DE3705805A1 - Verfahren zum verbinden eines ankers mit einer ventilnadel sowie nach diesem verfahren hergestelltes kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbin­ den eines Ankers aus Weicheisen mit einem Einsteckende einer Ventilnadel aus gehärtetem Material durch radiales Verformen des über das Einsteckende der Ventilnadel ge­ schobenen Ankers, insbesondere bei einem elektromagne­ tisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventil für Ein­ spritzanlagen von Brennkraftmaschinen. Weiterhin be­ trifft die Erfindung ein nach diesem Verfahren herge­ stelltes Kraftstoffeinspritzventil.

Bei Kraftstoffeinspritzventilen ist es zweckmäßig, die Ventilnadel und den Anker als separate Bauteile auszu­ führen und diese nach dem Härten der Ventilnadel mitein­ ander zu verbinden, weil sich sonst durch das Härten die magnetischen Eigenschaften des Ankers verschlechtern würden. Zum Verbinden des Ankers mit der Ventilnadel ist es bekannt, das Ankerende durch Verstemmen, durch einen Ziehvorgang oder auch durch Pressen so zu verformen, daß es sich radial in eine Nut oder mehrere Nuten verformt und dadurch ein Preßsitz entsteht. Da die Ventilnadel bei Einspritzanlagen mit sehr hoher Frequenz das Ventil öffnen und schließen muß, darf auf keinen Fall zwischen Anker und Ventilnadel ein axiales Spiel auftreten. Ein solches Spiel würde sehr rasch das Kraftstoffeinspritz­ ventil funktionsunfähig machen. Bei den bisherigen Kraft­ stoffeinspritzventilen besteht jedoch immer die Gefahr, daß der radiale Preßsitz nicht ausreichend ist, um die Ventilnadel im Anker in axialer Richtung zuverlässig zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach auszuführendes Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem ein axiales Spiel zwischen der Ven­ tilnadel und dem Anker möglichst zuverlässig vermieden werden kann. Weiterhin soll ein nach diesem Verfahren herstellbares Kraftstoffeinspritzventil geschaffen wer­ den.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß die Ventilnadel vor dem Härten zumindest eine Abflachung am Einsteckende erhält, dann mit dem abge­ flachten Einsteckende in eine zylindrische Bohrung des Ankers geschoben, anschließend der Anker entsprechend der Form des Einsteckendes radial verformt und danach der Anker auf seiner Außenfläche spanabhebend in eine Rundform gebracht wird.

Durch diese Verfahrensweise wird der Anker nicht nur in einem Bereich verformt, um in eine Nut oder Ausnehmung des Einsteckendes der Ventilnadel zu gelangen, vielmehr wird der Anker über einen sehr großen Bereich aus einer Zylinderform in eine eingedrückte Form gebracht. Dadurch liegt der Anker mit größerer radialer Kraft gegen das Einsteckende der Ventilnadel an, was einen besonders zu­ verlässigen Halt gewährleistet.

Der Anker wird über seinen gesamten Umfang verformt, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfah­ rens das Einsteckende der Ventilnadel an zwei gegenüber­ liegenden Seiten mit jeweils einer Abflachung versehen wird.

Zusätzlich zu dem sich durch die vorgenannten Maßnahmen ergebenden guten Kraftschluß läßt sich auch ein Form­ schluß erzielen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung die Abflachungen vom freien Ende des Einsteckendes in Richtung des Schließgliedes der Ventilnadel konvergieren und damit zunehmend in die Ventilnadel hineingeführt werden. Durch den konvergierenden Verlauf der Abflachun­ gen entstehen am Einsteckende zwei Haltekanten, gegen die das Material des Ankers nach dem Verformen anliegt, so daß der angestrebte Formschluß gegeben ist.

Die für den Anker wünschenswerte, zylindrische Form läßt sich leicht nach dem Verformen dadurch herstellen, daß er anschließend durch Schleifen spanabhebend bearbeitet wird.

Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten elek­ tromagnetisch betätigbaren Kraftstoffeinspritzventils für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, wird erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einsteckende inner­ halb des Ankers zumindest eine Abflachung hat und der Anker durch radiale Verformung gegen diese Abflachung gedrückt ist. Bei einem solchen Einspritzventil sitzt die Ventilnadel ganz besonders fest und zuverlässig im Anker. Weiterhin ist das Einspritzventil sehr kosten­ günstig herstellbar.

Die vorgenannten Vorteile sind im ganz besonders hohen Maße gegeben, wenn das Einsteckende zwei gegenüberliegen­ de Abflachungen hat.

Ohne größeren Aufwand läßt sich zusätzlich zum Kraft­ schluß zwischen der Ventilnadel und dem Anker ein Form­ schluß erzielen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Abflachungen vom freien Ende des Ein­ steckendes in Richtung des Schließgliedes der Ventil­ nadel konvergieren und damit zunehmend in die Ventil­ nadel hinein geführt sind.

Zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens und des dadurch hergestellten Kraftstoffeinspritz­ ventils wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genom­ men. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsge­ mäß gestaltetes und nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren hergestelltes Kraftstoffein­ spritzventil,

Fig. 2 eine gegenüber der Fig. 1 vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereiches zwischen Ventilnadel und Anker des Kraft­ stoffeinspritzventils nach Fig. 1 vor dem Verformen des Ankers,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Verbindungsbereich in Richtung des Pfeiles III in Fig. 3 mit aufgeschnittenem Anker vor dem Verformen des Ankers,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Ventilnadel ent­ lang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Das als Ganzes in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffeinspritz­ ventil hat ein Ventilgehäuse 1, in dem ein Wickelkörper 2 mit einer Magnetwicklung 3 angeordnet ist. Durch den Wickelkörper 2 erstreckt sich ein mit einer Durchgangs­ bohrung 4 versehener Weicheisenkern 5, der mit seinem aus dem Ventilgehäuse 1 herausragenden Ende einen Einlaß­ stutzen 6 bildet.

Der anderen Stirnseite des Weicheisenkerns 5 steht unter Bildung eines Luftspaltes 7 ein Anker 8 gegenüber, der an seiner dem Weicheisenkern 5 entgegengesetzten Seite mit einer koaxial sich erstreckenden Ventilnadel 9 ver­ bunden ist. Diese Ventilnadel 9 ragt in eine Bohrung 10 eines Düsenkörpers 11, der ebenfalls koaxial in dem Ven­ tilgehäuse 1 angeordnet ist. Das freie Ende der Ventil­ nadel 9 ist als Ventilschließglied 12 ausgebildet, wel­ ches einen Ventilsitz 13 zu öffnen oder zu schließen vermag und somit den Ventildurchgang steuert.

Die Fig. 1 läßt weiterhin erkennen, daß die Ventilnadel 9 mit einem Einsteckende 14 in eine Bohrung 15 des Ankers 8 greift. Die Verbindung zwischen dem Einsteck­ ende 14 und dem Anker 8 kommt dadurch zustande, daß das Einsteckende 14 eine spezielle Form aufweist und der Anker 8 nach dem Aufschieben entsprechend verformt wird, so daß er sich nicht mehr vom Einsteckende 14 lösen kann.

Die genaue Gestaltung des Einsteckendes 14 ergibt sich aus den Fig. 2, 3 und 4. Die Fig. 4 zeigt, daß das Einsteckende 14 an zwei gegenüberliegenden Seiten je­ weils eine Abflachung 16, 17 aufweist. Diese Abflachun­ gen 16, 17 konvergieren zum Ventilschließglied 12 hin, was vor allem anhand der Fig. 3 zu erkennen ist. Durch diese Konvergenz entstehen zwei Haltekanten 18, 19.

Zum Verbinden der Ventilnadel 9 mit dem Anker 8 wird die Ventilnadel 9 mit ihrem Einsteckende in den Anker 8 eingeschoben, was in den Fig. 2, 3 und 4 zu sehen ist. Anschließend verformt man den Anker 8 so weit, daß er sich gegen die Abflachungen 16, 17 anlegt. Dadurch ist die Ventilnadel 9 infolge der Konvergenz der Ab­ flachungen 16, 17 und der Haltekanten 18, 19 formschlüs­ sig im Anker 8 gehalten. Der Anker 8 hat nach dem Ver­ formen allerdings keine zylindrische Gestalt mehr. Diese ist durch einen sich anschließenden Schleifvorgang wieder zu erzeugen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verbinden eines Ankers aus Weicheisen mit einem Einsteckende einer Ventilnadel aus gehärtetem Material durch radiales Verformen des über das Einsteck­ ende der Ventilnadel geschobenen Ankers, insbesondere bei einem elektromagnetisch betätigbaren Kraftstoffein­ spritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschi­ nen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel vor dem Härten zumindest eine Abflachung am Einsteckende erhält, dann mit dem abgeflachten Einsteckende in eine zylin­ drische Bohrung des Ankers geschoben, anschließend der Anker entsprechend der Form des Einsteckendes radial verformt und danach der Anker auf seiner Außenfläche spanabhebend in eine Rundform gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende der Ventilnadel an zwei gegenüber­ liegenden Seiten mit jeweils einer Abflachung versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen vom freien Ende des Einsteckendes in Richtung des Schließgliedes der Ventilnadel konver­ gieren und damit zunehmend in die Ventilnadel hineinge­ führt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker nach dem radialen Verformen durch Schleifen spanabhebend bearbeitet wird.

5. Nach Anspruch 1 herstellbares, elektromagnetisch betä­ tigbares Kraftstoffeinspritzventil für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, eine feste Magnetwicklung tragenden Weicheisenkern und einem diesen gleichachsig unter Bildung eines Luftspaltes gegenüber­ stehenden Anker, der durch radiale Verformung mit einer Ventilnadel verbunden ist, wobei der Anker das Einsteck­ ende der Ventilnadel ringförmig umschließt und Werkstoff des Ankerendes durch einen Verformungsvorgang mit Vor­ spannung gegen das Einsteckende der Ventilnadel anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende (14) inner­ halb des Ankers (8) zumindest eine Abflachung (16, 17) hat und der Anker (8) durch radiale Verformung gegen diese Abflachung (16, 17) gedrückt ist.

6. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritz­ ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende (14) zwei gegenüberliegende Abflachungen (16, 17) hat.

7. Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoffeinspritz­ ventil nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abflachungen (16, 17) vom freien Ende des Einsteckendes (14) in Richtung des Schließgliedes (12) der Ventilnadel (9) konvergieren und damit zu­ nehmend in die Ventilnadel hinein geführt sind.