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Die
Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen
Pumpe-Düse-Injektor,
für Dieselmotoren
mit einer Filtereinrichtung zum Filtrieren des durch den Kraftstoffinjektor
einzuspritzenden Kraftstoffs, um vor allem die Einspritzöffnungen
des Kraftstoffinjektors vor einem Verstopfen zu schützen.
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Kraftstoffinjektoren
weisen einen Düsenkörper und
einen Injektorkörper
auf, die mittels einer Spannhülse
axial zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Je nach Bauart des
Kraftstoffinjektors kann der Injektorkörper weiter unterteilt sein,
wobei beispielsweise bei einem Pumpe-Düse-Injektor der Injektorkörper in
einen Federkörper
bzw. Federhalter und einen Pumpenkörper aufgeteilt ist, der ein
Steuerventil meist seitlich auskragend aufweist. Federkörper und
Pumpenkörper
werden ebenfalls von der Spannhülse
zusammengespannt. Andere Kraftstoffinjektoren mit mehr- oder einteiligem
Injektorkörper
finden sich im Stand der Technik, wobei die Spannhülse die
Hauptbestandteile des Kraftstoffinjektors miteinander zusammenspannt.
Der Kraftstoffinjektor ist in ein Gehäuse einer Brennkraftmaschine,
meist einem Zylinderkopf, einsetzbar und versorgt die Brennräume der
Brennkraftmaschine mit Kraftstoff.
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Der
vom Kraftstoffinjektor geförderte
Kraftstoff (Pumpe-Düse-Konzept) oder der
unter Hochdruck stehende, durch den Kraftstoffinjektor hindurch geförderte Kraftstoff
(Common-Rail-Konzept)
gelangt innerhalb des Kraftstoffinjektors über Leitungen zum Düsenkörper und
wird dort nach Überschreiten
eines Düsennadelöffnungsdrucks über Düsenöffnungen
in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
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Da
der Kraftstoff niemals völlig
frei von Teilchenverunreinigungen sein kann, z. B. aufgrund von Spänen und
Staub im Zylinderkopf, und um daher die sehr kleinen Düsenöffnungen
im Düsenkörper vor Verstopfungen
zu schützen
und daraus folgende Einspritzmengenveränderungen sowie ungenaue Einspritzstrahlcharakteristiken
zu vermeiden, ist es notwendig, den vom Kraftstoffinjektor einzuspritzenden Kraftstoff
zu filtern und so das Risiko einer Verstopfung zu verhindern bzw.
zu minimieren.
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Hierbei
sind im Stand der Technik im Bereich eines ringförmigen Kraftstoffzulaufs zum
Kraftstoffinjektor in einer Düsenspannmutter,
vergleichsweise große
Bohrungen vorgesehen, die zu einer zum Steuerventil gelangenden
Zuleitung innerhalb des Kraftstoffinjektors führen. Die Bohrungen der Düsenspannmutter
sind hierbei am Umfang der Düsenspannmutter
gleichmäßig verteilt,
wobei in Umfangsrichtung um die Bohrungen herum ein in der Düsenspannmutter
festgelegter ringförmiger
Filter eingesetzt ist.
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Ferner
offenbart die
DE 197
52 834 A1 eine Düsenspannmutter,
welche eine Filterfunktion ohne zusätzlich eingesetzten Ringfilter
realisiert. In einem Zulaufbereich an der Düsenspannmutter sind eine Vielzahl
von Filterbohrungen vorgesehen, die dabei in mehreren Reihen gleichmäßig über den
Umfang der Düsenspannmutter
verteilt angeordnet sind. Der Durchmesser der Filterbohrungen beträgt vorzugsweise
30 bis 90μm
und die Filterbohrungen sind bevorzugt konisch ausgebildet. Ferner
ergibt sich bei einer bevorzugten Herstellungsweise mittels eines
gepulsten Elektronen- oder Laserstrahls eine schraubenlinienförmige Reihe
von Filterbohrungen in Umfangsrichtung in der Umfangswand der Düsenspannmutter.
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Da
eine Spannhülse
an einem Kraftstoffinjektor hohen thermischen (–40°C bis 150°C) und hohen mechanischen Belastungen
(Vibrationsbelastung durch einen im Kraftstoffinjektor arbeitenden
Piezostack) ausgesetzt ist, sollte diese möglichst keine Sollbruchstellen
aufweisen, damit eine Dauerhaltbarkeit einer solchen Spannhülse gewährleistet
ist. Darüber
hinaus ist eine Spannhülse
mit in Umfangsrichtung ohne Unterbrechung ausgestalteter Umfangswand
bei gleicher Festigkeit schlanker zu konstruieren, was innerhalb
eines Zylinderkopfs weniger Platz notwendig macht. Ferner besteht
bei einer Spannhülse
mit integraler Filterfunktion das Problem, dass Spannhülse und
Filter aus demselben Material gefertigt sind. Dies macht einerseits
einen Kompromiss bei der Bearbeitung der Spannhülse bzw. des Filters notwendig,
da die Spannhülse
andere Voraussetzungen für
deren Bearbeitung hat, als der in ihr vorgesehene Filter. Andererseits
muss ein Kompromiss bei den geeigneten Materialien gefunden werden,
da unterschiedliche Anforderungen an diese existieren. So soll der
Filter eine möglichst
gute Filtrierfunktion zur Verfügung
stellen, wohingegen die Spannhülse
eine möglichst
dauerhafte, feste Verbindung zwischen den Hauptkomponenten des Kraftstoffinjektors
zur Verfügung
stellen muss. Hierbei ist das Hauptaugenmerk auf die Integrität des Kraftstoffinjektors
gerichtet, sodass meist Abstriche am Filter gemacht werden müssen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung einen verbesserten Kraftstoffinjektor
zur Verfügung
zu stellen, der insbesondere dauerhaft haltbar und dauerhaft funktionstüchtig ist.
Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen einfachen und kostengünstigen Kraftstofffilter
für einen
Kraftstoffinjektor, insbesondere für einen Pumpe-Düse-Injektor,
bereitzustellen, ohne dass die Funktionsfähigkeit einer Spannhülse, insbesondere
einer Düsenspannmutter,
beeinträchtigt
ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mittels eines Kraftstoffinjektors gelöst, dessen
Spannhülse
bzw. Spannhülsen
nur noch Aufgaben wahrnehmen, die neben einer äußerlichen Gestaltung für das Vorsehen
einer Abdichtung zwischen Kraftstoffinjektor und einem Zylinderkopf
der gegenseitigen Verspannung von Hauptkomponenten des Kraftstoffinjektors
dienen. Sekundäraufgaben,
wie eine Filtrierung bzw. ein Kraftstoffzu- oder -rücklaufanschluss,
sind separat von den Spannhülsen
vorgesehen. Insbesondere wird hierbei ein Kraftstoffinjektor mit
einer Düsenspannmutter
realisiert, die keine Filterein- bzw. -vorrichtung enthält, und
am Kraftstoffinjektor räumlich unabhängig von
der Düsenspannmutter
ein Kraftstofffilter an einem Injektorkörper vorgesehen ist. Ferner
wird die Aufgabe der Erfindung mittels einer Spannhülse, insbesondere
einer Fußspannmutter, gelöst, die
keine Ein- bzw. Vorrichtung für
einen Kraftstoffrücklaufanschluss
enthält.
Der Kraftstoffrücklaufanschluss
ist hierbei räumlich
getrennt von der Fußspannmutter
ausgebildet.
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Durch
das Auftrennen von Primär-
(gegenseitiges Verspannen der Hauptkomponenten des Kraftstoffinjektors)
und einer Sekundäraufgabe
(Filtrierung des zulaufenden Kraftstoffs bzw. Anschlusseinrichtung
für einen
Kraftstoffzu- bzw. -rücklauf)
von Spannhülsen
ist es möglich,
die entsprechende Spannhülse
ganz nach ihrer Primäraufgabe
auszulegen, zu gestalten und zu bearbeiten; was ebenfalls auch für das Bauteil
gilt, welches die ausgegliederte Sekundäraufgabe übernimmt. Hierbei ist eine
Optimierung der Materialien und daher auch eine Optimierung der
Bearbeitungsmethoden für
das jeweilige Werkstück
möglich.
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Im
Einzelnen nimmt hierbei die Düsenspannmutter – neben
der Abdichtungsaufgabe für
den Kraftstoffinjektor gegenüber
einem Brennraum einer Brennkraftmaschine – nur die Aufgabe des Zusammenspannens
eines Düsenkörpers mit
dem Injektorkörper
wahr, wodurch die Düsenspannmutter
in Bezug auf diese Aufgabe und in Bezug auf die im Einsatz des Kraftstoffinjektors
herrschenden Bedingungen ausschließlich auslegbar ist. In Bezug
auf die Abdichtungsaufgabe zwischen Kraftstoffinjektor und Brennraum
ist die Düsenspannmutter
in ihrer inneren Struktur nicht verändert; es muss hierfür nur außen an der
Düsenspannmutter
eine Dichtfläche
zur Verfügung
stehen. Eine die Filterfunktion zur Verfügung stellende Filterhülse kann
eben falls ganz auf ihre Filtrierfunktion und ihre späteren Einsatzbedingungen ausgelegt
werden.
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Selbiges
gilt für
die Dimensionierung der Fußspannmutter,
die ganz auf deren mechanische und thermische Belastung zugeschnitten
werden kann, und auch auf einen Kraftstoffrücklaufanschluss, welcher den
hierfür
notwendigen Aufgaben und herrschenden Bedingungen anpassbar ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind am Kraftstoffinjektor zwei getrennt voneinander
angeordnete Spannhülsen,
eine Düsenspannmutter
und eine Fußspannmutter,
vorgesehen, wobei die Düsenspannmutter
den Düsenkörper mit einem
Federhalter bzw. Federkörper
des Injektors aneinander festgelegt verbindet, und die Fußspannmutter
den Federhalter mit einem Fußkörper des
Injektors aneinander festgelegt verbindet. Hierbei ist zwischen
den beiden Spannhülsen
eine Kraftstofffilterhülse
zum Filtrieren des zufließenden
Kraftstoffs am Federhalter und eine Kraftstoffrücklaufhülse zum Fluidanschluss für einen
Kraftstoffrücklauf
ebenfalls am Federhalter vorgesehen. Bevorzugt ist hierbei die Kraftstofffilterhülse zur
Düsenspannmutter
direkt benachbart vorgesehen, wohingegen die Kraftstoffrücklaufhülse benachbart
zum Fußkörper vorgesehen
ist.
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Die
beiden Spannhülsen
weisen eine hohe Festigkeit auf, da an bzw. in diesen keine weitere
Vorrichtungen bzw. Einrichtungen vorgesehen werden müssen, die
andere Aufgaben übernehmen,
da diese Aufgaben von der Kraftstofffilterhülse bzw. der Kraftstoffrücklaufhülse übernommen
werden. Hierbei kann die Düsenspannmutter
aus einem anderen Material als die Kraftstofffilterhülse bzw.
die Fußspannmutter
aus einem anderen Material als die Kraftstoffrücklaufhülse hergestellt werden. Dies
hat den großen
Vorteil, dass eine getrennte Bearbeitung der Bauteile und somit
der durch die Bauteile erzielbaren Ergebnisse möglich ist.
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Es
ist zum Beispiel bei der Kraftstofffilterhülse nicht mehr notwendig, darauf
zu achten, in wieweit eine Spannhülse mit Filterbohrungen durch
die Filterbohrungen geschwächt
wird, sodass bei der erfindungsgemäßen Kraftstofffilterhülse im Vergleich
mit einer Düsenspannmutter
mit Filterbohrungen, ein größerer Öffnungsquerschnitt
für den
durchfließenden
Kraftstoff bereitgestellt werden kann. Hierbei ist ein Ringspalt
zwischen Kraftstofffilterhülse
und Federhalter auf die Abmaße
der Filterbohrungen abgestimmt, wobei dieser entweder in einem ähnlichen Bereich
wie die Durchmesser der Kraftstoffbohrungen liegt, sodass der Ringspalt
ebenfalls als Kraftstoffzulauf mit Filterfunktion genutzt werden
kann, oder der Ringspalt kleiner als die Filterbohrungen ist, sodass
zwar ebenfalls eine Filterfunktion mit Zuflussfunktion gewährleistet
ist, aber nicht mehr in einem solchen Ausmaß wie im vorherigen Beispiel.
Bevorzugt ist jedoch der Ringspalt zwischen Filterhülse und
Federhalter im Bereich eines Durchschnittsdurchmessers der Filterbohrungen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist zwischen der Kraftstofffilterhülse und der Kraftstoffrücklaufhülse und
zwischen der Kraftstoffrücklaufhülse und
der Fußspannmutter
jeweils eine Dichteinrichtung, insbesondere ein O-Ring, vorgesehen.
Diese O-Ringe liegen im eingebauten Zustand des Kraftstoffinjektors
an entsprechenden kreisringförmigen
Dichtflächen
im Zylinderkopf an, sodass zwischen dem Kraftstoffinjektor und dem
Zylinderkopf jeweils zwei getrennte kreisringförmige Kraftstoffführungsbereiche
ausgebildet sind, die einerseits großzügig ausgelegt werden können und
andererseits räumlich
voneinander getrennt sind. Dies ermöglicht es, zu jedem Betriebspunkt
des Kraftstoffinjektors, dem Kraftstoffinjektor ausreichend Kraftstoff
zu- bzw. vom Kraftstoffinjektor abzuführen, ohne dass der Kraftstoffinjektor
gegen zu viel Fluidwiderstand im Zu- bzw. Rücklauf gegenarbeiten muss.
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Darüber hinaus
wird durch eine separate Ausbildung der Kraftstofffilterhülse und
der Fußspannmutter
ein Verquetschen und ein Verklemmen der O-Ringe bei einem Schrägsitz des
Kraftstoffinjektors im Zylinderkopf vermieden. Ferner ist der Kraftschluss
am Dichtring, der den Kraftstoffzulauf abdichtet, von den stirnseitigen
Aufsitzflächen
des Kraftstoffinjektors am Zylinderkopf entkoppelt, was die Dauerhaltbarkeit
der Dichteinrichtung erhöht
und sie beim Einbau gegenüber
Beschädigungen
unempfindlich macht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Filterbohrungen in einer Spirale mit 5,21
Umläufen
in Umfangsrichtung im die Kraftstofffilterhülse eingebracht, wobei je Umdrehung
144 Filterbohrungen vorgesehen sind, sodass sich eine Anzahl von
750±1
Filterbohrungen ergibt, die bei der erfindungsgemäßen Ringraumausbildung
des Kraftstoffzulaufs alle bzw. nahezu alle eine Filteraufgabe übernehmen.
Ein bevorzugter Durchmesser einer jeweiligen Filterbohrung beträgt 75μm, wobei
eine Toleranz von –25μm bis +15μm vorgesehen
ist. Ein bevorzugter Werkstoff für
die erfindungsgemäße Kraftstofffilterhülse ist
42CrMo4.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist eine Umfangswand der Kraftstofffilterhülse im Profil
L-förmig,
was bei einem erfindungsgemäß ringförmig vorgesehenen
Kraftstoffführungsbereich
ein gutes Strömungsverhalten
des Kraftstoffs beim Zulaufen und Absteuern (Schockwellen im Kraftstoff)
ergibt, wodurch Erosionsschäden
im Zylinderschaft vermieden werden können.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
düsenseitigen
Abschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors
mit einer zwischen zwei Spannmuttern angeordneten Kraftstofffilterhülse; und
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2 die
Kraftstofffilterhülse
aus 1 in einer vergrößerten Darstellung, sowie eine
Ausschnittsvergrößerung Y
der Kraftstofffilterhülse.
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Der
in 1 dargestellte, brennraumseitige Abschnitt eines
Kraftstoffinjektors 1 ist ein Abschnitt eines Pumpe-Düse-Injektors, wobei
sich die folgenden Ausführungen
nicht ausschließlich
auf einen Pumpe-Düse-Injektor
beziehen sollen, sondern ausdrücklich
andere Kraftstoffinjektoren umfassen soll, wie zum Beispiel Kraftstoffinjektoren
für Common-Rail-Systeme.
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Der
sich in einer Längsrichtung
L erstreckende, in 1 dargestellte Kraftstoffinjektor 1 ist
in ein Gehäuse 2 einer
Brennkraftmaschine, insbesondere in einen Zylinderkopf 2 eingesetzt,
wobei der Zylinderkopf 2 an einer Längsseite des Kraftstoffinjektors 1 ausschnittsweise
vergrößert und
nur schematisch dargestellt ist. Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor 1 weist
dabei einen Düsenkörper 40 und
einen Injektorkörper 50 auf,
der bei dieser Ausführungsform aus
einem Federkörper 50 bzw.
Federhalter 50 und einem Fußkörper 60 gebildet ist.
Andere Ausführungsformen
des Kraftstoffinjektors 1 sind natürlich möglich, wobei der Injektorkörper 50 zum
Beispiel auch im Wesentlichen einstückig ausgebildet sein kann.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Düsenkörper 40 mittels
einer Düsenspannmutter 10 am
Federkörper 50 lösbar axial
gegeneinander mit ihm verspannt festgelegt. Ferner ist der Federkörper 50 mittels
einer Fußspannmutter 30 am
Fußkörper 60 lösbar, axial
gegeneinander mit ihm verspannt festgelegt.
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Der
Fußkörper 60 weist
hierbei einen in einem Pumpengehäuse
axial geführten
Pumpenkolben auf, der von einem Stößel und einem Nocken einer
Nockenwelle entgegen einer Rückstellkraft
einer Feder axial hin- und hergehend bewegt wird (in den Figuren
nicht dargestellt). Ferner weist der Fußkörper 60 ein Steuerventil
auf, das mittels eines Steuerkolbens einen Kraftstoffdurchfluss
durch einen Zulaufkanal, der innerhalb des Kraftstoffinjektors 1 ausgebildet
ist, in Übereinstimmung
mit einer Position des Pumpenkolbens steuert (ebenfalls nicht dargestellt).
Bevorzugt ist hierbei das Steuerventil mittels eines Piezoantriebs
betätigt.
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Der
in den Figuren nicht dargestellte Kraftstoffzulaufkanal des Kraftstoffinjektors 1 wird
von einem bevorzugt als Ringraum ausgebildeten Kraftstoffzulauf 52 mit
Kraftstoff versorgt. Hierbei ist der Kraftstoffzulauf 52,
ebenfalls wie ein weiter unten erläuterter Kraftstoffrücklauf,
als um den Kraftstoffinjektor 1 vollständig herumlaufender Ringraum
ausgebildet. Andere Ausführungsformen
des Kraftstoffzulaufs 52 bzw. des Kraftstoffrücklaufs
sind natürlich
ebenso möglich.
So ist es denkbar, den entsprechenden Ringraum nicht vollständig umlaufend,
sondern nur teilweise umlaufend vorzusehen. Darüber hinaus ist es möglich, den
Kraftstoffzulauf 52 bzw. den Kraftstoffrücklauf einfach
als radial nach innen in den Kraftstoffinjektor 1 weisende
Bohrung vorzusehen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausführungsform
des Kraftstoffinjektors 1 ist um den Kraftstoffzulauf 52 ein
als Hülse
ausgebildeter Kraftstofffilter 20 vorgesehen. Hierbei ist
das Kraftstofffilter 20 unabhängig von der Düsenspannmutter 10 vorgesehen. Bei
der erfindungsgemäßen Ausführungsform schließt sich
in Längsrichtung
L des Kraftstoffinjektors 1 das Kraftstofffilter 20 direkt
an die Düsenspannmutter 10 am
Federkörper 50 an.
Düsenspannmutter 10 und
Kraftstofffilter 20 sind hierbei unabhängig voneinander am Kraftstoffinjektor 1 vorsehbar und
werden sequentiell montiert. Hierbei wird zuerst das Kraftstofffilter 20 auf
den Federkörper 50 gescho ben,
wonach dieser anschließend
mit dem Düsenkörper 40 mittels
der Düsenspannmutter 10 verschraubt wird.
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Der
als Ringraum ausgebildete Kraftstoffzulauf 52 ist hierbei
bevorzugt als Ringausnehmung im Federkörper 50 vorgesehen.
Möglich
ist jedoch auch, den Kraftstoffzulauf 52 als Ringausnehmung
im Kraftstofffilter 20 vorzusehen, sowie aus Ringausnehmungen
zu bilden, die sich sowohl außen
im Federkörper 50,
als auch innen im Kraftstofffilter 20 befinden. Selbiges
gilt für
den Kraftstoffrücklauf,
wobei hier jedoch in einer bevorzugten Ausführungsform der Ringraum nicht
im Federkörper 50,
sondern innen im entsprechenden Kraftstoffrücklaufanschluss vorgesehen
ist.
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Axial
in Richtung auf den Fußkörper 60 zu schließt sich
an das Kraftstofffilter 20, abgesehen von einem Dichtring 80,
ein Kraftstoffrücklaufanschluss 70 an.
Dieser Kraftstoffrücklaufanschluss 70 ist
durch eine Hülse
gebildet, die als Anschluss für
einen Rücklauf
des Kraftstoffs durch den Zylinderkopf dient. Hierfür weist
der Zylinderkopf eine Rücklaufbohrung
(in den Figuren nicht dargestellt) auf, durch welche der Kraftstoff
abfließen
kann. In einer ähnlichen
Art und Weise ist im Zylinderkopf 2 eine Zulaufbohrung
auf Höhe
des Kraftstoffzulaufs 52 des Kraftstofffilters 20 vorgesehen.
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Wiederum
axial in Richtung auf den Fußkörper 60 zu
schließt
sich an den Kraftstoffrücklaufanschluss 70 die
Fußspannmutter 30 an,
die den Federkörper 50 mit
dem Fußkörper 60 festlegt
zusammenspannt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Düsenspannmutter 10,
das Kraftstofffilter 20, der Kraftstoffrücklaufanschluss 70 und
die Fußspannmutter 30 als
vier voneinander unabhängige,
im Wesentlichen hülsenförmige, radial-symmetrische
Bauteile ausgelegt. Ein funktionelles Verbinden der Einzelaufgaben
dieser vier Teile ist natürlich
möglich,
worauf jedoch auf die unterschiedlichen Anforderungen beim Bearbeiten
und im späteren
Einsatzgebiet bzw. der späteren
Einsatzaufgabe zu achten ist. So ist es beispielsweise möglich, das
Kraftstofffilter 20 mit dem Kraftstoffrücklaufanschluss 70 einstückig auszubilden.
Ferner ist es bei einer anderen Ausführungsform möglich, den
Kraftstoffrücklaufanschluss 70 an
der Fußspannmutter 30 vorzusehen.
Nicht ratsam ist jedoch hingegen alle vier Bestandteile als ein einziges
Bauteil vorzusehen da durch Filterbohrungen des Kraftstofffilters 20 die
Struktur eines solchen Bauteils zu stark geschwächt würde. Beim Zusammenschalten
von Bauteilen ist auf die entsprechenden Dichtungen bzw. Dichtflächen im
Zylinderkopf 2 Rücksicht
zu nehmen.
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Im
in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
befindet sich zwischen dem Kraftstofffilter 20 und dem
Kraftstoffrücklaufanschluss 70 ein
Dichtring 80 und zwischen dem Kraftstoffrücklaufanschluss 70 und
der Fußspannmutter 30 ebenfalls ein
Dichtring 82, wobei die Dichtringe 80, 82 bevorzugt
als O-Ringe ausgebildet sind. Die Dichtringe 80, 82 wirken
im mit dem Zylinderkopf 2 montierten Zustand des Kraftstoffinjektors 1 mit
einer jeweiligen Dichtfläche 90, 92 am
Zylinderkopf 2 zusammen. Hierbei bilden sich zwei übereinander
angeordnete Kraftstoffführungsbereiche 54, 74 zwischen
Zylinderkopf 2 und Kraftstoffinjektor 1 aus. Der
Kraftstoffführungsbereich 54 versorgt
hierbei den Kraftstoffzulauf 52 (durch das Kraftstofffilter 20 hindurch)
des Kraftstoffinjektors 1 mit Kraftstoff, und der Kraftstoffführungsbereich 74 erhält Kraftstoff
vom Kraftstoffrücklauf 72 (durch
den Kraftstoffrücklaufanschluss 70 hindurch)
des Kraftstoffinjektors 1. Die beiden Kraftstoffführungsbereiche 54, 74 sind
mittels des Dichtrings 80 gegeneinander fluidgedichtet,
sodass zwischen den beiden Kraftstoffführungsbereichen 54, 74 keine direkte
Fluidkommunikation stattfindet. Bevorzugt sind die beiden Kraftstoffführungsbereiche 54, 74 kreisringförmig ausgelegt,
sodass, zusammen mit dem kreisringförmigen Kraftstoffzulauf 52 bzw.
zusammen mit dem kreisringförmigen
Kraftstoffrücklauf 72 eine,
in Umfangsrichtung um den Kraftstoffinjektor 1 herum, umlaufende
Fluidkommunikation möglich ist.
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2 zeigt
das erfindungsgemäße Kraftstofffilter 20 für den Kraftstoffinjektor 1,
wobei das Kraftstofffilter 20 als Filterhülse bzw.
Filterrohr ausgebildet ist.
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Das
Kraftstofffilter 20 weist eine Vielzahl von Filterbohrungen 22 auf,
die in Umfangsrichtung um die Umfangswand 24 umlaufen und
bevorzugt mit gleichem Abstand zueinander regelmäßig verteilt sind. In einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind hierbei die Filterbohrungen 22 in Umfangsrichtung
der Umfangswand 24 als Spirale ausgebildet, die im Wesentlichen
senkrecht zur Längsachse
L des Kraftstofffilters 20 angeordnet ist. Hierdurch entsteht
ein Kraftstofffilter 20 der in einem Umfangsring perforiert
ist. Bevorzugt ist dieser Umfangsring in einer Längsmitte des Kraftstofffilters 20 angeordnet.
Andere Positionen sind natürlich,
ebenso wie eine vollständige
Perforation der Umfangswand über ihre
gesamte Längserstreckung
hinweg. Andere Ausführungsformen
der Anordnung der Filterbohrungen 22 sind natürlich möglich. So
ist es möglich,
die Filterbohrungen 22 nicht als Spirale, sondern als Kreisringe
in die Umfangswand 24 einzubringen, was je nach gewählter Methode
des Einbringens der Filterbohrungen 22 mehr oder weniger
vorteilhaft ist. Ferner ist es möglich,
statt der im Kraftstofffilter 20 vorgesehenen Filterbohrungen 22 entsprechend
dünne Filterschlitze
vorzusehen, die längs
und/oder quer und/oder diagonal verlaufen können.
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Eine
Umfangswand 24 des Kraftstofffilters 20 hat im
Querschnittsprofil die Form eines L mit kurzem Schenkel, die im
Detail Y der 2 vergrößert zu sehen ist.
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Ferner
sind im Detail Y der 2 drei Filterbohrungen 22 und
ein Übergangsbereich
der Umfangswand 24 vom langen Schenkel des L zum kurzen
Schenkel des L zu sehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Filterbohrungen 22 Zylinderbohrungen
mit einem mittleren Durchmesser von 75μm. In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung können
diese Filterbohrun gen 22 konisch sein, wobei bevorzugt
der größere Durchmesser
des Konus außen
am Kraftstofffilter 20 vorgesehen ist.
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Der Übergang
vom langen zum kurzen Schenkel des L findet bevorzugt in einem 45°-Winkel statt,
wobei der im Detail Y zu sehende Übergangsradius vom langen Schenkel
des L zum kurzen Schenkel des L bevorzugt 0,4mm beträgt.
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Die
Herstellung der Filterbohrungen 22 des Kraftstofffilters 20 findet
bevorzugt mittels eines gepulsten Elektronen- oder Laserstrahls
statt, wobei je Puls eine Filterbohrung 22 herstellt wird.
Hierbei wird das Kraftstofffilter 20 um seine eigene Längsachse
L gedreht. Je nach Dauer und Intensität der Energiepulse lässt sich
der Durchmesser, die Form und Ausbildung der Filterbohrungen 22 beeinflussen.
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Bei
der Herstellung der Filterbohrungen 22 ist darauf zu achten,
dass nach einem Durchstoßen des
Energiestrahls durch die Umfangswand 24 des Kraftstofffilters 20 hindurch,
die gegenüberliegende Innenseite
der Umfangswand 24 nicht beschädigt wird und eventuell dort
schon vorhandene Filterbohrungen 22 verändert werden. Ferner kann es
bei der Herstellung der Filterbohrungen 22 notwendig sein auf
eine Gratbildung an der Innenseite des Kraftstofffilters 20 zu
achten und entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen. Dies kann
zum Beispiel durch ein Unterlegmaterial geschehen, das zusätzlich bei
dem Problem des Durchschlagens des Energiestrahls nützlich sein
kann und entsprechende Beschädigungen
an der gegenüberliegenden
Innenwand verhindert. Darüber
hinaus kann es bei der Herstellung der Filterbohrungen 22 des
Kraftstofffilters 20 zu einer Gratbildung aufgrund einer
Festsetzung von Bearbeitungsspänen
auf der Außenoberfläche des
Kraftstofffilters 20 kommen, welchem mittels einer Beschichtung
des Kraftstofffilters 20 begegnet werden kann.
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- 1
- Kraftstoffinjektor
- 10
- Spannhülse, -mutter,
Düsenspannmutter
- 20
- Kraftstofffilter,
(Kraftstoff-)Filterhülse,
Filter
-
- rohr
- 22
- Filterbohrungen
- 24
- Umfangswand
- 30
- Spannhülse, -mutter,
Fußspannmutter
- 40
- Düsenkörper
- 50
- Injektorkörper, Federkörper, Federhalter
- 52
- Kraftstoffzulauf,
Zulauf
- 54
- Kraftstoffführungsbereich
Zulauf
- 60
- Fußkörper, Fußbaugruppe
- 70
- (Kraftstoff-)Rücklaufanschluss,
-hülse
- 72
- Kraftstoffrücklauf,
Rücklauf
- 74
- Kraftstoffführungsbereich
Rücklauf
- 80
- Dichtring,
O-Ring
- 82
- Dichtring,
O-Ring
- L
- Längsrichtung
des Kraftstoffinjektors 1 und seiner
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- Hauptkomponenten
(Düsenkörper 40,
Federhalter 50, Fuß
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- körper 60),
sowie der Düsenspannmutter 10, des
Kraft
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- stofffilters 20,
der Fußspannmutter 30
- 2
- Zylinderkopf,
Gehäuse
- 90
- Dichtfläche für O-Ring 80
- 92
- Dichtfläche für O-Ring 82