Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschine aus, wie es dem Oberbegriff des Patentan- spruchs 1 entspricht. Ein derartiges Kraftstoffeinspritzven- til ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 27 11 391 bekannt und weist einen Ventilkörper auf, in dem in einer Bohrung eine Ventilhohlnadel längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ventilhohlnadel weist an ihrem brenn- raumseitigen Ende eine konische Ventildichtfläche auf, mit der sie mit einem konischen Ventilsitz zusammenwirkt, der das brennraumseitige Ende der Bohrung bildet. In der Ventil- hohlnadel ist eine Ventilnadel längsverschiebbar angeordnet, die ebenfalls eine konische Ventilanlagefläche aufweist und mit dem Ventilsitz zusammenwirkt. Sowohl die Ventilhohlna- del, als auch die Ventilnadel steuern den Kraftstofffluss zu jeweils wenigstens einer Einspritzöffnung, durch die Kraft- stoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.

Bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzventil aus der DE 27 11 391 ist die Spitze der Ventilhohlnadel abgeflacht, so dass eine Stirnfläche gebildet wird, die in einer Radial- ebene der Ventilhohlnadel liegt. Diese Ventilnadel weist hierbei jedoch den Nachteil auf, dass sich zwischen der Ven-

tilhohlnadel, der Ventilnadel und dem Ventilsitz ein relativ großes Totvolumen bildet, was sich ungünstig auf die Kohlen- wasserstoff-Emissionen des Kraftstoffeinspritzventils aus- wirkt.

Darüber hinaus ist aus der Offenlegungsschrift DE 27 11 390 ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem die Ventil- hohlnadel keine Abflachung aufweist, sondern spitz ausläuft.

Dies verringert zwar das Totvolumen und wirkt sich damit günstig auf die Kohlenwasserstoff-Emissionen der Brennkraft- maschine aus, jedoch ergibt sich hier der Nachteil, dass die Innennadel leicht in der Außennadel klemmen kann. Durch die Anlage der Ventilhohlnadel am konischen Ventilsitz kommt es zu einem leichten Verformen der Ventilhohlnadel radial nach innen, so dass sich der ohnehin nur sehr kleine Ringspalt zwischen der Ventilnadel und der Ventilhohlnadel weiter ver- ringert. Dadurch kann es zu einem erhöhten Verschleiß zwi- schen diesen beiden gleitverschiebbar gegeneinander gelager- ten Bauteilen kommen, was zu einer Verminderung der Lebens- dauer des Kraftstoffeinspritzventil führt.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kenn- zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegen- über den Vorteil auf, dass ein Klemmen der Ventilnadel in der Ventilhohlnadel wirksam unterbunden wird bei gleichzei- tig verminderten Kohlenwasserstoff-Emissionen des Kraft- stoffeinspritzventils. Hierzu weist die Ventilhohlnadel an ihrer Spitze eine Anfasung auf, die sich vorzugsweise direkt an die konische Ventildichtfläche anschließt. Da die äußers- te Ventilspitze nun nicht mehr direkt von der Kraft, die durch das Anpressen der Ventilhohlnadel am konischen Ventil- sitz erzeugt wird, beeinflusst wird, ergibt sich eine deut- lich geringere Einformung der Ventilhohlnadel, und damit wird ein Klemmen oder ein übermäßiger Verschleiß bei der Be-

wegung der Ventilnadel in der Ventilhohlnadel verhindert.

Gleichzeitig bleibt das Volumen zwischen der Ventilhohlna- del, der Ventilnadel und dem Ventilsitz, wenn sowohl die Ventilnadel als auch die Ventilhohlnadel am Ventilsitz an- liegen, so gering, dass es zu keinem bedeutenden Anstieg der Kohlenwasserstoff-Emissionen der Brennkraftmaschine kommt.

Zeichnung In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungs- gemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Es zeigt Figur 1 einen Ventilkörper im Längsschnitt, Figur 2 eine Vergrößerung von Figur 1 im Bereich des Ventilsitzes, wobei die Ventilhohlnadel ge- schnitten dargestellt ist und Figur 3 denselben Ausschnitt wie Figur 2, wobei hier die Ventilhohlnadel ungeschnitten gezeigt ist.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dargestellt. In einem Ventilkörper 1 ist eine Bohrung 3 ausgebildet, an deren brennraumseitigen Ende ein konischer Ventilsitz 18 ausgebildet ist. In der Bohrung 3, die eine Längsachse 8 aufweist, ist eine kolben- förmige Ventilhohlnadel 5 längsverschiebbar angeordnet. Die Ventilhohlnadel 5 wird in einem brennraumabgewandten Ab- schnitt in der Bohrung 3 dichtend geführt und verjüngt sich dem Ventilsitz 18 zu unter Bildung einer Druckschulter 14.

An ihrem brennraumseitigen Ende weist die Ventilhohlnadel 5 eine konische Ventildichtfläche 24 auf, die in Schließstel- lung der Ventilhohlnadel 5 am Ventilsitz 18 zur Anlage kommt. Zwischen der Ventilhohlnadel 5 und der Wand der Boh- rung 3 ist ein Druckraum 10 ausgebildet, der auf Höhe der Druckschulter 14 radial erweitert ist. In die radiale Erwei- terung des Druckraums 10 mündet ein im Ventilkörper 1 ausge-

bildeter Zulaufkanal 12, über den der Druckraum 10 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllt werden kann.

Die Ventilhohlnadel 5 weist eine Längsbohrung 6 auf, deren Längsachse mit der Längsachse 8 der Ventilhohlnadel 5 zusam- menfällt. In der Längsbohrung 6 ist eine Ventilnadel 7 längsverschiebbar angeordnet, die an ihrem brennraumseitigen Ende eine konische Ventilanlagefläche 26 aufweist, die in Schließstellung der Ventilnadel 7 ebenfalls am Ventilsitz 18 zur Anlage kommt. An der Ventilnadel 7 ist ein brennraumab- gewandter, erster Führungsabschnitt 16 und ein brennraumzu- gewandter, zweiter Führungsabschnitt 17 ausgebildet, in de- nen sie relativ eng in der Ventilhohlnadel 5 geführt ist.

Das Spiel zwischen dem zweiten Führungsabschnitt 17 und der Wand der Längsbohrung 6 ist dabei sehr gering, vorzugsweise weniger als 10 ym. Zwischen diesen beiden Führungsabschnit- ten 16,17 ist ein relativ großer Ringspalt zwischen der Ventilnadel 7 und der Wand der Längsbohrung 6 ausgebildet, so dass die Ventilnadel 7 nur an den beiden Führungsab- schnitten 16,17 tatsächlich geführt wird.

Ausgehend vom Ventilsitz 18 sind im Ventilkörper 1 äußere Einspritzöffnungen 20 und innere Einspritzöffnungen 22 aus- gebildet, von denen vorzugsweise mehrere über den Umfang des Ventilkörpers 1 verteilt angeordnet sind. Figur 2 zeigt hierzu eine Vergrößerung von Figur 1 im Bereich des Ventil- sitzes 18 und Figur 3 nochmals denselben Ausschnitt wie Fi- gur 2, wobei die Ventilhohlnadel 5 hier nicht geschnitten dargestellt ist. Die Ventilhohlnadel 5 liegt in ihrer Schließstellung am Ventilsitz 18 an, wobei die Ventildicht- fläche 24 die äußeren Einspritzöffnungen 20 verschließt. E- benso verschließt die Ventilnadel 7 mit ihrer Ventilanlage- fläche 26 die inneren Einspritzöffnungen 22. An der Ventil- nadel 7 ist eine Ringnut 32 ausgebildet, die einerseits vom zylindrischen Abschnitt der Ventilnadel 7 begrenzt wird und andererseits von der Ventilanlagefläche 26. Durch diese

Ringnut 32 ergibt sich eine Angriffsfläche für den Kraft- stoffdruck des Druckraums 10, wenn der Druck die Ventilnadel 7 beaufschlagt.

Sowohl die Ventilhohlnadel 5 als auch die Ventilnadel 7 wer- den von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrich- tung, beispielsweise einer Feder, mit einer Schließkraft in Richtung des Ventilsitzes 18 beaufschlagt, so dass sie bei Fehlen weiterer Kräfte in ihrer Schließstellung bleiben.

Durch Einleitung von Kraftstoff unter entsprechendem Ein- spritzdruck in den Druckraum 10 des Ventilkörpers 1 ergibt sich eine hydraulische Kraft auf die Druckschulter 14, die der Schließkraft auf die Ventilhohlnadel 5 entgegengerichtet ist. Übersteigt diese hydraulische Kraft die Schließkraft, so hebt die Ventilhohlnadel 5 vom Ventilsitz 18 ab und gibt die äußeren Einspritzöffnungen 20 frei, durch welche Kraft- stoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Ventilnadel 7 verbleibt vorerst in ihrer Schließ- stellung, bis der jetzt wirkende hydraulischen Druck auf die Druckschulter, die durch die Ringnut 32 gebildet wird, aus- reicht, die Schließkraft auf die Ventilnadel 7 zu überwin- den. Bewegt sich auch die Ventilnadel 7 aus ihrer Schließ- stellung, so erfolgt die Einspritzung von Kraftstoff zusätz- lich zu den äußeren Einspritzöffnungen 20 auch durch die in- neren Einspritzöffnungen 22. Soll hingegen nur durch die äu- ßeren Einspritzöffnungen 20 eingespritzt werden, so wird die Schließkraft auf die Ventilnadel 7 so hoch gehalten, dass sie sich durch den hydraulischen Druck nicht aus ihrer Schließstellung bewegt. Auf diese Weise lässt sich für die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraft- maschine nur ein Teil des gesamten Einspritzquerschnitts o- der der gesamte Einspritzquerschnitt aufsteuern.

Am brennraumseitigen Ende der Ventilhohlnadel 5 ist neben der Ventildichtfläche 24, die am Ventilsitz 18 in Schließ- stellung der Ventilhohlnadel 5 zur Anlage kommt, in diesem

Ausführungsbeispiel eine weitere Konusfläche 124 ausgebil- det, die an die Ventildichtfläche 24 grenzt und bis zum zy- lindrischen Bereich der Ventilhohlnadel 5 reicht. An die Ventildichtfläche 24 schließt sich zum Ventilsitz 18 hin ei- ne Anfasung 30 an, die eine Konusfläche bildet. Dadurch ist die Anfasung 30 gegenüber der Radialebene der Längsachse 8 geneigt. Der die Konusfläche der Anfasung 30 bildende Kegel weist jedoch einen größeren Öffnungswinkel auf als die Ven- tildichtfläche 24. Die Anfasung 30 verhindert zum einen, dass die Ventilhohlnadel 5 durch ihre Anlage am konischen Ventilsitz 18 eine radial nach innen gerichtete Kraft auf ihr brennraumseitiges Ende erfährt, wodurch es zu einem Klemmen der Ventilnadel 7 in der Ventilhohlnadel 5 kommen kann. Die Ventilhohlnadel 5 weist im Bereich der Ventil- dichtfläche 24 jedoch eine ausreichende Wandstärke auf, so dass es durch die Schließkraft auf die Ventilhohlnadel 5 nur zu einer sehr geringen Einformung in radialer Richtung kommt und die Ventilnadel 7 eine ausreichende Beweglichkeit in der Längsbohrung 6 behält. Durch die Anfasung 30 ist im Gegen- satz zu einer Abflachung aber auch sichergestellt, dass der Raum zwischen der Ventilhohlnadel 7, der Ventilnadel 5 und dem Ventilsitz 18 nicht zu groß wird. Da die Neigungswinkel der Ventildichtfläche 24, der Ventilanlagefläche 26 und des Ventilsitzes 18 so optimiert sind, dass eine Abdichtung der Einspritzöffnungen 20,22 gegen den Druckraum 10 sicherge- stellt ist, kann es vorkommen, dass Kraftstoff aus dem zwi- schen dem Ventilsitz 18 und den Ventilnadeln 5,7 gebildeten Hohlraum in den Einspritzpausen durch die Einspritzöffnungen 20,22 in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt und dort zu erhöhten Kohlenwasserstoff-Emissionen führt. Durch einen entsprechenden Neigungswinkel der Anfasungen 30 lässt sich dieses Volumen minimieren, ohne die Verschleißminderung zu beeinträchtigen.