Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Härten einer zumindest eine Bohrung aufweisenden Dichtfläche, insbe- sondere einer zumindest eine Kraftstoffzulaufbohrung aufwei- senden Dichtfläche eines Kraftstoffinjektors.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftstoffinjektor, der eine Dichtfläche mit zumindest einer Bohrung aufweist, der eine Dichtfläche mit zumindest einer Kraftstoffzulaufbohrung aufweist.

Derartige Injektoren sind beispielsweise aus der DE 199 14 720 Al bekannt.

Viele Stahlbauteile im Maschinenbau müssen gleichzeitig An- forderungen hinsichtlich der Festigkeit, der Härte und der Formstabilität erfüllen, die sich schwer verwirklichen las- sen. Häufig wird versucht, diese Probleme zu lösen, indem nur die tatsächlich beanspruchten Oberflächen gehärtet werden. Es sind verschiedene Härteverfahren bekannt, die sich im Wesent- lichen durch ihre Einhärtetiefe unterscheiden. Durch das In- duktionshärten können beispielsweise Einhärtetiefen von eini- gen Millimetern erzielt werden, während für das Laserhärten Einhärtetiefen von einigen Zehntel Millimetern typisch sind.

Die vorstehend erläuterte Problematik wird noch verschärft, wenn an die Oberflächenqualität zusätzliche Ansprüche ge- stellt werden. Ein spezieller aber verbreiteter Anwendungs- fall von zu härtenden Funktionsoberflächen sind Stahldichtun- gen im Hochdruckbereich, wie sie beispielsweise im Zusammen- hang mit Kraftstoffinjektoren für Brennkraftmaschinen erfor- derlich sind. Derartige Dichtflächen sind mit mindestens ei- ner Bohrung versehen, die in Betrieb des jeweiligen Bauteils unter Hochdruck steht. Eine gleichmäßige Härtung einer derar-

tigen aufgrund der zumindest einen Bohrung unregelmäßigen 0- berfläche ist besonders problematisch, da eine Überhitzung der Bohrungskanten vermieden werden muss. Im Falle des Ein- satzes eines Laserhärteverfahrens kann es bei einer Überlap- pung der Laserspuren weiterhin zu einem ungewollten Anlassen des Materials kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kraftstoffinjekto- ren mit einer zumindest eine Bohrung aufweisenden Dichtfläche zu ermöglichen, bei denen die über die Dichtfläche erzielte Dichtwirkung im Vergleich zum Stand der Technik verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen An- sprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass es die folgenden Schritte umfasst : a) Härten zumindest eines zu der Bohrung benachbarten Be- reichs der Dichtfläche, der sich zumindest abschnittswei- se nicht bis zum Rand der Dichtfläche erstreckt, und b) Abtragen von nicht gehärtetem Material der Dichtfläche, derart, dass der gehärtete Bereich anschließend erhaben ist.

Aufgrund der Tatsachen, dass der gehärtete Bereich höher als die nicht gehärteten Bereiche ausgebildet wird, wird die Flä- chenpressung der Dichtung erhöht, was die Funktion der Dicht- fläche verbessert.

In diesem Zusammenhang kann insbesondere vorgesehen sein, dass der gehärtete Bereich um 1 um bis 20 um erhaben ist.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsge- mäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass sich der gehärtete Be- reich zumindest abschnittsweise nicht bis zum Rand der Boh- rung erstreckt. Durch diese Lösung fällt die eingangs erläu- terte Gefahr der Kantenüberhitzung weg.

Weiterhin wird bevorzugt, dass der gehärtete Bereich die Boh- rung ringförmig umgibt. Dabei kommt insbesondere eine kreis- ringförmige Form des gehärteten Bereichs in Betracht.

In der Praxis haben sich Ausführungsformen bewährt, bei denen vorgesehen ist, dass der gehärtete ringförmige Bereich eine Breite zwischen 0,5 mm und 1,5 mm aufweist, vorzugsweise von ungefähr 1 mm.

Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es als besonders vorteilhaft erachtet, dass der Schritt a) durch den Einsatz eines Laserhärteverfahrens durchgeführt wird. Ei- ne geschlossene ringförmige Härtezone von ca. 1 mm Breite er- reicht man beispielsweise durch die Bewegung eines Laser- strahls auf einer Kreisbahn, mit so hoher Geschwindigkeit, dass es zu einem gleichmäßigen Wärmeeintrag kommt.

In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft er- achtet, dass der bei dem Laserhärteverfahren eingesetzte La- ser mit einem Rotationsspiegel und/oder einem Galvoscanner gekoppelt wird. Insbesondere durch den Einsatz eines Galvo- scanners kann der erwünschte gleichmäßige Wärmeeintrag er- zielt werden.

Dabei kommen Ausführungsformen in Betracht, bei denen vorge- sehen ist, dass der Galvoscanner Kreisfrequenzen von bis zu 300 Hz ermöglicht.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird weiterhin bevorzugt, dass der Schritt b) mittels Finishing durchgeführt wird.

Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt werden, dass die Härte des ge- härteten Bereichs zwischen 600 HV und 800 HV liegt, vorzugs- weise zwischen 650 HV und 750 HV. Dabei ist klar, dass die optimalen Härtegrade jeweils von dem für die Dichtfläche ver- wendeten Material abhängen.

Insbesondere im Zusammenhang mit den vorstehend angegebenen Härten des gehärteten Bereichs kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Härte der nicht gehärteten Bereiche zwischen 300 HV und 600 HV liegt, vorzugsweise zwischen 400 HV und 450 HV.

Die vorstehend erläuterten Härtegrade kommen beispielsweise in Betracht, wenn vorgesehen ist, dass die Dichtfläche zumin- dest abschnittsweise aus 42CrMo4 besteht.

Das erfindungsgemäße Bauteil baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Dichtfläche benach- bart zu der Bohrung zumindest einen selektiv gehärteten Be- reich aufweist, der sich zumindest abschnittsweise nicht bis zum Rand der Dichtfläche erstreckt, und dass der gehärtete Bereich über die nicht gehärteten Bereiche erhaben ist. Da- durch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsge- mäßen Verfahren erläuterten Eigenschaften und Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.

Gleiches gilt sinngemäß für die nachfolgend angegebenen be- vorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bauteils, wobei auch diesbezüglich auf die jeweiligen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen wird.

Für das erfindungsgemäße Bauteil wird bevorzugt, dass der ge- härtete Bereich um 1 um bis 20 um erhaben ist.

Weiterhin wird es als vorteilhaft erachtet, dass sich der ge- härtete Bereich zumindest abschnittsweise nicht bis zum Rand der Bohrung erstreckt.

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, dass der gehärtete Be- reich die Bohrung ringförmig umgibt.

Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der gehärtete ringförmige Bereich eine Breite zwischen 0,5 mm und 1,5 mm aufweist, vorzugsweise von ungefähr 1 mm.

Auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil wird bevorzugt, dass der gehärtete Bereich durch den Einsatz eines Laserhärteverfahrens gehärtet ist.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die nicht gehär- teten Bereiche durch Finishing nachbearbeitet sind.

Als vorteilhaft werden beispielsweise Ausführungsformen er- achtet, bei denen vorgesehen ist, dass die Härte des gehärte- ten Bereichs zwischen 600 HV und 800 HV liegt, vorzugsweise zwischen 650 HV und 750 HV.

Weiterhin wird bevorzugt, dass die Härte der nicht gehärteten Bereiche zwischen 300 HV und 600 HV liegt, vorzugsweise zwi- schen 400 HV und 450 HV.

Auch in diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Dichtflä- che zumindest abschnittsweise aus 42CrMo4 besteht.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht somit darin, eine geschlossene Härtespur um eine Hochdruckbohrung zu legen und den nachfolgenden Finish-Prozess so zu führen, dass der

gehärtete Bereich wenige um gegenüber dem"weichen"Bereich erhaben ist. Dadurch wird die Flächenpressung der Dichtung erhöht, was die Funktion der Dichtfläche verbessert. Außerdem wird die Gefahr der Kantenüberhitzung beseitigt.

Es wird darauf hingewiesen, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteilhafter Weise zur Bearbeitung beziehungsweise Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils eignet und dass dies wesentlich für die Erfindung ist.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Es zeigen : Figur 1 ein Flussdiagramm, dass einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, und Figur 2 eine schematische Darstellung einer Dichtfläche ei- nes Kraftstoffinjektors, als Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Bauteil.

Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren be- ginnt beim Schritt S1.

Beim Schritt S2 wird ein Kraftstoffinjektor 16 vorgesehen, der eine Dichtfläche 14 mit einer ersten Kraftstoffzulaufboh- rung 10 und mit einer zweiten Kraftstoffzulaufbohrung 12 auf- weist. Im Betrieb des Kraftstoffinjektors 16 stehen die Kraftstoffzulaufbohrungen 10,12 unter Hochdruck, so dass an die Dichtfläche 14 besondere Anforderungen gestellt werden.

Im Schritt S3 wird ein die erste Kraftstoffzulaufbohrung 10 ringförmig umgebender erster Bereich 18 der Dichtfläche 14 und ein die zweite Kraftstoffzulaufbohrung 12 ringförmig um- gebender zweiter Bereich 20 der Dichtfläche 14 durch einen

mit einem Galvoscanner gekoppelten Laser gehärtet. Dabei wird der Laserstrahl auf einer Kreisbahn mit so hoher Geschwindig- keit um die Kraftstoffzulaufbohrungen 10,12 herumgeführt, dass es zu einem gleichmäßigen Wärmeeintrag kommt. Die Kreis- frequenz kann dabei aufgrund der Verwendung des Galvoscanners bis zu 300 Hz betragen. Eine bevorzugte Breite der in diesem Fall kreisringförmigen gehärteten Bereiche beträgt 1 mm.

Im Schritt S4 wird Material der nicht gehärteten Bereich 28, 30,32 der Dichtfläche 14 mittels Finishing derart abgetra- gen, dass die gehärteten Bereich 18,20 erhaben sind. Für das in Rede stehende Beispiel wird bevorzugt, dass das Finishen die gehärteten Bereiche 18,20 um ca. 5 um zurücksetzt.

Beim Schritt S5 endet das dargestellte Verfahren.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch einen Kraftstoffinjektor 16, der eine Dichtfläche 14 aufweist, in der eine erste Kraftstoffzulaufbohrung 10 und eine zweite Kraftstoffzulauf- bohrung 12 vorgesehen sind. Die erste Kraftstoffzulaufbohrung 10 ist von einem ersten ringförmigen gehärteten Bereich 18 umgeben, der sich weder bis zum Rand 24 der ersten Kraft- stoffzulaufbohrung 10 noch bis zum Rand 22 der Dichtfläche 14 erstreckt. In ähnlicher Weise ist die zweite Kraftstoffzu- laufbohrung 12 von einem zweiten gehärteten Bereich 20 umge- ben, der sich ebenfalls weder bis zum Rand 26 der zweiten Kraftstoffzulauföffnung 12 noch bis zum Rand 22 der Dichtflä- che 14 erstreckt. Die nicht gehärteten Bereiche 28,30, 32 der Dichtfläche 14 sind durch einen Finishing-Prozess um ca.

5 um gegenüber den gehärteten Bereichen 18,20 zurückver- setzt. Dadurch, dass die gehärteten Bereiche 18,20 erhaben sind, wird die Flächenpressung der Dichtung erhöht, was die Funktion der Dichtfläche 14 insgesamt verbessert. Da sich keine der Bohrungen 10,12 bis zu einem Rand 22,24, 26 der Dichtfläche erstreckt, tritt das Problem der Kantenüberhit- zung nicht auf.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen so- wie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön- nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.