EP1009931B1

EP1009931B1 - Fuel injection valve

Info

Publication number: EP1009931B1
Application number: EP99910101A
Authority: EP
Inventors: Bo Yuan; Günter DANTES; Jörg HEYSE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2004-01-14
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: EP1009931A1; KR20010014189A; JP2002516956A; DE19822896A1; DE59908299D1; WO1999061787A1; US20020060257A1

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.

Aus der DE-OS 196 39 506 ist bereits ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen Ventilsitzkörper mit einer Ventilsitzfläche und einen an dem Ventilsitzkörper befestigten Lochscheibenträger aufweist. Der Lochscheibenträger dient dazu, eine mehrlagige, mittels Multilayergalvanik hergestellte Lochscheibe fest und sicher am Ventilsitzkörper durch Klemmen zu halten. Der Lochscheibenträger ist dazu flach und scheibenförmig ausgebildet, besitzt eine insgesamt topfförmige Struktur und eine gleichbleibende Dicke über seine gesamte Erstreckung. Mit Hilfe einer ringförmig umlaufenden Schweißnaht wird der Lochscheibenträger an dem Ventilsitzkörper befestigt. Beim Anschweißen des Lochscheibenträgers nimmt jedoch die Klemmkraft des Lochscheibenträgers, mit der die Lochscheibe gegen den Ventilsitzkörper gedrückt wird, ab. Dies ist auf die thermische Relaxation des vorgespannten Materials des Lochscheibenträgers zurückzuführen. Im Bereich der Schweißnaht bleibt außerdem ein Luftspalt zwischen dem Ventilsitzkörper und dem Lochscheibenträger erhalten, der die Qualität der Schweißnaht herabsetzt und die Klemmwirkung reduziert.From DE-OS 196 39 506 is already a Fuel injector known to the one Valve seat body with a valve seat surface and one on the Has valve seat body attached perforated disc carrier. The perforated disc carrier is used to create a multilayer, by means of Multilayer electroplated perforated disc firmly and securely to hold on the valve seat body by clamping. The The perforated disc carrier is flat and disc-shaped trained, has an overall pot-shaped structure and a constant thickness over its entire extent. With the help of a circular weld seam, the Perforated disk carrier attached to the valve seat body. At the Welding the perforated disc carrier takes however Clamping force of the perforated disc carrier with which the perforated disc is pressed against the valve seat body. This is on the thermal relaxation of the prestressed material of the Perforated disc carrier attributable. In the field of Weld seam also remains an air gap between the Get valve seat body and the perforated disc carrier, the the quality of the weld seam is reduced and the clamping effect reduced.

Lochscheibenträger, Stützscheiben, Stützringe oder Haltemuttern für Lochscheiben von Einspritzventilen oder - düsen sind z.B. auch bereits aus der GB-PS 201,556, DE-OS 41 23 692, DE-OS 44 46 241 oder DE-OS 195 27 626 bekannt.Perforated disc carriers, support discs, support rings or Retaining nuts for perforated disks of injection valves or - nozzles are e.g. also from GB-PS 201,556, DE-OS 41 23 692, DE-OS 44 46 241 or DE-OS 195 27 626 known.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine besonders hohe Qualität der Befestigungsstelle des Lochscheibenträgers an dem Ventilsitzkörper erreicht wird, die wiederum zur Folge hat, daß eine sehr gute Haltewirkung des Lochscheibenträgers auf die Lochscheibe erzielt wird, die auch durch die Befestigung des Lochscheibenträgers kaum oder gar nicht beeinträchtigt wird.The fuel injector according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a particularly high quality of the attachment point of the Perforated disc carrier is reached on the valve seat body, which in turn has a very good holding effect of the perforated disc carrier is achieved on the perforated disc, the hardly by the attachment of the perforated disc carrier or is not affected at all.

Zu diesem Zwecke ist der Lochscheibenträger in einem eine Durchgangsöffnung umgebenden Randbereich, der unmittelbar dem Halten (Klemmen) der Lochscheibe dient, mit die Federsteifigkeit des Lochscheibenträgers reduzierenden Ausformungen in Form von scheitzen versehen. Unter Berücksichtigung von Toleranzen wird bei der Festlegung des begrenzenden Durchmessers für den speziell ausgeformten Randbereich sichergestellt, daß die Befestigungsstelle (Schweißnaht) immer außerhalb des Randbereichs des Lochscheibenträgers angebracht wird.For this purpose, the perforated disc carrier is in one Through opening surrounding edge area, the immediate serves to hold (clamp) the perforated disc with the Reducing the spring stiffness of the perforated disc carrier Formations in the form of logs. Taking tolerances into account is used when determining the limiting diameter for the specially shaped edge area ensures that the attachment point (weld seam) always outside the Edge area of the perforated disc carrier is attached.

Im Randbereich der Durchgangsöffnung wird die Federsteifigkeit des Lochscheibenträgers Schlitzen gezielt reduziert, so daß sich beim Andrücken des Lochscheibenträgers an den Ventilsitzkörper vor dem Anschweißen hauptsächlich dieser weniger steife Randbereich verbiegt. Im Bereich der Schweißnaht ist die Vorspannung somit gegenüber bekannter Konstruktionen reduziert. Außerdem liegt der Lochscheibenträger im Bereich der zu setzenden Schweißnaht bereits weitgehend ohne Luftspalt an der unteren Stirnseite des Ventilsitzkörpers an, womit die thermische .Relaxation im Schweißnahtbereich reduziert ist. Aufgrund dessen bleibt die Klemmwirkung des Lochscheibenträgers auf die Lochscheibe auch nach dem Schweißen sehr gut erhalten.In the edge area of the through opening Spring stiffness of the perforated disc carrier Slits deliberately reduced so that when pressed of the perforated disc carrier to the valve seat body in front of the Mainly weld this less stiff edge area bends. The preload is in the area of the weld thus reduced compared to known designs. Moreover the perforated disc carrier lies in the area of the to be set Already largely without an air gap at the lower weld Front of the valve seat body, with which the thermal Relaxation in the weld area is reduced. by virtue of the clamping effect of the perforated disc carrier remains on the perforated disc is very well preserved even after welding.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous developments and improvements in Main claim specified fuel injector possible.

Von besonderem Vorteil ist es, Lochscheiben zu verwenden, die mittels galvanischer Metallabscheidung hergestellt und einteilig ausgeführt sind, wobei die einzelnen Funktionsebenen bzw. Schichten in unmittelbar aufeinanderfolgenden Abscheideverfahrensschritten aufeinander aufgebaut werden. Nach Beendigung des Metallabscheidens liegt die Lochscheibe einteilig vor; es sind also keine zeit- und kostenintensiven Verfahrensschritte zum Verbinden einzelner Düsenplättchen nötig. It is particularly advantageous to use perforated disks which are produced by means of galvanic metal deposition and are made in one piece, the individual Functional levels or layers in immediate successive deposition process steps be built on top of each other. After completing the The perforated disc is metal in one piece; it are not time and cost intensive Process steps for connecting individual nozzle plates necessary.

Besonders vorteilhaft ist es, die Lochscheiben in der Form von sogenannten S-Typ-Scheiben (S-förmiger Strömungsverlauf innerhalb der Scheibe) auszubilden, um außergewöhnliche bizarre Strahlformen erzeugen zu können. Optimal ist dabei für eine S-Typ-Scheibe, wenn ein Versatz zwischen den Einlaßöffnungen und den Auslaßöffnungen vorliegt. Die erzeugbaren ungewöhnlichen Strahlformen erlauben eine genaue optimale Anpassung an vorgegebene Geometrien, z. B. an verschiedene Saugrohrquerschnitte von Brennkraftmaschinen. Daraus ergeben sich die Vorteile einer formangepaßten Ausnutzung des verfügbaren Querschnitts zur homogen verteilten, abgasmindernden Gemischeinbringung und einer Vermeidung von abgasschädlichen Wandfilmanlagerungen an der Saugrohrwandung.It is particularly advantageous to shape the perforated disks of so-called S-type discs (S-shaped flow pattern within the disc) to train extraordinary to be able to create bizarre beam shapes. It is optimal for an S-type disc if there is an offset between the Inlet openings and the outlet openings is present. The The unusual beam shapes that can be generated allow an accurate optimal adaptation to given geometries, e.g. B. on different intake manifold cross sections of internal combustion engines. This results in the advantages of a form-fitting Utilization of the available cross-section for homogeneous distributed, exhaust-reducing mixture introduction and one Avoidance of exhaust-harmful wall film deposits on the Saugrohrwandung.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein teilweise dargestelltes Einspritzventil mit einer ersten erfindungsgemäßen Befestigung einer Lochscheibe mit einem Lochscheibenträger, Figur 2 ein zweites Beispiel einer solchen Befestigung am Ventilende, Figur 3 eine Draufsicht auf den mit einer Verdrehsicherung ausgebildeten Randbereich der Lochscheibe in Figur 2, Figur 4 ein drittes Beispiel der Befestigung einer Lochscheibe mit einem Lochscheibenträger am Ventilende, Figur 5 ein viertes Beispiel einer solchen Befestigung am Ventilende, Figur 6 einen Ausschnitt aus Figur 5 mit einer eine durch Verstemmen erzielte Verdrehsicherung aufweisenden Lochscheibe, Figur 7 einen weiteren Lochscheibenträger im Schnitt und Figur 8 den Lochscheibenträger gemäß Figur 7 in einer Draufsicht. Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. 1 shows it partially illustrated injection valve with a first Attachment of a perforated disc according to the invention with a Perforated disc carrier, Figure 2 shows a second example of a such attachment to the valve end, Figure 3 is a plan view on the edge area designed with an anti-rotation device the perforated disc in Figure 2, Figure 4 shows a third example of the Fastening a perforated disc with a perforated disc carrier at the valve end, Figure 5 shows a fourth example of such Attachment at the end of the valve, Figure 6 shows a detail Figure 5 with a achieved by caulking Perforated disc having anti-rotation, Figure 7 a further perforated disc carrier in section and Figure 8 den Perforated disc carrier according to Figure 7 in a plan view.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In der Figur 1 ist als ein Ausführungsbeispiel 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.A valve is shown in FIG. 1 as an exemplary embodiment the shape of an injector for Fuel injection systems from mixture compressors spark-ignited internal combustion engines partially shown. The injection valve has a tubular valve seat support 1, in which a valve axis 2 concentric Longitudinal opening 3 is formed. In the longitudinal opening 3 is a z. B. tubular valve needle 5 arranged on the its downstream end 6 with a z. B. spherical Valve closing body 7, for example five on its circumference Flattenings 8 are provided for the fuel to flow past are firmly connected.

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 Schweißnaht mittels eines Lasers verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet.The injection valve is actuated in a known manner Way, for example electromagnetic. For axial Movement of the valve needle 5 and thus to open against the Spring force of a return spring (not shown) or Closing the injection valve serves a schematic indicated electromagnetic circuit with a magnetic coil 10, an anchor 11 and a core 12. The anchor 11 is with the end facing away from the valve closing body 7 Valve needle 5 by z. B. a weld using a Laser connected and aligned to the core 12.

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 Ventilsitzkörper 16 mit einem z. B. topfförmig ausgebildeten und als Haltering dienenden Lochscheibenträger 21 konzentrisch und fest verbunden, der somit zumindest mit einem äußeren Ringbereich 22 unmittelbar an dem Ventilsitzkörper 16 anliegt. Der Lochscheibenträger 21 weist dabei eine ähnliche Form auf wie bereits bekannte topfförmige Spritzlochscheiben, wobei ein mittlerer Bereich des Lochscheibenträgers 21 mit einer Durchgangsöffnung 20 ohne Zumeßfunktion versehen ist.To guide the valve closing body 7 during the A guide opening 15 serves for axial movement Valve seat body 16, which in the downstream, the Core 12 facing away from the end of the valve seat support 1 in the concentric to the longitudinal axis 2 of the valve Longitudinal opening 3 is tightly mounted by welding. At his the lower end face 17 facing away from the valve closing body 7 is the valve seat body 16 with a z. B. pot-shaped trained and serving as a retaining ring perforated disc carrier 21 concentrically and firmly connected, so at least with an outer ring region 22 directly on the Valve seat body 16 abuts. The perforated disc carrier 21 has a similar form to that already known pot-shaped spray-perforated disks, with a central area of the perforated disk carrier 21 with a through opening 20 is provided without a metering function.

Eine Lochscheibe 23, die z.B. in Form einer einteiligen, aber mehrschichtigen sogenannten Multilayergalvanik-Spritzlochscheibe ausgebildet ist, ist stromaufwärts der Durchgangsöffnung 20 derart angeordnet, daß sie die Durchgangsöffnung 20 vollständig überdeckt. Der Lochscheibenträger 21 ist mit einem inneren Bodenteil 24 und einem äußeren Halterand 26 ausgeführt. Der Halterand 26 erstreckt sich in axialer Richtung dem Ventilsitzkörper 16 abgewandt und ist bis zu seinem Ende hin konisch nach außen gebogen. Das Bodenteil 24 wird von dem äußeren Ringbereich 22 und der zentralen Durchgangsöffnung 20 gebildet.A perforated disc 23, e.g. in the form of a one-piece, but multi-layer so-called multilayer electroplated spray perforated disk is formed upstream of the Through opening 20 arranged such that they Through opening 20 completely covered. The Perforated disc carrier 21 is with an inner bottom part 24 and an outer holding edge 26 executed. The holding edge 26 extends in the axial direction of the valve seat body 16 turned away and is conical to the end bent. The bottom part 24 is from the outer ring area 22 and the central through opening 20 are formed.

Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Lochscheibenträger 21 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, mittels eines Lasers ausgebildete erste Schweißnaht 25. Durch diese Art der Montage ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung des Lochscheibenträgers 21 in seinem mittleren Bereich mit der Durchgangsöffnung 20 und der dort stromaufwärts angeordneten Lochscheibe 23 vermieden. Der Lochscheibenträger 21 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.The connection of valve seat body 16 and Perforated disc carrier 21 is carried out, for example, by a circumferential and dense, formed by means of a laser first weld 25. This type of assembly is the Risk of undesired deformation of the Perforated disc carrier 21 in its central area with the Through opening 20 and arranged there upstream Perforated disk 23 avoided. The perforated disc carrier 21 is in the Area of the holding edge 26 further with the wall of the Longitudinal opening 3 in the valve seat support 1, for example a circumferential and tight second weld 30 connected.

Die im Bereich der Durchgangsöffnung 20 innerhalb der kreisförmigen Schweißnaht 25 zwischen dem Lochscheibenträger 21 und dem Ventilsitzkörper 16 einklemmbare Lochscheibe 23 ist beispielsweise gestuft ausgeführt. Ein oberer, einen kleineren Durchmesser als ein Grundbereich 32 aufweisender Lochscheibenbereich 33 ragt dabei in eine stromabwärts einer Ventilsitzfläche 29 folgende zylindrische Austrittsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 16 maßgenau hinein. Für diesen Bereich Lochscheibenbereich 33/Austrittsöffnung 31 kann auch eine Preßpassung vorgesehen sein. Der über den Lochscheibenbereich 33 radial hinausragende und somit einklemmbare Grundbereich 32 der Lochscheibe 23 liegt an der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 an, so daß an dieser Stelle das Bodenteil 24 des Lochscheibenträgers 21 mit geringem Abstand von der Stirnseite 17 entfernt liegt. Während der Lochscheibenbereich 33 z. B. zwei Funktionsebenen, nämlich eine mittlere und eine obere Funktionsebene, der Lochscheibe 23 umfaßt, bildet eine untere Funktionsebene den Grundbereich 32 allein. Eine Funktionsebene soll dabei über ihre axiale Erstreckung jeweils eine weitgehend konstante Öffnungskontur besitzen.The in the area of the passage opening 20 within the circular weld 25 between the perforated disc carrier 21 and the valve seat body 16 clampable perforated disk 23 is, for example, staged. An upper one smaller diameter than a base region 32 Perforated disk area 33 projects into a downstream one Valve seat surface 29 following cylindrical outlet opening 31 of the valve seat body 16 in dimensionally accurate. For this Perforated disk area 33 / outlet opening 31 can also an interference fit may be provided. The one about the Perforated disk area 33 protruding radially and thus pinchable base area 32 of the perforated disk 23 lies against the lower end face 17 of the valve seat body 16, so that on the bottom part 24 of the perforated disk carrier 21 lies at a short distance from the end face 17. During the perforated disc area 33 z. B. two Functional levels, namely a middle and an upper Functional level, which comprises perforated disk 23, forms a lower functional level the basic area 32 alone. A Functional level should be about their axial extent each have a largely constant opening contour.

Erfindungsgemäß ist der Lochscheibenträger 21 im Randbereich 35 seiner mittleren Durchgangsöffnung 20 ausgedünnt, was bedeuten soll, daß der Lochscheibenträger 21 im Randbereich 35 der Durchgangsöffnung 20 zumindest teilweise eine geringere Dicke aufweist als über seine weitere Erstreckung (Ringbereich 22, Halterand 26). Bei dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist der Lochscheibenträger 21 in seinem innerhalb der Schweißnaht 25 liegenden Bereich zur Durchgangsöffnung 20 hin insofern ausgedünnt, daß der Randbereich 35 nur ungefähr halb so dick wie der Rest des Lochscheibenträgers 21 ist. Dabei ist an der unteren, der Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 abgewandten Stirnfläche 36 des Lochscheibenträgers 21 eine Stufe 38 vorgesehen, um den dünneren Randbereich 35 zu bilden. Der ausgedünnte oder schwächer ausgebildete Randbereich 35 dient unmittelbar der Klemmung der Lochscheibe 23. Die Kontur des Randbereichs 35 wird z.B. durch Prägen erzielt.According to the invention, the perforated disc carrier 21 is in the edge region 35 thinned its central through opening 20 what should mean that the perforated disc carrier 21 in the edge area 35 of the through opening 20 at least partially has a smaller thickness than over its further extent (Ring area 22, holding edge 26). In the case of FIG The example shown is the perforated disc carrier 21 in its area within the weld 25 for Through opening 20 thinned to the extent that the Edge area 35 only about half as thick as the rest of the Perforated disc carrier 21 is. At the bottom is the End face 17 of the valve seat body 16 facing away End face 36 of the perforated disk carrier 21 has a step 38 provided to form the thinner edge region 35. The thinned or weaker edge region 35 is used immediately the clamping of the perforated disc 23. The contour of the Edge area 35 is e.g. achieved by embossing.

Unter Berücksichtigung von Toleranzen wird bei der Festlegung des begrenzenden Durchmessers für den ausgedünnten Randbereich 35 sichergestellt, daß die Schweißnaht 25 immer im dickeren Bereich des Lochscheibenträgers 21 angebracht wird. Im Randbereich 35 wird die Federsteifigkeit des Lochscheibenträgers 21 durch das Ausdünnen gezielt reduziert, so daß sich beim Andrücken des Lochscheibenträgers 21 an den Ventilsitzkörper 16 vor dem Anschweißen hauptsächlich dieser ausgedünnte Randbereich 35 verbiegt. Im Bereich der Schweißnaht 25 ist die Vorspannung somit gegenüber bekannter Konstruktionen mit konstanter Dicke reduziert. Außerdem liegt der Lochscheibenträger 21 im Bereich der zu setzenden Schweißnaht 25 bereits weitgehend ohne Luftspalt an der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 an, womit die thermische Relaxation im Schweißnahtbereich 25 reduziert ist. Aufgrund dessen bleibt die Klemmwirkung auf die Lochscheibe 23 auch nach dem Schweißen sehr gut erhalten.Taking tolerances into account at Definition of the limiting diameter for the thinned edge region 35 ensures that the Weld 25 always in the thicker area of the Perforated disk carrier 21 is attached. In the edge area 35 the spring stiffness of the perforated disc carrier 21 by the thinning is specifically reduced so that when pressed of the perforated disc carrier 21 to the valve seat body 16 this thinned edge area mainly when welding 35 bends. In the area of the weld seam 25 Prestressing with known constructions constant thickness reduced. In addition, the Perforated disc carrier 21 in the area to be set Weld 25 already largely without an air gap at the lower end face 17 of the valve seat body 16, whereby the thermal relaxation in the weld area 25 reduced is. Because of this, the clamping effect remains on the Perforated disc 23 in very good condition even after welding.

Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 16, topfförmigem Lochscheibenträger 21 und Lochscheibe 23 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 der Ventilsitzfläche 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 kugelförmige Ventilschließkörper 7 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 zusammen, die in axialer Richtung zwischen der Führungsöffnung 15 und der unteren Austrittsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 16 ausgebildet ist.The insertion depth of the valve seat body 16, cup-shaped Perforated disk carrier 21 and perforated disk 23 existing Valve seat part in the longitudinal opening 3 determines the size of the Hubs of the valve needle 5, since the one end position of the Valve needle 5 when the solenoid 10 is not energized by the Contact of the valve closing body 7 on the valve seat surface 29 of the valve seat body 16 is fixed. The other The end position of the valve needle 5 is when the solenoid coil is excited 10 for example by the anchor 11 resting against the core 12 set. The path between these two end positions the valve needle 5 thus represents the stroke. The spherical Valve closing body 7 interacts with the Direction of flow tapering in the shape of a truncated cone Valve seat surface 29 of the valve seat body 16 together, the in the axial direction between the guide opening 15 and the lower outlet opening 31 of the valve seat body 16 is trained.

Die in der Austrittsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 16 angeordnete und durch den Lochscheibenträger 21 auch unmittelbar an der Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 festgehaltene Lochscheibe 23 ist in der Figur 1 nur vereinfacht und beispielhaft dargestellt. Anstelle der dargestellten Lochscheibe 23 können auch andere Ausführungsformen von Lochscheiben mit abweichenden Öffnungsgeometrien und Außenkonturen erfindungsgemäß mit einem erfindungsgemäß ausgeformten Lochscheibenträger 21 befestigt sein. Eine solche Einspannung als indirekte Befestigung der Lochscheibe 23 am Ventilsitzkörper 16 hat den Vorteil, daß temperaturbedingte Verformungen vermieden werden, die eventuell bei Verfahren wie Schweißen oder Löten bei einer direkten Befestigung der Lochscheibe 23 auftreten könnten.The in the outlet opening 31 of the valve seat body 16th arranged and through the perforated disc carrier 21 also directly on the end face 17 of the valve seat body 16 captured perforated disc 23 is only in Figure 1 simplified and presented as an example. Instead of perforated disk 23 shown can also be other Embodiments of perforated disks with different Opening geometries and outer contours according to the invention a perforated disk carrier 21 shaped according to the invention be attached. Such restraint as indirect Attachment of the perforated disc 23 on the valve seat body 16 has the advantage that temperature-related deformations are avoided that may be involved in processes such as welding or soldering occur with a direct attachment of the perforated disk 23 could.

Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Lochscheiben 23 werden in mehreren metallischen Funktionsebenen durch galvanische Abscheidung aufgebaut (Multilayergalvanik). Aufgrund der tiefenlithographischen, galvanotechnischen Herstellung gibt es besondere Merkmale in der Konturgebung, von denen hiermit einige in Kurzform zusammenfassend aufgeführt sind:

Funktionsebenen mit über die Scheibenfläche konstanter Dicke,
durch die tiefenlithographische Strukturierung weitgehend senkrechte Einschnitte in den Funktionsebenen, welche die jeweils durchströmten Hohlräume bilden (fertigungstechnisch bedingte Abweichungen von ca. 3° gegenüber optimal senkrechten Wandungen können auftreten),
gewünschte Hinterschneidungen und Überdeckungen der Einschnitte durch mehrlagigen Aufbau einzeln strukturierter Metallschichten,
Einschnitte mit beliebigen, weitgehend achsparallele Wandungen aufweisenden Querschnittsformen,
einteilige Ausführung der Lochscheibe, da die einzelnen Metallabscheidungen unmittelbar aufeinander erfolgen.

The perforated disks 23 shown in FIGS. 1 to 6 are built up in several metallic functional levels by means of galvanic deposition (multilayer electroplating). Due to the deep lithographic, galvanotechnical production, there are special features in the contouring, some of which are summarized below:

Functional levels with constant thickness over the pane surface,
due to the deep lithographic structuring, largely vertical incisions in the functional levels that form the respective cavities through which flow flows (production-related deviations of approx. 3 ° compared to optimally vertical walls can occur),
desired undercuts and overlaps of the incisions through multi-layer construction of individually structured metal layers,
Incisions with any cross-sectional shapes that have largely axially parallel walls,
one-piece design of the perforated disc, since the individual metal deposits take place directly on top of each other.

Die Verfahrensschritte der galvanischen Metallabscheidung zur Herstellung einer Lochscheibe sind bereits in der DE-OS 196 07 288 ausführlich beschrieben und sollen hier zum Offenbarungsgehalt gehören.The process steps of galvanic metal deposition for the production of a perforated disc are already in DE-OS 196 07 288 described in detail and are here for Disclosure content include.

In den weiteren Ausführungsbeispielen der nachfolgenden Figuren sind die gegenüber dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden bzw. gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer mit einem Lochscheibenträger 21 geklemmten Lochscheibe 23. Die Lochscheibe 23 ist wiederum als flaches, kreisförmiges Bauteil ausgeführt, das mehrere, beispielsweise drei, axial aufeinanderfolgende Funktionsebenen bzw. galvanisch abgeschiedene Schichten aufweist. Während die beiden zuerst aufgebauten unteren Funktionsebenen bzw. Schichten einen Lochscheibenbereich 33 mit gleichem Außendurchmesser bilden, ist die obere und zuletzt aufgebaute Funktionsebene der Lochscheibe 23 mit einem größeren Außendurchmesser ausgeführt, so daß ein außen überstehender Klemmbereich 34 gebildet ist. In der oberen Funktionsebene ist wenigstens eine Einlaßöffnung vorgesehen, während in der unteren Funktionsebene wenigstens eine Auslaßöffnung ausgebildet ist, die so miteinander verbunden sind, daß ein vollständiger axialer Durchgang für den Brennstoff vorhanden ist. In the further exemplary embodiments of the following Figures are those compared to that shown in Figure 1 Embodiment constant or equivalent Parts identified by the same reference numerals. The Figure 2 shows a second embodiment of a a perforated disk carrier 21 clamped perforated disk 23 Perforated disk 23 is in turn a flat, circular Component executed that several, for example three, axially successive functional levels or galvanically has deposited layers. During the two first established lower functional levels or layers Form perforated disc area 33 with the same outside diameter, is the top and last built functional level of the Perforated disk 23 with a larger outer diameter so that an externally projecting clamping area 34 is formed. At least in the upper functional level an inlet port is provided while in the lower Functional level formed at least one outlet opening is that are interconnected so that a complete axial passage for the fuel available is.

Der Randbereich 35 des Lochscheibenträgers 21 zur Durchgangsöffnung 20 hin ist wiederum ausgedünnt ausgebildet, um die bereits beschriebenen Vorteile durch die herabgesetzte Federsteifigkeit zu erzielen. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Randbereich 35 von der oberen Stirnfläche 37 des Lochscheibenträgers 21 her ausgedünnt, d.h. mit einer Stufe 38 versehen, die z.B. mittels Prägen erzielt ist. Der bei an dem Ventilsitzkörper 16 anliegendem Lochscheibenträger 21 aufgrund der Ausdünnung gebildete Zwischenraum im Randbereich 35 hat beispielsweise genau eine axiale Erstreckung, die der axialen Dicke der oberen Schicht der Lochscheibe 23 bzw. deren Klemmbereichs 34 entspricht. Der Randbereich 35 untergreift also den radial überstehenden Klemmbereich 34 der Lochscheibe 23. Die maßgenau eingeklemmte Lochscheibe 23 erstreckt sich außerdem mit ihrem unteren Lochscheibenbereich 33 genau durch die Durchgangsöffnung 20 des Lochscheibenträgers 21.The edge region 35 of the perforated disc carrier 21 for Through opening 20 is again thinned out trained to the benefits already described by the to achieve reduced spring stiffness. In contrast to the first embodiment is the edge region 35 of the upper end face 37 of the perforated disc carrier 21 ago thinned out, i.e. provided with a step 38 which e.g. is achieved by means of embossing. The one on the valve seat body 16 adjacent perforated disc carrier 21 due to the thinning has formed space in the edge region 35, for example exactly an axial extension that the axial thickness of the upper layer of the perforated disk 23 or its clamping area 34 corresponds. The edge region 35 therefore engages under the radially protruding clamping area 34 of the perforated disk 23. Die perforated disk 23 clamped to size also extends with its lower perforated disc area 33 exactly through the Through opening 20 of the perforated disk carrier 21.

Vor dem Anbringen der Schweißnaht 25 wird die Lochscheibe 23 bereits im Lochscheibenträger 21 vormontiert. Die Lochscheibe 23 kann dabei schon durch Einpressen, Verstemmen, Bördeln oder Kleben exakt im Lochscheibenträger 21 fixiert werden.Before the weld seam 25 is made, the perforated disk 23 already pre-assembled in the perforated disc carrier 21. The Perforated disk 23 can already be pressed in, Caulking, flanging or gluing exactly in the perforated disc carrier 21 can be fixed.

Figur 3 stellt eine Draufsicht auf den mit einer Verdrehsicherung ausgebildeten Randbereich 35 der Lochscheibe 23 in Figur 2 dar. Um ein Verdrehen der Lochscheibe 23 im eingebauten Zustand zu verhindern und eine eindeutige Einbaulage wegen der spezifischen Öffnungsgeometrie zu garantieren, kann optional eine einfache Verdrehsicherung ausgebildet sein, die z.B. durch das Anbringen von miteinander korrespondierenden Abflachungen 39, 39' am Klemmbereich 34 der Lochscheibe 23 und am Lochscheibenträger 21 gewährleistet ist. Figure 3 shows a top view of the one Edge area 35 designed to prevent rotation Perforated disk 23 in Figure 2. To twist the To prevent perforated disc 23 in the installed state and a clear installation position due to the specific An opening geometry can optionally be guaranteed simple anti-twist device, e.g. by the attachment of corresponding ones Flattenings 39, 39 'on the clamping area 34 of the perforated disk 23 and is guaranteed on the perforated disc carrier 21.

In Figur 4 ist eine Mischform der bereits erläuterten Ausführungsbeispiele gezeigt. Die in dem Beispiel gemäß Figur 4 verwendete Lochscheibe 23 entspricht weitgehend der der Figur 1; der Lochscheibenträger 21 entspricht weitgehend dem der Figur 2. Der Lochscheibenbereich 33 bestehend aus den oberen Funktionsebenen bzw. Schichten der Lochscheibe 23 ragt ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die Durchgangsöffnung 20 des Lochscheibenträgers 21. Der untere, mit einem größeren Außendurchmesser als der Lochscheibenbereich 33 ausgebildete Grundbereich 32 der Lochscheibe 23 untergreift den Randbereich 35 des Lochscheibenträgers 21. Da bei dieser Ausbildung mit dem Randbereich 35 des Lochscheibenträgers 21 keine Klemmung der Lochscheibe 23 erfolgt, muß eine Sicherung der Lochscheibe 23 durch Einpressen, Verstemmen, Bördeln oder Kleben oder eventuell sogar durch Löten oder Schweißen am Lochscheibenträger 21 geschehen.FIG. 4 shows a mixed form of the one already explained Exemplary embodiments shown. According to the example in the Figure 4 used perforated disc 23 largely corresponds to that of Figure 1; the perforated disc carrier 21 largely corresponds that of Figure 2. The perforated disc area 33 consisting of the upper functional levels or layers of the perforated disk 23 protrudes through the similar to the second embodiment Through opening 20 of the perforated disc carrier 21. The lower, with a larger outer diameter than that Perforated disk area 33 formed base area 32 of the Perforated disk 23 engages under the edge region 35 of the Perforated disc carrier 21. Since in this training with Edge region 35 of the perforated disc carrier 21 no clamping of the Perforated disk 23 takes place, the perforated disk must be secured 23 by pressing, caulking, flanging or gluing or possibly even by soldering or welding on Perforated disc carrier 21 happen.

In der Figur 5 ist eine Einbauvariante dargestellt, bei der die in Figur 1 dargestellte Lochscheibe 23 Verwendung findet. Mit ihrem oberen Lochscheibenbereich 33 ragt die Lochscheibe 23 maßgenau in die Austrittsöffnung 31 des Ventilsitzkörpers 16 hinein. Zur Klemmung des unteren Grundbereichs 32 der Lochscheibe 23 durch den Lochscheibenträger 21 ist dieser in der Version der Figur 2 ausgeführt, also mit einer im Randbereich 35 vorgesehenen Ausdünnung (Stufe 38) von der oberen Stirnfläche 37 her. Der bei an dem Ventilsitzkörper 16 anliegendem Lochscheibenträger 21 aufgrund der Ausdünnung gebildete Zwischenraum im Randbereich 35 hat wiederum beispielsweise genau eine axiale Erstreckung, die der axialen Dicke der eingeklemmten unteren Schicht der Lochscheibe 23 bzw. deren Grundbereichs 32 entspricht. FIG. 5 shows an installation variant in which the perforated disc 23 shown in Figure 1 use place. With its upper perforated disc area 33, the protrudes Perforated disk 23 dimensionally accurate in the outlet opening 31 of the Valve seat body 16 into it. To clamp the lower one Base area 32 of the perforated disk 23 through the Perforated disc carrier 21 is this in the version of FIG. 2 executed, that is provided with one in the edge region 35 Thinning (level 38) from the upper face 37. The when resting on the valve seat body 16 Perforated disc carrier 21 formed due to the thinning Has space in the edge region 35, for example exactly an axial extension that the axial thickness of the clamped lower layer of the perforated disk 23 or its Base area 32 corresponds.

Figur 6 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 5 mit einer eine durch Verstemmen erzielte Verdrehsicherung aufweisenden Lochscheibe 23. Nach dem Anschweißen des Lochscheibenträgers 21 an den Ventilsitzkörper 16 ist es möglich, zur Gewährleistung einer sicheren und definierten Einbaulage der Lochscheibe 23 eine Verdrehsicherung anzubringen. Diese kann sehr einfach erzeugt werden, indem mit einem stempelförmigen Werkzeug 40 z.B. an einer Stelle ein Verstemmen des Randbereichs 35 des Lochscheibenträgers 21 vorgenommen wird. Dabei wird Material in geringem Maße derart verschoben, daß ein verrutschen oder Verdrehen der Lochscheibe 23 ausgeschlossen ist. Die Verdrehsicherung kann auch dadurch erzielt werden, daß im Bereich des in Figur 6 gezeigten Verstemmens beispielsweise ein Laserpunkt gesetzt wird, durch den die Lochscheibe 23 im äußeren Grundbereich 32 am Lochscheibenträger 21 fixiert ist.Figure 6 shows a section of Figure 5 with a anti-rotation protection achieved by caulking Perforated disk 23. After welding the perforated disk carrier 21 on the valve seat body 16, it is possible to Ensuring a safe and defined installation position of the Perforated disk 23 to attach an anti-rotation device. This can generated very easily by using a stamp-shaped Tool 40 e.g. caulking at one point Edge region 35 of the perforated disc carrier 21 is made. Material is shifted to a small extent in such a way that a slipping or twisting of the perforated disk 23 is excluded. This can also prevent rotation can be achieved that in the range shown in Figure 6 Caulking, for example, a laser point is set, through which the perforated disc 23 in the outer base region 32 on Perforated disc carrier 21 is fixed.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lochscheibenträgers 21 ist in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Die erfindungsgemäße Reduzierung der Federsteifigkeit im Randbereich 35 des Lochscheibenträgers 21 wird hier nicht durch ein Ausdünnen erzielt, sondern durch das Einbringen mehrerer radial verlaufender Schlitze 42. Die Schlitze 42 sind weitgehend sternförmig angeordnet und stehen in direkter Verbindung mit der Durchgangsöffnung 20.Another embodiment of a perforated disc carrier 21 is shown in FIGS. 7 and 8. The Reduction of spring stiffness according to the invention in Edge region 35 of the perforated disc carrier 21 is not here achieved by thinning, but by introducing a plurality of radially extending slots 42. The slots 42 are arranged largely in a star shape and stand in direct connection to the through opening 20.

Sämtliche Ausführungen der Lochscheibenträger 21 können stanz-, präge- und umformtechnisch hergestellt werden. Die Ausdünnung des Randbereichs 35 wird z.B. durch Prägen erreicht, wobei die zentrale Durchgangsöffnung 20 nach dem Prägen ausgestanzt wird. Alternativ kann zuerst die Durchgangsöffnung 20 gestanzt werden, und während sich der Stanzstempel in der Durchgangsöffnung 20 befindet, kann der Prägestempel zum Prägen des Randbereichs 35 nachgesetzt werden.All versions of the perforated disc carrier 21 can punching, embossing and forming technology. The Thinning of the edge area 35 is e.g. by embossing reached, the central through opening 20 after the Embossing is punched out. Alternatively, the Through hole 20 are punched, and while the Stamp is located in the through hole 20, the Embossing stamp for embossing the edge area 35 added become.

Claims

Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, with a valve longitudinal axis (2), with a valve-closing body (7) which cooperates with a valve-seat surface (29) assigned to a valve-seat body (16), with a perforated disc (23) downstream of the valve-seat surface (29), the perforated disc (23) having a complete passage for a fluid and at least one inlet orifice in an upper functional plane or layer and at least one outlet orifice in a lower functional plane or layer, and with a disc-shaped perforated-disc carrier (21) which is firmly connected to the valve-seat body (16) and by which the perforated disc (23) is held on the valve-seat body (16), and the perforated-disc carrier (21) having a passage orifice (20) and being provided, in an edge region (35) surrounding the passage orifice (20), with shaped-out portions reducing the spring rigidity of the perforated-disc carrier (21), characterized in that the shaped-out portions in the edge region (35) are designed as a plurality of slots (42) emanating from the passage orifice (20).
Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the slots (42) run radially in the form of a star.
Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the perforated disc (23) has at least two regions (32, 33, 34) of different outside diameter which succeed one another axially.
Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that the region (32, 34) of larger diameter of the perforated disc (23) is clamped between the edge region (35) of the perforated-disc carrier (21) and the valve-seat body (16).
Fuel injection valve according to Claim 3 or 4, characterized in that the region (33) of smaller diameter of the perforated disc (23) projects completely through the passage orifice (20) of the perforated-disc carrier (21).
Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated disc (23) is arranged in the perforated-disc carrier (21) so as to be secured against rotation.
Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the perforated disc (23) can be produced by means of multi-layer electroplating by the build-up of a plurality of electro-deposited layers.