WO2004088124A1 - Verfahren zur herstellung und befestigung einer lochscheibe - Google Patents

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WO2004088124A1
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perforated disk
sheet
valve seat
perforated
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PCT/DE2004/000178
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Markus Gesk
Martin Maier
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M61/1853—Orifice plates

Definitions

  • the invention is based on one . Process for the production and attachment of a perforated disc according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injector which has a valve seat body on which a fixed valve seat is formed.
  • a valve closing body that is axially movable in the injection valve interacts with this valve seat, which is formed in the valve seat body.
  • a flat nozzle directional plate adjoins the valve seat body in the downstream direction, in which an H-shaped depression is provided as an inlet area facing the valve seat.
  • Four spray holes adjoin the H-shaped inlet area in the downstream direction, so that a fuel to be sprayed can be distributed over the inlet area up to the spray holes.
  • the valve seat body should not influence the flow geometry in the nozzle alignment plate. Rather, a flow passage downstream of the valve seat in the valve seat body is designed to such an extent that the valve seat body has no influence on the opening geometry of the nozzle straightening plate.
  • the method according to the invention for producing and fastening a perforated disk with the characterizing features of the main claim has the advantage that particularly small perforated disk thicknesses or thicknesses can be achieved in a simple manner. Since, according to the invention, the spray openings are made in the reduced-thickness central region of the perforated disk, it is possible to form a large number of spray openings with very small spray hole diameters in the perforated disk while maintaining known and customary ratios of length to diameter of each individual spray opening. As a consequence, a perforated disc manufactured in accordance with the invention and attached to a fuel injection valve guarantees uniform, very fine atomization of the fuel, a particularly high atomization quality and a jet shaping which is adapted to the respective requirements being achieved.
  • the embossing or passing through used to reduce the thickness of the perforated disk can advantageously be used at low cost to form perforated disks in very large numbers.
  • the perforated disk produced in accordance with the invention is so on one
  • Fuel injector mounted that the perforated disc arranged downstream of a valve seat has an opening geometry for a complete axial passage of the fuel, which is limited by a valve seat body comprising the fixed valve seat.
  • the valve seat body thus already takes over the function of influencing the flow in the perforated disc.
  • an S blow is achieved in the flow to improve the atomization of the fuel, since the Valve seat body with a lower end face covers the spray openings of the perforated disc.
  • valve seat body and perforated disc enables the formation of strange jet shapes with a high atomization quality.
  • the perforated disks in connection with appropriately designed valve seat bodies for one-, two- and multi-jet sprays allow jet cross sections in countless variants. With such a fuel injection valve, the exhaust gas emission of the internal combustion engine can be reduced and a reduction in fuel consumption can also be achieved.
  • FIG. 1 shows a partially illustrated injection valve with a perforated disk downstream of the valve seat body
  • FIG. 2 shows the valve seat part consisting of valve seat body and perforated disk in an enlarged view
  • FIG. 3 shows schematically the process step of stamping or passing through.
  • the injection valve has a tubular valve seat support 1, in which a longitudinal opening 3 is formed concentrically with a longitudinal valve axis 2 is. In the longitudinal opening 3 is a z. B. tubular valve needle 5 arranged at its downstream end 6 with a z. B. spherical valve closing body 7, on the circumference, for example, five flats 8 are provided for flowing past the fuel is firmly connected.
  • the injection valve is actuated in a known manner, for example electromagnetically.
  • a schematically indicated electromagnetic circuit with a magnet coil 10, an armature 11 and a core 12 is used for the axial movement of the valve needle 5 and thus for opening against the spring force of a return spring (not shown) or closing the injection valve.
  • the armature 11 is connected to the valve closing body 7 opposite end of the valve needle 5 by z.
  • a guide opening 15 of a valve seat body 16 is used, which is tightly mounted by welding in the downstream end of the valve seat carrier 1 facing away from the core 12 in the longitudinal opening 3 concentric to the longitudinal axis 2 of the valve.
  • the valve seat body 16 On its lower end face 17 facing away from the valve closing body 7, the valve seat body 16 is provided with a z. B. pot-shaped perforated disc 20 concentrically and firmly connected.
  • the perforated disc 20 is designed with a bottom part 24 and a holding edge 26.
  • the holding edge 26 extends in the axial direction facing away from the valve seat body 16 and is conically bent outwards up to its end.
  • the valve seat body 16 and the perforated disk 20 are connected, for example, by a circumferential and sealed first weld seam 25 formed by a laser in an outer ring region of the base part 24.
  • the perforated disk should 20 have a thickness of at least 0.2 mm in this fastening area.
  • the perforated disk 20 is also connected in the region of the holding edge 26 to the wall of the longitudinal opening 3 in the valve seat support 1, for example by a circumferential and tight second weld seam 30.
  • a central region 33 of the base part 24 of the perforated disk 20 is reduced in thickness according to the invention compared to the outer ring region of the base part 24 or relative to the holding edge 26. At least one, but ideally a large number, of spraying openings 34 is made in this central region 33.
  • the spray openings 34 are advantageously located in the outer edge region of the reduced-thickness central region 33, which e.g. is circular, so that the lower end face 17 of the valve seat body 16 covers the spray openings 34, whereby the fuel flow downstream of the valve seat 29 takes an S-shaped course between an outlet opening 31 in the valve seat body 16 and the spray openings 34 in the perforated disk 20.
  • valve seat part consisting of valve seat body 16 and cup-shaped perforated disk 20 into the longitudinal opening 3 determines the size of the stroke of the valve needle 5, since the one end position of the valve needle 5 when the magnet coil 10 is not excited due to the valve closing body 7 resting against the conically tapering downstream Valve seat 29 of the valve seat body 16 'is fixed.
  • the other end position of the valve needle 5 is determined when the solenoid 10 is excited, for example by the armature 11 resting on the core 12. The path between these two end positions of the valve needle 5 thus represents the stroke.
  • the valve closing body 7 interacts with the valve seat 29.
  • the valve seat body 16 is shaped with its lower outlet opening 31 such that the lower The end face 17 of the valve seat body 16 partially forms an upper cover of an inlet area 40 of the perforated disk 20 formed by the depression in the central area 33 of the perforated disk 20 and thus defines the entry surface of the fuel into the perforated disk 20.
  • the outlet opening 31 has a smaller diameter than the diameter of an imaginary circle on which the spray openings 34 of the perforated disk 20 lie. Due to the radial offset of the spray openings 34 with respect to the outlet opening 31, there is an S-shaped flow profile of the medium, here the fuel, to each individual spray opening 34, which is identified by arrows 36 in FIG.
  • FIG. 2 schematically shows the stamping process step.
  • a flat metallic sheet 20 is provided with a constant thickness.
  • This sheet 20 x has, for example, a thickness of approx. 0.2 mm, which remains outside the region 33 even after the method steps according to the invention have been applied.
  • the sheet 20 ⁇ is, for example, a stainless steel material such as 1.4404, 1.4301 or SUS304, with a tensile strength of 500 to 700 N / mm 2 and an initial hardness of 160 +/- 15 HV.
  • the perforated disk 20 should have a minimum thickness of 0.2 mm at least in its ring region of the base part 24, in which the perforated disk 20 is attached to the valve seat body 16 by means of the weld seam 25.
  • the spray hole diameters are also largely given a minimum value for a predetermined minimum thickness.
  • a thickness reduction is performed by Abgargen, whereby a recess 40 in the plate 20 is formed ⁇ ⁇ ( Figure 3).
  • This recess 40 ⁇ has, for example, a truncated cone or cylindrical boundary wall.
  • the reduction in thickness in the region 33 by means of embossing can be approximately 0.05 mm to 0.1 mm with an initial thickness of the sheet 20 ⁇ of 0.12 mm to 0.25 mm.
  • An embossing tool 41 is indicated symbolically in FIG. When embossing, a plastic deformation is carried out and the material of the sheet 20 ⁇ is shifted and slightly raised on the engagement side of the embossing tool 41 around the recess 40 ⁇ .
  • This shifted material can be easily distributed in a rolling process.
  • the throw-up around the embossed area 33 is evenly distributed radially outward, which leads to a slight increase in thickness in the area immediately outside of the embossed area 33.
  • the reduction in thickness of the sheet 20 ⁇ in the region 33 in which the spray openings 34 are arranged can also be achieved by so-called embossing.
  • embossing This is a deep-drawing-like stamping and bending process as a further possibility of cold forming a metal.
  • the passage is suitable for shaping the inlet area 40 of the perforated disk 20 if the hardness of the material to be deformed is greater or substantially greater than 160 HV.
  • the at least one spray opening 34 is made in the area 33 of the sheet 20 by stamping or passing through in a further method step. Then the sheet 20 is finished in such a way until the perforated disc 20 with its predetermined External dimensions exist.
  • the perforated disk 20 can, however, also be provided with the desired external dimensions before the injection orifices 34 are introduced, for example by being cut out of the sheet 20 ⁇ by punching out, cutting out or the like.
  • the at least one spray opening 34 is introduced by means of punching, eroding or laser drilling.
  • the perforated disk 20 according to the invention is finally fastened in such a way that the injection openings 34 are flowed in an S-shaped manner, since material of the valve seat body 16 projects radially inward from the injection openings 34 when the perforated disk 20 is in the assembled state.
  • Fuel injector mounted pot-shaped perforated disc 20 shown which is particularly safe and reliable because of its retaining edge 26.
  • the method steps according to the invention for producing a perforated disk 20 are in no way limited to such geometrical designs of perforated disks 20. Rather, completely flat or otherwise bent perforated disks 20 can also be reduced in thickness in an area 33 according to the invention.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung und Befestigung einer Lochscheibe (20) für ein Brennstoffeinspritzventil zeichnet sich dadurch aus, dass die folgenden Verfahrensschritte zur Anwendung kommen: a) Bereitstellen eines flachen metallischen Blechs (20') mit konstanter Dicke, b) Reduzierung der Dicke in einem Bereich (33) des Blechs (20') mittels Abprägen oder Durchstellen, c) Einbringen von wenigstens einer Abspritzöffnung (34) im Bereich (33) der reduzierten Dicke, d) Bearbeitung des Blechs (20') bis zum Erreichen einer Lochscheibe (20) mit vorgegebenen Außenabmessungen und e) Befestigung der Lochscheibe (20) derart an einem Ventilsitzkörper (16) des Brennstoffeinspritzventils, dass dieser mit einer unteren Stirnseite (17) einen durch die Dickenreduzierung geschaffenen Einlassbereich (40) der Lochscheibe (20) so überragt, dass die wenigstens eine Abspritzöffnung (34) überdeckt ist.

Description

Verfahren zur Herstellung und Befestigung einer Lochscheibe
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem. Verfahren zur Herstellung und Befestigung einer Lochscheibe nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 41 21 310 AI ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen Ventilsitzkorper besitzt, an dem ein fester Ventilsitz ausgebildet ist. Mit diesem im Ventilsitzkorper ausgebildeten Ventilsitz wirkt ein im Einspritzventil axial beweglicher Ventilschließkörper zusammen. An den Ventilsitzkorper schließt sich in stromabwärtiger Richtung eine flache Düsenrichtplatte an, in der dem Ventilsitz zugewandt eine H-förmige Vertiefung als Einlassbereich vorgesehen ist. An den H-förmigen Einlassbereich schließen sich in stromabwärtiger Richtung vier Abspritzlöcher an, so dass sich ein abzuspritzender Brennstoff über den Einlassbereich bis hin zu den Abspritzlöchern verteilen kann. Eine Beeinflussung der Strömungsgeometrie in der Düsenrichtplatte durch den Ventilsitzkorper soll dabei nicht erfolgen. Vielmehr ist ein Strömungsdurchlass stromabwärts des Ventilsitzes im Ventilsitzkorper so weit ausgeführt, dass der Ventilsitzkorper keinen Einfluss auf die Öffnungsgeometrie der Düsenrichtplatte hat. Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung und Befestigung einer Lochscheibe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise besonders geringe Lochscheibenstärken bzw. -dicken erzielbar sind. Da erfindungsgemäß die Abspritzöffnungen im dickenreduzierten mittleren Bereich der Lochscheibe eingebracht werden, ist es möglich, unter Beibehaltung bekannter und üblicher Verhältnisse von Länge zu Durchmesser jeder einzelnen Abspritzöffnung, eine Vielzahl von Abspritzöffnungen mit sehr geringen Spritzlochdurchmessern in der Lochscheibe auszuformen. In der Konsequenz garantiert eine erfindungsgemäß hergestellte und an einem Brennstoffeinspritzventil angebaute Lochscheibe eine gleichmäßige Feinstzerstäubung des Brennstoffs, wobei eine besonders hohe Zerstäubungsgüte und eine an die jeweiligen Erfordernisse angepasste Strahlformung erzielt wird.
Das zur Dickenreduzierung der Lochscheibe angewendete Abprägen bzw. Durchstellen kann in vorteilhafter Weise mit geringem Kostenaufwand zur Ausformung von Lochscheiben in sehr großen Stückzahlen zum Einsatz kommen.
In besonders vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäß hergestellte Lochscheibe derart an einem
Brennstoffeinspritzventil montiert, dass die stromabwärts eines Ventilsitzes angeordnete Lochscheibe eine Öffnungsgeometrie für einen vollständigen axialen Durchgang des Brennstoffs aufweist, die durch einen den festen Ventilsitz umfassenden Ventilsitzkorper begrenzt wird. Damit übernimmt der Ventilsitzkorper bereits die Funktion einer Strόmungsbeeinflussung in der Lochscheibe. In besonders vorteilhafter Weise wird ein S-Schlag in der Strömung zur Zerstäubungsverbesserung des Brennstoffs erreicht, da der Ventilsitzkorper mit einer unteren Stirnseite die Abspritzöffnungen der Lochscheibe überdeckt.
Der durch die geometrische Anordnung von Ventilsitzkorper und Lochscheibe erzielte S-Schlag in der Strömung erlaubt die Ausbildung bizarrer Strahlformen mit einer hohen Zerstäubungsgüte. Die Lochscheiben ermöglichen in Verbindung mit entsprechend ausgeführten Ventilsitzkörpern für Ein-, Zwei- und Mehrstrahlsprays Strahlquerschnitte in unzähligen Varianten. Mit einem solchen Brennstoffeinspritzventil kann die Abgasemission der Brennkraftmaschine reduziert und ebenso eine Verringerung des Brennstoffverbrauchs erzielt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein teilweise dargestelltes Einspritzventil mit einer Lochscheibe stromabwärts des Ventilsitzkörpers, Figur 2 das Ventilsitzteil bestehend aus Ventilsitzkorper und Lochscheibe in einer vergrößerten Darstellung und Figur 3 schematisch den Verfahrensschritt des Abprägens bzw. des Durchstellens .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist ein Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise dargestellt. Das Einspritzventil hat einen rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem z. B. kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, fest verbunden ist.
Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise,, beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw. Schließen des Einspritzventils dient ein schematisch angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnetspule 10, einem Anker 11 und einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der Ventilnadel 5 durch z. B. eine mittels eines Lasers ausgebildete Schweißnaht verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet .
Zur Führung des Ventilschließkörpers 7 während der Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 15 eines Ventilsitzkörpers 16, der in das stromabwärts liegende, dem Kern 12 abgewandte Ende des Ventilsitzträgers 1 in der konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Längsöffnung 3 durch Schweißen dicht montiert ist. An seiner dem Ventilschließkörper 7 abgewandten, unteren Stirnseite 17 ist der Ventilsitzkorper 16 mit einer z. B. topfförmig ausgebildeten Lochscheibe 20 konzentrisch und fest verbunden. Die Lochscheibe 20 ist mit einem Bodenteil 24 und einem Halterand 26 ausgeführt. Der Halterand 26 erstreckt sich in axialer Richtung dem Ventilsitzkorper 16 abgewandt und ist bis zu seinem Ende hin konisch nach außen gebogen. Die Verbindung von Ventilsitzkorper 16 und Lochscheibe 20 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers ausgebildete erste Schweißnaht 25 in einem äußeren Ringbereich des Bodenteils 24. Aus Gründen der Dauerfestigkeit des Einspritzventils sollte die Lochscheibe 20 in diesem Befestigungsbereich eine Dicke von wenigstens 0,2 mm aufweisen. Die Lochscheibe 20 ist im Bereich des Halterandes 26 des weiteren mit der Wandung der Längsöffnung 3 im Ventilsitzträger 1 beispielsweise durch eine umlaufende und dichte zweite Schweißnaht 30 verbunden.
Ein mittlerer Bereich 33 des Bodenteils 24 der Lochscheibe 20 ist erfindungsgemäß dickenreduziert gegenüber dem äußeren Ringbereich des Bodenteils 24 bzw. gegenüber dem Halterand 26. Wenigstens eine, idealerweise jedoch eine Vielzahl von Abspritzöffnungen 34 ist in diesem mittleren Bereich 33 eingebracht. Die Abspritzöffnungen 34 befinden sich in vorteilhafter Weise dabei im äußeren Randbereich des dickenreduzierten mittleren Bereichs 33, der z.B. kreisförmig ausgebildet ist, so dass die untere Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 die Abspritzöffnungen 34 überdeckt, wodurch die BrennstoffStrömung stromabwärts des Ventilsitzes 29 zwischen einer Austrittsöffnung 31 im Ventilsitzkorper 16 und den Abspritzöffnungen 34 in der Lochscheibe 20 einen jeweils S-förmigen Verlauf nimmt.
Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkorper 16 und topfför iger Lochscheibe 20 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 bestimmt die Größe des Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 7 an dem sich stromabwärts konisch verjüngenden Ventilsitz 29 des Ventilsitzkörpers 16 ' festgelegt ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern 12 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar. Der Ventilschließkörper 7 wirkt mit dem Ventilsitz 29 zusammen.
Der Ventilsitzkorper 16 ist mit seiner unteren Austrittsöffnung 31 derart ausgeformt, dass die untere Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 teilweise eine obere Abdeckung eines durch die Vertiefung im mittleren Bereich 33 der Lochscheibe 20 entstehenden Einlassbereichs 40 der Lochscheibe 20 bildet und somit die Eintrittsfläche des Brennstoffs in die Lochscheibe 20 festlegt. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Austrittsöffnung 31 einen kleineren Durchmesser als den Durchmesser eines gedachten Kreises, auf dem die Abspritzöffnungen 34 der Lochscheibe 20 liegen. Aufgrund des radialen Versatzes der Abspritzöffnungen 34 gegenüber der Austrittsöffnung 31 ergibt sich ein S-förmiger Strömungsverlauf des Mediums, hier des Brennstoffs, zu jeder einzelnen Abspritzöffnung 34 hin, der in Figur 2 mit Pfeilen 36 kenntlich gemacht ist.
Durch den sogenannten S-Schlag innerhalb der Lochscheibe 20 mit mehreren starken Strömungsumlenkungen wird der Strömung eine starke, zerstäubungsfordernde Turbulenz aufgeprägt. Der Geschwindigkeitsgradient quer zur Strömung ist dadurch besonders stark ausgeprägt. Er ist ein Ausdruck für die Änderung der Geschwindigkeit quer zur Strömung, wobei die Geschwindigkeit in der Mitte der Strömung deutlich größer ist als in der Nähe der Wandungen. Die aus den Geschwindigkeitsunterschieden resultierenden erhöhten Scherspannungen im Fluid begünstigen den Zerfall in feine Tröpfchen nahe der Abspritzöffnungen 34. Da die Strömung im Auslass aufgrund der aufgeprägten Radialko ponente einseitig abgelöst ist, erfährt sie wegen fehlender Konturführung keine Strömungsberuhigung. Eine besonders hohe Geschwindigkeit weist das Fluid an der abgelösten Seite auf. Die zerstäubungsfördernden Turbulenzen und Scherspannungen werden somit im Austritt nicht vernichtet. Durch den S- Schlag wird in dem Fluid eine hochfrequente Turbulenz erzeugt, welche den Strahl unmittelbar nach Austritt aus der Lochscheibe 20 in entsprechend feine Tröpfchen zerfallen lässt . In Figur 2 ist das aus dem Ventilsitzkorper 16 und der Lochscheibe 20 gebildete Ventilteil in einer vergrößerten Darstellung gezeigt, um den S-förmigen Strömungsverlauf, gekennzeichnet mit Pfeilen 36, zu jeder Abspritzöffnung 34 hin deutlich zu machen. Figur 3 zeigt schematisch den Verfahrensschritt des Abprägens .
In einem ersten nicht dargestellten Verfahrensschritt wird ein flaches metallisches Blech 20 mit einer konstanter Dicke bereitgestellt. Dieses Blech 20 x weist beispielsweise eine Dicke von ca. 0,2 mm auf, die auch nach Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte außerhalb des Bereichs 33 beibehalten bleibt. Bei dem Blech 20 Λ handelt es sich beispielsweise um einen Edelstahlwerkstoff, wie 1.4404, 1.4301 oder SUS304, mit einer Zugfestigkeit von 500 bis 700 N/mm2 und einer Ausgangshärte von 160+/-15 HV. Aus Gründen der Dauerfestigkeit des Brennstoffeinspritzventils sollte die Lochscheibe 20 zumindest in ihrem Ringbereich des Bodenteils 24, in dem die Befestigung der Lochscheibe 20 am Ventilsitzkorper 16 mittels der Schweißnaht 25 vorgesehen ist, eine Mindestdicke von 0,2 mm aufweisen. Um das Verhältnis von Länge zu Durchmesser jeder einzelnen Abspritzöffnung 34 strö ungstechnisch optimal einzuhalten, sind bei vorgegebener Mindestdicke die Spritzlochdurchmesser ebenfalls mit einem Mindestwert weitgehend vorgegeben. Soll nun eine Vielzahl von Abspritzöffnungen 34 mit sehr geringen Spritzlochdurchmessern z.B. kleiner als 0,2 mm in der Lochscheibe 20 aus Gründen verbesserter Zerstäubung und Sprayaufbereitung ausgeformt werden, ist es von Vorteil, im Bereich 33 der Abspritzöffnungen 34 eine Dickenreduzierung am Blech 20 , aus dem die spätere Lochscheibe 20 geformt ist, vorzunehmen.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Dickenreduzierung durch Abprägen, wodurch eine Vertiefung 40 λ im Blech 20 λ gebildet wird (Figur 3). Diese Vertiefung 40 λ weist z.B. eine kegelstumpfförmig geneigte oder zylindrische Begrenzungswand auf. Die mittels Abprägen vorgenommene Dickenreduzierung im Bereich 33 kann ca. 0,05 mm bis 0,1 mm betragen bei einer Ausgangsdicke des Blechs 20 Λ von 0,12 mm bis 0,25 mm. Symbolhaft ist in Figur 3 ein Prägewerkzeug 41 angedeutet. Beim Abprägen wird eine plastische Deformation vorgenommen und Material des Blechs 20 Λ verschoben und geringfügig auf der Eingriffsseite des Prägewerkzeugs 41 um die Vertiefung 40 λ herum aufgeworfen. Dieses verschobene Material kann auf einfache Weise in einem Walzvorgang verteilt werden. Durch dieses Walzen bzw. auch „Stempeln" genannte Verfahren wird der Aufwurf um den abgeprägten Bereich 33 herum gleichmäßig radial nach außen verteilt, was zu einer geringfügigen Dickenzunahme im Bereich unmittelbar außerhalb des abgeprägten Bereichs 33 führt .
Alternativ zum Abprägen kann die Dickenreduzierung des Blechs 20 Λ im Bereich 33, in dem die Abspritzöffnungen 34 angeordnet werden, auch durch das so genannte Durchstellen (engl. Embossing) realisiert werden. Dabei handelt es sich um einen tiefziehähnlichen Stanz-Biege-Vorgang als eine weitere Möglichkeit der Kaltverformung eines Metalls. Insbesondere ist das Durchstellen zur Ausformung des Einlassbereichs 40 der Lochscheibe 20 geeignet, wenn die Härte des zu verformenden Materials größer oder wesentlich größer als 160 HV ist. Beim Durchstellen wird Material auf der der Eingriffsseite des Durchstellwerkzeugs 41 v abgewandten Unterseite des Blechs 20 Λ herausgeschoben. Dieses überstehende Material wird nachfolgend z.B. mittels Schleifen wieder entfernt, so dass eine ebene Unterseite des Blechs 20 Λ bzw. der Lochscheibe 20 vorliegt.
Die wenigstens eine Abspritzöffnung 34 wird nach der Dickenreduzierung durch Abprägen bzw. Durchstellen in einem weiteren Verfahrensschritt im Bereich 33 des Blechs 20 eingebracht. Danach wird das Blech 20 derart endbearbeitet bis die Lochscheibe 20 mit ihren vorgegebenen Außenabmessungen vorliegt. Die Lochscheibe 20 kann allerdings auch bereits vor dem Einbringen der Abspritzöffnungen 34 mit den gewünschten Außenmaßen versehen werden, indem sie beispielsweise aus dem Blech 20 Λ durch Ausstanzen, Ausschneiden o.a. vereinzelt wird. Das Einbringen der wenigstens einen Abspritzöffnung 34 erfolgt mittels Stanzen, Erodieren oder Laserbohren.
Wie oben bereits ausführlich beschrieben, erfolgt abschließend die erfindungsgemäße Befestigung der Lochscheibe 20 in der Weise, dass die Abspritzöffnungen 34 S-förmig angeströmt werden, da Material des Ventilsitzkörpers 16 im montierten Zustand der Lochscheibe 20 die Abspritzöffnungen 34 radial nach innen überragt.
In Figur 1 ist beispielhaft eine am
Brennstoffeinspritzventil montierte topfförmige Lochscheibe 20 gezeigt, die aufgrund ihres Halterandes 26 besonders sicher und zuverlässig verbaubar ist. Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Herstellung einer Lochscheibe 20 sind jedoch keineswegs auf solche geometrischen Ausführungen von Lochscheiben 20 begrenzt. Vielmehr sind auch vollständig flache oder anderweitig abgebogene Lochscheiben 20 in einem Bereich 33 in ihrer Dicke erfindungsgemäß reduzierbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung und Befestigung einer
Lochscheibe (20) für ein Brennstoffeinspritzventil für
Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, wobei die Lochscheibe (20) eine derartige Öffnungskontur aufweist, dass ein vollständiger Durchgang eines Fluids gewährleistet ist, mit den Verfahrensschritten: a) Bereitstellen eines flachen metallischen Blechs (20 Λ) mit konstanter Dicke, b) Reduzierung der Dicke in einem Bereich (33) des Blechs (20λ) mittels Abprägen oder Durchstellen, c) Einbringen von wenigstens einer Abspritzöffnung (34) im Bereich (33) der reduzierten Dicke, d) Bearbeitung des Blechs (20 ) bis zum Erreichen einer Lochscheibe (20) mit vorgegebenen Außenabmessungen, e) Befestigung der Lochscheibe (20) derart an einem Ventilsitzkorper (16) des Brennstoffeinspritzventils, dass dieser mit einer unteren Stirnseite (17) einen durch die Dickenreduzierung geschaffenen Einlassbereich (40) der Lochscheibe (20) so überragt, dass die wenigstens eine Abspritzöffnung (34) überdeckt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das für das Abprägen bereitgestellte Blech (20 λ) aus einem Werkstoff mit einer Zugfestigkeit von 500 bis 700 N/mm2 und einer Härte von 160+/-15 HV besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das Abprägen auf der Eingriffsseite eines Prägewerkzeugs (41) aufgeworfene Material am Blech (20 x) mittels Walzen verteilt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das für das Durchstellen bereitgestellte Blech (20') aus einem Werkstoff mit einer Härte größer als 160 HV besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das Durchstellen auf der der Eingriffsseite eines Durchstellwerkzeugs (41Λ) abgewandten Unterseite des Blechs (20λ) herausgeschobene Material mittels Schleifen entfernt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Abprägen oder Durchstellen eine Dickenreduzierung im Bereich (33) um 0,05 mm bis 0,1 mm vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der wenigstens einen Abspritzöffnung (34) mittels Stanzen, Erodieren oder Laserbohren erfolgt.
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