WO2015154903A1 - Verfahren zur herstellung von einspritzöffnungen sowie kraftstoffinjektor mit derartigen einspritzöffnungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von einspritzöffnungen sowie kraftstoffinjektor mit derartigen einspritzöffnungen Download PDF

Info

Publication number
WO2015154903A1
WO2015154903A1 PCT/EP2015/053374 EP2015053374W WO2015154903A1 WO 2015154903 A1 WO2015154903 A1 WO 2015154903A1 EP 2015053374 W EP2015053374 W EP 2015053374W WO 2015154903 A1 WO2015154903 A1 WO 2015154903A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
precursor
wall
laser
radius
injection
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/053374
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Bauer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201580018464.8A priority Critical patent/CN106164464A/zh
Priority to US15/302,253 priority patent/US20170030315A1/en
Priority to KR1020167027873A priority patent/KR20160140709A/ko
Publication of WO2015154903A1 publication Critical patent/WO2015154903A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/16Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass plates with holes of very small diameter, e.g. for spinning or burner nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853Orifice plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/03Fuel-injection apparatus having means for reducing or avoiding stress, e.g. the stress caused by mechanical force, by fluid pressure or by temperature variations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8069Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving removal of material from the fuel apparatus, e.g. by punching, hydro-erosion or mechanical operation

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of
  • Injection openings of a fuel injector and a fuel injector with such injection openings are provided.
  • Fuel injectors with injection openings are known from the prior art in different embodiments. Especially at
  • injection ports often have a spray hole and a preliminary stage.
  • a cross-section of a component is reduced, which leads in particular to a deflection of lines of force when the component is subjected to internal pressure (fuel pressure).
  • the provision of precursors further reduces a wall thickness between adjacent injection openings or to an outer wall of the
  • Fuel! njektors This can then lead to problems in mechanical strength. So far, the precursors of the injection openings for fuel injectors, for example, by a machining process, in particular drilling, produced. Alternatively, it would also be possible to produce the injection openings by means of a laser, but the laser has the disadvantage that only slight removal rates can be achieved in comparison to mechanical removal methods.
  • the injection hole is produced in a second step, with some non-cutting methods such as
  • Spark erosion and laser drilling are used. Between the precursor wall and the precursor floor results in an edge, which leads to a strong deflection of lines of equal stress in the component.
  • the inventive method for producing injection openings of a fuel! njektors with the features of claim 1 has the advantage that injection openings with precursors can be produced, which higher loads, especially higher fuel pressures withstand, without requiring an increase in wall thicknesses or the like.
  • the injection opening according to the invention comprises a preliminary stage and the actual injection hole, which, starting from the precursor, injects the fuel into a combustion chamber or the like.
  • the method according to the invention comprises the steps of producing the precursor by means of a mechanical, chip-removing method, in particular milling or drilling, or by means of laser ablation. Furthermore, a radius is made at a transition of the precursor between a precursor wall and a precursor bottom by means of a laser. Furthermore, the injection hole is still placed in the precursor soil of the precursor.
  • one, for example mechanically ablative one, for example mechanically ablative,
  • the inventive method additionally or alternatively to the generation of a radius at a transition of the precursor comprises the introduction of grooves in the precursor wall and / or the precursor soil.
  • the groove or grooves can thus be provided independently of the provision of a radius at the transition of the precursor and also serve to relieve the material, so that higher loads on the precursor by pressures or the like. Possible.
  • the dependent claims show preferred developments of the invention.
  • the injection hole is also produced by means of a laser.
  • the radius in one machining step preferably both the radius in
  • Transition region between precursor wall and precursor soil are made, as well as the injection hole itself. Further preferred is also the
  • Precursor bottom machined with the laser to provide the best possible surface receive. In this case, only a small material thickness is removed from the precursor floor.
  • grooves are introduced into the precursor wall and / or the precursor floor by means of the laser.
  • the grooves also have a positive effect on the
  • the grooves are preferably as completely circumferential grooves, preferably with an im
  • a second, smaller precursor is introduced, which has a second radius at a transition region between wall and bottom of the second
  • the second, smaller precursor is also preferably provided by means of the laser.
  • the second radius is also produced at the transition between a wall region and a bottom region of the second precursor by means of a laser.
  • the precursor is preferably used by means of
  • the present invention relates to a fuel! Njektor with at least one injection port, which has a precursor and a spray hole.
  • the precursor has a radius at a transition between a precursor wall and a precursor bottom in order to less deflect the voltage lines in the component having the injection opening.
  • radius may preferably in the precursor wall and / or the
  • Pre-floor a groove can be introduced. Furthermore, a combination of radius and groove at the precursor of the injection opening is possible.
  • one or more grooves are provided in the precursor wall and / or in the precursor bottom, which are preferably formed completely circumferentially.
  • the grooves are preferably generated by means of laser.
  • a second precursor is provided between the precursor and the injection hole, which has a second radius at a transition region between the wall and the bottom of the second precursor.
  • the fuel comprises! Njektor also a valve housing, in which the injection port is provided.
  • the fuel includes! Njektor a spray perforated disk, in which at least one, preferably a plurality, injection openings are formed.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a fuel injector
  • Figure 2 is a schematic sectional view of an injection port of
  • FIG. 2 during the manufacturing process
  • Figure 3 is a schematic sectional view of the injection port of
  • FIG. 2 in the finished state
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of an injection opening according to a second exemplary embodiment of the invention
  • Figure 5 is a schematic sectional view of an injection port according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 6 is a schematic sectional view of an injection port according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows schematically a fuel injector 1, which in a
  • Valve housing 6 has a plurality of injection openings 2.
  • the fuel injector 1 comprises a valve needle 11 with a ball 12, which releases and closes the injection openings 2 at a valve seat.
  • the valve needle 11 is connected via a driver element 13 with an armature 21 of a Magnetaktors 20.
  • the magnetic actuator 20 further includes a coil 22, a pole core 23 and a
  • a working gap 25 is provided between the armature 21 and the pole core 23 in the axial direction.
  • the armature 21 is in a known manner by means of a return element 15 in the one shown in Figure 1
  • Starting position which represents the closed position of the fuel injector, returned.
  • the restoring force of the return element can be defined by means of an adjusting sleeve 16.
  • Fuel is, as indicated by the arrow A in Figure 1, fed in the axial direction through the adjusting sleeve 16 and the hollow driver element 13 in a space 17 in the region of the valve needle 11. For this purpose, through openings 14 in
  • FIG. 3 shows the finished state of the injection opening 2, which has a preliminary stage 3 and a spray hole 4.
  • the precursor 3 has a
  • Pre-stage wall 30 and a precursor bottom 31 are substantially cylindrical and the precursor bottom 31 is perpendicular to the axial direction X-X of the injection port 2.
  • a transition region between the precursor wall and the precursor bottom 31 is by means of a radius R
  • the radius R at the transition region between the precursor wall 30 and the precursor bottom 31 ensures that the lines 5 drawn in FIG. 3 do not bend too much, especially in the region of the transition. Areas of sharp deflections of the lines of equal tension usually result in zones of locally high mechanical stress in different planes. A spacious diversion leaves on a favorable
  • FIG. 2 shows schematically the production of injection opening 2.
  • Step is performed by means of a cutting tool, e.g. a drill or a milling cutter, the precursor 3 made to a depth T1.
  • a cutting tool e.g. a drill or a milling cutter
  • the use of the cutting tool can with a high
  • Abtrag york be performed.
  • the entire precursor can be generated with a laser.
  • a remaining material which is identified by reference numeral 3 'in FIG. 2 is removed by means of a laser. This is done
  • Transition region between the precursor wall 30 and the precursor bottom 31 by means of the laser R radius generated is generated.
  • an arcuate transition between precursor wall 30 and precursor bottom 31 is provided, which would not be available if only by machining a cutting tool.
  • the injection hole 4 is then generated by means of the laser.
  • a functional value of the component with respect to an increase in the load capacity can be improved by higher pressures, without any appreciable cost increases being caused by the method according to the invention in the production of the injection opening 2.
  • any radii R can be produced at the transition region between the precursor wall 30 and the precursor bottom 31 by means of the laser, this can inventive method are also performed for a variety of diameters of the precursor 3, which, for example, each to different
  • Figures 4 and 5 show further preferred embodiments of the invention.
  • an additional second precursor 7 is formed, which was also prepared by means of the laser due to their small depth.
  • a second radius R2 is formed at the transition between the wall and the bottom of the second precursor 7. This is adapted according to the diameter of the second precursor 7 and slightly smaller than the radius R1 at the first precursor 3.
  • a circumferential first groove 8 is also provided in the precursor bottom 31 and a second circumferential groove 9 in the Pre-stage wall 30 formed. These grooves 8, 9 cause a flow of force in the valve housing 6 and thus the lines 5 of the same
  • the additional grooves 8, 9 can also be produced by means of the laser and are preferably produced during production of the injection hole 4.
  • FIG. 5 shows a further alternative embodiment of the invention is shown, wherein in the precursor wall 30 no groove is provided, but in the precursor bottom 31, a first groove 8 and a second groove 10 are formed.
  • the two grooves 8, 10 are in turn provided circumferentially, wherein a depth of the grooves is different.
  • the first groove 8 is in this
  • the two grooves 8, 10 cause such a deflection of the lines 5 equal tension that material, which is located between the two grooves 8, 10, does not have to be removed.
  • FIG. 6 shows a further alternative embodiment of the invention, which does not provide a radius at the transition between wall and floor of the preliminary stage, but rather a corner. Instead of the radius is a circumferential first groove 8 in
  • Pre-stage bottom 31 provided and a second circumferential groove 9 is in the
  • Pre-stage wall 30 is provided.
  • the grooves 8, 9 are provided relatively close to the corners without radius, so that lines of equal voltage to a long-range deflection around the corners or around the transition area between wall and floor are forced.
  • the grooves 8, 9 are also preferably made by laser.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Einspritzöffnungen (2) eines Kraftstoffinjektors (1), umfassend die Schritte: Herstellen einer Vorstufe (3) mittels eines mechanischen, spanabhebenden Verfahrens, insbesondere mittels Fräsen oder Bohren, oder mittels Laserabtrag, Erzeugen eines Radius (R) am Übergang der Vorstufe (3) zwischen einer Vorstufenwand (30) und einem Vorstufenboden (31) mittels Laser, und/oder Einbringen von Nuten in die Vorstufenwand (30), und/oder den Vorstufenboden (31), und Herstellen eines Spritzlochs (4) im Vorstufenboden (31).

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zur Herstellung von Einspritzöffnungen sowie Kraftstoffinjektor mit derartigen Einspritzöffnungen
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Einspritzöffnungen eines Kraftstoffinjektors sowie einen Kraftstoffinjektor mit derartigen Einspritzöffnungen.
Kraftstoffinjektoren mit Einspritzöffnungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere bei
direkteinspritzenden Systemen weisen derartige Einspritzöffnungen häufig ein Spritzloch und eine Vorstufe auf. Durch das Vorsehen der Vorstufen wird jedoch ein Querschnitt eines Bauteils verringert, was insbesondere zu einer Umlenkung von Kraftlinien bei Beaufschlagung des Bauteils mit Innendruck (Kraftstoff druck) führt. Das Vorsehen von Vorstufen reduziert ferner eine Wandstärke zwischen benachbarten Einspritzöffnungen bzw. zu einer Außenwand des
Kraftstoff! njektors. Dies kann dann zu Problemen bei der mechanischen Festigkeit führen. Bisher werden die Vorstufen der Einspritzöffnungen für Kraftstoffinjektoren beispielsweise durch ein spanabhebendes Verfahren, insbesondere Bohren, hergestellt. Alternativ wäre auch eine Herstellung der Einspritzöffnungen mittels eines Lasers möglich, wobei der Laser jedoch den Nachteil hat, dass gegenüber mechanischen Abtragungsverfahren nur geringe Abtraggeschwindigkeiten realisierbar sind. Das Spritzloch wird in einem zweiten Schritt hergestellt, wobei teilweise auch nicht spanende Verfahren wie
Funkenerosion und Laserbohren eingesetzt werden. Zwischen Vorstufenwand und Vorstufenboden ergibt sich eine Kante, welche zu einer starken Umlenkung von Linien gleicher Spannung im Bauteil führt.
Offenbarung der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Einspritzöffnungen eines Kraftstoff! njektors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass Einspritzöffnungen mit Vorstufen herstellbar sind, welche höheren Belastungen, insbesondere höheren Kraftstoffdrücken, standhalten, ohne dass hierzu eine Vergrößerung von Wandstärken oder dgl. notwendig ist. Hierbei umfasst die erfindungsgemäße Einspritzöffnung eine Vorstufe und das eigentliche Spritzloch, welches ausgehend von der Vorstufe den Kraftstoff in einen Brennraum oder dgl. einspritzt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei die Schritte des Herstellens der Vorstufe mittels eines mechanischen, spanabhebenden Verfahrens, insbesondere Fräsen oder Bohren, oder mittels Laserabtrag. Weiterhin wird ein Radius an einem Übergang der Vorstufe zwischen einer Vorstufenwand und einem Vorstufenboden mittels eines Lasers hergestellt. Weiterhin wird noch das Spritzloch im Vorstufenboden der Vorstufe eingebracht. Somit kann erfindungsgemäß ein, z.B. mechanisch abtragendes,
Verfahren, welches in kurzer Zeit viel Material abtragen kann, mit einem
Laserverfahren kombiniert werden, welches insbesondere Abrundungen am Übergang zwischen der Vorstufenwand und dem Vorstufenboden herstellt. Die Abrundungen weisen dabei einen Radius R derart auf, dass die Linien gleicher Spannung weniger stark umgelenkt werden, so dass die erfindungsgemäße
Einspritzöffnung höheren Belastungen, insbesondere höheren Kraftstoffdrücken, standhält, ohne beschädigt zu werden. Weiter bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich oder alternativ zur Erzeugung eines Radius an einem Übergang der Vorstufe das Einbringen von Nuten in die Vorstufenwand und/oder den Vorstufenboden. Die Nut bzw. die Nuten können somit unabhängig vom Vorsehen eines Radius am Übergang der Vorstufe vorgesehen werden und dienen ebenfalls zur Materialentlastung, so dass höhere Belastungen der Vorstufe durch Drücke oder dgl. möglich sind. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise wird auch das Spritzloch mittels eines Lasers hergestellt. Dadurch kann in einem Bearbeitungsschritt bevorzugt sowohl der Radius im
Übergangsbereich zwischen Vorstufenwand und Vorstufenboden hergestellt werden, als auch das Spritzloch selbst. Weiter bevorzugt wird auch der
Vorstufenboden mit dem Laser bearbeitet, um eine möglichst gute Oberfläche zu erhalten. Hierbei wird nur eine geringe Materialstärke vom Vorstufenboden abgetragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden mittels des Lasers Nuten in die Vorstufenwand und/oder den Vorstufenboden eingebracht. Die Nuten haben ebenfalls eine positive Wirkung auf die
Spannungsverläufe im Bauteil, so dass eine weniger starke Umlenkung der Spannungsverläufe auftritt. Auch dadurch können die durch das Bauteil mit der Einspritzöffnung aufnehmbaren Kräfte erhöht werden. Die Nuten sind dabei vorzugsweise als vollständig umlaufende Nuten, bevorzugt mit einem im
Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, ausgebildet.
Weiter bevorzugt wird am Übergang zwischen der Vorstufe und dem eigentlichen Spritzloch eine zweite, kleinere Vorstufe eingebracht, welche einen zweiten Radius an einem Übergangsbereich zwischen Wand und Boden der zweiten
Vorstufe aufweist. Die zweite, kleinere Vorstufe wird weiter bevorzugt ebenfalls mittels des Lasers vorgesehen. Vorzugsweise wird der zweite Radius am Übergang zwischen einem Wandbereich und einem Bodenbereich der zweiten Vorstufe ebenfalls mittels eines Lasers hergestellt.
Ferner wird bevorzugt in einem ersten Schritt die Vorstufe mittels des
mechanischen, spanabhebenden Verfahrens hergestellt und dann alle weiteren, mit dem Laser vorzunehmenden Arbeiten in einer Aufspannung ausgeführt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftstoff! njektor mit wenigstens einer Einspritzöffnung, welche eine Vorstufe und ein Spritzloch aufweist. Die Vorstufe weist an einem Übergang zwischen einer Vorstufenwand und einem Vorstufenboden einen Radius auf, um Spannungslinien im die Einspritzöffnung aufweisenden Bauteil weniger stark umzulenken.
Statt des Radius kann bevorzugt in der Vorstufenwand und/oder dem
Vorstufenboden eine Nut eingebracht werden. Ferner ist auch eine Kombination von Radius und Nut an der Vorstufe der Einspritzöffnung möglich.
Weiter bevorzugt sind in der Vorstufenwand und/oder im Vorstufenboden eine oder mehrere Nuten vorgesehen, welche vorzugsweise vollständig umlaufend ausgebildet sind. Die Nuten werden vorzugsweise mittels Laser erzeugt. Weiter bevorzugt ist zwischen der Vorstufe und dem Spritzloch eine zweite Vorstufe vorgesehen, welche einen zweiten Radius an einem Übergangsbereich zwischen Wand und Boden der zweiten Vorstufe aufweist. Vorzugsweise umfasst der Kraftstoff! njektor ferner ein Ventilgehäuse, in welchem die Einspritzöffnung vorgesehen ist. Alternativ umfasst der Kraftstoff! njektor eine Spritzlochscheibe, in welcher wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, Einspritzöffnungen ausgebildet sind.
Zeichnung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffinjektors
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer Einspritzöffnung von
Figur 2 während des Herstellungsverfahrens,
Figur 3 eine schematische Schnittansicht der Einspritzöffnung von
Figur 2 im fertig hergestellten Zustand,
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Einspritzöffnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer Einspritzöffnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 6 eine schematische Schnittansicht einer Einspritzöffnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 ein Kraftstoffinjektor 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren im Detail beschrieben. Figur 1 zeigt schematisch einen Kraftstoffinjektor 1 , welcher in einem
Ventilgehäuse 6 mehrere Einspritzöffnungen 2 aufweist. Der Kraftstoffinjektor 1 umfasst eine Ventilnadel 11 mit einer Kugel 12, welche an einem Ventilsitz die Einspritzöffnungen 2 freigibt und verschließt. Die Ventilnadel 11 ist über ein Mitnehmerelement 13 mit einem Anker 21 eines Magnetaktors 20 verbunden. Der Magnetaktor 20 umfasst ferner eine Spule 22, einen Polkern 23 und einen
Magnettopf 24. Ein Arbeitsspalt 25 ist dabei zwischen den Anker 21 und dem Polkern 23 in axialer Richtung vorgesehen. Der Anker 21 wird in bekannter Weise mittels eines Rückstellelements 15 in die in Figur 1 gezeigte
Ausgangsposition, welche die geschlossene Position des Kraftstoffinjektors darstellt, zurückgestellt. Die Rückstell kraft des Rückstellelements kann mittels einer Einstellhülse 16 definiert werden.
Kraftstoff wird, wie durch den Pfeil A in Figur 1 angedeutet, in axialer Richtung durch die Einstellhülse 16 und das hohle Mitnehmerelement 13 in einen Raum 17 im Bereich der Ventilnadel 11 zugeführt. Hierzu sind Durchgangsöffnungen 14 im
Mitnehmerelement 13 vorgesehen.
Die Einspritzöffnung 2 sowie deren Herstellung sind schematisch in den Figuren 2 und 3 gezeigt. Figur 3 zeigt den fertigen Zustand der Einspritzöffnung 2, welche eine Vorstufe 3 und ein Spritzloch 4 aufweist. Die Vorstufe 3 weist eine
Vorstufenwand 30 sowie einen Vorstufenboden 31 auf. Die Vorstufenwand 30 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und der Vorstufenboden 31 ist senkrecht zur Axialrichtung X-X der Einspritzöffnung 2. Ein Übergangsbereich zwischen der Vorstufenwand und dem Vorstufenboden 31 ist mittels eines Radius R
ausgeführt. Der Radius R am Übergangsbereich zwischen Vorstufenwand 30 und Vorstufenboden 31 stellt sicher, dass die in Figur 3 eingezeichneten Linien 5 gleicher Spannung insbesondere im Bereich des Übergangs nicht zu stark abknicken. Bereiche scharfer Umlenkungen der Linien gleicher Spannung resultieren üblicherweise in Zonen mit lokal hoher mechanischer Spannung in verschiedenen Ebenen. Eine weiträumige Umlenkung lässt auf einen günstigen
Spannungszustand schließen. We aus Figur 3 ersichtlich ist, bilden die Linien 5 gleicher Spannung auch im Übergangsbereich mit dem Radius R jeweils Bögen mit relativ großen Radien, so dass Spannungsspitzen, welche bei einem eckigen Übergang zwischen Vorstufenwand und Vorstufenboden vorkommen würden, im Ventilgehäuse 6 erfindungsgemäß vermieden werden können. Figur 2 zeigt schematisch die Herstellung der Einspritzöffnung 2. In einem ersten
Schritt wird mittels eines spanabhebenden Werkzeugs, z.B. einem Bohrer oder einem Fräser, die Vorstufe 3 bis zu einer Tiefe T1 hergestellt. Die Verwendung des spanabhebenden Werkzeugs kann dabei mit einer hohen
Abtraggeschwindigkeit durchgeführt werden. Alternativ kann auch die gesamte Vorstufe mit einem Laser erzeugt werden. In einem nächsten Schritt wird ein verbleibendes Restmaterial, welches in Figur 2 mit Bezugszeichen 3' gekennzeichnet ist, mittels eines Lasers abgetragen. Hierbei erfolgt ein
Materialabtrag am Vorstufenboden 31. Gleichzeitig wird an einem
Übergangsbereich zwischen der Vorstufenwand 30 und dem Vorstufenboden 31 mittels des Lasers der Radius R erzeugt. Somit ist ein bogenförmiger Übergang zwischen Vorstufenwand 30 und Vorstufenboden 31 vorgesehen, welcher bei ausschließlicher Bearbeitung mittels eines spanabhebenden Werkzeugs so nicht vorhanden wäre. In einem letzten Schritt wird dann das Spritzloch 4 mittels des Lasers erzeugt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann somit mittels des Lasers sowohl eine Oberflächenbearbeitung des Vorstufenbodens 31 , eine Herstellung des Radius R am Übergangsbereich zwischen Wand und Boden sowie das Spritzloch 4 hergestellt werden. Da eine Menge des mittels des Lasers abzutragenden Materials relativ klein ist, können trotzdem erfindungsgemäß kurze
Gesamtherstellungszeiten erreicht werden. Somit kann durch die
erfindungsgemäße Idee ein Funktionswert des Bauteils hinsichtlich einer Steigung der Belastbarkeit durch höhere Drücke verbessert werden, ohne dass bei der Herstellung der Einspritzöffnung 2 nennenswerte Kostensteigerungen durch das erfindungsgemäße Verfahren verursacht würden. Die
erfindungsgemäße geschickte Kombination von spanabhebendem Abtragen und Laserabtragen ermöglicht somit signifikante Kostenvorteile bei der Herstellung, welche, da die Bauteile Massenbauteile sind, große wirtschaftliche Vorteile bereitstellen.
Da mittels des Lasers beliebige Radien R am Übergangsbereich zwischen der Vorstufenwand 30 und dem Vorstufenboden 31 herstellbar sind, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für verschiedenste Durchmesser der Vorstufe 3 ausgeführt werden, welche beispielsweise jeweils an unterschiedliche
Brennkraftmaschinen mit unterschiedlicher Leistung bzw. von unterschiedlichen Herstellern angepasst werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Figur 4 ist eine zusätzliche zweite Vorstufe 7 ausgebildet, welche aufgrund ihrer geringen Tiefe ebenfalls mittels des Lasers hergestellt wurde. Hierbei ist am Übergang zwischen Wand und Boden der zweiten Vorstufe 7 ein zweiter Radius R2 ausgebildet. Dieser ist dabei entsprechend dem Durchmesser der zweiten Vorstufe 7 angepasst und etwas kleiner als der Radius R1 an der ersten Vorstufe 3. Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner eine umlaufende erste Nut 8 im Vorstufenboden 31 vorgesehen und eine zweite umlaufende Nut 9 in der Vorstufenwand 30 ausgebildet. Diese Nuten 8, 9 bewirken, dass ein Kraftfluss im Ventilgehäuse 6 und somit die Linien 5 gleicher
Spannung zu einer weiträumigeren Umlenkung um den Übergangsbereich zwischen Wand und Boden gezwungen werden. Die zusätzlichen Nuten 8, 9 können dabei ebenfalls mittels des Lasers hergestellt werden und werden vorzugsweise bei Herstellung des Spritzlochs 4 hergestellt.
In Figur 5 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei in der Vorstufenwand 30 keine Nut vorgesehen ist, dafür jedoch im Vorstufenboden 31 eine erste Nut 8 und eine zweite Nut 10 ausgebildet sind. Die beiden Nuten 8, 10 sind wiederum umlaufend vorgesehen, wobei eine Tiefe der Nuten unterschiedlich ist. Die erste Nut 8 ist in diesem
Ausführungsbeispiel tiefer als die zweite Nut 10. Auch dadurch wird eine sanftere Umlenkung der Linien 5 gleicher Spannung im Ventilgehäuse 6 erreicht (s. Figur 5). Die beiden Nuten 8, 10 bewirken dabei eine derartige Umlenkung der Linien 5 gleicher Spannung, dass Material, welches sich zwischen den beiden Nuten 8, 10 befindet, nicht abgetragen werden muss.
Figur 6 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche keinen Radius am Übergang zwischen Wand und Boden der Vorstufe vorsieht, sondern eine Ecke. Statt des Radius ist eine umlaufende erste Nut 8 im
Vorstufenboden 31 vorgesehen und eine zweite umlaufende Nut 9 ist in der
Vorstufenwand 30 vorgesehen. Die Nuten 8, 9 sind dabei relativ nah an den Ecken ohne Radius vorgesehen, so dass Linien gleicher Spannung zu einer weiträumigen Umlenkung um die Ecken bzw. um den Übergangsbereich zwischen Wand und Boden gezwungen werden. Die Nuten 8, 9 werden ebenfalls vorzugsweise mittels Laser hergestellt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Einspritzöffnungen (2) eines
Kraftstoff! njektors (1), umfassend die Schritte:
Herstellen einer Vorstufe (3) mittels eines mechanischen,
spanabhebenden Verfahrens, insbesondere mittels Fräsen oder Bohren, oder mittels Laserabtrag,
Erzeugen eines Radius (R) am Übergang der Vorstufe (3) zwischen einer Vorstufenwand (30) und einem Vorstufenboden (31) mittels Laser, und/oder Einbringen von Nuten in die Vorstufenwand (30), und/oder den Vorstufenboden (31), und
Herstellen eines Spritzlochs (4) im Vorstufenboden (31).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzloch (4) mittels des Lasers hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Erzeugen des Radius (R) an der Vorstufe (3) auch eine Materialabtragung am Vorstufenboden (31) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels des Lasers Nuten (8; 9; 10) in die
Vorstufenwand (30) und/oder in den Vorstufenboden (31) eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (8; 9; 10) als umlaufende Nuten eingebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass an einem Übergangsbereich zwischen der Vorstufe (3) und dem Spritzloch (4) eine zweite Vorstufe (7), insbesondere mittels des Lasers, eingebracht wird, wobei an der zweiten Vorstufe (7) am Übergangsbereich zwischen Wand und Boden ein zweiter Radius (R2) vorgesehen wird.
Kraftstoffinjektor zum Zumessen von Kraftstoff, umfassend:
wenigstens eine Einspritzöffnung (2) mit einer Vorstufe (3) und einem Spritzloch (4),
wobei an der Vorstufe (3) an einem Übergangsbereich zwischen einer Vorstufenwand (30) und einem Vorstufenboden (31) ein Radius (R) ausgebildet ist, und/oder
wobei in der Vorstufenwand (30) und/oder dem Vorstufenboden (31) eine Nut eingebracht ist.
Kraftstoff! njektor nach Anspruch 7, ferner umfassend wenigstens eine Nut (8; 9; 10), welche vollständig umlaufend in der Vorstufenwand (30) und/oder im Vorstufenboden (31) ausgebildet ist.
Kraftstoff! njektor nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine zweite Vorstufe (7) an einem Übergang zwischen der ersten Vorstufe (3) und dem Spritzloch (4), wobei an einem Übergang zwischen einer Wand und einem Boden der zweiten Vorstufe (7) ein zweiter Radius (R2) ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
ferner umfassend ein Ventilgehäuse (6), in welchem die
Einspritzöffnung (2) vorgesehen ist, oder
ferner umfassend eine Spritzlochscheibe, in welchem die
Einspritzöffnung (2) vorgesehen ist.
PCT/EP2015/053374 2014-04-08 2015-02-18 Verfahren zur herstellung von einspritzöffnungen sowie kraftstoffinjektor mit derartigen einspritzöffnungen WO2015154903A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580018464.8A CN106164464A (zh) 2014-04-08 2015-02-18 用于制造喷射开口以及带有这种喷射开口的燃料喷射器的方法
US15/302,253 US20170030315A1 (en) 2014-04-08 2015-02-18 Method for manufacturing injection openings and fuel injector having such injection openings
KR1020167027873A KR20160140709A (ko) 2014-04-08 2015-02-18 분사구의 제조 방법 및 이런 유형의 분사구를 구비한 연료 분사기

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014206782.0A DE102014206782A1 (de) 2014-04-08 2014-04-08 Verfahren zur Herstellung von Einspritzöffnungen sowie Kraftstoffinjektor mit derartigen Einspritzöffnungen
DE102014206782.0 2014-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015154903A1 true WO2015154903A1 (de) 2015-10-15

Family

ID=52596458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/053374 WO2015154903A1 (de) 2014-04-08 2015-02-18 Verfahren zur herstellung von einspritzöffnungen sowie kraftstoffinjektor mit derartigen einspritzöffnungen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170030315A1 (de)
KR (1) KR20160140709A (de)
CN (1) CN106164464A (de)
DE (1) DE102014206782A1 (de)
WO (1) WO2015154903A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108779702A (zh) * 2015-10-08 2018-11-09 康明斯公司 预燃室组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934587A1 (de) * 1989-10-17 1991-04-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum herstellen von mittels laserstrahlung erzeugter, hochpraeziser durchgangsbohrungen in werkstuecken
US20060097078A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle
US20060097087A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle
WO2011029941A1 (de) * 2009-09-14 2011-03-17 Continental Automotive Gmbh Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7984550B2 (en) * 2006-10-30 2011-07-26 Caterpillar Inc. Fuel injector remanufacturing method and remanufactured fuel injector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3934587A1 (de) * 1989-10-17 1991-04-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum herstellen von mittels laserstrahlung erzeugter, hochpraeziser durchgangsbohrungen in werkstuecken
US20060097078A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle
US20060097087A1 (en) * 2004-11-05 2006-05-11 Visteon Global Technologies, Inc. Low pressure fuel injector nozzle
WO2011029941A1 (de) * 2009-09-14 2011-03-17 Continental Automotive Gmbh Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160140709A (ko) 2016-12-07
CN106164464A (zh) 2016-11-23
US20170030315A1 (en) 2017-02-02
DE102014206782A1 (de) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0733162B1 (de) Verfahren zur herstellung eines magnetkreises für ein ventil
DE102017216676A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Produktes
DE10046304C1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Ventilsitzkörpers eines Brennstoffeinspritzventils
EP2746565A1 (de) Magnetbaugruppe für einen Kraftstoffinjektor, Verfahren zum Herstellen einer Magnetbaugruppe sowie Kraftstoffinjektor
DE19843616B4 (de) Kraftstoffeinspritzdüse
WO2015154903A1 (de) Verfahren zur herstellung von einspritzöffnungen sowie kraftstoffinjektor mit derartigen einspritzöffnungen
DE102018200084B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Ventilanordnung sowie elektromagnetische Ventilanordnung
DE102016216608A1 (de) Zweistoffinjektor für zwei Medien
EP2428672A2 (de) Kraftstoffinjektor
DE10307873A1 (de) Sackloch- und Sitzloch-Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine mit einem Übergangskegel zwischen Sackloch und Düsennadelsitz
DE102019209002A1 (de) Komponente, insbesondere Brennstoffleitung oder Brennstoffverteiler, und Brennstoffeinspritzanlage
DE102006003490A1 (de) Magnetventil
EP2596231B1 (de) Kraftstoffinjektor mit hydraulischer kopplereinheit
WO2005010347A1 (de) Verbindung für hochdruckräume von kraftstoffinjektoren
WO2017064026A1 (de) Verfahren zur herstellung eines zweiteiligen düsenkörpers und zweiteiliger düsenkörper
DE102016214918A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Spindelmutter eines Kugelgewindetriebs
DE102013225387A1 (de) Verbindungsbereich zwischen einem Hochdruckkanal und einer Hochdruckkammer und Kraftstoffeinspritzkomponente mit einem Verbindungsbereich
DE102020209855A1 (de) Injektor zum Einspritzen eines Fluids sowie Herstellungsverfahren für einen derartigen Injektor
EP1519032A1 (de) Einspritzdüse
WO2016198490A1 (de) Spritzlochbauteil einer einspritzvorrichtung
DE102009000833A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Kopplermodul
DE102019220180A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Einspritzöffnungen in einem Einspritzelement eines Injektors und Injektor
DE102017203146A1 (de) Düsenkörper für einen Kraftstoffinjektor und Kraftstoffinjektor
EP2924275A1 (de) Injektor mit erhöhtem Strömungsquerschnitt
EP1005611A1 (de) Verfahren zum herstellen einer abgewinkelten bohrung in einem bauteil

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15707062

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15302253

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167027873

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15707062

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1