WO1999027246A1 - Brennstoffeinspritzventil und verfahren zur herstellung einer ventilnadel eines brennstoffeinspritzventils - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil und verfahren zur herstellung einer ventilnadel eines brennstoffeinspritzventils Download PDF

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WO1999027246A1
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valve
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valve closing
body carrier
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PCT/DE1998/002434
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Martin Andorfer
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168—Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1 and a method for producing a valve needle of a fuel injector according to the preamble of claim 12.
  • a valve needle is formed from an armature, a tubular connecting part and a spherical valve closing body.
  • the armature and the valve closing body are connected to one another via the tubular connecting part, the connecting part, with which the valve closing body is firmly connected by means of a weld seam, serving as the direct closing body carrier.
  • the connecting part has a multiplicity of transverse flow openings through which fuel can emerge from an inner through opening and can flow outside the connecting part to the valve closing body or to a valve seat surface which interacts with the valve closing body.
  • the connecting tube has a running over the entire length Longitudinal slot through which fuel can flow very quickly coming from the inner through opening due to its large hydraulic flow cross-section. Most of the fuel to be sprayed already flows out of the connecting part over the length thereof. The remaining amount only emerges from the connecting part directly on the ball surface, so that, seen over the 360 ° connecting area of the connecting part and valve closing body, there is a clear fuel uneven distribution.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 and the method according to claim 12 has the advantage that in a particularly simple manner inexpensive and reliable
  • the valve needle comprises at least one closing body carrier and one valve closing body.
  • Closing body support is formed at its end facing the valve closing body so deviating from an annular profile that at least two flow openings are formed between the closing body support and the surface of the valve closing body, through which fuel can flow unhindered coming from an inner longitudinal bore towards a valve seat surface.
  • the downstream end of the closing body carrier is plastically deformed from a circular ring profile into a polygonal profile by means of deformation tools. Optimal inflow to the metering area of the valve is achieved with little manufacturing effort.
  • the fuel advantageously flows up to the surface of the valve closing body in the interior of the closing body carrier.
  • valve closing body is spherical, so that the valve closing body can be centered particularly easily on the closing body carrier.
  • the polygonal profile of the closing body support has the same number of corner areas and edge areas, which corresponds to the number of flow openings. With a triangular profile, the best compromise results from the largest possible free cross section of the sum of the flow openings and good centering of the valve closing body on
  • Striker body By using different deformation tools, individual profiles of the striker beams can be manufactured very variably.
  • the armature can itself serve directly as a closing body carrier, so that a two-part valve needle is present together with the valve closing body.
  • a valve needle is particularly simple and inexpensive to manufacture and has the reduced Number of parts only the connection to be achieved between valve closing body and closing body carrier.
  • FIG. 1 shows a fuel injector according to the invention
  • FIG. 2 shows an armature as a closing body support with a deformation tool
  • FIG. 3 shows a two-part valve needle
  • FIG. 4 shows a section through a closing body support with a triangular profile along the line IV-IV in FIG. 3
  • FIG. 5 shows a section through a closing body support with a pentagonal profile
  • FIG. 6 shows a three-part valve needle
  • FIGS. 7, 8 and 9 can be fastened to a closing body carrier and deviate from a spherical valve closing body.
  • the valve according to the invention shown in FIG. 1 by way of example and partly in simplified form, in the form of an electromagnetically actuated fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines has a largely tubular core 2 surrounded by a magnetic coil 1, serving as an inner pole and partly as a fuel flow Upper, disc-shaped cover element 3, the core 2 enables a particularly compact structure of the injection valve in the area of the
  • the magnetic coil 1 is surrounded by an outer, ferromagnetic valve jacket 5 as the outer pole, which completely surrounds the magnetic coil 1 in the circumferential direction and at its upper end firmly with the cover element 3 z. B. is connected by a weld 6.
  • the valve jacket 5 is designed stepped at its lower end, so that a guide section 8 is formed which axially encloses the magnet coil 1 similar to the cover element 3 and which represents the boundary of the magnet coil region 1 downwards or in the downstream direction.
  • the guide section 8 of the valve jacket 5, the magnet coil 1 and the cover element 3 form an inner opening 11 or 58, which extends concentrically to a longitudinal valve axis 10 and in which an elongated sleeve 12 extends.
  • An inner longitudinal opening 9 of the ferritic sleeve 12 serves in part as a guide opening for a valve needle 13 that is axially movable along the longitudinal valve axis 10.
  • the sleeve 12 is therefore made to size with respect to the inner diameter of the inner opening 9.
  • the sleeve 12 ends viewed in the downstream direction, for example in the region of the guide section 8 of the valve jacket 5, with which it is fixedly connected, for example, with a weld seam 54.
  • the fixed core 2 is also arranged in the longitudinal opening 9 of the sleeve 12.
  • the sleeve 12 also fulfills a sealing function, so that a dry magnet coil 1 is present in the injection valve. This is also achieved in that the disc-shaped cover 3
  • Solenoid 1 completely covered on its upper side.
  • the inner opening 58 in the cover element 3 allows the sleeve 12 and thus also the core 2 to be elongated, so that both components protrude through the opening 58 beyond the cover element 3.
  • a valve seat body 14 adjoins the lower guide section 8 of the valve jacket 5 and has a fixed valve seat surface 15 as the valve seat.
  • the valve seat body 14 is, for example, with a of a laser generated second weld 16 is firmly connected to the valve jacket 5.
  • the valve needle 13 is formed by a tubular armature 17 and a, for example spherical valve closing body 18 firmly connected thereto, the armature 17 directly as
  • Closing body carrier serves.
  • the valve closing body 18 has, for example, five flats 23 on its circumference, by which a fuel flow past the valve closing body 18 to the valve seat surface 15 is permitted.
  • On the downstream end face of the valve seat body 14 is, for. B. in a recess 19 a flat spray plate 20, the fixed connection of valve seat body 14 and spray plate 20 z. B. is realized by a circumferential dense weld 21.
  • the injection valve is actuated electromagnetically in a known manner.
  • the electromagnetic circuit with the solenoid 1, the inner core 2, the outer valve jacket 5 and the armature 17 is used.
  • the armature 17 is connected to the the valve closing body 18 facing away from the core 2.
  • the spherical valve closing body 18 interacts with the valve seat surface 15 of the valve seat body 14 which tapers in the shape of a truncated cone in the flow direction and is formed in the axial direction downstream of a guide opening 26 in the valve seat body 14.
  • the spray plate 20 has at least one, for example four through
  • the insertion depth of the core 2 in the injection valve is, among other things, decisive for the stroke of the valve needle 13.
  • the one end position of the valve needle 13 is not at excited solenoid 1 by the contact of the valve closing body 18 on the valve seat 15 of the valve seat body 14, while the other end position of the valve needle 13 when the solenoid 1 is excited by the contact of the armature 17 at the downstream end of the
  • Kerns 2 results.
  • the stroke is adjusted by axially displacing the core 2 in the sleeve 12, which is subsequently firmly connected to the sleeve 12 in accordance with the desired position, laser welding being useful for achieving a weld seam 22.
  • an adjusting sleeve 29 is inserted into a flow bore 28 of the core 2, which runs concentrically with the valve longitudinal axis 10 and serves to supply the fuel in the direction of the valve seat surface 15.
  • the adjusting sleeve 29 is used to adjust the spring preload of the return spring 25 abutting the adjusting sleeve 29, which in turn is supported with its opposite side on a shoulder 28 of the armature 17, the dynamic injection quantity also being adjusted using the adjusting sleeve 29.
  • Such an injection valve is distinguished by its particularly compact construction, so that a very small, handy injection valve is produced, the valve jacket 5 of which has an outer diameter of only about 11 mm, for example.
  • the components described so far form a preassembled independent assembly, which can be referred to as functional part 30.
  • the fully set and assembled functional part 30 has z. B. on an upper end face 32, for example, two contact pins 33 protrude.
  • the electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus its excitation takes place via the electrical contact pins 33, which serve as electrical connecting elements.
  • a connection part (not shown) can be connected, which is characterized above all by the fact that it ate the electrical and hydraulic connection of the injection valve.
  • connection part (not shown) and the functional part 30 is achieved in the fully assembled injection valve in that flow bores of both assemblies are brought together so that an unimpeded flow of fuel is ensured. It is then z. B. the end face 32 of the functional part 30 directly to a lower end face of the connecting part and is firmly connected to this.
  • the connection part is mounted on the functional part 30, the part of the core 2 and the sleeve 12 projecting beyond the end face 32 can protrude into a flow bore of the connection part in order to increase the connection stability.
  • a sealing ring 36 is provided, which rests on the end face 32 of the cover 3, the sleeve 12.
  • the contact pins 33 serving as electrical connecting elements enter into a secure electrical connection in the completely assembled valve with corresponding electrical connecting elements of the connecting part.
  • FIG. 2 shows the armature or closing body support 17 on a larger scale than in FIG. 1 with a deformation tool 40 or 41 has stepped outer contour.
  • the closing body carrier 17, which is made, for example, of a ferritic material (for example 13% chromium steel), has an upper stop surface 42 facing the core 2, which also has a wear protection layer is provided, e.g. B. is chrome-plated.
  • Valve needle 13 in the sleeve 12 is used. Similar to the step 28 in the inner longitudinal bore 45, a step 46 is provided on the outer contour, which results in a reduction in cross-section in a second section 48 when viewed in the downstream direction. Sections 47 and 48 of larger and smaller outer diameters each initially have a circular cross section.
  • the circular cross section of the end of the closing body support 17 facing the spherical valve closing body 18, that is to say section 48 in the exemplary embodiment according to FIG. 2 is changed to a cross section which has at least two corners 60 and edges 61 (FIG. 4).
  • the corners 60 or the edges 61 do not have to be sharp-edged or straight. Rather, the corners 60 can be rounded and the edges 61 curved, that is to say bulbous.
  • a plastic deformation of the connection area, to which the valve closing body 18 to be fastened later is attached is carried out in section 48.
  • the second deformation option provides a deformation tool 41 on the outer circumference of section 48 to act to achieve a desired deformation of the section 48.
  • a form stamp can be inserted both into the inner longitudinal bore 45 and a deformation tool 41 can be attached to the outer circumference, with which the contour of the form stamp is reproduced in section 48.
  • the spherical valve closing body 18 is firmly attached to this deformed section 48, as a result of which the axially movable valve needle 13 is completed, as can be seen in FIG. 3.
  • the valve closing body 18 is attached to the respective edge regions 61 'of the deformed profile, with no fixed ones in the corner regions 60' in the desired manner
  • the fixed connections between the closing body support 17 and the valve closing body 18 are realized, for example, by weld seams 63 generated by means of laser, the number of weld seams 63 corresponding exactly to the number of edge regions 61 ′.
  • the formation of the corner regions 60 ′ creates regions at the downstream end of the section 48 which do not lie against the surface of the valve closing body 18.
  • the plastic deformation of section 48 has therefore resulted in flow openings 65 being formed at the corner regions 60 ′, through which fuel coming from the longitudinal bore 45 flows in a particularly favorable manner in the direction of the valve seat surface 15.
  • This design of the valve needle 13 enables a very simple inflow of the fuel to the metering area of the injection valve.
  • Figure 4 is a sectional view of a section along the line IV-IV in Figure 3, which is particularly vivid Corners 60 and the edges 61 of the closing body support 17 and the flow openings 65 after the valve closing body 18 has been attached are illustrated. It is particularly advantageous to use deformation tools 40, 41 with shaping dies with which a triangular profile can be produced.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of a valve needle 13, in which the parts that are the same or have the same effect as the exemplary embodiment shown in FIG. 3 are identified by the same reference numerals.
  • the valve needle 13 according to FIG. 6 is distinguished from the valve needle 13 shown in FIG. 3 by its three parts.
  • the armature 17 and the valve closing body 18 are connected to one another via a sleeve-shaped connecting part 50.
  • valve closing body 18 is also, as described above, fixed by means of weld seams 63
  • Valve needle 13 is provided, but here not with the armature 17, but with the connecting part 50 which now serves as the closing body carrier. All statements regarding the deformation of the section 48 on the closing body carrier 17 of the example according to FIG. 2 are completely related to the connecting part 50 of the example according to FIG. 6, since there is a comparable geometry and function.
  • valve closing body 18 is particularly preferred due to the simple centering, but is not exclusive. Rather, it is also possible to use a cylindrical shape with a spherical grind (FIG. 7), a cylindrical shape with a cone tip (FIG. 8), a cylindrical shape with two opposite cone tips (FIG. 9), hemispherical and others.
  • Valve closing body 18 are attached to the closing body support 17, 50.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil, das eine axial bewegbare Ventilnadel (13) besitzt, die wenigstens einen Anker (17) und einen kugelförmigen Ventilschließkörper (18) umfaßt. Der Anker (17) bildet einen Schließkörperträger, der an seinem stromabwärtigen Ende mit dem Ventilschließkörper (18) verbunden ist. Das dem Ventilschließkörper (18) zugewandte Ende des Schließkörpertragers (17) ist derart verformt, daß ein mehrkantiges Profil vorliegt. Entsprechend der Anzahl der Profilkanten werden wenigstens zwei mit einer inneren Längsbohrung (45) in Verbindung stehende Durchflußöffnungen zwischen dem Schließkörperträger (17) und der Oberfläche des Ventilschließkörpers (18) gebildet, die auf einfache Weise von Brennstoff durchströmt werden. Das Ventil eignet sich besonders für den Einsatz in Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen.

Description

Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zur Herstellung einer Ventilnadel eines Brennstoffeinspritzventils
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Herstellung einer Ventilnadel eines Brennstoffeinspritzventils nach der Gattung des Anspruchs 12.
Es ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil aus der
DE-PS 38 31 196 oder der DE-OS 40 08 675 bekannt, bei dem eine Ventilnadel aus einem Anker, einem rohrförmigen Verbindungsteil und einem kugelförmigen Ventilschließkörper gebildet ist. Über das rohrformige Verbindungsteil sind der Anker und der VentilSchließkörper miteinander verbunden, wobei als unmittelbarer Schließkörperträger das Verbindungsteil dient, mit dem der Ventilschließkörper mittels einer Schweißnaht fest verbunden ist. Das Verbindungsteil weist eine Vielzahl von quer verlaufenden Strömungsöffnungen auf, durch die Brennstoff aus einer inneren Durchgangsöffnung hinaustreten und außerhalb des Verbindungsteils bis zum Ventilschließkörper bzw. zu einer mit dem Ventilschließkorper zusammenwirkenden Ventilsitzfläche strömen kann. Außerdem weist das Verbindungsrohr einen über die gesamte Länge verlaufenden Längsschlitz auf, durch den aufgrund seines großflächigen hydraulischen Strömungsquerschnitts Brennstoff sehr schnell aus der inneren Durchgangsöffnung kommend strömen kann. Der größte Teil des abzuspritzenden Brennstoffs strömt bereits über die Länge des Verbindungsteils aus diesem heraus. Die restliche Menge tritt unmittelbar erst an der Kugeloberfläche aus dem Verbindungsteil aus, so daß über den um 360° verlaufenden Verbindungsbereich von Verbindungsteil und Ventilschließkorper gesehen eine deutliche Brennstoffungleichverteilung vorliegt.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. das Verfahren nach Anspruch 12 hat den Vorteil, daß auf besonders einfache Art und Weise kostengünstig und prozeßsicher
Strömungsmöglichkeiten für den Brennstoff an der Ventilnadel herstellbar sind. Die Ventilnadel umfaßt wenigstens einen Schließkörperträger und einen Ventilschließkorper. Der
Schließkörperträger ist an seinem dem Ventilschließkorper zugewandten Ende derart abweichend von einem Kreisringprofil ausgeformt, daß wenigstens zwei Durchflußöffnungen zwischen dem Schließkörperträger und der Oberfläche des Ventilschließkörpers gebildet sind, durch die Brennstoff ungehindert von einer inneren Längsbohrung kommend in Richtung zu einer Ventilsitzfläche strömen kann. In besonders einfacher Art und Weise wird das stromabwärtige Ende des Schließkörperträgers mittels Verformungswerkzeugen von einem Kreisringprofil in ein mehrkantiges Profil plastisch verformt. Mit geringem Fertigungsaufwand wird so eine optimale Zuströmung zum Zumeßbereich des Ventils erreicht . In vorteilhafter Weise strömt der Brennstoff bis zur Oberfläche des Ventilschließkörpers im Inneren des Schließkörperträgers. Gegenüber bekannten Ventilen entfallen Queröffnungen und Schlitze im Schließkörperträger, die sonst zum Austritt des Brennstoffs aus der inneren Hülsenöffnung des Schließkörperträgers benötigt werden. Damit entfällt auch die mit solchen Queröffnungen verbundene Problematik ihrer Bearbeitung (z.B. Entgraten) .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils bzw. des Verfahrens nach Anspruch 12 möglich.
In besonders vorteilhafter Weise ist der Ventilschließkorper kugelförmig ausgeführt, so daß ein besonders einfaches Zentrieren des Ventilschließkörpers am Schließkörperträger möglich ist.
Das mehrkantige Profil des Schließkörperträgers weist in gleicher Anzahl Eckbereiche und Kantenbereiche auf, die der Zahl der Durchflußöffnungen entspricht. Bei einem Dreikantprofil ergibt sich der beste Kompromiß von möglichst großem freien Querschnitt der Summe der Durchflußöffnungen und guter Zentrierung des Ventilschließkörpers am
Schließkörperträger. Durch Verwendung unterschiedlicher Verformungswerkzeuge lassen sich einzelne Profile der Schließkörperträger sehr variabel herstellen.
In besonders vorteilhaf er Weise kann der Anker unmittelbar selbst als Schließkörperträger dienen, so daß zusammen mit dem Ventilschließkorper eine zweiteilige Ventilnadel vorliegt. Eine solche Ventilnadel ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar und weist durch die reduzierte Teileanzahl nur die zu erzielende Verbindung von Ventilschließkorper und Schließkörperträger auf.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil, Figur 2 einen Anker als Schließkörperträger mit einem Verformungswerkzeug, Figur 3 eine zweiteilige Ventilnadel, Figur 4 einen Schnitt durch einen Schließkörperträger mit Dreikantprofil entlang der Linie IV-IV in Figur 3, Figur 5 einen Schnitt durch einen Schließkörperträger mit Fünfkantprofil , Figur 6 eine dreiteilige Ventilnadel und Figuren 7, 8 und 9 an einem Schließkörperträger befestigbare, von einer Kugelform abweichende Ventilschließkorper.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in der Figur 1 beispielhaft und teilweise vereinfacht dargestellte, erfindungsgemäße Ventil in der Form eines elektromagnetisch betätigbaren Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 umgebenen, als Innenpol und teilweise als Brennstoffdurchfluß dienenden weitgehend rohrförmigen Kern 2. Zusammen mit einem oberen, scheibenförmigen Abdeckelement 3 ermöglicht der Kern 2 einen besonders kompakten Aufbau des Einspritzventils im Bereich der
Magnetspule 1. Die Magnetspule 1 ist von einem äußeren, ferromagnetischen Ventilmantel 5 als Außenpol umgeben, der die Magnetspule 1 in Umfangsrichtung vollständig umgibt und an seinem oberen Ende fest mit dem Abdeckelement 3 z. B. durch eine Schweißnaht 6 verbunden ist. Zum Schließen des magnetischen Kreises ist der Ventilmantel 5 an seinem unteren Ende gestuft ausgeführt, so daß ein Leitabschnitt 8 gebildet ist, der ähnlich dem Abdeckelement 3 die Magnetspule 1 axial umschließt und der die Begrenzung des Magnetspulenbereichs 1 nach unten hin bzw. in stromabwärtiger Richtung darstellt.
Der Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5, die Magnetspule 1 und das Abdeckelement 3 bilden eine innere, konzentrisch zu einer Ventillängsachse 10 verlaufende Öffnung 11 bzw. 58, in der sich eine langgestreckte Hülse 12 erstreckt. Eine innere Längsöffnung 9 der ferritischen Hülse 12 dient teilweise als Führungsöffnung für eine entlang der Ventillängsachse 10 axial bewegliche Ventilnadel 13. Die Hülse 12 ist deshalb bezüglich des Innendurchmessers der inneren Öffnung 9 maßgenau gefertigt. Die Hülse 12 endet in stromabwärtiger Richtung gesehen beispielsweise im Bereich des Leitabschnitts 8 des Ventilmantels 5, mit dem sie beispielsweise mit einer Schweißnaht 54 fest verbunden ist. Außer der axial beweglichen Ventilnadel 13 ist auch der feststehende Kern 2 in der Längsöffnung 9 der Hülse 12 angeordnet. Neben der Aufnahme des Kerns 2 erfüllt die Hülse 12 auch eine Abdichtfunktion, so daß im Einspritzventil eine trockene Magnetspule 1 vorliegt. Das wird auch dadurch erreicht, daß das scheibenförmige Abdeckelement 3 die
Magnetspule 1 vollständig an ihrer oberen Seite überdeckt. Die innere Öffnung 58 im Abdeckelement 3 erlaubt es, die Hülse 12 und somit auch den Kern 2 verlängert auszubilden, so daß beide Bauteile die Öffnung 58 durchragend über das Abdeckelement 3 hinausstehen.
An den unteren Leitabschnitt 8 des Ventilmantels 5 schließt sich ein Ventilsitzkörper 14 an, der eine feste Ventilsitzfläche 15 als Ventilsitz aufweist. Der Ventilsitzkörper 14 ist mit einer beispielsweise mittels eines Lasers erzeugten zweiten Schweißnaht 16 fest mit dem Ventilmantel 5 verbunden. Die Ventilnadel 13 wird von einem rohrförmigen Anker 17 und einem daran fest verbundenen, beispielsweise kugelförmigen Ventilschließkorper 18 gebildet, wobei der Anker 17 unmittelbar als
Schließkörperträger dient. Der Ventilschließkorper 18 weist an seinem Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 23 auf, durch die eine BrennstoffStrömung am Ventilschließkorper 18 vorbei zur Ventilsitzfläche 15 erlaubt wird. An der stromabwärtigen Stirnseite des Ventilsitzkörpers 14 ist z. B. in einer Vertiefung 19 eine flache Spritzlochscheibe 20 angeordnet, wobei die feste Verbindung von Ventilsitzkörper 14 und Spritzlochscheibe 20 z. B. durch eine umlaufende dichte Schweißnaht 21 realisiert ist.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 13 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 25 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem inneren Kern 2, dem äußeren Ventilmantel 5 und dem Anker 17. Der Anker 17 ist mit dem dem Ventilschließkorper 18 abgewandten Ende auf den Kern 2 ausgerichtet .
Der kugelförmige Ventilschließkorper 18 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzflache 15 des Ventilsitzkörpers 14 zusammen, die in axialer Richtung stromabwärts einer Führungsöffnung 26 im Ventilsitzkörper 14 ausgebildet ist. Die Spritzlochscheibe 20 besitzt wenigstens eine, beispielsweise vier durch
Erodieren oder Stanzen ausgeformte Abspritzöffnungen 27.
Die Einschubtiefe des Kerns 2 im Einspritzventil ist unter anderem entscheidend für den Hub der Ventilnadel 13. Dabei ist die eine Endstellung der Ventilnadel 13 bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 18 an der Ventilsitzfläche 15 des Ventilsitzkörpers 14 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 13 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 17 am stromabwärtigen Ende des
Kerns 2 ergibt. Die Hubeinstellung erfolgt durch ein axiales Verschieben des Kerns 2 in der Hülse 12, der entsprechend der gewünschten Position nachfolgend fest mit der Hülse 12 verbunden wird, wobei eine Laserschweißung zur Erzielung einer Schweißnaht 22 sinnvoll ist.
In eine konzentrisch zu der Ventillängsachse 10 verlaufende Strömungsbohrung 28 des Kerns 2, die der Zufuhr des Brennstoffs in Richtung der Ventilsitzfläche 15 dient, ist außer der Rückstellfeder 25 eine Einstellhülse 29 eingeschoben. Die Einstellhülse 29 dient zur Einstellung der Federvorspannung der an der Einstellhülse 29 anliegenden Rückstellfeder 25, die sich wiederum mit ihrer gegenüberliegenden Seite an einem Absatz 28 des Ankers 17 abstützt, wobei auch eine Einstellung der dynamischen Abspritzmenge mit der Einstellhülse 29 erfolgt.
Ein solches Einspritzventil zeichnet sich durch seinen besonders kompakten Aufbau aus, so daß ein sehr kleines, handliches Einspritzventil entsteht, dessen Ventilmantel 5 beispielsweise einen Außendurchmesser von nur ca. 11 mm aufweist. Die bisher beschriebenen Bauteile bilden eine vormontierte eigenständige Baugruppe, die als Funktionsteil 30 bezeichnet werden kann. Das fertig eingestellte und montierte Funktionsteil 30 weist z. B. eine obere Stirnfläche 32 auf, über die beispielsweise zwei Kontaktstifte 33 herausragen. Über die elektrischen Kontaktstifte 33, die als elektrische Verbindungselemente dienen, erfolgt die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung. Mit einem solchen Funktionsteil 30 ist ein nicht dargestelltes Anschlußteil verbindbar, das sich vor allen Dingen dadurch auszeichnet, daß es den elektrischen und den hydraulischen Anschluß des Einspritzventils um aßt. Eine hydraulische Verbindung von dem nicht dargestellten Anschlußteil und dem Funktionsteil 30 wird beim vollständig montierten Einspritzventil dadurch erreicht, daß Strömungsbohrungen beider Baugruppen so zueinander gebracht werden, daß ein ungehindertes Durchströmen des Brennstoffs gewährleistet ist. Dabei liegt dann z. B. die Stirnfläche 32 des Funktionsteils 30 unmittelbar an einer unteren Stirnfläche des Anschlußteils an und ist mit diesem fest verbunden. Bei der Montage des Anschlußteils auf dem Funktionsteil 30 kann der über die Stirnfläche 32 überstehende Teil des Kerns 2 und der Hülse 12 zur Erhöhung der Verbindungsstabilität in eine Strömungsbohrung des Anschlußteils hineinragen. Im Verbindungsbereich ist zur sicheren Abdichtung z. B. ein Dichtring 36 vorgesehen, der auf der Stirnfläche 32 des Abdeckelements 3 aufliegend die Hülse 12 umgibt. Die als elektrische Verbindungselemente dienenden Kontaktstif e 33 gehen im vollständig montierten Ventil eine sichere elektrische Verbindung mit korrespondierenden elektrischen Verbindungselementen des Anschlußteils ein.
Figur 2 zeigt den Anker bzw. Schließkörperträger 17 in einem gegenüber der Figur 1 vergrößerten Maßstab mit einem Verformungswerkzeug 40 bzw. 41. Der rohrformige Anker als Schließkörperträger 17 ist z.B. als Drehteil ausgeführt, das neben einer aufgrund des Absatzes 28 gestuften inneren Längsbohrung 45 auch eine gestufte Außenkontur besitzt. Der beispielsweise aus einem ferritischen Material (z.B. 13%iger Chromstahl) gefertigte Schließkörperträger 17 weist eine obere, dem Kern 2 zugewandte Anschlagfläche 42 auf, die mit einer Verschleißschutzschicht versehen ist, z. B. verchromt ist. Am äußeren Umfang des Schließkörperträgers 17 ist in einem ersten Abschnitt 47 größeren Durchmessers beispielsweise eine ringförmige Führungsfläche 43 ausgeformt, die der Führung der axial beweglichen
Ventilnadel 13 in der Hülse 12 dient. Ähnlich dem Absatz 28 in der inneren Längsbohrung 45 ist an der Außenkontur eine Stufe 46 vorgesehen, durch die sich in stromabwärtiger Richtung gesehen eine Querschnittsverkleinerung in einem zweiten Abschnitt 48 ergibt. Die Abschnitte 47 und 48 größeren und kleineren Außendurchmessers besitzen dabei vorerst jeweils einen kreisförmigen Querschnitt.
Erfindungsgemäß wird der kreisförmige Querschnitt des dem kugelförmigen Ventilschließkorper 18 zugewandten Endes des Schließkörperträgers 17, im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 also des Abschnitts 48, in einen Querschnitt verändert, der wenigstens zwei Ecken 60 und Kanten 61 aufweist (Figur 4) . Die Ecken 60 bzw. die Kanten 61 müssen dabei jedoch keineswegs scharfkantig bzw. gerade sein. Vielmehr können die Ecken 60 gerundet und die Kanten 61 gewölbt, also bauchig sein. Um ein solches von einer Hohlzylinderform abweichendes Profil zu erhalten, wird im Abschnitt 48 eine plastische Deformation des Verbindungsbereichs, an dem später der zu befestigende Ventilschließkorper 18 angebracht wird, vorgenommen. Wie mit den beiden Verformungswerkzeugen 40 und 41 bereits in Figur 2 angedeutet ist, bestehen zwei Möglichkeiten der Verformung des Schließkörperträgers 17 an seinem dem Ventilschließkorper 18 zugewandten unteren Abschnitt 48. Die erste Verformungsmöglichkeit besteht darin, ein Verformungswerkzeug 40 in die innere Längsbohrung 45 im Abschnitt 48 einzubringen und eine gewünschte Deformierung des Abschnitts 48 von innen aus vorzunehmen. Die zweite Verformungsmöglichkeit sieht vor, ein Verformungswerkzeug 41 am äußeren Umfang des Abschnitts 48 wirken zu lassen, um eine gewünschte Deformierung des Abschnitts 48 zu erreichen. Außerdem kann z.B. sowohl in die innere Längsbohrung 45 ein Formstempel eingeführt und am äußeren Umfang ein Verformungswerkzeug 41 angebracht werden, mit dem die Kontur des Formstempels im Abschnitt 48 nachgebildet wird.
Nach der Verformung des Abschnitts 48 des Schließkörperträgers 17 wird an diesem verformten Abschnitt 48 der kugelförmige Ventilschließkorper 18 fest angebracht, wodurch die axial bewegliche Ventilnadel 13 komplettiert ist, wie der Figur 3 zu entnehmen ist. Die Befestigung des Ventilschließkörpers 18 erfolgt an den jeweiligen Kantenbereichen 61' des verformten Profils, wobei in den Eckbereichen 60' in gewünschter Weise keine festen
Verbindungen erzielbar sind. Die festen Verbindungen zwischen Schließkörperträger 17 und Ventilschließkorper 18 werden beispielsweise durch mittels Laser erzeugte Schweißnähte 63 realisiert, wobei die Anzahl der Schweißnähte 63 genau der Zahl der Kantenbereiche 61' entsprich .
Durch die Bildung der Eckbereiche 60' entstehen Bereiche am stromabwärtigen Ende des Abschnitts 48, die nicht an der Oberfläche des Ventilschließkörpers 18 anliegen. Die plastische Deformation des Abschnitts 48 hat also dazu geführt, daß Durchflußöffnungen 65 an den Eckbereichen 60' entstanden sind, die in besonders günstiger Weise von aus der Längsbohrung 45 kommenden Brennstoff in Richtung zur Ventilsitzfläche 15 durchströmt werden. Diese Ausführung der Ventilnadel 13 ermöglicht ein sehr einfaches Zuströmen des Brennstoffs zum Zumeßbereich des Einspritzventils.
Figur 4 ist eine Schnittdarstellung eines Schnittes entlang der Linie IV- IV in Figur 3, die besonders anschaulich die Ecken 60 und die Kanten 61 des Schließkörperträgers 17 sowie die Durchflußöffnungen 65 nach dem Anbringen des Ventilschließkörpers 18 verdeutlicht. Besonders vorteilhaft ist es, Verformungswerkzeuge 40, 41 mit Formstempeln einzusetzen, mit denen ein Dreikantprofil erzeugbar ist.
Aufgrund der jeweils drei Eckbereiche 60' und Kantenbereiche 61' im Profil des Abschnitts 48 entstehen drei Durchflußöffnungen 65. Mit drei Schweißnähten 63 an den Kantenbereichen 61' wird der Ventilschließkorper 18 befestigt. Bei einem Dreikantprofil ergibt sich der beste
Kompromiß von möglichst großem freien Querschnitt der Summe der Durchflußöffnungen 65 und guter Zentrierung des Ventilschließkörpers 18 am Schließkörperträger 17. Denkbar sind neben einem Dreikantprofil des Schließkörperträgers 17 aber auch Profile mit jeweils zwei, vier, fünf (Figur 5) oder eventuell mehr Ecken 60 und Kanten 61.
In der Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilnadel 13 dargestellt, in dem die gegenüber dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Die Ventilnadel 13 gemäß Figur 6 zeichnet sich gegenüber der in Figur 3 gezeigten Ventilnadel 13 durch ihre Dreiteiligkeit aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Ventilnadel 13 sind der Anker 17 und der Ventilschließkorper 18 über ein hülsenförmiges Verbindungsteil 50 miteinander verbunden.
Der Ventilschließkorper 18 ist ebenfalls wie in oben beschriebener Weise mittels Schweißnähten 63 fest an der
Ventilnadel 13 vorgesehen, hier jedoch nicht mit dem Anker 17, sondern mit dem nun als Schließkörperträger dienenden Verbindungsteil 50. Alle Aussagen bezüglich der Verformung des Abschnitts 48 am Schließkörperträger 17 des Beispiels gemäß Figur 2 sind vollständig auf das Verbindungsteil 50 des Beispiels gemäß Figur 6 übertragbar, da eine vergleichbare Geometrie und Funktion vorliegen.
Neben der Ausbildung des Schließkörperträgers 17, 50 als Drehteil oder Kaltpreßteil kommen auch Ausführungen als
Sinterteil oder MIM(Metal Injection Moulding) -Teil in Frage.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die kugelförmige Gestalt des Ventilschließkörpers 18 aufgrund des einfachen Zentrierens zwar besonders bevorzugt ist, jedoch keine Ausschließlichkeit darstellt. Vielmehr können auch zylinderförmig mit Kugelanschliff ausgeformte (Figur 7) , zylinderförmig mit Kegelspitze ausgeformte (Figur 8) , zylinderförmig mit zwei gegenüberliegenden Kegelspitzen ausgeformte (Figur 9), halbkugelförmige u.a.
Ventilschließkorper 18 am Schließkörperträger 17, 50 befestigt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil mit einer Ventillängsachse, mit einem von einer Magnetspule wenigstens teilweise umgebenen
Kern, mit einer axial bewegbaren Ventilnadel, die wenigstens einen Schließkörperträger und einen Ventilschließkorper umfaßt, wobei der Ventilschließkorper fest mit dem Schließkörperträger verbunden ist und mit einem festen Ventilsitz zusammenwirkt, und der Schließkörperträger eine innere Längsbohrung hat, die bis zur Oberfläche des Ventilschließkorpers verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörperträger (17, 50) an seinem dem Ventilschließkorper (18) zugewandten Ende eine von einem Kreisringprofil derart abweichende Kontur besitzt, daß wenigstens zwei mit der Längsbohrung (45) in Verbindung stehende Durchflußöffnungen (65) zwischen dem Schließkörperträger (17, 50) und der Oberfläche des Ventilschließkorpers (18) gebildet sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilschließkorper (18) zugewandte Ende des Schließkörperträgers (17, 50) die Kontur eines Dreikantprofils aufweist.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilschließkorper (18) zugewandte Ende des Schließkörperträgers (17, 50) die Kontur eines Fünfkantprofils aufweist.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabwärtige Ende des Schließkörperträgers (17, 50) in gleicher Anzahl Eckbereiche (60') und Kantenbereiche (61') besitzt, die auch der Zahl der Durchflußöffnungen (65) entspricht.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kantenbereich (61') ein Befestigungsbereich für den Ventilschließkorper (18) am Schließkörperträger (17, 50) ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkorper (18) an den Kantenbereichen (61' ) mittels Schweißnähten (63) fest verbunden ist.
7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkorper (18) an seinem äußeren Umfang mehrere Abflachungen (23) aufweist.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörperträger (17) als Anker ausgeführt ist .
3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Anker (17) und den
Ventilschließkorper (18) verbindendes Verbindungsteil (50) vorgesehen ist, das als Schließkörperträger dient.
10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörperträger (17, 50) ein Drehteil oder ein Kaltpreßteil darstellt.
11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkorper (18) kugelförmig ausgeführt ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Ventilnadel eines Brennstoffeinspritzventils, insbesondere eines
Brennstoffeinspritzventils nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt ein metallener Schließkörperträger (17, 50) mit einer einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden inneren Längsbohrung (45) und einer kreisförmigen
Außenkontur und ein Ventilschließkorper (18) hergestellt werden, nachfolgend das dem Ventilschließkorper (18) später zugewandte Ende des Schließkörperträgers (17, 50) mit wenigstens einem Verformungswerkzeug (40, 41) derart plastisch verformt wird, daß der Schließkörperträger (17, 50) in diesem Bereich eine von einem Kreisringprofil abweichende Kontur mit wenigstens zwei Eckbereichen (60') und Kantenbereichen (61') besitzt und in einem darauffolgenden Verfahrensschritt der Ventilschließkorper (18) an dem verformten Ende des Schließkörperträgers (17, 50) befestigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Ventilschließkorper (18) gegenüberliegenden Seite des Schließkörperträgers (50) ein Anker (17) befestigt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungswerkzeug (40, 41) in der inneren Längsbohrung (45) und/oder am äußeren Umfang des Schließkörperträgers (17, 50) angreift.
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