VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES DÜSENKÖRPERS FÜR EIN FLUIDEINSPRITZVENTIL UND FLUIDEINSPRITZVENTIL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für ein Fluideinspritzventil und ein Fluideinspritzventil für ein Kraftfahrzeug, die zum Zumessen von Fluid, insbesondere von Kraftstoff, geeignet sind.

[0002] Brennkraftmaschinen sind häufig dazu ausgelegt, hohe Drehmomente zu erzeugen, welche große Einspritzmengen erfordern. Andererseits erfordern gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoffemissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch die die Schadstoffemissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoffemissionen zu senken.

[0003] Die Dokumente DE 10 2011 089 512 A1, US 2015/0198127 A1 und DE 10 2010 032 050 A1 befassen sich mit dem Problem, die Form einer Einspritzdüse und insbesondere eines Sacklochs der Einspritzdüse derart zu optimieren, dass der Schadstoffausstoß verringert werden kann.

[0004] Die Verringerung von Schadstoffemissionen von Brennkraftmaschinen und eine genaue Dosierung des zuzumessenden Fluids sind bei der Konstruktion von Fluidinjektoren eine große Herausforderung. In diesem Zusammenhang sind Fluideinspritzventile oft mit mehreren Einspritzlöchern ausgebildet, um ein Fluidspray zu erzeugen und in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine einzuspeisen. Ein wichtiger Parameter dabei ist eine Fluidpenetration des Fluidsprays innerhalb der Brennkammer, um so unter anderem einen Verbrennungsprozess in der Brennkraftmaschine und die Emission von Schadstoffen zu kontrollieren.

[0005] Die Fluidpenetration ist gegeben durch eine Verteilung des Fluidsprays nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit, ausgehend von einem Startzeitpunkt der Injektion in den Brennraum. Beispielsweise wird die Fluidpenetration entlang einer zugehörigen Achse des jeweiligen Einspritzlochs bemessen und repräsentiert einen Abstand ausgehend von einer äußeren Mündung des Einspritzlochs, die dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandt ist, beispielsweise bis hin zu einem vorgegebenen Verzögerungspunkt.

[0006] In der Regel ist es ein Anliegen, die Penetration des Fluidsprays gering zu halten, um zum Beispiel einen Einschlag von Fluidspray auf Innenwände der Brennkammer zu verhindern. Abhängig von der Applikation und der Geometrie des jeweiligen Brennraums müssen Fluideinspritzventile präzise positioniert werden, um entsprechende Vorgaben der Fluidpenetration zu gewährleisten.

[0007] Es ist eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für ein Fluideinspritzventil, eine Vorrichtung für ein Fluideinspritzventil und ein Fluideinspritzventil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die dazu geeignet sind, auf einfache Weise eine gewünschte Fluidpenetration zu erzielen und Schadstoffemissionen in Brennkraftmaschinen gering zu halten.

[0008] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Fluideinspritzventil mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen, in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen angegeben. Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für ein Fluideinspritzventil angegeben. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Rohdüsenkörpers, der eine Längsachse sowie, bezogen auf die Längsachse, ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweist. Das zweite axiale Ende hat eine Düsenkörperspitze.

[0009] Das Verfahren umfasst weiter ein Einbringen einer Düsenkörperausnehmung ausgehend von dem ersten axialen Ende in den Rohdüsenkörper und dadurch Ausbilden einer Wandung zwischen der Düsenkörperausnehmung und einer Außenfläche des Rohdüsenkörpers. Des Weiteren umfasst das Verfahren ein Bereitstellen von Geometriedaten mindestens eines vorzusehenden Einspritzlochs, das die Wandung ausgehend von der Düsenkörperausnehmung nach außen durchdringen soll, mit einer inneren Mündung, die der Düsenkörperausnehmung zugewandt ist, und einer äußeren Mündung, die der Außenfläche zugewandt ist.

[0010] Außerdem umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer Höhe einer Sacklochstufe eines auszubildenden Sacklochs in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Fluidpenetration ausgehend von der äußeren Mündung des jeweiligen Einspritzlochs die Umgebung des Düsenkörpers. Mit anderen Worten wird insbesondere die Form eines mittels des Einspritzlochs abgegebenen Sprühkegels des Fluids vorgegeben, und die Höhe der Sacklochstufe in Abhängigkeit von der Form des Sprühkegels ermittelt. Die "Umgebung" des Düsenkörpers ist insbesondere der an die Außenfläche der Wandung grenzende, von der Düsenkörperausnehmung abgewandte Raum.

[0011] Darüber hinaus umfasst das Verfahren ein Anpassen eines Teils der Form einer Innenfläche der Wandung und dadurch Ausbilden des Sacklochs mit der Sacklochstufe mit der ermittelten Höhe in Bezug auf die Längsachse in einem Bereich des zweiten axialen Endes des Rohdüsenkörpers.

[0012] Zudem umfasst das Verfahren ein Einbringen des mindestens einen Einspritzlochs mit den bereitgestellten Geometriedaten in einem Bereich des Sacklochs zwischen einem Sacklochstufenende, das dem zweiten axialen Ende zugewandt ist, und der Düsenkörperspitze derart, dass das mindestens eine Einspritzloch die Wandung durchdringt.

[0013] Mittels des beschriebenen Verfahrens ist es auf einfache Weise möglich, einen Düsenkörper für ein Fluideinspritzventil zu realisieren, der eine gewünschte Fluidpenetration ermöglicht und dadurch dazu beiträgt, Schadstoffemissionen in einer Brennkraftmaschine gering zu halten. Mittels Variation der Höhe der Sacklochstufe kann mit Vorteil die Fluidpenetration gezielt beeinflusst sein. Die Fluidpenetration repräsentiert zum Beispiel eine Ausbreitung eines Fluidsprays in Strömungsrichtung an einem stromabwärtigen Ende des jeweiligen Einspritzlochs bezogen auf ein strömendes Fluid, welches in einem Betrieb von dem ersten axialen Ende in Richtung des zweiten axialen Endes fließt.

[0014] Bei einem Herstellungsverfahren des Düsenkörpers wird ausgehend von dem Rohdüsenkörper zum Beispiel zuerst eine Innen- und/oder Außenkontur des Düsenkörpers hergestellt. Alternativ weist der Rohdüsenkörper bereits eine vorgefertigte Innen- und/oder Außenkontur des Düsenkörpers auf. Dabei ist die auszubildende Sacklochstufe des zugehörigen Sacklochs noch nicht wie gewünscht eingebracht.

[0015] Die Höhe der Sacklochstufe wird vor einem Einbringen in den bereitgestellten und gegebenenfalls vorgefertigten Rohdüsenkörper in Abhängigkeit einer vorgegebenen Fluidpenetration für den Düsenkörper oder ein zugehöriges Fluideinspritzventil ermittelt und darauf folgend wird, beispielsweise mittels Bohren oder Fräsen, eine Sacklochkontur des Sacklochs ausgebildet. Das Einbringen der Sacklochkontur mit der ermittelten Höhe der Sacklochstufe an einer Innenseite des Rohdüsenkörpers erfolgt zum Beispiel vor dem Einbringen des mindestens einen Einspritzlochs, welches beispielsweise ebenfalls in den zu fertigenden Düsenkörper gebohrt und/oder gefräst wird. Mit dem Begriff "Sacklochkontur" ist zumindest ein Teil der Form einer Innenfläche der Wandung bezeichnet.

[0016] Auf diese Weise kann die Fluidpenetration gesteuert werden, ohne beispielsweise ein Verrußen der Düsenkörperspitze zu fördern. Das Ausbilden der Sackstufe mit der ermittelten Höhe kann sich auf die Fluidpenetration für alle einzubringen Einspritzlöcher auswirken, zum Beispiel da die Sacklochstufe in Bezug auf eine Strömungsrichtung eines strömenden Fluids vor der inneren Mündung des jeweiligen Einspritzlochs angeordnet ist. Eine individuelle Anpassung der Fluidpenetration eines jeweiligen Einspritzlochs kann beispielsweise mittels Anpassen des Durchmessers und/oder eines konusförmigen Ausbildens des Einspritzlochs realisiert werden.

[0017] In Bezug auf ein vorteilhaftes symmetrisches Ausbilden des Düsenkörpers und einer Anordnung in einem Fluideinspritzventil ist die Sacklochstufe zum Beispiel im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Düsenkörpers ausgebildet. In anderen Ausgestaltung kann die Sacklochstufe aber auch eine vorgegebene Neigung zu der Längsachse aufweisen und dadurch die Fluidpenetration beeinflussen. In einem solchen Fall bezieht sich die Höhe der Sacklochstufe dann zum Beispiel auf eine Projektion ihrer geometrischen Länge parallel zu der Längsachse. Mit dem Begriff "Sacklochstufe" ist ein Sacklochabschnitt bezeichnet, bei dem die Innenfläche der Wandung zylinderförmig ist.

[0018] Mittels des beschriebenen Verfahrens wird die Fluidpenetration durch Geometriedaten gezielt gesteuert, die im Wesentlichen innerhalb des Düsenkörpers kontrolliert ausgebildet sind. Im Rahmen der weiteren Beschreibung werden die Geometriedaten gegebenenfalls auch mit dem Begriff "Geometrie" abgekürzt. Somit ist es zum Beispiel nicht notwendig, eine Geometrie der äußeren Mündung des jeweiligen Einspritzlochs anzupassen, um die Fluidpenetration zu beeinflussen, indem beispielsweise ein Stufenloch an dem stromabwärtigen Ende des Einspritzlochs ausgebildet wird. Bei einem solchen Stufenloch besteht die Gefahr von erhöhten Ablagerungen von Kohlenstoff, die durch verbleibenden Kraftstoff an der Oberfläche des Stufenlochs und der Düsenspitze begründet sind. Dies führt zu einem Ausbilden von wabenförmigen Kohlenstoffstrukturen, die sowohl die Funktion des Düsenkörpers oder eines zugehörigen Fluideinspritzventils nachteilig beeinflussen können und zu erhöhten Schadstoffemissionen führen.

[0019] Das Einspritzloch wird derart geformt, dass es die Wandung von der Düsenkörperausnehmung bis zur Außenfläche des Düsenkörpers ungestuft durchdringt. Die Oberfläche des Einspritzlochs ist insbesondere von der Innenfläche bis zur Außenfläche des Düsenkörpers frei von Stufen und Knicken. So ist die Gefahr einer Verkokung im Bereich des Einspritzlochs besonders gering.

[0020] Somit wird mittels des beschriebenen Verfahrens ein Düsenkörper und ein Fluideinspritzventil realisierbar, die einer erhöhten Ablagerung von Kohlenstoff entgegenwirken und dazu beitragen, Schadstoffemissionen in einer zugehörigen Brennkraftmaschine gering zu halten.

[0021] Es werden eine Länge und ein Durchmesser als Geometrie des mindestens einen Einspritzlochs in Abhängigkeit von der vorgegebenen Fluidpenetration ermittelt.

[0022] Auf diese Weise wird in Abhängigkeit von der Fluidpenetration nicht nur die Höhe der Sacklochstufe ermittelt, sondern auch eine Länge und ein Durchmesser mindestens eines zylinderförmigen Einspritzlochs. So kann eine gewünschte Fluidpenetration gezielt mittels Ausbilden und Zusammenwirken mehrerer geometrischer Parameter erreicht werden und je nach Applikation und Brennraum optimiert werden. Unter anderem kann so eine Fluidpenetration für jedes Einspritzloch individuell angepasst werden und/oder es können Vorgaben für eine Fluidpenetration erfüllt werden, die mittels der Geometrie der Sacklochstufe alleine nicht erzielbar wären.

[0023] Dabei wird die Höhe der Sacklochstufe in Abhängigkeit von der ermittelten Länge und dem ermittelten Durchmesser des mindestens einen Einspritzlochs ermittelt.

[0024] Ein solches Verfahren berücksichtigt, dass die Fluidpenetration abhängig von einem Zusammenwirken der Länge und des Durchmessers des jeweiligen Einspritzlochs und der Höhe der Sacklochstufe ist. Abhängig voneinander können diese Parameter so aufeinander abgestimmt werden, dass eine gewünschte Fluidpenetration erreicht wird. Beispielsweise sollen die Anforderungen an die Fluidpenetration vorzugsweise mittels Ausbilden der Sacklochstufe erreicht werden. Gegebenenfalls wird aber ein Wert für die Höhe der Sacklochstufe ermittelt, der im Rahmen eines Herstellungsverfahrens nur schwierig realisiert werden kann. Dann ist es zum Beispiel nutzbringend, einen Wert für die Höhe der Sacklochstufe zusätzlich in Abhängigkeit der Geometrie des Einspritzlochs zu ermitteln, um so die gewünschte Fluidpenetration zu erreichen und einen einfachen Herstellungsprozess zu ermöglichen.

[0025] Bei einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anpassen des Teils der Form der Innenfläche der Wandung und dadurch Ausbilden des Sacklochs mit der Sacklochstufe mit der ermittelten Höhe, indem die Wandungsdicke eines Teils der Wandung zwischen der Düsenkörperausnehmung und der Außenfläche reduziert wird. Insbesondere wird die Wandungsdicke mittels eines materialabtragenden Verfahrens wie Bohren oder Fräsen reduziert. Auf diese Weise sind aus gleichen Rohdüsenkörpern Düsenkörpern mit unterschiedlichen Sprühkegeln herstellbar, ohne dass Modifikationen der Außenfläche des Düsenkörpers - z.B. in Form von Stufenlöchern - erforderlich wären. Die Herstellung kann so besonders kostengünstig erfolgen.

[0026] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden eine Länge und ein Durchmesser als Geometriedaten des mindestens einen Einspritzlochs vorgegeben, um die vorgegebene Fluidpenetration zu erzielen. Dabei macht sich die Erfindung die Idee zunutze, dass die Fluidpenetration weitgehend vom Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Einspritzlochs bestimmt sein kann.

[0027] Bei dieser Ausführungsform wird zweckmäßigerweise die Höhe der Sacklochstufe derart gewählt, dass beim Ausbilden des Sacklochs die Sacklochstufe die Wandungsdicke zwischen der Innenfläche und der Außenfläche genau so weit reduziert, dass beim Einbringen des Einspritzloch mit der ermittelten Länge und der äußeren Mündung in der Außenfläche, die innere Mündung in der Innenfläche positioniert ist. Auf diese Weise können vorteilhafterweise gleiche Rohdüsenkörper verwendet werden, um Düsenkörper mit ungestuften Einspritzlöcher verschiedener Länge herzustellen.

[0028] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer konusförmigen Geometrie des mindestens einen Einspritzlochs, wobei die Geometriedaten einen ersten und einen zweiten Durchmesser umfassen. Das Verfahren umfasst weiter ein Ermitteln des ersten Durchmessers und des zweiten Durchmesser des mindestens einen Einspritzlochs in Abhängigkeit der vorgegebenen Fluidpenetration, wobei der erste Durchmesser der inneren Mündung und der zweite Durchmesser der äußeren Mündung zugeordnet ist.

[0029] Ein konusförmiges Einspritzloch hat eine Kegelstumpf-förmige Gestalt. Diese kann sich vorteilhaft auf Fluidpenetration auswirken. In Abhängigkeit der jeweiligen Applikation und des jeweiligen Brennraums der zugehörigen Brennkraftmaschine kann ein konusförmiges Einspritzloch oder ein zylinderförmiges Einspritzloch vorteilhaft zum Erreichen der Vorgaben für eine gewünschte Fluidpenetration sein.

[0030] Beispielsweise wird ein Wert für die Höhe der Sacklochstufe ermittelt, der im Rahmen eines Herstellungsverfahrens und in Kombination mit einem zylinderförmigen Einspritzloch nur schwierig realisiert werden kann. Dann ist es gegebenenfalls nutzbringend, eine konusförmige Geometrie des Einspritzlochs vorzusehen und die Länge sowie den ersten und zweiten Durchmesser des mindestens einen Einspritzlochs abhängig von der gewünschten Fluidpenetration zu ermitteln.

[0031] Darüber hinaus sind auch weitere Geometrien des Einspritzlochs möglich, die abhängig von Anforderungen an die Fluidpenetration ermittelt werden und im Zusammenwirken mit der vorgegeben ausgebildeten Sacklochstufe eine gewünschte Fluidpenetration ermöglichen.

[0032] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden der erste Durchmesser und der zweite Durchmesser des mindestens einen Einspritzlochs zusätzlich in Abhängigkeit von der ermittelten Höhe ermittelt.

[0033] In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Fluidpenetration abhängig von einem Zusammenwirken der Länge und der beiden Durchmesser des konusförmigen Einspritzlochs ist. Sie kann auch von der Höhe der Sacklochstufe abhängig sein. Abhängig voneinander können diese Parameter so aufeinander abgestimmt werden, dass eine gewünschte Fluidpenetration erreicht wird. So ist es auch möglich, dass die Höhe der Sacklochstufe abhängig von der konusförmigen Geometrie des Einspritzlochs ermittelt wird, da die Abhängigkeit beiderseits besteht.

[0034] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens umfasst das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung ein Ausbilden eines Sitzbereichs für eine Düsennadel angrenzend zu der Sacklochstufe in Richtung des ersten axialen Endes.

[0035] Ein solches Verfahren umfasst das Ausbilden eines Sitzbereichs für eine Düsennadel, die in einem Fluideinspritzventil in einer Schließposition in Kontakt mit dem Sitzbereich einen Fluidfluss verhindert oder ansonsten freigibt.

[0036] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens umfasst das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung ein Ausbilden eines Führungsbereichs zum Führen einer Düsennadel im Bereich des ersten axialen Endes in Richtung des zweiten axialen Endes.

[0037] Auch dieser Verfahrensschritt ermöglicht eine weitere Ausgestaltung des Düsenkörpers für einen Einsatz in einem Fluideinspritzventil, um ein kontrolliertes Zumessen von Fluid mittels des Düsenkörpers und des zugehörigen Fluideinspritzventils zu ermöglichen. Das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung zum Ausbilden des Sitzbereichs und/oder des Führungsbereichs kann im Rahmen des Verfahrens zeitlich vor oder nach oder gleichzeitig mit dem Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung zum Ausbilden des Sacklochs erfolgen.

[0038] Eine Vorrichtung für ein Fluideinspritzventil umfasst zum Beispiel einen Düsenkörper, der nach einem der zuvor beschriebenen Verfahren zum Herstellen des Düsenkörpers hergestellt ist, und einen Ventilkörper, der mit dem Düsenkörper gekoppelt ist.
Eine solche Vorrichtung realisiert eine mögliche Zwischenstufe zwischen dem Herstellen des Düsenkörpers und einem Fluideinspritzventil, welches eine Ausgestaltung des Düsenkörpers umfasst. Die zuvor beschriebenen gegenständlichen Eigenschaften und Funktionen des Verfahrens zum Herstellen des Düsenkörpers gelten auch für die Vorrichtung.

[0039] Der Düsenkörper ist form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Ventilkörper gekoppelt.

[0040] Eine solche Vorrichtung realisiert mögliche Arten der Kopplung des Düsenkörpers mit dem Ventilkörper, bei denen der wie beschrieben hergestellte Düsenkörper beispielsweise in einem weiteren Verfahrensschritt mit dem Ventilkörper schlüssig verbunden wird. Alternativ kann der Ventilkörper einstückig mit dem Düsenkörper ausgebildet sein.

[0041] Beispielsweise wird im Rahmen des Verfahrens zum Herstellen eines Düsenkörpers auch ein Ventilkörper ausgebildet, der für zum Beispiel für eine Aufnahme weiterer Komponenten des Fluideinspritzventils geeignet ist. So umfasst der in dem Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers bereitgestellte Rohdüsenkörper beispielsweise auch den auszubildenden Ventilkörper und der beschriebene Düsenkörper bildet im Wesentlichen die Spitze des Ventilkörpers.

[0042] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Fluideinspritzventil für ein Kraftfahrzeug angegeben. Dieses kann einen Düsenkörper oder die Vorrichtung mit dem Düsenkörper aufweisen. Zudem weist es eine Düsennadel auf, die zumindest teilweise in der Düsenkörperausnehmung in Bezug auf die Längsachse axial beweglich angeordnet ist und die dazu ausgebildet ist, in einer Schließposition in einem Zusammenwirken mit einem Sitzbereich einen Fluidfluss zu unterbinden und ansonsten freizugeben. Ein solches Fluideinspritzventil hat insbesondere die zuvor beschriebenen Eigenschaften der Vorrichtung bzw. des Düsenkörpers, welcher nach einem der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt ist.

[0043] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers,

Figur 2

ein Ausführungsbeispiel eines Düsenkörpers in einem schematischen Längsschnitt.

[0044] Figur 1 zeigt ein Beispiel für ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers 1 für ein Fluideinspritzventil, das in einem Schritt S1 gestartet wird und in dem ein Rohdüsenkörper bereitgestellt wird, der eine Längsachse A sowie ein erstes axiales Ende 3 und ein zweites axiales Ende 5 mit einer Düsenkörperspitze 20 bezogen auf die Längsachse A aufweist.

[0045] In einem darauffolgenden weiteren Schritt S3 wird in den Rohdüsenkörper eine Düsenkörperausnehmung 7 ausgehend von dem ersten axialen Ende 3 eingebracht und dadurch eine Wandung 9 zwischen der Düsenkörperausnehmung 7 und einer Außenfläche 11 des Rohdüsenkörpers ausgebildet. Die Düsenkörperausnehmung 7 wird zum Beispiel in den Rohdüsenkörper gebohrt und/oder gedreht.

[0046] In einem weiteren Schritt S5 wird eine Geometrie mindestens eines vorzusehenden Einspritzlochs 17 bereitgestellt, das die Wandung 9 ausgehend von der Düsenkörper 7 nach außen durchdringen soll, mit einer inneren Mündung 18, die der Düsenkörperausnehmung 7 zugewandt ist, und einer äußeren Mündung 19, die dem Außenfläche 11 zugewandt ist.

[0047] Die bereitgestellte Geometrie umfasst zum Beispiel einen Durchmesser und eine Länge L und einen Durchmesser für ein auszubildendes zylinderförmiges Einspritzloch 17. Alternativ umfasst die bereitgestellte Geometrie einen ersten Durchmesser D1, einen zweiten Durchmesser D2 und eine Länge L für ein auszubildendes konusförmiges Einspritzloch 17. Werden mehrere Einspritzlöcher 17 für den Düsenkörper 1 vorgesehen, sind gegebenenfalls einige Einspritzlöcher 17 zylinderförmig und einige konusförmig. Darüber hinaus sind auch weitere Geometrien der Einspritzlöcher 17 möglich. Vorzugsweise umfassen die bereitgestellten Geometriedaten für jedes Einspritzloch 17 zusätzlich mindestens ein Element aus der folgenden Gruppe: Abstand von der Längsachse A, axiale Position bezüglich der Längsachse A, Winkelposition bezüglich der Längsachse A, Neigung gegenüber der Längsachse A.

[0048] In einem optionalen Schritt S6 wird die bereitzustellende Geometrie ermittelt in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Fluidpenetration ausgehend von der äußeren Mündung 19 des jeweiligen Einspritzlochs 17 nach außerhalb des Düsenkörpers 1. Beispielsweise werden so Werte für Durchmesser D1 und D2 und Länge L eines konusförmigen Einspritzlochs 17 ermittelt, die einen Beitrag leisten, um eine gewünschte Fluidpenetration zu erreichen.

[0049] Auf diese Weise wird berücksichtigt, dass die Fluidpenetration aus einem Einspritzloch 17 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine unter anderem abhängig von der Geometrie des jeweiligen Einspritzlochs 17 ist. So kann eine Fluidpenetration in gewissem Rahmen für jedes Einspritzloch 17 individuell angepasst werden.
In einem weiteren Schritt S7 wird eine Höhe H einer Sacklochstufe 15 eines auszubildenden Sacklochs 13 ermittelt in Abhängigkeit von der vorgegebenen Fluidpenetration ausgehend von der äußeren Mündung 19 des jeweiligen Einspritzlochs 17 nach außerhalb des Düsenkörpers 1.

[0050] Auf diese Weise kann mittels Ermitteln und späterem Ausbilden der Sacklochstufe 15 mit der Höhe H die Fluidpenetration gesteuert werden und unter anderem ein Beitrag gegen ein Verrußen der Düsenkörperspitze 20 geleistet werden. Ein Düsenkörper 1, welcher eine in Abhängigkeit einer gewünschten Fluidpenetration ermittelte Sacklochkontur aufweist, ermöglicht somit eine zuverlässige Funktion eines Fluideinspritzventils, welches den zu fertigenden Düsenkörper 1 umfasst, und trägt zu einer erhöhten Funktionsdauer bei.

[0051] Das Ausbilden der Sackstufe 15 mit der ermittelten Höhe H wirkt sich auf die Fluidpenetration für alle einzubringen Einspritzlöcher 17 aus, da die Sacklochstufe 15 in Bezug auf eine Strömungsrichtung eines strömenden Fluids vor der inneren Mündung 18 des jeweiligen noch einzubringenden Einspritzlochs 17 angeordnet ist. In Bezug auf einen fertiggestellten Düsenkörper 1 ist das jeweilige Einspritzloch 17 bezüglich der Strömungsrichtung eines Fluids dann nachfolgend zu der Sacklochstufe 15 angeordnet. Oder anders formuliert wird das mindestens eine vorgesehene Einspritzloch 17 zwischen einem Sacklochstufenende 16 der Sacklochstufe 15 und der Düsenkörperspitze 20 ausgebildet.

[0052] Optional wird die Höhe H der Sacklochstufe 15 zusätzlich in Abhängigkeit der bereitgestellten und gegebenenfalls ermittelten Geometrie des auszubildenden mindestens einen Einspritzlochs 17 ermittelt.

[0053] Dabei wird berücksichtigt, dass die Fluidpenetration abhängig von einem Zusammenwirken zum Beispiel der Länge L und des Durchmessers eines zylinderförmigen Einspritzlochs 17 und der Höhe H der Sacklochstufe 15 ist. Abhängig voneinander können diese Parameter so aufeinander abgestimmt werden, dass eine gewünschte Fluidpenetration erreicht wird. Beispielsweise können so Anforderungen an die Fluidpenetration erfüllt werden, die mittels Ausbilden der Sacklochstufe 15 alleine nur schwierig realisierbar sind. Dann ist es zum Beispiel nutzbringend, einen Wert für die Höhe H der Sacklochstufe 15 zusätzlich in Abhängigkeit der Geometrie des Einspritzlochs 17 zu ermitteln, um so die gewünschte Fluidpenetration zu erreichen und einen einfachen Herstellungsprozess zu ermöglichen.

[0054] In einem weiteren Schritt S9 wird ein Teil der Form einer Innenfläche der Wandung 9 angepasst und dadurch das Sackloch 13 mit der Sacklochstufe 15 mit der ermittelten Höhe H in Bezug auf die Längsachse A in einem Bereich des zweiten axialen Endes 5 des Rohdüsenkörpers ausgebildet.

[0055] In Bezug auf ein vorteilhaftes symmetrisches Ausbilden des Düsenkörpers 1 und einer Vorrichtung für Fluideinspritzventil ist die Sacklochstufe 15 im Wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse A des Düsenkörpers 1 ausgebildet. In anderen Ausgestaltung kann die Sacklochstufe 15 aber auch eine Neigung zu der Längsachse A aufweisen und dadurch die Fluidpenetration beeinflussen. In einem solchen Fall bezieht sich die Höhe H der Sacklochstufe 15 dann zum Beispiel auf eine Projektion ihrer geometrischen Länge parallel zu der Längsachse A.

[0056] Das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung 9 umfasst beispielsweise auch ein Ausbilden eines Sitzbereichs 21 für eine Düsennadel angrenzend zu der Sacklochstufe 15 in Richtung des ersten axialen Endes 3 und somit abgewandt von der Düsenkörperspitze 20. In einer Schließposition verhindert der Sitzbereich 21 im Zusammenwirken mit einem Dichtsitz der Düsennadel einen Fluidfluss und gibt ihn ansonsten in einer Offenposition frei.

[0057] Optional umfasst das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung 9 auch ein Ausbilden eines Führungsbereichs 23 zum Führen der Düsennadel im Bereich des ersten axialen Endes 3 in Richtung des zweiten axialen Endes 5.

[0058] In einem weiteren Schritt S11 wird das mindestens eine Einspritzloch 17 mit den bereitgestellten Geometriedaten und gegebenenfalls in Abhängigkeit der vorgegebenen Fluidpenetration und/oder der ermittelten Höhe H der Sacklochstufe 15 in einem Bereich des Sacklochs 13 zwischen dem Sacklochstufenende 16, das dem zweiten axialen Ende 15 zugewandt ist, und der Düsenkörperspitze 20 eingebracht. Beispielsweise wird das mindestens eine Einspritzloch 17 mittels Bohren und/oder Drehen in den Rohdüsenkörper eingebracht und so der Düsenkörper 1 ausgebildet.

[0059] In einem Schritt S13 wird das Verfahren zum Herstellen des Düsenkörpers für ein Fluideinspritzventil beendet.

[0060] Bei einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Ermittlung der Höhe H in Abhängigkeit von den vorgegebenen Geometriedaten - beispielsweise in Abhängigkeit von Länge L, von der Neigung und vom Abstand von der Längsachse - und von der Form des Rohdüsenkörpers. Dabei wird insbesondere die Höhe H derart gewählt, dass die Sacklochstufe 15 die Wandungsdicke der Wandung 9 derart reduziert, dass das gemäß den bereitgestellten Geometriedaten in die Wandung 9 eingebrachte Einspritzloch 17 die Wandung stromabwärts der Sacklochstufe 15 von ihrer Innenfläche 10 bis zur Außenfläche 11 des Düsenkörpers 1 - insbesondere stufenlos - durchdringt.

[0061] Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel für den Düsenkörper 1, der beispielsweise mittels des in Figur 1 beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde. Der Düsenkörper 1 weist das erste axiale Ende 3, das zweite axiale Ende 5 sowie die Längsachse A auf und ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.

[0062] Die Wandung 9 formt die Düsenkörperausnehmung 7 und umfasst den Führungsbereich 23, den Sitzbereich 21 und eine Sacklochkontur des Sacklochs 13 mit der Sacklochstufe 15, welche mit der in Abhängigkeit von der vorgegebenen Fluidpenetration ermittelten Höhe H ausgebildet ist. Die Sacklochstufe 15 ist zylindermantelförmig koaxial zu der Längsachse A ausgebildet. In weiteren Ausgestaltungen weist die Sacklochstufe 15 gegebenenfalls eine Neigung zu der Längsachse A auf, sodass der Düsenkörper 1 eine kegelstumpfförmige Sacklochstufe 15 umfasst.

[0063] In diesem Ausführungsbeispiel weist der Düsenkörper 1 unterhalb der Sacklochstufe 15, genauer zwischen dem Sacklochstufenende 16 und der Düsenkörperspitze 20, ein konusförmiges Einspritzloch 17 auf. Der erste Durchmesser D1 ist der inneren Mündung 18 zugeordnet und ist kleiner ausgebildet als der zweite Durchmesser D2, der der äußeren Mündung 19 des Einspritzlochs 17 zugeordnet ist.

[0064] Dementsprechend weist das Einspritzloch 17 einen Kegelwinkel K auf, welcher sich auf die Fluidpenetration auswirken kann. Der Kegelwinkel K ist durch die beiden Durchmesser D1 und D2 und die Länge L des Einspritzlochs 17 bestimmt und ist als Geometrie des Einspritzlochs 17 im Rahmen des Herstellens des Düsenkörpers 1 bereitgestellt und gegebenenfalls in Abhängigkeit einer gewünschten Fluidpenetration ermittelt worden.

[0065] Der Düsenkörper 1 ermöglicht auf einfache Weise mittels der der kontrolliert ausgebildeten Sacklochstufe 15 mit der ermittelten Höhe H eine gewünschte Fluidpenetration und dadurch ein zuverlässige Funktionsweise eines zugehörigen Fluideinspritzventils. Er trägt dazu bei, Schadstoffemissionen in einer Brennkraftmaschine gering zu halten.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers (1) für ein Fluideinspritzventil, umfassend

- Bereitstellen eines Rohdüsenkörpers, der eine Längsachse (A) sowie ein erstes axiales Ende (3) und ein zweites axiales Ende (5) mit einer Düsenkörperspitze (20) bezogen auf die Längsachse (A) aufweist,

- Einbringen einer Düsenkörperausnehmung (7) ausgehend von dem ersten axialen Ende (3) in den Rohdüsenkörper und dadurch Ausbilden einer Wandung (9) zwischen der Düsenkörperausnehmung (7) und einer Außenfläche (11) des Rohdüsenkörpers,

- Bereitstellen von Geometriedaten mindestens eines vorzusehenden Einspritzlochs (17), das die Wandung (9) ausgehend von der Düsenkörperausnehmung (7) zur Außenfläche (11) durchdringen soll, mit einer inneren Mündung (18), die der Düsenkörperausnehmung (7) zugewandt ist, und einer äußeren Mündung (19), die der Außenfläche (11) zugewandt ist, wobei das Einspritzloch (17) derart geformt wird, dass es die Wandung (9) ungestuft von der Innenfläche (10) bis zur Außenfläche (11) durchdringt,

- Ermitteln einer Höhe (H) einer Sacklochstufe (15) eines auszubildenden Sacklochs (13) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Fluidpenetration ausgehend von der äußeren Mündung (19) des jeweiligen Einspritzlochs (17) in die Umgebung des Düsenkörpers (1),

- Anpassen eines Teils der Form einer Innenfläche (10) der Wandung (9) und dadurch Ausbilden des Sacklochs (13) mit der Sacklochstufe (15) mit der ermittelten Höhe (H) in Bezug auf die Längsachse (A) in einem Bereich des zweiten axialen Endes (5) des Rohdüsenkörpers, und

- Einbringen des mindestens einen Einspritzlochs (17) in die Wandung (9) mit den bereitgestellten Geometriedaten in einem Bereich des Sacklochs (13) zwischen einem Sacklochstufenende (16), das dem zweiten axialen Ende (5) zugewandt ist, und der Düsenkörperspitze (20) derart, dass das mindestens ein Einspritzloch (17) die Wandung (9) durchdringt,
wobei eine Länge (L) und ein Durchmesser als Geometriedaten des mindestens einen Einspritzlochs (17) vorgegeben werden, um die vorgegebene Fluidpenetration zu erzielen, und die Höhe (H) der Sacklochstufe (15) so gewählt wird, dass die Sacklochstufe (15) eine Wandungsdicke zwischen der Innenfläche (10) und der Außenfläche (11) so weit reduziert, dass beim Einbringen des zumindest einen Einspritzlochs (17) mit der ermittelten Länge (L) und der äußeren Mündung (19) in der Außenfläche (11), die innere Mündung (18) in der Innenfläche (10) positioniert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen eines Teils der Form einer Innenfläche (10) der Wandung (9) und dadurch Ausbilden des Sacklochs (13) mit der Sacklochstufe (15) mit der ermittelten Höhe (H) durch Reduzieren der Wandungsdicke eines Teils der Wandung (9) zwischen der Düsenkörperausnehmung (7) und der Außenfläche (11) erfolgt

3. Verfahren Anspruch 1 oder 2,
wobei

- die bereitgestellten Geometriedaten einen ersten Durchmesser (D1) und einen zweiten Durchmesser (D2) des mindestens einen Einspritzlochs (17) umfassen, sodass das einzubringende Einspritzloch (17) konusförmig ist, und

- der erste Durchmesser (D1) und der zweite Durchmesser (D2) in Abhängigkeit der vorgegebenen Fluidpenetration ermittelt werden, wobei der erste Durchmesser (D1) der inneren Mündung (18) und der zweite Durchmesser (D2) der äußeren Mündung (19) zugeordnet ist.

4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei der erste Durchmesser (D1) und der zweite Durchmesser (D2) des mindestens einen Einspritzlochs (17) zusätzlich in Abhängigkeit von der ermittelten Höhe (H) ermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung (9) umfasst:
Ausbilden eines Sitzbereichs (21) für eine Düsennadel angrenzend zu der Sacklochstufe (15) in Richtung des ersten axialen Endes (3).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Anpassen eines Teils der Form der Innenfläche der Wandung (9) umfasst:
Ausbilden eines Führungsbereichs (23) zum Führen einer Düsennadel im Bereich des ersten axialen Endes (3) in Richtung des zweiten axialen Endes (5).

7. Fluideinspritzventil für ein Kraftfahrzeug, umfassend

- einen Düsenkörper (1), der nach einem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, und

- eine Düsennadel, die zumindest teilweise in der Düsenkörperausnehmung (7) in Bezug auf die Längsachse (A) axial beweglich angeordnet ist und die dazu ausgebildet ist, in einer Schließposition in einem Zusammenwirken mit einem Sitzbereich (21) einen Fluidfluss zu unterbinden und ansonsten freizugeben.

Claims

1. Method for producing a nozzle body (1) for a fluid injection valve, comprising

- supplying a nozzle body blank, which has a longitudinal axis (A) as well as a first axial end (3) and a second axial end (5) with a nozzle body tip (20) in relation to the longitudinal axis (A),

- introducing a nozzle body recess (7) into the nozzle body blank, starting from the first axial end (3), and thereby forming a wall (9) between the nozzle body recess (7) and an outer surface (11) of the nozzle body blank,

- supplying geometry data of at least one injection hole (17) to be provided, which is intended to penetrate the wall (9) as far as the outer surface (11), starting from the nozzle body recess (7), with an inner opening (18), which faces the nozzle body recess (7), and an outer opening (19), which faces the outer surface (11), wherein the injection hole (17) is shaped in such a way that it penetrates the wall (9) without a step from the inner surface (10) to the outer surface (11),

- determining a height (H) of a blind hole step (15) of a blind hole (13) to be formed, in a manner which is dependent on a predefined fluid penetration, starting from the outer opening (19) of the respective injection hole (17), into the environment of the nozzle body (1),

- adapting a part of the shape of an inner surface (10) of the wall (9) and thereby forming the blind hole (13) with the blind hole step (15) of the determined height (H) in relation to the longitudinal axis (A) in a region of the second axial end (5) of the nozzle body blank, and

- introducing the at least one injection hole (17) into the wall (9) with the supplied geometry data in a region of the blind hole (13) between a blind hole step end (16) facing the second axial end (5) and the nozzle body tip (20) in such a way that the at least one injection hole (17) penetrates the wall (9), wherein a length (L) and a diameter are specified as geometry data of the at least one injection hole (17) in order to achieve the predefined fluid penetration, and
the height (H) of the blind hole step (15) is chosen in such a way that the blind hole step (15) reduces the wall thickness between the inner surface (10) and the outer surface (11) to such an extent that, when the at least one injection hole (17) with the determined length (L) and the outer opening (19) in the outer surface (11) is introduced, the inner opening (18) is positioned in the inner surface (10) .

2. Method according to Claim 1, wherein adaptation of a part of the shape of an inner surface (10) of the wall (9) and consequent formation of the blind hole (13) with the blind hole step (15) of the determined height (H) is accomplished by reducing the wall thickness of a part of the wall (9) between the nozzle body recess (7) and the outer surface (11) .

3. Method according to Claim 1 or 2,
wherein

- the supplied geometry data comprise a first diameter (D1) and a second diameter (D2) of the at least one injection hole (17), with the result that the injection hole (17) to be introduced is conical, and

- the first diameter (D1) and the second diameter (D2) are determined in a manner dependent on the predefined fluid penetration, wherein the first diameter (D1) is assigned to the inner opening (18) and the second diameter (D2) is assigned to the outer opening (19).

4. Method according to the preceding claim,
wherein the first diameter (D1) and the second diameter (D2) of the at least one injection hole (17) are additionally determined in a manner dependent on the determined height (H).

5. Method according to one of the preceding claims,
in which adaptation of a part of the shape of the inner surface of the wall (9) comprises:
forming a seat region (21) for a nozzle needle adjoining the blind hole step (15) in the direction of the first axial end (3).

6. Method according to one of the preceding claims,
in which adaptation of a part of the shape of the inner surface of the wall (9) comprises:
forming a guiding region (23) for guiding a nozzle needle in the region of the first axial end (3) in the direction of the second axial end (5).

7. Fluid injection valve for a motor vehicle, comprising

- a nozzle body (1) which is produced by a method in the preceding claims, and

- a nozzle needle which is arranged at least partially in the nozzle body recess (7) in such a way as to be axially movable in relation to the longitudinal axis (A) and which is designed to prevent a fluid flow in interaction with a seat region (21) in a closed position and otherwise to allow said flow.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un corps de buse (1) pour une soupape d'injection de fluide, comprenant les opérations suivantes:

- préparer un corps de buse brut, qui présente un axe longitudinal (A) ainsi qu'une première extrémité axiale (3) et une seconde extrémité axiale (5) avec une pointe de corps de buse (20) par rapport à l'axe longitudinal (A),

- pratiquer un évidement de corps de buse (7) à partir de la première extrémité axiale (3) dans le corps de buse brut et former ainsi une paroi (9) entre l'évidement de corps de buse (7) et une face extérieure (11) du corps de buse brut,

- préparer des données géométriques d'au moins un orifice d'injection à prévoir (17), qui doit traverser la paroi (9) à partir de l'évidement de corps de buse (7) jusqu'à la face extérieure (11), avec une embouchure intérieure (18), qui est tournée vers l'évidement de corps de buse (7), et une embouchure extérieure (19), qui est tournée vers la face extérieure (11), dans lequel l'orifice d'injection (17) est formé de telle manière qu'il traverse la paroi (9) de façon non étagée depuis la face intérieure (10) jusqu'à la face extérieure (11),

- déterminer une hauteur (H) d'un étage de trou borgne (15) d'un trou borgne à former (13) en fonction d'une pénétration de fluide prédéterminée à partir de l'embouchure extérieure (19) de l'orifice d'injection respectif (17) dans l'environnement du corps de buse (1),

- adapter une partie de la forme d'une face intérieure (10) de la paroi (9) et ainsi former le trou borgne (13) avec l'étage de trou borgne (15) avec la hauteur déterminée (H) par rapport à l'axe longitudinal (A) dans une région de la seconde extrémité axiale (5) du corps de buse brut, et

- pratiquer ledit au moins un orifice d'injection (17) dans la paroi (9) avec les données géométriques préparées dans une région du trou borgne (13) entre une extrémité d'étage de trou borgne (16), qui est tournée vers la seconde extrémité axiale (5), et la pointe de corps de buse (20), de telle manière que ledit au moins un orifice d'injection (17) traverse la paroi (9),

dans lequel on prédétermine une longueur (L) et un diamètre en tant que données géométriques dudit au moins un orifice d'injection (17), afin d'obtenir une pénétration de fluide prédéterminée, et on choisit la hauteur (H) de l'étage de trou borgne (15) de telle manière que l'étage de trou borgne (15) réduise une épaisseur de paroi entre la face intérieure (10) et la face extérieure (11) dans une mesure telle que, lors de la réalisation dudit au moins un orifice d'injection (17) avec la longueur déterminée (L) et l'embouchure extérieure (19) dans la face extérieure (11), l'embouchure intérieure (18) soit positionnée dans la face intérieure (10).

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on effectue l'adaptation d'une partie de la forme d'une face intérieure (10) de la paroi (9) et ainsi la formation du trou borgne (13) avec l'étage de trou borgne (15) avec la hauteur déterminée (H) par réduction de l'épaisseur de paroi d'une partie de la paroi (9) entre l'évidement de corps de buse (7) et la face extérieure (11) .

3. Procédé selon une revendication 1 ou 2, dans lequel

- les données géométriques préparées comprennent un premier diamètre (D1) et un second diamètre (D2) dudit au moins un orifice d'injection (17), de telle manière que l'orifice d'injection à pratiquer (17) soit de forme conique, et

- on détermine le premier diamètre (D1) et le second diamètre (D2) en fonction de la pénétration de fluide prédéterminée, dans lequel le premier diamètre (D1) est attribué à l'embouchure intérieure (18) et le second diamètre (D2) est attribué à l'embouchure extérieure (19).

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on détermine en outre le premier diamètre (D1) et le second diamètre (D2) dudit au moins un orifice d'injection (17) en fonction de la hauteur déterminée (H) .

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'adaptation d'une partie de la forme de la face intérieure de la paroi (9) comprend la formation d'une zone de siège (21) pour un pointeau à proximité de l'étage de trou borgne (15) en direction de la première extrémité axiale (3) .

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'adaptation d'une partie de la forme de la face intérieure de la paroi (9) comprend la formation d'une zone de guidage (23) pour guider un pointeau dans la région de la première extrémité axiale (3) en direction de la seconde extrémité axiale (5).

7. Soupape d'injection de fluide pour un véhicule automobile, comprenant:

- un corps de buse (1), qui est fabriqué par un procédé des revendications précédentes, et

- un pointeau, qui est disposé de façon mobile axialement au moins partiellement dans l'évidement de corps de buse (7) par rapport à l'axe longitudinal (A) et qui est configuré pour, dans une position fermée en coopération avec une zone de siège (21), empêcher un écoulement de fluide et autrement pour le libérer.

Zeichnung