DE102008009030A1

DE102008009030A1 - Ventilnadel und Ventil

Info

Publication number: DE102008009030A1
Application number: DE200810009030
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr. Leuteritz; Orlaw Dr. Massler; Manfred Dr. Weiße
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-09-03

Abstract

Ein Ventil hat einen Ventilkörper (2), in dem ein Sitz (10) ausgebildet ist, und eine Ventilnadel (4), die einen Sitzbereich (9) hat, der in einer Schließposition der Ventilnadel (4) in Anlage ist mit dem Sitz (10) des Ventilkörpers (2). Der Ventilkörper (2) ist im Bereich des Sitzes (10) und/oder die Ventilnadel (4) ist in dem Sitzbereich mit einer Schichtenfolge aus mindestens einer ersten Haftschicht (14), einer ersten Verschleißschutzschicht (16), einer zweiten Haftschicht (18) und einer zweiten Verschleißschutzschicht (20) versehen, wobei die erste Verschleißschutzschicht (16) als Hartstoffschicht ausgebildet ist und die zweite Verschleißschutzschicht (20) als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilnadel und ein Ventil mit einem Ventilkörper, in dem ein Sitz ausgebildet ist, und mit einer Ventilnadel, die einen Sitzbereich hat, der in einer Schließposition der Ventilnadel in Anlage ist mit dem Sitz des Ventilkörpers.
Derartige Ventile werden insbesondere eingesetzt zum Zuführen von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen. Derartige Ventile werden beispielsweise mit Fluid, insbesondere Kraftstoff versorgt, das unter einem sehr hohen Druck steht, so zum Beispiel 2000 bar oder mehr bei Diesel-Brennkraftmaschinen. Derartige Ventile werden beispielsweise mittels Piezoantrieben angetrieben, die ein sehr schnelles Schaltverhalten haben und so mehrere Teileinspritzungen während eines Arbeitszyklusses eines Zylinders der Brennkraftmaschine ermöglichen. Je nach Betriebszustand erfolgen beispielsweise bis zu sechs Teileinspritzungen pro Arbeitszyklus des Zylinders.
In ihrer Schließstellung liegt die Ventilnadel mit ihrem Sitzbereich an einem Sitz eines Ventilkörpers des Ventils an. Bei jedem Einspritzvorgang wird die Ventilnadel in eine Position entfernt von der Schließposition gesteuert und anschließend wieder in die Schließposition gesteuert. Aufgrund der hohen Kräfte, mit denen die Ventilnadel in ihrem Sitzbereich in den Sitz des Ventilkörpers gedrückt wird, und der während des Betriebs sehr häufigen Bewegungen der Ventilnadel hin und weg von ihrer Schließposition ist die Ventilnadel einem sehr starken Verschleiß ausgesetzt. Beim Schließen des Einspritzventils treten Mikrorelativbewegungen des Sitzbereichs und des Sitzes des Ventilkörpers auf, die auch vor Erreichen der Fließgrenze zu hohen abrasiven Belastungen der Ventilnadel und des Ventilkörpers führen. Dadurch kann sich dann beispielsweise die jeweilige Einspritzmenge pro Arbeitszyklus und die Dichtheit verändern und gegebenenfalls ein Ausfall des Ventils auftreten.
Aus der DE 195 02 568 C1 ist eine harte, amorphe, wasserstofffreie Kohlenstoffschicht offenbart, die ein besonders hohes Elastizitätsmodul beziehungsweise eine hohe Härte aufweist. Die derartige Kohlenstoffschicht zeichnet sich durch ein besonders gutes Reib-Gleit-Verhalten aus.
Aus der DE 100 38 954 A1 ist ein Einspritzventil bekannt, dessen Ventilnadel mit einer metallischen Haftvermittlerschicht und einer darauf aufgebrachten diamantartigen Verschleißschutzschicht versehen ist. Die Dicke der Verschleißschutzschicht liegt im Bereich von 0,05 bis zu maximal 4 μm. Aufgrund der wachsenden Anforderungen an das Ventil beziehungsweise an die Ventilnadel, so z. B. die zunehmende Anzahl an Teileinspritzungen während eines Arbeitszyklusses eines Zylinders, sowie ansteigenden Temperaturen und ansteigenden Drücken und wachsenden Anforderungen an die Gesamtlebensdauer des Ventils beziehungsweise der Ventilnadel, können unter Umständen mit einer derartigen Verschleißschutzschicht diese Anforderungen nicht mehr erfüllt werden.
Aus der WO 01/61182 ist ebenfalls ein Ventil mit einer Ventilnadel bekannt, die mit einer diamantartigen Kohlenstoffschicht beschichtet ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilnadel und ein Ventil zu schaffen, die beziehungsweise das über eine lange Betriebszeitdauer zuverlässig sind.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Ventilnadel und ein Ventil mit einer Ventilnadel und mit einem Ventilkörper, in dem ein Sitz ausgebildet ist. Die Ventilnadel hat einen Sitzbereich, der in einer Schließposition der Ventilnadel in Anlage ist mit dem Sitz des Ventilkörpers. Der Ventilkörper ist im Bereich des Sitzes und/oder die Ventilnadel ist im Sitzbereich mit einer Schichtenfolge, insbesondere von innen nach außen bezüglich der Ventilnadel, aus mindestens einer ersten Haftschicht, einer ersten Verschleißschutzschicht und einer zweiten Haftschicht und einer zweiten Verschleißschutzschicht versehen, wobei die erste Verschleißschutzschicht als Hartstoffschicht ausgebildet ist und die zweite Verschleißschutzschicht als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildet ist.
Die Verschleißschutzschichten können so eine Dicke aufweisen, durch die sichergestellt werden kann, dass keine zu hohen Eigenspannungen auftreten, die zu einem Abplatzen der Verschleißschutzschichten führen können. Aufgrund der mehrfach vorhandenen Verschleißschutzschicht kann zum anderen die Ventilnadel beziehungsweise der Ventilkörper auch unter stark abrasiven Bedingungen für eine sehr lange Betriebsdauer geschützt werden.
Die Schichtstruktur hat ferner den Vorteil, dass jeweils ggf. dünner ausgebildete Verschleißschutzschichten eine höhere Elastizität und Zähigkeit haben als eine einzige entsprechend dicker ausgebildete Verschleißschutzschicht. Ist die Dicke einer einzigen Verschleißschutzschicht hingegen stark vergrö ßert, so kann sie nur noch äußert geringe Verformungen verkraften, ohne dass es zu einer Rissbildung kommt.
Die erste Verschleißschutzschicht ist als Hartstoffschicht ausgebildet. Eine derartige Hartstoffschicht, so z. B. CrN, zeichnet sich typischerweise aus durch eine große Härte und Zähigkeit, sowie einen geringen Verschleißkoeffizienten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Verschleißschutzschicht als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildet ist. Eine derartige diamantartige Kohlenstoffschicht zeichnet sich durch einen sehr hohen Kohlenstoffanteil aus und eine hohe Anzahl an tetragonalen Kohlenstoffbindungen, sogenannter sp³-Verbindungen. Diamantartige Kohlenstoffschichten besitzen diamantähnliche Eigenschaften und weisen so eine große Härte und einen geringen Verschleißkoeffizienten auf.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung steht die Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht und die Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander, wobei das vorgegebene Verhältnis der Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht zu der Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht größer eins ist.
Dies hat den Vorteil, dass der Verschleiß der als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildeten zweiten Verschleißschutzschicht besonders gering ist und somit eine besonders lange Haltbarkeit aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die erste Verschleißschutzschicht eine Schichtdicke zwischen 0,6 μm bis 1,6 μm auf.
Ist zusätzlich die Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht derart ausgebildet, dass das vorgegebene Verhältnis der Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht zu der Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht größer eins ist, so ist der Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht besonders gering. Dadurch weist die zweite Verschleißschutzschicht eine besonders lange Haltbarkeit auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die zweite Verschleißschutzschicht eine Schichtdicke zwischen 0,4 μm bis 1,0 μm auf.
Ist die Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht derart ausgebildet, dass das vorgegebene Verhältnis der Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht zu der Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht größer eins ist, so ist der Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht besonders gering. Dadurch weist die zweite Verschleißschutzschicht eine besonders lange Haltbarkeit auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die als Hartstoffschicht ausgebildete erste Verschleißschutzschicht als Chrom-Nitrid-Schicht ausgebildet.
Eine derartige Ausbildung der ersten Verschleißschutzschicht weist eine große Härte und einen geringen Verschleißkoeffizienten insbesondere bei einer Reibung mit Materialien aus Stahl auf. Somit reicht es typischerweise aus, entweder die Ventilnadel oder den Ventilkörper mit der Schichtenfolge zu versehen. Grundsätzlich können aber auch die Ventilnadel und der Ventilkörper mit der Schichtenfolge beschichtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildete zweite Verschleißschutzschicht als a-C:H-Schicht ausgebildet.
Eine derartige zweite Verschleißschutzschicht, die als amorphe diamantartige Kohlenstoffschicht mit vorgegebenen Wasserstoffanteil ausgebildet ist, zeichnet sich aus durch einen hohen Anteil sp³-Verbindungen, sogenannten tetragonalen Kohlenstoffverbindungen, die diamantähnliche Eigenschaften aufweist, wie eine große Härte und einen geringen Verschleißkoeffizienten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Haftschicht als Metallschicht ausgebildet.
Entsprechende Metallschichten zeichnen sich durch gute haftvermittelnde Eigenschaften für die Verschleißschutzschichten aus. Sie gewährleisten eine sehr gute Dauerhaltbarkeit der Verschleißschutzschichten wegen der guten Wärmeleitungseigenschaften von Metallen und einer damit verbundenen verbesserten Wärmeabführung von den Verschleißschutzschichten. Dies ist insbesondere beim Einsatz des Ventils beziehungsweise der Ventilnadel unter hohen Betriebstemperaturen ein wesentlicher Vorteil, da die einzelnen Verschleißschutzschichten besser gegen thermische Zerstörung geschützt sind. Durch die verbesserte Wärmeabführung kann insbesondere im Zusammenhang mit der als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildeten zweiten Verschleißschutzschicht äußerst wirksam eine Graphitisierung der diamantartigen Kohlenstoffschichten verhindert wer den, das heißt eine Umwandlung der sp³-Kohlenstoffbindung in graphittypische sp²-Kohlenstoffbindungen. So kann auch bei extremen Betriebsbedingungen über eine sehr lange Betriebsdauer der Verschleißschutz gewährleistet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein Ventil,
2a eine Vergrößerung eines Ausschnitts des Ventils gemäß 1 im Bereich einer Spitze einer Ventilnadel,
2b weitere Vergrößerungen der Ventilnadel im Bereich der Ventilspitze,
3 schematische Darstellung der Schichtenfolge.
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein Einspritzventil 1 weist einen Ventilkörper 2 auf mit einer Ausnehmung 3, in die eine Ventilnadel 4 eingebracht ist. Die Ventilnadel 4 hat eine Führung 5, in deren Bereich sie in der Ausnehmung 3 des Ventilkörpers 2 geführt ist. Die Ausnehmung 3 weist ein Sackloch 6 auf von dem eine Düsenöffnung 7 durch den Ventilkörper 2 nach außen geführt ist und durch die das Fluid in den Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugemessen wird. In dem Bereich einer Spitze 8 der Ventilnadel 4 hat die Ventilnadel 4 einen Sitzbereich 9, mit dem sie in der in der 1 dargestellten Schließposition mit einem Sitz 10 des Ventilkörpers 2 zur Anlage kommt und so das Sackloch 6 und damit auch die Düsenöffnung 7 von einer Zuführbohrung 11 zum Zuführen von Fluid abdichtet.
Die Ventilnadel 4 (in 2a und 2b) ist zumindest in ihrem Sitzbereich 9 mit einer im Folgenden beschriebenen Schichtenfolge beschichtet. Sie kann jedoch auch in einem weitergehenden Bereich, so zum Beispiel in dem gesamten Bereich der typischerweise kegelförmig ausgebildeten Spitze 8 der Ventilnadel 4 oder auch bis hin zu ihrer Führung 5 oder einschließlich ihrer Führung 5, mit der im Folgenden beschriebenen Schichtenfolge beschichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Ventilkörper 2 mit der Schichtenfolge zumindest im Bereich des Sitzes 10 des Ventilkörpers beschichtet sein. Bevorzugt ist jedoch die Ventilnadel 4 mit der Schichtenfolge beschichtet, da dies fertigungstechnisch einfacher ist.
Die Schichtenfolge besteht zumindest aus einer ersten Haftschicht 14, einer ersten Verschleißschutzschicht 16, einer zweiten Haftschicht 18 und einer zweiten Verschleißschutzschicht 20. Die Haftschichten 14, 18 sind so ausgebildet, dass sie ein gutes Haften der Verschleißschutzschichten 16, 20 gewährleisten. Die Haftschichten 14, 18 bestehen bevorzugt aus Metallen, so zum Beispiel Cr, Ti, Al, W. Aber auch andere dem Fachmann bekannte Ausbildungen der jeweiligen Haftschicht sind einsetzbar.
Die erste Haftschicht 14 und die erste Verschleißschutzschicht 16 sind der Ventilnadel 4 zugeordnet, so dass mittels der zweiten Haftschicht 18, die zweite Verschleißschutzschicht 20 gut auf der ersten Verschleißschutzschicht 16 haftet.
Die erste Verschleißschutzschicht 16 ist bevorzugt als Hartstoffschicht ausgebildet. Eine derartige Hartstoffschicht zeichnet sich typischerweise durch eine große Härte und große Zähigkeit aus, sowie eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit. Bevorzugt ist die erste Verschleißschutzschicht 16 als Chrom-Nitrid-Schicht (CrN) oder als Titanium-Nitrid-Schicht (TiN) ausgebildet. Grundsätzlich sind aber auch andere dem Fachmann bekannte Hartstoffschichten mit den benannten Eigenschaften einsetzbar.
Die zweite Verschleißschutzschicht 20 ist bevorzugt als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildet. Sie zeichnet sich durch einen sehr hohen Kohlenstoffanteil aus, wobei die Kohlenstoffatome eine hohe Anzahl an sp³-Verbindungen, sogenannten tetragonalen Kohlenstoffverbindungen, eingehen. Derartige diamantartige Kohlenstoffschichten werden auch als DLC-Schichten, als amorpher, diamantartiger Kohlenstoff a-C:H mit vorgegebenem Wasserstoffanteil bezeichnet. Der Abrasionsverschleißkoeffizient derartiger Schichten liegt dabei unter 1 × 10^–15 m³N^–1m^–1. Die Gleitreibungskoeffizienten dieser Schichten liegen im Trockenlauf bei μ < 0,2 und in dieselgeschmierten Anordnungen deutlich darunter.
Die Abscheidung derartiger Hartstoffschichten und/oder kohlenstoffhaltiger Verschleißschutzschichten kann beispielweise mittels eines CVD(= chemical vapour deposition)-Prozess erfolgen. Sie kann jedoch auch mittels eines Laserbogenplasma-Prozesses erfolgen. Aber auch andere dem Fachmann bekannte Herstellungsprozesse zur Abscheidung derartiger Verschleißschutzschichten sind einsetzbar.
In 3 ist eine schematische Darstellung von Schichtenfolgen auf der Ventilnadel 4 dargestellt. Natürlich kann die Schichtenfolge ebenso auf dem Ventilkörper 2 aufgebracht werden.
Dargestellt sind drei Ausgestaltungen der Schichtenfolge. In allen drei Ausgestaltungen ist auf der Ventilnadel 4 zunächst die erste Haftschicht 14 auf die Ventilnadel 4 aufgebracht. Die Ventilnadel 4 ist typischerweise aus Schnellarbeitsstahl gefertigt und weist bereits ohne Schichtenfolge eine hohe Festigkeit auf. Der Ventilkörper 2 ist typischerweise aus Einsatzstahl gefertigt, dass besonders an der Ventilkörper-Oberfläche besonders hart ausgebildet ist.
Die erste Haftschicht 14 ist bevorzugt wenige Hundertstel bis Zehntel μm dick, typischerweise 0,25 μm dick und zeichnet sich durch besonders gute haftvermittelnde Eigenschaften für die erste Verschleißschutzschicht 16 aus, zur Beschichtung zumindest des Sitzbereiches 9 der Ventilnadel 4. Derartig ausgebildete Haftschichten sind typischerweise nicht als Verschleißschutzschicht ausgebildet und somit nicht geeignet, als eine derartige Verschleißschutzschicht verwendet zu werden.
Die drei Ausgestaltungen der Schichtenfolge unterscheiden sich im Folgenden durch unterschiedlich ausgebildete Schichtdicken S1 und S2. Die Schichtenfolge zeichnen sich dadurch aus, dass die Schichtdicke S2 der zweiten Verschleißschutzschicht 20 kleiner der Schichtdicke S1 der ersten Verschleißschutzschicht 16 ist.
Zwischen der ersten und zweiten Verschleißschutzschicht 16 und 20 ist die zweite Haftschicht 18 aufgebracht, die wie die erste Haftschicht 14 bevorzugt wenige Hundertstel bis Zehntel μm dick ist und sich auszeichnet durch besonders gute haftvermittelnde Eigenschaften für die zweite Verschleißschutz schicht 20 zur Beschichtung auf der ersten Verschleißschutzschicht 16.
Weisen die Haftschichten 14, 18 eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, so wird auch bei einer hohen thermischen Belastung, wie sie bei Brennkraftmaschinen vorkommt, zuverlässig eine Graphitisierung der zweiten Verschleißschutzschicht 20 vermieden. So kann es von Vorteil sein auch zum Erreichen von weniger dicken aber auch von sehr dicken Gesamtschichtdicken eine Vielzahl von Haftschichten und Verschleißschutzschichten vorzusehen, um so die thermische Belastung der einzelnen Verschleißschutzschicht gering zu halten.
Typischerweise ist die zweite Verschleißschutzschicht 20 dem Sitzbereich 9 der Ventilnadel 4 und/oder dem Sitz 10 des Ventilkörpers 2 zugeordnet und stellt somit typischerweise den am meisten beanspruchten Bereich der Ventilnadel 4 und/oder des Ventilkörpers 2 dar, insbesondere während eines Einsatzes des Ventils 1 und/oder der Ventilnadel 4. Faktoren, die zu einer derartig hohe Beanspruchung der Ventilnadel 4 im Sitzbereich 9 und/oder Sitz 10 des Ventilkörpers 2 führen, sind beispielsweise die hohen Schließkräfte, so z. B. 1000 N, mit denen die Ventilnadel 4 im Sitzbereich 9 auf den Sitz 10 des Ventilkörpers 2 gedrückt wird. Weitere Faktoren sind beispielsweise die hohen Betriebstemperaturen und die hohe Fließgeschwindigkeit des Fluids, insbesondere wenn im Fluid enthaltene Partikel, so z. B. Metallpartikel und/oder Verunreinigungen, auf die in einer nicht in Schließposition befindlichen Ventilnadel 4 wirken. Diese Faktoren haben typischerweise eine hohe abrasive und/oder adhäsive Verschleißwirkung auf die Ventilnadel 4 und/oder den Ventilkörper 2 und somit auf die zweite Verschleißschutzschicht 20. Gerade im Sitzbereich 9 der Ventilnadel 4 und/oder im Sitz 10 des Ventilkörpers kann die zweite Verschleißschutzschicht 20 derart beansprucht sein, dass diese abplatzt oder verschlissen wird. Insbesondere während des Einlaufens eines neuen Ventils 1, ist der Sitzbereich 9 der Ventilnadel 4 und/oder der Sitz 10 des Ventilkörpers 2 besonders stark beansprucht. Dies kann sogar bis zu einem Komplettabtrag der zweiten Verschleißschutzschicht 20 führen. Bei komplett abgetragener zweiter Verschleißschutzschicht 20 wirkt die unter der zweiten Verschleißschutzschicht 20 befindliche als Hartstoffschicht ausgebildete erste Verschleißschutzschicht 16 als weiterer Verschleißschutz der Ventilnadel 4 und/oder des Ventilkörpers 2. Die erste Verschleißschutzschicht 16 weist eine derart harte und zugleich zähe Eigenschaft auf, dass ein weiterer Verschleiß der ersten Verschleißschutzschicht 16 nahezu gestoppt wird, so dass im Sitzbereich 9 der Ventilnadel 4 und/oder im Sitz 10 des Ventilkörpers 2 ein Durchbrechen der noch vorhandenen Schichtenfolge auf die Oberfläche der Ventilnadel 4 und/oder auf die Oberfläche des Ventilkörpers 2 verhindert wird und somit eine sehr lange Betriebsdauer des Ventils 1 gewährleistet wird.
Der Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht 20 ist umso geringer, je größer die Schichtdicke S1 der ersten Verschleißschutzschicht 16 gegenüber der Schichtdicke S2 der zweiten Verschleißschutzschicht 20 ist. Besonders vorteilhaft ist ein Verhältnis, bei der die Schichtdicke S1 der ersten Verschleißschutzschicht 16 zur Schichtdicke S2 der zweiten Verschleißschutzschicht 20 größer eins ist. Ein derartiges Verhältnis hat zur Folge, dass der Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht 20 insbesondere beim Einsatz der Ventilnadel 4 besonders gering ist und das Ventil 1 beziehungsweise die Ventilnadel 4 eine besonders hohe Haltbarkeit aufweist. Dabei hat sich gezeigt, dass der Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht 20 bei einer Schichtdicke S1 der ersten Verschleißschutzschicht 16 zwischen 0,6 μm bis 1,6 μm und einer Schichtdicke S2 der zweiten Verschleißschutzschicht 20 zwischen 0,4 μm bis 1,0 μm besonders gering ist.
Grundsätzlich können neben der ersten und zweiten Haftschicht 14, 18 und der ersten und der zweiten Verschleißschutzschicht 16, 20 noch weitere Haftschichten und weitere Verschleißschutzschichten vorgesehen sein. Durch entsprechende Prozessführung bei der Abscheidung der Haftschichten und der Verschleißschutzschichten kann auch ein allmählicher Übergang von der jeweiligen Haftschicht zu der Verschleißschutzschicht und umgekehrt erfolgen. Dadurch können dann auch im Bereich des Übergangs entsprechend angepasste tribologische Eigenschaften sichergestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19502568 C1 [0004]
- DE 10038954 A1 [0005]
- WO 01/61182 [0006]

Claims

Ventilnadel (4) für ein Ventil (1), die einen Sitzbereich (9) hat mit einer darauf aufgebrachten Schichtenfolge aus mindestens einer ersten Haftschicht (14), einer ersten Verschleißschutzschicht (16), einer zweiten Haftschicht (18) und einer zweiten Verschleißschutzschicht (20), wobei die erste Verschleißschutzschicht (16) als Hartstoffschicht ausgebildet ist und die zweite Verschleißschutzschicht (20) als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildet ist.
Ventilnadel (4) nach Anspruch 1, bei der die Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht (16) und die Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht (20) in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen, wobei das vorgegebene Verhältnis der Schichtdicke der ersten Verschleißschutzschicht (16) zu der Schichtdicke der zweiten Verschleißschutzschicht (20) größer eins ist.
Ventilnadel (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die erste Verschleißschutzschicht (16) eine Schichtdicke zwischen 0,6 μm bis 1,6 μm aufweist.
Ventilnadel (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die zweite Verschleißschutzschicht (20) eine Schichtdicke zwischen 0,4 μm bis 1,0 μm aufweist.
Ventilnadel (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die als Hartstoffschicht ausgebildete erste Verschleißschutzschicht (16) als Chrom-Nitrid-Schicht ausgebildet ist.
Ventilnadel (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die als diamantartige Kohlenstoffschicht ausgebildete zweite Verschleißschutzschicht (20) als a-C:H-Schicht ausgebildet ist.
Ventilnadel (4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Haftschicht als Metallschicht ausgebildet ist.
Ventil mit einem Ventilkörper (2), in dem ein Sitz (10) ausgebildet ist, und mit einer Ventilnadel (4) gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, die einen Sitzbereich (9) hat, der in einer Schließposition der Ventilnadel (4) in Anlage ist mit dem Sitz (10) des Ventilkörpers (2), wobei der Ventilkörper (2) zumindest im Bereich des Sitzes (10) und/oder die Ventilnadel (4) zumindest in dem Sitzbereich (9) mit der Schichtenfolge ausgebildet ist.