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Die
Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Stand der
Technik
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Bei
herkömmlichen
Kraftstoffinjektoren weist der Kraftstoffhochdruckanschluss eine
Bohrung auf, in der ein Stabfilter angeordnet ist, der verhindert, dass
Verunreinigungen in den Injektor gelangen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, der eine verbesserte Filterwirkung
aufweist.
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Die
Aufgabe ist bei einem Kraftstoffinjektor mit einem Injektorgehäuse, das
einen Kraftstoffhochdruckanschluss und einen mit Hochdruck beaufschlagten
Aktoraufnahmeraum umfasst, in dem ein Aktor an geordnet ist, und
mit einem Filterelement, dadurch gelöst, dass das Filterelement
in dem Injektorgehäuse
angeordnet ist. Das liefert den Vorteil, dass eine größere wirksame
Filterfläche
bereitgestellt werden kann als bei herkömmlichen Injektoren.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement
in radialer Richtung zwischen dem Aktor und dem Injektorgehäuse angeordnet
ist und die Gestalt einer Hülse
mit einer Vielzahl von kleinen Durchgangslöchern aufweist, die im Betrieb
des Kraftstoffinjektors von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff
durchströmt
werden. Das hat den Vorteil, dass das Filterelement eine große wirksame
Filterfläche
bereitstellt, ohne dass es viel Bauraum benötigt. Die Durchströmung des
Filterelements erfolgt in radialer Richtung von innen nach außen oder
von außen
nach innen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser
der Durchgangslöcher
20 bis 40 μm
beträgt.
Die Durchgangslöcher
werden vorzugsweise von Bohrungen gebildet, die sich im Wesentlichen
in radialer Richtung erstrecken. Die Bohrungen sind vorzugsweise
mit Hilfe einer Lasereinrichtung gebohrt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffhochdruckanschluss
mit einem Ringraum in Verbindung steht, der sich zwischen dem Filterelement
und dem Injektorgehäuse erstreckt.
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Durch
den Kraftstoffhochdruckanschluss gelangt der Kraftstoff in den Ringraum
und von dort durch das Filterelement hindurch.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen
dem Filterelement und dem Aktor ein weiterer Ringraum erstreckt.
Durch den weiteren Ringraum gelangt der gefilterte Kraftstoff weiter
in das Innere des Injektors.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffhochdruckanschluss
mit einem Ringraum in Verbindung steht, der sich zwischen dem Aktor
und dem Filterelement erstreckt. Durch den Kraftstoffhochdruckanschluss
gelangt der Kraftstoff in den Ringraum und von dort durch das Filterelement
hindurch.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement
an einem Ende einen Zuführtrichter
aufweist, in den ein Kraftstoffhochdruckkanal mündet, der von dem Kraftstoffhochdruckanschluss
ausgeht. Der Zuführtrichter
ist vorzugsweise einstückig
mit dem Filterelement verbunden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen
dem Filterelement und dem Injektorgehäuse ein weiterer Ringraum erstreckt. Durch
den weiteren Ringraum gelangt der gefilterte Kraftstoff weiter in
das Innere des Injektors.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens
einem Ende des Filterelements ein Führungsring angebracht ist.
Der Führungsring
kann sich von dem Filterelement radial nach innen oder radial nach
außen
erstrecken. Wenn sich der Führungsring
radial nach außen
erstreckt, dann liegt er vorzugsweise an dem Injektorgehäuse an.
Wenn sich der Führungsring
radial nach innen erstreckt, dann liegt er vorzugsweise an einem
Aktorkolben an. Vorzugsweise ist das Filterelement an einem Ende
in axialer Richtung mit der Vorspannkraft einer Federeinrichtung
beaufschlagt. Das andere Ende des Filterelements liegt vorzugsweise
an dem Injektorgehäuse
an.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum
und/oder der weitere Ringraum in radialer Richtung eine Ausdehnung
von 100 bis 200 μm
aufweisen/aufweist. Diese Werte haben sich im Rahmen der vorliegenden
Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt eines Kraftstoffinjektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt;
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2 einen
Ausschnitt eines Kraftstoffinjektors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts III aus 2 und
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4 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts IV aus 2.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines Kraftstoffinjektors 1 mit einem Injektorgehäuse 2 im
Längsschnitt
dargestellt. Das Injektorgehäuse 2 umfasst
einen Injektorkörper 3,
der auch als Haltekörper
bezeichnet wird. Durch einen Pfeil 5 ist ein Kraftstoffhochdruckanschluss
angedeutet, durch den mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in
einen Kraftstoffhochdruckkanal 6 gelangt, der in dem Haltekörper 3 ausgespart
ist. Der Kraftstoffhochdruckkanal 6 mündet in einem Mündungsbereich 7 in
eine Hauptbohrung 10, die sich im Inneren des Haltekörpers 3 in Längsrichtung
erstreckt.
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Die
Hauptbohrung 10 des Injektorkörpers oder Haltekörpers 3 ist
durch eine Zwischenplatte 12 abgeschlossen. Die Zwischenplatte 12 ist
mit Hilfe einer Spannmutter 13 zwischen einem Düsenkörper 14 und
dem Haltekörper 3 eingespannt.
Der Düsenkörper 14 ragt
mit seinem unteren, abgeschnitten dargestellten Ende in den Brennraum
einer mit Kraftstoff zu versorgenden Brennkraftmaschine. In dem
Düsenkörper 14 ist
eine axiale Führungsbohrung
ausgespart, in der eine Düsennadel 15 axial
verschiebbar geführt
ist. An dem brennraumnahen Ende der Düsennadel 15 ist in
bekannter Art und Weise mindestens ein Spritzloch vorgesehen, durch
das mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus dem Düsenkörper 14 in
den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, wenn die
Düsennadel 15 mit
ihrer Spitze von einem zugehörigen
Düsennadelsitz
abhebt.
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An
dem brennraumfernen Ende der Düsennadel 15 ist
eine Steuerraumbegrenzungshülse 16 unter
Dichtwirkung geführt,
die einen Steuerraum 18 begrenzt. Der Steuerraum 18 steht über ein
Durchgangsloch 19 mit einem Aktordruckraum 20 in
Verbindung. Der Aktordruckraum 20 wird durch eine Aktordruckraumbegrenzungshülse 22 begrenzt,
die an dem brennraumnahen Ende eines Aktorkolbens 24 eines
Piezoaktors 25 geführt
ist. Der Aktordruckraum 20 und der Piezoaktor 25 sind
mit Hochdruck beaufschlagt. Zum Schutz des Piezoaktors 25 ist
dieser radial außen
mit einer Isolation 27 versehen.
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In
radialer Richtung zwischen dem Piezoaktor 25 und dem Haltekörper 3 ist
ein Filterelement 30 angeordnet, das im Wesentlichen die
Gestalt einer Hülse aufweist
und daher auch als Filterhülse 30 bezeichnet
wird. Die Filterhülse 30 ist
mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 31, 32 versehen,
deren Größe so bemessen
ist, dass Verunreinigungen, wie Späne, nicht durch das Filterelement 30 hindurch
gelangen.
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An
seinem brennraumfernen Ende weist das Filterelement 30 einen
Bund 34 auf, der an dem Haltekörper 3 anliegt. An
seinem brennraumnahen Ende weist das Filterelement 30 einen
weiteren Bund 35 auf, der ebenfalls an dem Haltekörper 3 anliegt.
In axialer Richtung zwischen den Bunden 34, 35,
die auch als Führungsringe
bezeichnet werden, und in radialer Richtung außerhalb des Filterelements 30 ist ein
Ringraum 37 ausgebildet, der mit dem Mündungsbereich 7 des
Kraftstoffhochdruckkanals 6 verbunden ist. Der Ringraum 37 wird über den
Kraftstoffhochdruckkanal 6 mit Kraftstoff gefüllt, der
mit Hochdruck beaufschlagt ist. Von dem Ringraum 37 gelangt der
mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff durch die Durchgangslöcher 31, 32 des
Filterelements 30 in einen weiteren Ringraum 38,
der in radialer Richtung zwischen dem Piezoaktor 25 und
dem Filterelement 30 vorgesehen ist. Der gefilterte Kraftstoff
gelangt dann aus dem weiteren Ringraum 38 weiter in das
Innere des Haltekörpers 3,
also zum Brennraum hin.
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An
dem brennraumnahen Ende des Filterelements 30 beziehungsweise
des Bundes 35 liegt ein Kopplungsring 39 an. Zwischen
dem Kopplungsring 39, der einstückig mit dem Filterelement 30 beziehungsweise
dem Bund 35 ausgebildet sein kann, und der Aktordruckraumbegrenzungshülse 22 ist
eine Schrauben druckfeder 40 eingespannt. Durch die Vorspannkraft
der Schraubendruckfeder 40 wird das Filterelement 30 stabil
in der dargestellten Position gehalten.
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Der
von der Hauptbohrung 10 begrenzte und mit Hochdruck beaufschlagte
Aktoraufnahmeraum steht über
zwei Durchgangslöcher 41 und 42,
die in der Zwischenplatte 12 ausgespart sind, mit dem Innenraum
des Düsenkörpers 14 in
Verbindung. Die Filterhülse 30 liegt
mit den Bunden oder Führungsringen 34, 35 an
dem Haltekörper 3 an.
Durch die Vorspannkraft der Feder 40 wird die Filterhülse 30 in
axialer Richtung an den Haltekörper 3 angepresst.
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In
den 2 bis 4 ist ein Kraftstoffinjektor 51 in
verschiedenen Ansichten dargestellt, der dem in 1 dargestellten
Kraftstoffinjektor 1 ähnelt. Zur
Bezeichnung gleicher oder ähnlicher
Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen
zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen.
Im Folgenden wird hauptsächlich
auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.
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Bei
dem in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist eine Filterhülse 60 in
radialer Richtung zwischen dem Piezoaktor 25 und dem Haltekörper 3 angeordnet.
Die Filterhülse 60 umfasst, wie
in 4 vergrößert dargestellt
ist, eine Vielzahl von Durchgangslöchern 61, 62.
An ihrem brennraumfernen Ende weist die Filterhülse 60 einen Führungsring 64 auf,
der an dem Haltekörper 3 anliegt.
An ihrem brennraumnahen Ende weist die Filterhülse 60 einen Führungsring 65 auf,
der an dem Aktorkolben 24 anliegt. Zwischen dem Piezoaktor 25 und
der Filterhülse 60 ist
ein Ringraum 67 vorgesehen, der über die Durchgangslöcher 61, 62 in
der Filterhülse 60 mit einem
weiteren Ringraum 68 in Verbindung steht, der in radialer
Richtung zwischen der Filterhülse 60 und dem
Haltekörper 3 vorgesehen
ist. Zwischen der Schraubendruckfeder 40 und dem Führungsring 64 ist
ein Kopplungsring 69 eingespannt.
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An
dem brennraumfernen Ende ist das Filterelement 60 im Bereich
des Mündungsbereichs 7 des Kraftstoffhochdruckkanals 6 mit
einem Zuführtrichter 72 ausgestattet,
der, wie man in 3 sieht, ein Durchgangsloch 73 aufweist.
Der Zuführtrichter 72 umgreift
den Mündungsbereich 7 des
Kraftstoffhochdruckkanals 6 so, dass der Kraftstoff aus
dem Kraftstoffhochdruckkanal 6 durch das Durchgangsloch 37 in
den Ringraum 67 gelangt. Aus dem Ringraum 67 gelangt
der Kraftstoff durch die Durchgangslöcher 61, 62 in
dem Filterelement 60 in den weiteren Ringraum 68,
wie in 4 durch einen Pfeil 78 angedeutet ist.
Aus dem weiteren Ringraum 68 gelangt der mit Hochdruck
beaufschlagte Kraftstoff dann weiter in das Innere des Düsenkörpers.
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Die
in 2 dargestellte Filterhülse 60 wird radial
von innen nach außen
durchströmt.
Das liefert den Vorteil, dass die dritte Dimension mit berücksichtigt
wird. Somit werden auch Späne,
die einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen, aber relativ lang sind,
durch das Filterelement 60 aufgehalten. Die in den 1 bis 4 dargestellten
Filterelemente liefern allgemein den Vorteil, dass sie eine gute
Filterwirkung aufweisen, ohne dass Druckwelleneffekte ausgenutzt
werden. Die große
Fläche
mit der Vielzahl von Löchern
verhindert ein Verschleißen
des Filterelements in seiner Lebensdauer.