DE102008003850B4

DE102008003850B4 - Verfahren zum Bearbeiten eines Haltekörpers

Info

Publication number: DE102008003850B4
Application number: DE102008003850.4A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Uhlmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2028-01-11
Also published as: DE102008003850A1

Abstract

Verfahren zum Bearbeiten eines Haltekörpers (1) einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einer Hochdruckanschlussstelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtkonus (20) der Hochdruckanschlussstelle (2) lokal gezielt plastisch verformt und verfestigt wird, um die Härte im Bereich des Dichtkonus (20) lokal zu erhöhen, wobei der Dichtkonus (20) mit mindestens einem konvex gekrümmten Bereich (R) gefertigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Haltekörpers einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einer Hochdruckanschlussstelle, die einen Dichtkonus aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Haltekörper einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung, mit einer Hochdruckanschlussstelle, die einen Dichtkonus aufweist. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem vorab beschriebenen Haltekörper.
Stand der Technik
Haltekörper können zum Beispiel eine Härte von 230 bis 280 HV (Vickershärte) aufweisen. Die Härte einer zugehörigen Hochdruckleitung ist unter anderem von dem anliegenden Systemdruck abhängig. Aus der deutschen Auslegeschrift DE 1 111 660 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbau eines dem Belastungsspannungszustand entgegen gerichteten inneren Eigenspannungszustandes in hochbeanspruchten Bauelementen aus Metallen durch plastische Verformung ihrer Oberfläche bekannt, wobei die Oberfläche der Bauelemente in Mustern, insbesondere linienförmigen Mustern, differentiell plastisch verformt wird, die in Abhängigkeit von der Belastung festgelegt werden, wobei die Vorrichtung mindestens ein Paar zueinander paralleler, auf einem Untergestell aufgesetzter Walzen umfasst, deren Mantelflächen mit Negativmustern zur Erzeugung differentieller plastische Verformungen in der Oberfläche von Bauelementen versehen sind, wobei Walzenstützen die notwendigen Bewegungen der Walzen gestatten, wobei eine Lagerung die zur Mustererzeugung erforderlichen Bewegungen der gesamten Vorrichtung ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Haltekörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 zu schaffen, der, insbesondere bei einer Verwendung mit mehreren unterschiedlichen Hochdruckleitungen, eine längere Lebensdauer als herkömmliche Haltekörper aufweist.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Bearbeiten eines Haltekörpers einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einer Hochdruckanschlussstelle, dadurch gelöst, dass ein Dichtkonus der Hochdruckanschlussstelle lokal gezielt plastisch verformt und verfestigt wird, um die Härte im Bereich des Dichtkonus lokal zu erhöhen, wobei der Dichtkonus mit mindestens einem konvex gekrümmten Bereich gefertigt wird. Durch die Größe des Krümmungsradius kann die Höhe beziehungsweise Stärke der anschließenden Werkstoffverfestigung bestimmt beziehungsweise beeinflusst werden. Durch die lokale plastische Deformation und Verfestigung des Dichtkonus wird eine Härtesteigerung erzielt. Dadurch wird verhindert, dass der Dichtkonus, wenn eine höhere Härte einer an die Hochdruckanschlussstelle anzuschließenden Hochdruckleitung vorliegt, beim Verschrauben mit einem am Ende der Hochdruckleitung vorgesehenen Leitungsnippel zusätzlich verformt wird, was zu unerwünschten Undichtigkeiten führen könnte. Die Erfindung liefert unter anderem den Vorteil, dass auf den Einsatz eines höher festen Werkstoffs für den Haltekörper nur wegen der vorab beschriebenen Härtesituation verzichtet werden kann. Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Dichtkonus lokal härter als die anzuschließende Hochdruckleitung. Der übrige Haltekörper behält seine geringere Härte.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der konvex gekrümmte Bereich des Dichtkonus mit einem Werkzeug plastisch verformt und verfestigt wird. Das Werkzeug ist vorzugsweise aus Hartmetall gebildet. Zusätzlich zu der Verfestigung wird durch die Bearbeitung mit dem Werkzeug eine sehr glatte Oberfläche mit einer geringen Rauhtiefe geschaffen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen kegelstumpfartigen Bereich aufweist. Der Konuswinkel des kegelstumpfartigen Bereichs beträgt vorzugsweise etwa 60 Grad. Durch das Zusammenwirken des kegelstumpfartigen Bereichs des Werkzeugs mit dem konvex gekrümmten Bereich des Dichtkonus wird die gewünschte plastische Verformung hervorgerufen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass während der plastischen Verformung radial außerhalb des Dichtkonus in einem Außengewindebereich des Haltekörpers eine Gegenkraft aufgebracht wird. Durch die Gegenkraft, deren Größe von der mit dem Werkzeug aufgebrachten Verformungskraft abhängt, wird ein unerwünschtes Aufspreizen des Dichtkonus verhindert.
Bei einem Haltekörper einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung, mit einer Hochdruckanschlussstelle, die einen Dichtkonus aufweist, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass der Dichtkonus gemäß dem vorab beschriebenen Verfahren lokal gezielt plastisch so verformt und verfestigt ist, dass der Dichtkonus lokal eine höhere Härte aufweist. Der Dichtkonus dient zur Aufnahme eines Nippels, der am Ende einer Hochdruckleitung vorgesehen ist. Bei steigenden Systemdrücken kann es passieren, dass die Hochdruckleitung mit dem Nippel eine höhere Härte als der Haltekörper beziehungsweise Injektorkörper im Dichtbereich aufweist. Wenn das der Fall ist, kann es passieren, dass der Dichtkonus des Haltekörpers bei der Montage der Hochdruckleitung durch den Nippel plastisch verformt wird. Dann ist bei einer Wiedermontage nicht auszuschließen, dass eine neue Hochdruckleitung auf eine bereits plastifizierte Dichtkonusoberfläche trifft. Durch die lokale plastische Deformation und Verfestigung des Dichtkonus wird eine Härtesteigerung erzielt, die verhindert, dass der Dichtkonus beim Verschrauben mit einem Leitungsnippel eine unerwünschte Verformung erfährt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Haltekörpers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel des Dichtkonus etwa 60 Grad beträgt. Dieser Konuswinkel hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Haltekörpers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkonus eine Härte aufweist, die größer als 300 HV (Vickershärte) ist. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung hat der Haltekörper im Bereich des Dichtkonus eine höhere Härte als in anderen Bereichen. Die höhere Härte des verfestigten Werkstoffs verhindert eine weitere plastische Deformation bei der Montage eines Leitungsnippels.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem vorab beschriebenen Haltekörper.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 einen herkömmlichen Haltekörper einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung im Längsschnitt;
2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts II aus 1;
3 einen ähnlichen Ausschnitt wie in 2 mit einem konvex gekrümmten Bereich am Dichtkonus;
4 den Ausschnitt aus 3 nach der plastischen Verformung durch ein Werkzeug und
5 den Ausschnitt aus 4 mit einem Leitungsnippel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Injektorkörper, in dem eine Düsennadel hin und her bewegbar aufgenommen ist. Die Düsennadel steuert ein Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine. Der Injektorkörper umfasst einen Haltekörper 1, wie er in den 1 und 2 im Längsschnitt dargestellt ist.
Der Haltekörper 1 weist an seinem dem Brennraum abgewandten Ende eine Hochdruckanschlussstelle 2 auf, an die ein Nippel einer Hochdruckleitung anschließbar ist. Im Inneren des Haltekörpers 1 ist eine Aufnahmebohrung 4 für einen Steuerventilkörper ausgespart. Neben der Aufnahmebohrung 4 ist in dem Haltekörper 1 ein Hochdruckkanal 6 ausgespart, der über einen Hochdruckverbindungskanal 7 mit der Hochdruckanschlussstelle 2 in Verbindung steht. Im Hochdruckverbindungskanal 7 ist eine Filtereinrichtung 8, vorzugsweise in Form eines Stabfilters, vorgesehen.
An der Hochdruckanschlussstelle 2 ist ein Dichtkonus 10 vorgesehen, der sich zum Aufnahmeraum 4 hin verjüngt und der in den Hochdruckverbindungskanal 7 übergeht. Radial außerhalb des Dichtkonus 10 ist an dem Haltekörper 1 ein Außengewinde 12 angebracht, das zum Aufschrauben einer Befestigungsschraube für den Nippel der Hochdruckleitung dient.
In 3 ist ein ähnlicher Ausschnitt wie in 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung weist der Haltekörper 1 an der Hochdruckanschlussstelle 2 einen Dichtkonus 20 mit einer konvexen Form auf. Der Radius des konvex gekrümmten Bereichs des Dichtkonus 20 ist mit R bezeichnet. Die Wahl des Radius R bestimmt die Höhe der anschließenden Werkstoffverfestigung. Die konvexe Ausgangsgeometrie des Dichtkonus 20 wird gemäß einem Aspekt der Erfindung verwendet, um den Dichtkonus 20 in einem weiteren Bearbeitungsschritt, der in 4 angedeutet ist, gezielt plastisch zu deformieren.
In 4 ist angedeutet, dass der Dichtkonus 20 mit Hilfe eines Hartmetallwerkzeugs 24 plastisch verformt und verfestigt wird. Das Hartmetallwerkzeug 24 umfasst einen kegelstumpfartigen Bereich 26, der einen Konuswinkel 25 von 60 Grad aufweist. Der kegelstumpfartige Bereich 26 kommt bei der Bearbeitung an dem konvex gekrümmten Bereich, der in 3 dargestellt ist, zur Anlage. Durch einen Pfeil 28 ist die Verformungskraft angedeutet, die auf das Hartmetallwerkzeug 24 aufgebracht wird. Die Verformungskraft 28 führt dazu, dass der Dichtkonus 20 verfestigt wird, wie durch Punkte 30 angedeutet ist.
Aus der gezielten Verformung und Verfestigung im Bereich 30 resultiert zusätzlich eine sehr glatte Oberfläche des Dichtkonus 20 mit einer geringen Raumtiefe. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird während der plastischen Umformung von außen im Bereich des Gewindes 12 eine Gegenkraft aufgebracht, die durch Pfeile 31, 32 angedeutet ist.
Die Gegenkraft 31, 32 dient dazu, ein unerwünschtes Aufspreizen des Dichtkonus 20 beim Verformen zu verhindern. Die Größe der Gegenkraft 31, 32 hängt von der Größe der Verformungskraft 28 des Hartmetallwerkzeugs 24 ab.
In 5 ist angedeutet, dass der verformte und verfestigte Dichtkonus 20 eine im Wesentlichen kegelstumpfartige Gestalt ohne gekrümmte Bereiche aufweist. Die höhere Härte des verfestigten Bereichs 34 verhindert eine weitere plastische Deformation bei der Montage eines Leitungsnippels 36 einer Hochdruckleitung.

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines Haltekörpers (1) einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einer Hochdruckanschlussstelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtkonus (20) der Hochdruckanschlussstelle (2) lokal gezielt plastisch verformt und verfestigt wird, um die Härte im Bereich des Dichtkonus (20) lokal zu erhöhen, wobei der Dichtkonus (20) mit mindestens einem konvex gekrümmten Bereich (R) gefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konvex gekrümmte Bereich (R) des Dichtkonus (20) mit einem Werkzeug (24) plastisch verformt und verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (24) einen kegelstumpfartigen Bereich (26) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der plastischen Verformung radial außerhalb des Dichtkonus (20) in einem Außengewindebereich des Haltekörpers (1) eine Gegenkraft (31, 32) aufgebracht wird.
Haltekörper einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung, mit einer Hochdruckanschlussstelle (2), die einen Dichtkonus (10; 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkonus (20) gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche lokal gezielt plastisch so verformt und verfestigt ist, dass der Dichtkonus (20) lokal eine höhere Härte aufweist.
Haltekörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel (25) des Dichtkonus etwa 60 Grad beträgt.
Haltekörper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkonus (20) eine Härte aufweist, die größer als 300 HV (Vickershärte) ist.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Haltekörper (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7.