figur 5 ein Ventilgehäuse mit einem Zwischenring nach dem Fließpressen, Figur 6 ein Ventilgehäuse mit einem Zwischenring nach der räumlichen Trennung von Innenpol und Ventilmantel durch eine Feinbearbeitung, Figur 7 einen mittels MIM-Verfahren gefertigten Zwischenring und Figur 8 ein mittels MIM- Verfahren gefertigtes Ventilgehäuse mit einem Zwischenring vor der Feinbearbeitung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielsweise dargestellte elektromagnetisch betätigbare Brennstoffeinspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von beispielsweise gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraf maschinen besitzt ein durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil entstandenes, zwei Baugruppen umfassendes, rohrfδrmiges Ventilgehäuse 1 aus einem ferro agnetischen Material, z.B. aus einem weichmagnetischen Stahl. Das Ventilgehäuse 1 stellt vor der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein einteiliges ferromagnetisches Preßteil mit einer gestuften Kontur dar, so wie es die Figur 2 zeigt. Bei der Beschreibung der einzelnen Verfahrensschritte erfolgt auch eine genaue
Erläuterung der Geometrie des Ventilgehäuses 1. Als Resultat des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Ventilgehäuse 1 eine andere Gestalt auf, die besonders durch eine entstandene Zweiteiligkeit augenscheinlich deutlich wird. Das Ventilgehäuse 1 wird nämlich nun von einem rohrfδrmigen Innenpol 3 und einem immer noch als Gehäuse dienenden, abgestuften, rohrfδrmigen Ventilmantel 4 gebildet. Die räumliche Trennung des stromaufwärts angeordneten Innenpols 3 und des radial nach außen gegenüber dem Innenpol 3 versetzten und stromabwärts folgenden Ventilmantels 4 ist unter anderem durch das Einpressen eines unmagnetischen Zwischenrings 5 erzielt. Vor der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun in kurzer Form eine Beschreibung des Aufbaus eines beispielhaften Brennstoffeinspritzventils erfolgen.
Der rohrförmige Innenpol 3 weist einen weitgehend konstanten Außendurchmesser auf und ist von einer Magnetspule 7 teilweise umgeben. Neben dem Innenpol 3 und der Magnetspule 7 gehören zu dem elektromagnetischen Kreis des
Brennstoffeinspritzventils ein Anker 8 und ein topffδrmiges, die Magnetspule 7 sowohl teilweise radial als auch axial umschließendes Leitelement 10. Die Magnetspule 7 ist ohne einen zusätzlichen Spulenkδrper zwischen dem Innenpol 3, dem Leitelement 10, dem Ventilmantel 4 und dem letztlich im Querschnitt L-fδrmigen Zwischenring 5 vollständig eingebettet.
Das topffδrmige Leitelement 10 wird durch einen dem Anker 8 abgewandten, sich senkrecht zu einer Ventillängsachse 12 erstreckenden Bodenbereich 11 und einen sich daran in Richtung zum Ventilmantel 4 hin anschließenden Mantelbereich
14 gebildet. Der Mantelbereich 14 umgibt die Magnetspule 7 in Umfangsrichtung vollständig und ist an seinem stromabwärtigen Ende mit dem Ventilmantel 4 durch z. B. eine Bδrdelverbindung fest verbunden. Es ist auch möglich, daß der Mantelbereich 14 in Umfangsrichtung nur teilweise ausgebildet ist, also z.B. aus mehreren bügelähnlichen Abschnitten besteht. Der Bodenbereich 11 des Leitelements 10 deckt die Magnetspule 7 an deren dem Anker 8 abgewandter Seite axial ab. Im Bodenbereich 11 ist mittig eine durchgehende Öffnung 17 vorgesehen, durch die der Innenpol 3 verläuft. Gerade das topffδrmige Leitelement 10 ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 7.
Alle bisher erwähnten Bauteile des Einspritzventils erstrecken sich konzentrisch zu der Ventillängsachse 12. Der ebenfalls konzentrisch zu der Ventillängsachse 12 ausgebildete rohrförmige Innenpol 3 stellt einen Brennstoffeinlaßstutzen dar und dient damit der Brennstoffzufuhr in das Innere des Einspritzventils.
Mit seinem unteren Gehäuseende 13 umschließt das Ventilgehäuse 1 bzw. der Ventilmantel 4 in axialer Richtung teilweise einen Düsenkδrper 15. Zur flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen dem Ventilgehäuse 1 und dem Düsenkδrper
15 ist am Umfang des Düsenkδrpers 15 eine Ringnut ausgebildet, in der ein Dichtring 16 angeordnet ist. Der zylindrische hohle Anker 8 wirkt mit der Magnetspule 7 und dem Innenpol 3 zusammen und durchragt einen Magnetlinienleitabsatz 18 des Ventilmantels 4 und teilweise den unmagnetischen Zwischenring 5 in axialer Richtung. Mit einem der Magnetspule 7 abgewandten Ende umgreift der Anker 8 ein Halteteil 19 einer Ventilnadel 20 und ist mit der Ventilnadel 20 fest verbunden. An einer der Magnetspule 7 zugewandten Stirnseite des Halteteils 19 liegt eine Rückstellfeder 22 mit ihrem einen Ende an. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Rückstellfeder 22 an einer in einer Durchgangsbohrung 24 des Innenpols 3 beispielsweise eingepreßten Einstellhülse 25 ab. Die z. B. aus gerolltem Federstahlblech ausgeformte rohrförmige Einstellhülse 25 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an ihr anliegenden Rückstellfeder 22. Die Rückstellfeder 22 ist bestrebt, den Anker 8 und die mit ihm in Verbindung stehende Ventilnadel 20 in Richtung einer Ventilsitzfläche 27 zu bewegen.
Im Düsenkδrper 15 ist konzentrisch zu der Ventillängsachse 12 ein gestufter, durchgehender Strömungskanal 28 ausgebildet. An seinem dem Ventilgehäuse 1 abgewandten Ende besitzt der Strδmungskanal 28 die keglige Ventilsitzfläche 27. Zwei beispielsweise als Vierkante ausgebildete Führungsabschnitte 29 der Ventilnadel 20 werden durch einen Führungsbereich 30 des Strδmungskanals 28 geführt; sie lassen aber auch einen axialen Durchgang für den Brennstoff frei.
Die Ventilnadel 20 durchdringt mit Radialspiel eine Durchgangsδffnung 32 in einer Anschlagplatte 33, die zwischen einer dem Anker 8 zugewandten Stirnseite 34 des Düsenkδrpers 15 und einer der Stirnseite 34 gegenüberliegenden Innenschulter 35 des Ventilmantels 4 eingeklemmt ist. Die Anschlagplatte 33 dient zur Begrenzung der Bewegung der in dem Strδmungskanal 28 des Düsenkδrpers 15 angeordneten Ventilnadel 20. Dem Halteteil 19 abgewandt weist die Ventilnadel 20 einen als Ventilschließteil dienenden kegligen Abschnitt 37 auf, der mit der kegligen Ventilsitzfläche 27 des Düsenkδrpers 15 zusammenwirkt und das Öffnen bzw. Schließen des Brennstoffeinspritzventils bewirkt. An die keglige
Ventilsitzfläche 27 schließt sich in Strδmungsrichtung ein Endkanal 38 des Düsenkδrpers 15 an. Diesem Endkanal 38 folgt stromabwärts z. B. eine Spritzlochscheibe 40, die wenigstens eine z. B. durch Stanzen oder Erodieren eingebrachte Abspritzδffnung 41 aufweist, durch die der Brennstoff abgespritzt wird.
Zumindest teilweise sind in axialer Richtung der Innenpol 3 und das Leitelement 10 durch eine Kunststoffummantelung 43 umschlossen. Ein elektrischer Anschlußstecker 45, über den die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 7 und damit deren Erregung erfolgt, ist beispielsweise zusammen mit der Kunststoffummantelung 43 ausgeformt.
An seinem zulaufseitigen Ende 47 ist der dort als Brennstoffeinlaßstutzen dienende Innenpol 3 derart ausgestaltet, daß ein Brennstoffilter 48 einsetzbar ist. Dazu weist die Durchgangsbohrung 24 stromaufwärts der Einstellhülse 25 einen größeren Durchmesser auf als im Bereich der eingepreßten Einstellhülse 25. Beispielsweise durch Einschieben in die Durchgangsbohrung 24 des Innenpols 3 ist der Brennstoffilter 48 montierbar, wobei er mit einem Haltering 49 mit einer leichten radialen Pressung an der Wandung der Durchgangsbohrung 24 anliegt. Der in das Brennstoffeinspritzventil eintretende Brennstoff durchströmt den Brennstoffilter 48 in bekannter Weise und tritt in radialer Richtung aus dem Brennstoffilter 48 aus.
Anhand der Figuren 2 bis 6 werden nun nachfolgend die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung eines
Magnetkreises mit den Bauteilen Innenpol 3, Ventilmantel 4 und Zwischenring 5 detailliert beschrieben. In der Figur 2 ist das einteilige Ventilgehäuse 1 gezeigt, das unter anderem durch die erfindungsgemäßen Verfahren in den Innenpol 3 und den Ventilmantel 4 gemäß den Figuren 1 und 6 geteilt wird. In einem ersten Verfahrensschritt wird das
Ventilgehäuse 1 aus einem ferromagnetischen Material als ein Preßteil so hergestellt, daß die äußeren Konturen des späteren Innenpols 3 und des Ventilmantels 4 weitgehend unbearbeitet bleiben können. In dem langgestreckten Ventilgehäuse 1 sind bereits z. B. eine Sacklochbohrung 52 als Teil der späteren Durchgangsbohrung 24 im Bereich des Brennstoffilters 48 und eine auf der der Sacklochbohrung 52 gegenüberliegenden Seite eingebrachte, gestufte, ebenfalls sacklochähnliche Öffnung 53 vorgesehen. Die Öffnung 53 besitzt dabei zumindest in ihrem einen axialen Abschnitt 55 bereits den entsprechenden Durchmesser, der für den Einbau des Düsenkδrpers 15 im Abschnitt 55 nötig ist. Der später erforderliche Durchmesser für den Anker 8 kann im zur Sacklochbohrung 52 hin gewandten axialen Abschnitt 54 der Öffnung 53 noch nicht sofort vorgesehen werden, da das radial außerhalb des Abschnitts 54 verbleibende Material zum Teil in den folgenden Verfahrensschritten benötigt wird. Von der inneren Wandung des Ventilgehäuses 1 im Abschnitt 54 aus wird später der Magnetlinienleitabsatz 18 ausgeformt. Da der spätere
Ventilmantel 4, also der Bereich des Ventilgehäuses 1 mit der inneren Öffnung 53, einen größeren Außendurchmesser aufweist als der spätere Innenpol 3, ergibt sich ein Radialabsatz 57 am Ventilgehäuse 1. Der Radialabsatz 57 bildet die untere Begrenzungsfläche für den Raum der
Magnetspule 7, während eine äußere Wandung 58 des Innenpols 3 die innere Begrenzung zur Ventillängsachse 12 hin für die Magnetspule 7 darstellt. Ausgehend von einer äußeren Mantelfläche 60 des Ventilmantels 4 verläuft der Radialabsatz 57 nicht als ebene Fläche bis hin zur Wandung 58, sondern er wird von einer an der Wandung 58 entlang in Richtung zum Abschnitt 55 hin verlaufenden, ansonsten aber ringförmigen Nut 61 unterbrochen, deren Seitenwände parallel zur Ventillängsachse 12 verlaufen. Der Abschnitt 54 der Öffnung 53 erstreckt sich in Richtung der Sacklochbohrung 52 über den Radialabsatz 57 etwas hinaus bis zu einer Endfläche 62, so daß der spätere Ventilmantel 4 vollständig und der spätere Innenpol 3 nur gering axial von der Öffnung 53 durchdrungen werden.
In einem folgenden Verfahrensschritt wird der unmagnetische, korrosionsfeste, beispielsweise aus einem austenitischen Stahl bestehende Zwischenring 5 über den Innenpol 3 entlang der Wandung 58 bis in die Nut 61 eingeschoben und dort abgelegt. In der Figur 3 ist das Ventilgehäuse 1 nach dem Einbringen des unmagnetischen Zwischenrings 5 zu sehen. Der Zwischenring 5 wird nun mit einem in der Figur 3 schematisch verdeutlichten Werkzeug verpreßt. Dazu wird das Ventilgehäuse 1 mit dem späteren Ventilmantel 4 in einer ersten formgenauen Matrize 64 eingesetzt. Als eigentliches Preßwerkzeug dient ein dreiteiliger hülsenfδrmiger
Preßstempel 65. Eine innere, die Wandung 58 des Innenpols 3 direkt umgebende Stützhülse 66 und eine äußere Stützhülse 67 erfüllen hauptsächlich Aufgaben zur Führung einer zwischen beiden eingeschlossenen Preßhülse 68 und zur Vermeidung des Verkippens des unmagnetischen Zwischenrings 5 während des Preßvorgangs. Der Preßstempel 65 verläuft in einer zweiten Matrize 69. Die einzelnen Hülsen 66, 67 und 68 weisen eine solche Breite auf, daß die innere Stύtzhülse 66 und die Preßhülse 68 auf dem Zwischenring 5 aufliegen, während die äußere Stützhülse 67 bis zu dem Radialabsatz 57 des
Ventilgehäuses 1 reicht. Mit der Preßhülse 68 wird die eigentliche Kraft zum Verpressen des Zwischenrings 5 aufgebracht. Eine Gegenkraft erzeugt ein in die Öffnung 53 eingefahrener Stutzstempel 70, der bis auf einen Endbereich 72 nahe der Endfläche 62 die Öffnung 53 formgenau ausfüllt. In diesem Endbereich 72 weist nämlich der Stutzstempel 70 einen kleineren Durchmesser auf als die Öffnung 5 , so daß ein ringförmiger materialfreier, zum Verpressen notwendiger Freiraum 73 gebildet wird. Der Freiraum 73 befindet sich nicht nur im gleichen Axialbereich des Ventilgehäuses 1, sondern er besitzt dabei ungefähr auch dieselbe axiale Erstreckung wie der Zwischenring 5.
In der Figur 4 ist noch einmal vergrößert der in der Figur 3 mit einem Kreis gekennzeichnete Bereich um den Zwischenring 5 und den Freiraum 73 dargestellt. Die Pfeile sollen dabei verdeutlichen, in welche Richtungen Material verschoben und verpreßt wird. Mit der Preßhülse 68 wird also eine linear wirkende Stempelkraft, die mit den Pfeilen 74 gekennzeichnet ist, auf den Zwischenring 5 aufgebracht. Deshalb handelt es sich beim Fließpressen um ein translatorisches
Druckumformverfahren. Das Fließpressen wird als Kaltumformen durchgeführt. Aufgrund des vorgegebenen Freiraums 73 erfolgt der mit den Pfeilen 75 angedeutete Werkstofffluß weitgehend im rechten Winkel zur Richtung der Stempelkraft, so daß von einem Querfließpressen gesprochen werden kann. Durch die in den Zwischenring 5 eindringende Preßhülse 68 wird Material des Zwischenrings 5 und des Ventilgehäuses 1 radial verschoben. Der Materialfluß in axialer Richtung ist vernachlässigbar gering. Material des Ventilgehäuses 1 füllt nach dem Verpressen den Freiraum 73 vollständig aus.
Der Zwischenring 5 erhält ebenfalls eine andere Kontur, da Material radial in Richtung Ventillängsachse 12 in das Ventilgehäuse 1 gedrückt wird, so daß ein vorher zum Ventilgehäuse 1 gehörender Bereich 77, der mit einer
Strichlinie gekennzeichnet ist, nach dem Fließpressen Teil des Zwischenrings 5 ist. In der Wirkzone der Preßhülse 68 entsteht eine Aussparung, wodurch der Zwischenring 5 im Querschnitt eine L-Form erhält. Durch das Verpressen sind der Zwischenring 5 und das Ventilgehäuse 1 eine unlösbare StoffVerbindung eingegangen. In der Figur 5 ist das Ventilgehäuse 1 zusammen mit dem Zwischenring 5 nach dem Fließpressen dargestellt. Dabei wird deutlich, daß der nun im Querschnitt L-fδrmige Zwischenring 5 in geringem Maße über die Wandung 58 hinein in Richtung zur Ventillängsachse 12 ragt. Aufgrund der Form des
Stutzstempels 70 und des vollzogenen Materialflusses ist der axiale Abschnitt 54 der Öffnung 53 in zwei Teilabschnitte 54a und 54b unterteilt. Die beiden Teilabschnitte 54a und 54b weisen unterschiedliche Durchmesser auf, wobei der im axialen Bereich des Zwischenrings 5 gebildete obere
Teilabschnitt 54b einen kleineren Durchmesser hat als der mit dem Abschnitt 55 direkt in Verbindung stehende Teilabschnitt 54a. Der Teilabschnitt 54b gehört im fertigen Ventilgehäuse 1 zumindest teilweise zur Durchgangsbohrung 24.
In einem letzten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil erfolgt die Feinbearbeitung des Ventilgehäuses 1 (Figur 6) . Die für den Einbau in einem Brennstoffeinspritzventil gewünschten Konturen des Ventilgehäuses 1 werden nun mittels spanender Fertigungsverfahren, wie z. B. Drehen, erzeugt. So wird beispielsweise durch Verbinden der Sacklochbohrung 52 mit dem Teilabschnitt 54b die Durchgangsbohrung 24 hergestellt. Die Außenkontur des Ventilmantels 4 wird ebenfalls durch Abtragen von Material am Umfang in gewünschter Weise verändert. Einen besonders wichtigen Schritt bei der spanenden Bearbeitung des Ventilgehäuses 1 stellt jedoch die Ausformung der Öffnung 53 dar. Durch das teilweise radiale Erweitern der Öffnungsweite des Teilabschnitts 54b der
Öffnung 53 bis hin zum unmagnetischen Zwischenring 5 wird nämlich eine vollständige räumliche Trennung von Innenpol 3 und Ventilmantel 4 erreicht. Während der Abschnitt 55 in seinem Durchmesser belassen werden kann, werden der Teilabschnitt 54a vollständig und der Teilabschnitt 54b teilweise in ihren Durchmessern vergrößert. In axialer Richtung erfolgt jedoch auch eine Vergrößerung des Abschnitts 55. Die zu erzielenden Konturen hängen von den Maßen des Düsenkδrpers 15, der Anschlagplatte 33 und des Ankers 8 ab. Die Öffnung 53 weist letztlich eine axiale Länge auf, die durch eine untere Endfläche 79 des Innenpols 3 begrenzt wird, die in geringem axialen Maß weiter stromaufwärts liegt als der Radialabsatz 57, aber immer noch deutlich im Bereich des sie umgebenden Zwischenrings 5.
Die Fertigmontage des Brennstoffeinspritzventils mit dem erfindungsgemäß hergestellten einteiligen, aber nun zwei Baugruppen umfassenden Ventilgehäuse 1 und dem unmagnetischen Zwischenring 5 erfolgt in bekannter Weise.
Ein zweites Beispiel für die Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil wird anhand der Figuren 7 und 8 nachfolgend beschrieben. Bei dem nun zur Anwendung kommenden Verfahren handelt es sich um das Metal-Injection-Molding-Verfahren. Das bereits unter anderem aus der DE-PS 42 30 376 zur Herstellung einer Ventilnadel bekannte Metal-Injection- Molding (MIM) -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 bei diesem Ausführungsbeispiel in den Figuren 7 und 8 gegenüber dem in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen und einem zusätzlichen Strich gekennzeichnet.
In der Figur 7 ist ein dem bereits beschriebenen Zwischenring 5 entsprechender im Querschnitt L-förmiger Zwischenring 5' dargestellt. Das Spritzen des unmagnetischen Zwischenrings 5' erfolgt beispielsweise auf einer herkömmlichen KunststoffSpritzgießmaschine in einem Arbeitsgang. Dazu wird ein Metallpulver (z.B. unmagnetischer Stahl) mit einem als Bindemittel verwendeten Kunststoff gemischt und homogenisiert und zu einem Granulat aufbereitet, das der KunststoffSpritzgießmaschine bereitgestellt wird. Entsprechend der Gießform entsteht als spritzgegossenes Formteil der Zwischenring 5' .
In einem folgenden Verfahrensschritt wird in der KunststoffSpritzgießmaschine das Ventilgehäuse 1' (z.B. weichmagnetischer Stahl + Bindemittel) mit der bereits aus der Figur 5 bekannten Kontur auf bzw. um den Zwischenring 5' spritzgegossen (Figur 8) . Aufgrund der einfachen und sich nach innen in das Ventilgehäuse 1' hinein verjüngenden Sacklochbohrung 52' und Öffnung 53' ist das Spritzgießen mit einfachen Stempeln bzw. Schiebern problemlos möglich. Nach dem Spritzgießen liegt also das Ventilgehäuse 1' zusammen mit dem Zwischenring 5' als ein Bauteil vor. Aus dem nun vorliegenden spritzgegossenen Formteil werden anschließend die Bestandteile des Kunststoffbindemittels durch thermische Verfahren beispielsweise unter Schutzgaseinfluß entfernt. Es verbleibt danach weitgehend ein Metallpulvergerüst.
Um die Dichte des Formteils aus Ventilgehäuse 1' und Zwischenring 5' zu erhöhen, wird das Formteil beispielsweise unter Schutzgaseinfluß in einer Sinte vorrichtung gesintert. Der Sintervorgang kann aber auch unter Wasserstoffeinfluß oder in einem Vakuum vorgenommen werden. Das im Volumen nun verkleinerte Ventilgehäuse 1' wird abschließend ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel einer Feinbearbeitung beispielsweise mittels spanender Fertigungsverfahren unterzogen. So entsteht ein Ventilgehäuse 1', das dem in der Figur 6 dargestellten Ventilgehäuse 1 entspricht und deshalb nicht nochmals dargestellt ist. Um das Ventilgehäuse 1' mit dem Zwischenring 5' wird nachfolgend in bekannter Weise das Brennstoffeinspritzventil zusammengebaut.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil, insbesondere für ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse, mit einem konzentrisch zur Ventillängsachse verlaufenden Innenpol, mit einer den
Innenpol zumindest teilweise umgebenden Magnetspule, mit einem teilweise als Ventilgehäuse dienenden Ventilmantel, der sich ebenfalls konzentrisch um die Ventillängsachse erstreckt, und mit einem einen direkten Kontakt von Innenpol und Ventilmantel vermeidenden unmagnetischen, kreisringfδrmigen Zwischenring, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein einteiliges Ventilgehäuse (1) als Magnetkδrper mit einer weitgehend der später gewünschten Kontur von Innenpol (3) und Ventilmantel (4) entsprechenden Außenkontur hergestellt wird, nachfolgend der Zwischenring (5) am Ventilgehäuse (1) angeordnet wird, anschließend das Ventilgehäuse (1) in einem Preßwerkzeug (64, 65, 66, 67, 68, 69, 70) angeordnet wird, durch das eine Kraft auf den Zwischenring (5) aufgebracht wird, wodurch Material des Zwischenrings (5) und des Ventilgehäuses (1) zumindest teilweise radial in Richtung zur Ventillängsachse (12) in einen im Preßwerkzeug (70) vorgesehenen Freiraum (73) verschoben wird und eine StoffVerbindung eingeht, nachfolgend mit spanenden Fertigungsverfahren eine innere Öffnung (53) im Ventilgehäuse (1) radial bis zum
Zwischenring (5) so aufgeweitet wird, daß Innenpol (3) und Ventilmantel (4) vollständig räumlich voneinander getrennt sind und abschließend die gewünschte Kontur des Ventilgehäuses (1) hergestellt wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkreises für ein Ventil, insbesondere für ein Einspritzventil für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse, mit einem konzentrisch zur Ventillängsachse verlaufenden Innenpol, mit einer den Innenpol zumindest teilweise umgebenden Magnetspule, mit einem teilweise als Ventilgehäuse dienenden Ventilmantel, der sich ebenfalls konzentrisch um die Ventillängsachse erstreckt, und mit einem einen direkten Kontakt von Innenpol und Ventilmantel vermeidenden unmagnetischen, kreisringfδrmigen Zwischenring, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Metal-Injection-Molding-Verfahrens zuerst der Zwischenring (5') aus einem Granulat, bestehend aus Metallpulver und einem Bindemittel, durch Spritzgießen hergestellt wird, anschließend ein Ventilgehäuse (1') entsprechend der später gewünschten Kontur von Innenpol (3') und Ventilmantel (4') auf bzw. um den Zwischenring (5') mittels des MIM-Verfahrens spritzgegossen wird, danach die Bestandteile des Bindemittels aus dem Ventilgehäuse (1') und dem Zwischenring (5') entfernt werden, nachfolgend das Ventilgehäuse (l1) zusammen mit dem Zwischenring (5') gesintert wird und dann mit spanenden Fertigungsverfahren eine innere Öffnung (53') im Ventilgehäuse (1') radial bis zum Zwischenring (5') so aufgeweitet wird, daß Innenpol (31) und Ventilmantel ( 1) vollständig räumlich voneinander getrennt sind und abschließend die gewünschte Kontur des Ventilgehäuses (l1) hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Zwischenring (5, 5') ein austenitischer Stahl verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (64, 65, 66, 67, 68, 69, 70) von einem hülsenfδrmigen Preßstempel (65) , der wiederum aus einer Preßhülse (68) und einer diese innen begrenzende inneren Stützhülse (66) und einer die Preßhülse (68) außen umgebende äußeren Stützhülse (67) besteht, einer ersten und zweiten, das Ventilgehäuse (1) bzw. den Preßstempel (65) umschließenden Matrize (64, 69) und einem in die Öffnung
(53) eintauchenden Stutzstempel (70) gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Preßhülse (68) die eigentliche Kraft zum Verpressen des Zwischenrings (5) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpressen bzw. Fließpressen ein translatorisches Druckumformverfahren ist, das kalt durchgeführt wird (Kaltumformen) .
7. Verfahren nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Aufbringen der Preßkraft verursachte Werkstofffluß weitgehend im rechten Winkel zur Richtung der Preßkraft der Preßhülse (68) erfolgt (Querfließpressen) .
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgießen des Zwischenrings (5') und des Ventilgehäuses (l1) in einem Arbeitsgang auf einer KunststoffSpritzgießmaschine durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Kunststoff verwendet wird.
PCT/DE1995/000522 1994-09-13 1995-04-13 Verfahren zur herstellung eines magnetkreises für ein ventil WO1996008647A1 (de)

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