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WO2003004865A1 - Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen - Google Patents

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WO2003004865A1
WO2003004865A1 PCT/DE2002/002443 DE0202443W WO03004865A1 WO 2003004865 A1 WO2003004865 A1 WO 2003004865A1 DE 0202443 W DE0202443 W DE 0202443W WO 03004865 A1 WO03004865 A1 WO 03004865A1
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WO
WIPO (PCT)
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supply device
fuel supply
shaped component
piston
recess
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/002443
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Lindner
Juergen Bauer
Martin Zimmer
Claus Westphal
Alexander Redlich
Ruediger Bohnsack
Peter Rehbein
Juergen Hackenberg
Georg Ketteler
Marcus Rinke
Jochen Straehle
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to DE50214714T priority Critical patent/DE50214714D1/de
Priority to KR10-2003-7003307A priority patent/KR20030036754A/ko
Priority to JP2003510605A priority patent/JP4204462B2/ja
Priority to EP02754314A priority patent/EP1407133B1/de
Priority to BR0205718-2A priority patent/BR0205718A/pt
Priority to US10/363,739 priority patent/US7143965B2/en
Publication of WO2003004865A1 publication Critical patent/WO2003004865A1/de

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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/16—Sealing of fuel injection apparatus not otherwise provided for

Definitions

  • the invention is based on a fuel supply device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a fuel supply device for example from DE 198 20 264 AI.
  • the fuel supply device has a housing in which a piston-shaped component is arranged to be longitudinally displaceable in a bore.
  • the piston-shaped component which can be designed, for example, as a valve needle, is sealingly guided in a guide section of the bore.
  • a first fuel-filled space adjoins this at one end of the guide section and a second fuel-filled space connects to the other end of the guide section. Due to the sealing guide, fuel can only flow from the fuel-filled space into the other through the annular gap formed between the piston-shaped component and the wall of the bore, the fuel forming a lubricating film in the annular gap.
  • the piston-shaped component moves in the bore in the longitudinal direction. This can lead to wear between see the piston-shaped component and the wall of the hole come.
  • various measures such as structuring and coating of the piston-shaped component, are known.
  • DE 198 20 264 AI shows groove-like grooves on the guide section of the piston-shaped component, which are formed there in different depths and widths and in different arrangements.
  • the fuel supply device for internal combustion engines has the advantage that an optimal fuel lubricating film is always formed between the guide section of the piston-shaped component and the wall of the bore, which minimizes the friction of the piston-shaped component in the bore.
  • at least approximately a recess extends at least approximately in the tangential direction on the guide section of the piston-shaped component, which extends at least over part of the component circumference.
  • the recess has an asymmetrical cross section, so that the different conditions that prevail when the piston-shaped component moves in one or the other longitudinal direction are taken into account.
  • the recess has a V-shaped cross section as seen in the longitudinal direction of the piston-shaped component, one flank of the cross section being shorter than the other flank.
  • an optimization of the lubricating properties in the annular gap between the piston-shaped component and the wall of the bore can be achieved.
  • a plurality of recesses are formed on the piston-shaped component, each of which has a V-shaped cross section, the shorter flank alternately facing the first and the second space from one recess to the other.
  • the transition from the surface of the guide section of the piston-shaped component to the shorter flank of the recess is formed with sharp edges, while the transition from the surface of the piston-shaped component to the longer flank of the V-shaped recess is rounded. This configuration of the transitions enables the lubricating properties to be further optimized.
  • flanks of the V-shaped recess have a length of 0.03 mm to 1 mm. This microstructuring allows the lubricating properties to be adapted to high-precision guides of the piston-shaped component, as are used, for example, in fuel injection valves which are used for self-igniting internal combustion engines. Further advantages and advantageous configurations of the subject matter of the invention can be found in the claims, the description and the drawing.
  • FIG. 2 shows an enlargement of FIG. 1 in the section designated II
  • FIG. 3 shows the same detail as FIG. 2 of a further exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a cross section of the valve needle shown in FIG. 1 along the line IV-IV of various exemplary embodiments.
  • a fuel supply device is shown.
  • the fuel supply device here is a fuel injection valve that has a housing 1.
  • the housing 1 comprises a valve body 2 and a valve holding body 4 which abut one another and are pressed against one another by a device not shown in the drawing.
  • a bore 3 is formed in the valve body 2, which is closed at its end on the combustion chamber side by an essentially conical valve seat 9.
  • At least one injection opening 11 is formed in the valve seat 9, which connects the bore 3 to the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • valve needle 5 tapers towards the valve seat 9 to form a pressure shoulder 13 and merges at its end on the combustion chamber side into an essentially conical valve sealing surface 7, which cooperates with the valve seat 9.
  • the interaction takes place in such a way that when the valve sealing surface 7 is in contact with the valve seat 9, the injection opening 11 is closed against the bore 3, while the injection opening 11 is opened when the valve sealing surface 7 is lifted off the valve seat 9.
  • a first fuel-filled space 19 is arranged at the level of the pressure shoulder 13, which is designed as a pressure space in the valve body 2 and which continues as an annular channel surrounding the valve needle 5 up to the valve seat 9.
  • the pressure chamber 19 can be filled with fuel under high pressure via an inlet channel 25 running in the valve body 2 and in the valve holding body 4.
  • the bore 3 borders on a second fuel-filled space 15 which is formed in the valve holding body 4 and is designed as a leakage oil space in this exemplary embodiment.
  • the leak oil chamber 15 is constantly connected to a leak oil system, which is not shown in the drawing and which ensures that the leak oil chamber 15 is always relieved of pressure. At least temporarily there is therefore a large pressure difference between the first space 19 designed as a pressure space and the second space 15 designed as a leakage oil space.
  • FIG. 2 shows an enlargement of the section designated II, with both the valve body 2 and the valve needle 5 or their guide section 105 being shown in section in FIG. 2.
  • the recess 30 has a V-shaped cross section, which is formed by a first flank 38 and a second flank 40.
  • the first flank 38 is shorter than the second flank 40, so that the first flank 38 encloses a larger angle with the longitudinal axis 6 of the valve needle 5 than the second flank 40.
  • the first flank 38 and the second flank 40 meet in a vertex line 34, at which the recess 30 has the greatest depth t.
  • the apex line 34 can be made sharp-edged or rounded.
  • the first flank 38 has an extent a and the second flank 40 has an extent b, the recesses 30 being at a distance d from one another.
  • the ratio of a to b can be varied within wide ranges in order to adapt the lubricating properties of the recesses 30 to the surfaces of the bore wall 3 and the valve needle 5 or to the size of the annular gap 17.
  • a first one Transition edge 32 formed, also at the transition of the guide section 105 to the second flank 40, a second transition edge 36.
  • the first transition edge 32 facing the pressure chamber 19 is designed as a sharp-edged transition, which is not rounded.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the recesses 30 according to the invention.
  • the recesses 30 correspond in their dimensions and in the design of the first flank 38 and the second flank 40 to the recesses in FIG. 2, but the adjacent recesses 30 have a different orientation. This means that in one recess 30 the first short flank 38 faces the pressure chamber 19 and in the adjacent recess 30 faces the pressure chamber 19.
  • Such an alternating arrangement of the recesses 30 is particularly advantageous when the pressure difference from the first space 19 to the second space 15 is not very large.
  • the first transition edge 32 is also sharp-edged here, while the second transition edge 36 is rounded.
  • the dimensions a and b of the first flank 38 and the second flank 40 can be varied within wide limits. Provision can also be made to set the axial extent a of the first flank 38 to 0, so that the first flank 38 is arranged in a radial plane of the longitudinal axis 6 of the valve needle 5. It can also be provided that the flanks 38 and 40 are not straight, but assume a convex or concave curvature, which can be advantageous under certain circumstances.
  • the dimensions of the recesses 30 are as follows: The axial extent of the flanks 38 and 40 in the direction of the longitudinal axis 6 of the valve needle 5 is 0.03 to 1 mm, preferably 0.02 to 0.1 mm. The depth t of the recesses 30 is less than 0.1 mm, preferably 0.001 to 0.04 mm. The distance d of the recesses 40 from one another is 0.05 to 1 mm.
  • the recesses 30 are not designed as annular grooves that cover the entire circumference of the piston-shaped component, which is designed here as a valve needle 5, surround, but only a part of the circumference. Furthermore, it can be provided that the depth t of the recesses 30 varies with the circumference.
  • FIG. 4 A corresponding exemplary embodiment is shown in FIG. 4, where a cross section through the valve needle 5 along the line IV-IV of FIG. 1 is shown.
  • the recess 30 has a depth of 0 at one point, the depth of the recess 30 increasing over the circumference until it assumes a maximum value on the opposite side of the valve needle 5. Another example is shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the recess 30, the recess 30 here only extending over approximately 1/4 of the circumference. However, it has a constant depth t. If several recesses 30 are provided on the valve needle 5 and each cover only part of the circumference of the guide section 105 of the valve needle 5, these recesses 30 can be arranged distributed over the circumference of the guide section 105.
  • FIG. 7 shows the cross section of the guide section 105 of the valve needle 5 in the case of a recess 30 designed as an annular groove, which has the same depth t over the entire circumference.
  • the described shapes of the recesses 30 can be formed both on the piston-shaped component 5 or its guide section 105 or on the inner wall of the bore 3. Provision can also be made for structuring the recesses of this type on both surfaces, that is to say both on the inside of the bore 3 and on the guide surface 105 of the piston-shaped component 5. Likewise, it can be provided that the recesses 30, which are designed as grooves, are not run exactly in the tangential direction of the piston-shaped component 5, but in one more or less large angle to the longitudinal axis of the piston-shaped component 5, for example 5 ° to 10 °.
  • recesses 30 In addition to the formation of recesses 30 according to the invention on valve needles of fuel injection valves, provision can also be made for such recesses to be formed on other piston-shaped components which are guided in a bore and in which the friction in the bore is to be reduced. In particular, it is advantageous to design such recesses when the first and the second space filled with fuel or another liquid have a pressure that is clearly different from one another.

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Abstract

Kraftstoffversorgungseinrichtung mit einem Gehäuse (1), in dem in einer Bohrung (3) ein kolbenförmiges Bauteil (5) längsverschiebbar angeordnet ist, das mit einem Führungsabschnitt (105) in der Bohrung (3) dichtend geführt ist. Hierbei grenzt der Führungsabschnitt (105) an einem Ende an einen ersten kraftstoffgefüllten Raum (19) und an seinem anderen Ende an einen zweiten kraftstoffgefüllten Raum (15). Im Führungsabschnitt (105) des kolbenförmigen Bauteils (5) ist wenigstens eine zumindest näherungsweise in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung (30) ausgebildet, die sich zumindest über einen Teil des Umfangs des kolbenförmigen Bauteils (5) erstreckt und die in Längsrichtung des kolbenförmigen Bauteils (5) gesehen einen asymmetrischen Querschnitt aufweist.

Description

Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Eine solche Kraftstoffversorgungseinrichtung ist beispielsweise aus der Schrift DE 198 20 264 AI bekannt. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem in einer Bohrung ein kolbenförmiges Bauteil längsverschiebbar angeordnet ist. Das kolbenförmige Bauteil, das beispielsweise als Ventilnadel ausgebildet sein kann, wird in einem Fuhrungsabschnitt der Bohrung dichtend in dieser geführt. An einem Ende des Führungsabschnitts schließt sich an diesen ein erster kraftstoffgefüllter Raum an und an das andere Ende des Führungsabschnitts ein zweiter kraftstoffgefüllter Raum. Aufgrund der dichtenden Führung kann nur stark gedrosselt Kraftstoff durch den zwischen dem kolbenförmigen Bauteil und der Wand der Bohrung ausgebildeten Ringspalt von einem kraftstoffgefüllten Raum in den anderen fließen, wobei der Kraftstoff im Ringspalt einen Schmierfilm bildet.
In der Kraftstoffversorgungseinrichtung, die beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen sein kann, bewegt sich das kolbenförmige Bauteil in der Bohrung in Längsrichtung. Hierdurch kann es zu einem Verschleiß zwi- sehen dem kolbenförmigen Bauteil und der Wand der Bohrung kommen. Um den Verschleiß zu minimieren, insbesondere dann, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten kraftstoffgefüllten Raum eine Druckdifferenz herrscht, sind verschiedene Maßnahmen, wie beispielsweise Strukturierungen und Beschichtungen des kolbenförmigen Bauteils, bekannt. In der DE 198 20 264 AI sind rillenartige Nuten am Führungsabschnitt des kolbenförmigen Bauteils gezeigt, die dort in verschiedenen Tiefen und Breiten und in verschiedenen Anordnungen ausgebildet sind. Hierbei wird jedoch nicht berücksichtigt, dass der erste und der zweite kraftstoffgefüllte Raum der Kraftstoffversorgungseinrichtung in ihrer Funktion und den darin auftretenden Drücken ungleich sind und dass sich das kolbenförmige Bauteil beispielsweise in die beiden Längsrichtungen jeweils mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt. Hierdurch ist der Schmierfilm zwischen dem Führungsabschnitt des kolbenförmigen Bauteils und der Wand der Bohrung nicht immer optimal ausgebildet.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen weist demgegenüber den Vorteil auf, dass zwischen dem Führungsabschnitt des kolbenförmigen Bauteils und der Wand der Bohrung stets ein optimaler Kraftstoffschmierfilm gebildet wird, der die Reibung des kolbenförmigen Bauteils in der Bohrung minimiert. Zu diesem Zweck verläuft am Führungsabschnitt des kolbenförmigen Bauteils zumindest näherungsweise in tangentialer Richtung zumindest eine Ausnehmung, die sich zumindest über einen Teil des Bau- teilumfangs erstreckt. In Längsrichtung des Bauteils weist die Ausnehmung einen asymmetrischen Querschnitt auf, so dass den unterschiedlichen Bedingungen, wie sie bei der Bewegung des kolbenförmigen Bauteils in die eine beziehungsweise die andere Längsrichtung herrschen, Rechnung getragen wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung weist die Ausnehmung einen in Längsrichtung des kolbenförmigen Bauteils gesehen V-förmigen Querschnitt auf, wobei eine Flanke des Querschnittes kürzer ist als die andere Flanke. Je nach Orientierung der Flanken bezüglich der Längsrichtung des kolbenförmigen Bauteils kann eine Optimierung der Schmiereigenschaften im Ringspalt zwischen dem kolbenförmigen Bauteil und der Wand der Bohrung erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an dem kolbenförmigen Bauteil mehrere Ausnehmungen ausgebildet, die jeweils einen V-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die kürzere Flanke von einer Ausnehmung zur anderen abwechselnd dem ersten und dem zweiten Raum zugewandt sind. Diese Anordnung hat sich bei bestimmten Konfigurationen bezüglich des Drucks und des Betriebs in der Brennkraftmaschine als vorteilhaft erwiesen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Übergang von der Oberfläche des Führungsabschnitts des kolbenförmigen Bauteils zur kürzeren Flanke der Ausnehmung scharfkantig ausgebildet, während der Übergang der Oberfläche des kolbenförmigen Bauteils zur längeren Flanke der V-förmigen Ausnehmung gerundet ist. Durch diese Ausgestaltung der Übergänge lässt sich eine weitere Optimierung der Schmiereigenschaften erreichen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Flanken der V-förmigen Ausnehmung einen Länge von 0,03 mm bis 1 mm auf. Diese Mikrostrukturierung erlaubt eine Anpassung der Schmiereigenschaften an hochpräzise Führungen des kolbenförmigen Bauteils, wie sie beispielsweise in Kraftstoffein- spritzventilen verwendet werden, die für selbstzündende Brennkraftmaschinen Verwendung finden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbar.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung dargestellt. Es zeigt
Figur 1 ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen im Längsschnitt,
Figur 2 eine Vergrößerung von Figur 1 im mit II bezeichneten Ausschnitt,
Figur 3 denselben Ausschnitt wie Figur 2 eines weiteren Ausführungsbeispiels und
Figur 4, 5, 6, und 7 einen Querschnitt der in Figur 1 gezeigten Ventilnadel entlang der Linie IV-IV verschiedener Ausführungsbeispiele.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung dargestellt. Die KraftstoffVersorgungseinrichtung ist hier ein Kraftstoffeinspritzventil, das ein Gehäuse 1 aufweist. Das Gehäuse 1 umfasst einen Ventilkörper 2 und einen Ventilhaltekörper 4, die aneinander anliegen und durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung gegeneinander gepresst werden. Im Ventilkörper 2 ist eine Bohrung 3 ausgebildet, die an ihrem brennraumseitigen Ende durch einen im wesentlichen konischen Ventilsitz 9 verschlossen ist. Im Ventilsitz 9 ist wenigstens eine Einspritzöffnung 11 ausgebildet, die die Bohrung 3 mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbindet. In der Bohrung 3 ist ein kolbenförmiges Bauteil in Form einer Ventilnadel 5 angeordnet, welche Ventilnadel 5 eine Längsachse 6 aufweist und in einem Führungsbereich 103 der Bohrung 3 mit einem Fuhrungsabschnitt 105 dichtend geführt ist. Die Ventilnadel 5 verjüngt sich dem Ventilsitz 9 zu unter Bildung einer Druckschulter 13 und geht an ihrem brennraumseitigen Ende in eine im wesentlichen konische Ventildichtfläche 7 über, die mit dem Ventilsitz 9 zusammenwirkt. Das Zusammenwirken geschieht hierbei in der Weise, dass bei Anlage der Ventildichtfläche 7 am Ventilsitz 9 die Einspritzöffnung 11 gegen die Bohrung 3 verschlossen wird, während bei vom Ventilsitz 9 abgehobene Ventildichtfläche 7 die Einspritzöffnung 11 freigegeben wird. Durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 3 ist auf Höhe der Druckschulter 13 ein erster kraftstoffgefüllter Raum 19 angeordnet, der als Druckraum im Ventilkörper 2 ausgebildet ist und der sich als ein die Ventilnadel 5 umgebender Ringkanal bis zum Ventilsitz 9 fortsetzt. Der Druckraum 19 ist hierbei ü- ber einen im Ventilkörper 2 und im Ventilhaltekörper 4 verlaufenden Zulaufkanal 25 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar .
Am brennraumabgewandten Ende grenzt die Bohrung 3 an einen im Ventilhaltekörper 4 ausgebildeten zweiten kraftstoffgefüllten Raum 15, der in diesem Ausführungsbeispiel als Leck- ölraum ausgebildet ist. Der Leckölraum 15 ist hierbei ständig mit einem Leckölsystem verbunden, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist und das gewährleistet, dass der Leckölraum 15 stets druckentlastet ist. Zumindest zeitweilig besteht also ein großer Druckunterschied zwischen dem als Druckraum ausgebildeten ersten Raum 19 und dem als Leckölraum ausgebildeten zweiten Raum 15. Zwischen der Ventilnadel 5 und der Wand der Bohrung 3 verbleibt ein Ringspalt 17, durch den ein gewisser, stark gedrosselter Kraftstoffström vom Druckraum 19 in den Leckölraum 15 stattfindet. Dadurch bildet sich im Ringspalt 17 ein Kraftstoff-Schmierfilm, auf dem die Ventilnadel 5 gleitet. Im Druckraum 19 kann hierbei ein Kraftstoffdruck von 150 MPa und mehr erreicht werden, während im Leckölraum 15 stets ein Druck herrscht, der im wesentlichen dem Atmosphärendruck entspricht. Im Führungsabschnitt 105 der Ventilnadel 5 sind Ausnehmungen 30 angeordnet, die als Ringnuten den gesamten Umfang der Ventilnadel 5 umfassen. Figur 2 zeigt eine Vergrößerung des mit II bezeichneten Ausschnitts, wobei in Figur 2 sowohl der Ventilkörper 2 als auch die Ventilnadel 5 bzw. deren Führungsabschnitt 105 geschnitten dargestellt sind. Wie in Figur 2 zu sehen weist die Ausnehmung 30 einen V-förmigen Querschnitt auf, der durch eine erste Flanke 38 und eine zweite Flanke 40 gebildet wird. Die erste Flanke 38 ist hierbei kürzer als die zweite Flanke 40, so dass die erste Flanke 38 mit der Längsachse 6 der Ventilnadel 5 einen größeren Winkel einschließt als die zweite Flanke 40. Die erste Flanke 38 und die zweite Flanke 40 treffen sich in einer Scheitellinie 34, an der die Ausnehmung 30 die größte Tiefe t aufweist. Die Scheitellinie 34 kann hierbei scharfkantig ausgeführt sein oder auch abgerundet.
In Richtung der Längsachse 6 weist die erste Flanke 38 eine Ausdehnung a und die zweite Flanke 40 eine Ausdehnung b auf, wobei die Ausnehmungen 30 einen Abstand d voneinander aufweisen. Das Verhältnis von a zu b kann in großen Bereichen variiert werden, um die Schmiereigenschaften der Ausnehmungen 30 an die Oberflächen der Bohrungswand 3 und der Ventilnadel 5 anzupassen oder an die Größe des Ringspalts 17. Am Übergang des Führungsabschnitts 105 zur ersten Flanke 38 ist eine erste Übergangskante 32 ausgebildet, ebenso am Übergang des Führungsabschnitts 105 zur zweiten Flanke 40 eine zweite Übergangskante 36. Um die Schmiereigenschaften der Ausnehmungen 30 zu optimieren, ist die dem Druckraum 19 zugewandte erste Übergangskante 32 als scharfkantiger Übergang ausgebildet, der nicht gerundet wird. Im Gegensatz dazu ist die zweite Übergangskante 36 gerundet ausgebildet. Hierdurch lassen sich, was sowohl in der Simulation als auch im Versuch nachweisbar ist, die Schmiereigenschaften der Ausnehmung 30 optimieren. In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausnehmungen 30 dargestellt. Die Ausnehmungen 30 entsprechen in ihren Abmessungen und in der Ausbildung der ersten Flanke 38 und der zweiten Flanke 40 den Ausnehmungen in Figur 2, jedoch weisen die benachbarten Ausnehmungen 30 eine unterschiedliche Orientierung auf. Das heißt, in der einen Ausnehmung 30 ist die erste kurze Flanke 38 dem Druckraum 19 zugewandt und in der benachbarten Ausnehmung 30 dem Druckraum 19 abgewandt. Eine solche alternierende Anordnung der Ausnehmungen 30 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Druckunterschied vom ersten Raum 19 zum zweiten Raum 15 nicht sehr groß ist. Die erste Übergangskante 32 ist auch hier scharfkantig ausgebildet, während die zweite Übergangskante 36 gerundet ausgeführt ist.
Wie bereits erwähnt können die Abmessungen a und b der ersten Flanke 38 bzw. der zweiten Flanke 40 in weiten Grenzen variiert werden. Es kann auch vorgesehen sein, die axiale Erstreckung a der ersten Flanke 38 gleich 0 zu setzen, so dass die erste Flanke 38 in einer Radialebene der Längsachse 6 der Ventilnadel 5 angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Flanken 38 bzw. 40 nicht gerade ausgeführt sind, sondern eine konvexe oder konkave Krümmung annehmen, was unter bestimmten Umständen vorteilhaft sein kann.
Die Abmessungen der Ausnehmungen 30 sind folgendermaßen: Die axialen Erstreckungen der Flanken 38 bzw. 40 in Richtung der Längsachse 6 der Ventilnadel 5 beträgt 0,03 bis 1 mm, vorzugsweise 0,02 bis 0,1 mm. Die Tiefe t der Ausnehmungen 30 ist hierbei kleiner als 0,1 mm, vorzugsweise 0,001 bis 0,04 mm. Der Abstand d der Ausnehmungen 40 voneinander beträgt 0,05 bis 1 mm.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ausnehmungen 30 nicht als Ringnuten ausgebildet sind, die den gesamten Umfang des kolbenförmigen Bauteils, das hier als Ventilnadel 5 ausgebildet ist, umgeben, sondern nur einen Teil des Umfangs. Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Tiefe t der Ausnehmungen 30 mit dem Umfang variiert. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Figur 4 dargestellt, wo ein Querschnitt durch die Ventilnadel 5 entlang der Linie IV-IV der Figur 1 gezeigt ist. Die Ausnehmung 30 weist hier an einem Punkt eine Tiefe von 0 auf, wobei sich die Tiefe der Ausnehmung 30 über den Umfang erhöht, bis sie an der gegenüberliegenden Seite der Ventilnadel 5 einen Maximalwert annimmt. Ein weiteres Beispiel ist in Figur 5 dargestellt, wo die Ausnehmung 30 im Querschnitt eine sichelförmige Kontur aufweist, so dass die Tiefe t in diesem Fall ebenfalls von 0 bis zu einem Maximalwert reicht. Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ausnehmung 30, wobei sich die Ausnehmung 30 hier nur über etwa 1/4 des Umfangs erstreckt. Sie weist jedoch eine konstante Tiefe t auf. Sind mehrere Ausnehmungen 30 an der Ventilnadel 5 vorgesehen und bedecken diese jeweils nur einen Teil des Umfangs des Führungsabschnitts 105 der Ventilnadel 5, so können diese Ausnehmungen 30 über den Umfang des Führungsabschnitts 105 verteilt angeordnet sein. Figur 7 zeigt den Querschnitt des Führungsabschnitts 105 der Ventilnadel 5 bei einer als Ringnut ausgeführten Ausnehmung 30, die über den gesamten Umfang dieselbe Tiefe t aufweist.
Die beschriebenen Formen der Ausnehmungen 30 können sowohl auf dem kolbenförmigen Bauteil 5 beziehungsweise dessen Führungsabschnitt 105 oder auch an der Innenwand der Bohrung 3 ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, derartige Strukturierungen der Ausnehmungen an beiden Flächen auszubilden, also sowohl an der Innenseite der Bohrung 3 als auch an der Führungsfläche 105 des kolbenförmigen Bauteils 5. E- benso kann es vorgesehen sein, dass die als Nuten ausgebildeten Ausnehmungen 30 nicht exakt in tangentialer Richtung des kolbenförmigen Bauteils 5 verlaufen, sondern in einem mehr oder weniger großen Winkel zur Längsachse des kolbenförmigen Bauteils 5, beispielsweise 5° bis 10°.
Neben der Ausbildung von erfindungsgemäßen Ausnehmungen 30 an Ventilnadeln von Kraftstoffeinspritzventilen kann es auch vorgesehen sein, derartige Ausnehmungen an sonstigen kolbenförmigen Bauteilen auszubilden, die in einer Bohrung geführt sind und bei denen die Reibung in der Bohrung reduziert werden soll. Insbesondere ist es vorteilhaft, derartige Ausneh- mungen dann auszubilden, wenn der erste und der zweite mit Kraftstoff oder einer sonstigen Flüssigkeit gefüllte Raum einen voneinander deutlich verschiedenen Druck aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffversorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse (1), in dem in einer Bohrung (3) ein kolbenförmiges Bauteil (5) längsverschiebbar angeordnet ist, das mit einem Führungsabschnitt (105) in der Bohrung (3) dichtend geführt ist, wobei der Führungsabschnitt (105) an einem Ende an einen ersten kraftstoffgefüllten Raum (19) angrenzt und an seinem anderen Ende an einen zweiten kraftstoffgefüllten Raum (15) , dadurch gekennzeichnet, dass im Führungsabschnitt (105) des kolbenförmigen Bauteils (5) wenigstens eine zumindest näherungsweise in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung (30) ausgebildet ist, die sich zumindest über einen Teil des Umfangs des kolbenförmigen Bauteils (5) erstreckt und die in Längsrichtung des kolbenförmigen Bauteils (5) gesehen einen asymmetrischen Querschnitt aufweist.
2. KraftstoffVersorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (30) einen V-förmigen Querschnitt aufweist, wodurch eine erste Flanke (38) und eine zweite Flanke (40) gebildet werden, wobei die erste Flanke (38) kürzer als die zweite Flanke
(40) ist.
3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausnehmungen (30) an dem kolbenförmigen Bauteil (5) ausgebildet sind, wobei in der Aufeinanderfolge je zweier Ausnehmungen die längeren Flanken (40) und die kürzeren Flanken (38) der Ausnehmung (30) einander benachbart sind.
4. KraftstoffVersorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der Oberfläche des kolbenförmigen Bauteils (5) zur kürzeren Flanke (38) der Ausnehmung (30) scharfkantig ausgebildet ist, während der Übergang der Oberfläche des kolbenförmigen Bauteils (5) zur längeren Flanke (40) gerundet ist.
5. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (38; 40) in Längsrichtung des kolbenförmigen Bauteils (5) eine Ausdehnung von 0,03 mm bis 1 mm aufweisen.
6. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ausnehmung (30) über den Umfang des kolbenförmigen Bauteils (5) variiert.
7. KraftstoffVersorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) der wenigstens einen Ausnehmung weniger als 0,1 mm beträgt.
8. KraftstoffVersorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) der Ausnehmung 0,001 bis 0,04 mm beträgt.
9. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Raum (19) zumindest zeitweise ein höherer Druck herrscht als im zweiten Raum
(15) .
10.Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckunterschied vom ersten Raum (19) zum zweiten Raum (15) zumindest zeitweise mehr als 50 MPa beträgt.
11. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft- stoffversorgungseinrichtung ein Kraftstoffeinspritzventil ist.
12. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenförmige Bauteil eine Ventilnadel (5) ist.
13. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raum ein mit Kraft- stoff unter hohem Druck befüllbarer Druckraum (19) ist und der zweite Raum ein mit einer Lecköleinrichtung verbundener Leckölraum (15) .
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