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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil,
weiches Kraftstoff beispielsweise in eine Brennkraftmaschine einspritzt und
zuführt, und auf ein Verfahren zur Herstellung des Ventils.
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Es
sind verschiedene herkömmliche Kraftstoffeinspritzventile
bekannt (siehe beispielsweise
JP5-10223A ), die Kraftstoff beispielsweise
in eine Brennkraftmaschine einspritzen und zuführen. Es gibt
beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem zylindrischen
Ventilkörper und einer Nadel, die ein Düsenloch öffnet
und schließt, durch welches Kraftstoff eingespritzt wird,
indem sie jeweils von einer Innenseite des Ventilkörpers
eingerückt und ausgerückt wird. In einem solchen
Kraftstoffeinspritzventil wurde das Düsenloch herkömmlicherweise
ausgebildet, indem an einem Element, etwa dem Ventilkörper,
unter Verwendung eines Bearbeitungsverfahrens, etwa durch elektrische
Entladung, Bohren oder Pressarbeit von einer Richtung eine Lochbearbeitung durchgeführt
wird.
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Wenn
das Düsenloch jedoch ausgebildet wird, indem die Lochbearbeitung
aus der einen Richtung unter Verwendung des Bearbeitungsverfahrens, etwa
der elektrischen Entladung, des Bohrens oder der Pressarbeit durchgeführt
wird, werden einer Form des Düsenlochs Herstellungsbeschränkungen aufgebürdet,
da die Form des Düsenlochs von einer Form einer Elektrode,
eines Bohrers oder eines Stempels abhängt. Dementsprechend
ist die Gestaltungsfreiheit des Düsenlochs eingeschränkt
und es ist schwierig, ein Düsenloch mit einer komplizierten Form
auszubilden. Daher kann eine gewünschte Sprühkonfiguration
nicht einfach realisiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf die genannten Nachteile gerichtet.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen,
bei dem die Gestaltungsfreiheit des Düsenlochs verbessert
ist, bei dem die Ausbildung des Düsenlochs vereinfacht
ist und bei dem gewünschte Sprühkonfiguration
erreicht werden, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Ventils
bereitzustellen.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen ist ein
Injektor vorgesehen, der einen zylindrischen Ventilkörper,
ein Düsenlochdefinitionselement, eine Vielzahl von Düsenlochdefinitionsnuten, eine
Vielzahl von Düsenlöchern und eine Nadel aufweist.
Der zylindrische Ventilkörper hat eine Öffnung an
seiner einen Endseite. Das das Düsenloch definierende Element
ist an die Öffnung des Ventilkörpers gefügt.
Der Ventilkörper und das das Düsenloch definierende
Element haben zwischen sich eine Fügestelle. Die Vielzahl
von Düsenlochdefinitionsnuten ist zumindest an dem Ventilkörper
und/oder dem das Düsenloch definierenden Element ausgebildet,
die beide der Fügestelle zugewandt sind. Die Vielzahl von
Düsenlöchern stellt zwischen einer Innenseite und
einer Außenseite des Ventilkörpers eine Verbindung
her und dadurch wird Kraftstoff durch die Vielzahl der Düsenlöcher
eingespritzt. Die Vielzahl der Düsenlöcher ist
durch die Vielzahl von Düsenlochdefinitionsnuten ausgebildet.
Die Nadel ist so konfiguriert, dass sie von einer Innenseite des
Ventilkörpers einrückt oder ausrückt,
um jeweils die Vielzahl von Düsenlöchern zu schließen
oder zu öffnen.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen ist zudem
ein Verfahren zum Herstellen eines Injektors bereitgestellt. Gemäß dem
Verfahren zur Herstellung des Injektors ist ein zylindrischer Ventilkörper
mit einer Öffnung an seiner einen Endseite vorgesehen.
Ferner ist ein an die Öffnung des Ventilkörpers
gefügtes, Düsenlochdefinitionselement vorgesehen.
Der Ventilkörper und das das Düsenloch definierende
Element haben zwischen sich eine Fügestelle. Eine Innenumfangsfügefläche
des Ventilkörpers und eine Außenumfangsfügefläche
des Düsenlochdefinitionselements sind der Fügestelle
zugewandt. Es ist eine Vielzahl von Düsenlöchern
vorgesehen, die zwischen einer Innenseite und einer Außenseite
des Ventilkörpers eine Verbindung herstellen, und durch
welche dadurch der Kraftstoff eingespritzt wird. Zu dem Zeitpunkt,
zu dem die Vielzahl von Düsenlöchern bereitgestellt
bzw. hergestellt werden, werden eine Vielzahl von Düsenlochdefinitionsnuten
an zumindest der Innenumfangsfügefläche und/oder
der Außenumfangsfügefläche ausgebildet und
der Ventilkörper und das Düsenlochdefinitionselement
werden derart zusammengefügt, dass die Vielzahl von Düsenlöchern
durch die Vielzahl von Düsenlochdefinitionsnuten definiert
werden. Außerdem wird eine Nadel vorgesehen, die so konfiguriert ist,
dass sie von einer Innenseite des Ventilkörpers einrückt
oder ausrückt, um jeweils die Vielzahl von Düsenlöchern
zu schließen oder zu öffnen.
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Die
Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben,
Merkmalen und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung,
den beiliegenden Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen
verständlich, in denen:
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1 ein
Schaubild zeigt, das eine Konfiguration eines Injektors gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht zeigt, die einen vorderen
Endabschnitt des Injektors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht;
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3 eine
Perspektivansicht zeigt, die ein Düsenlochdefinitionselement
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht;
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4 eine
Seitenansicht zeigt, die das Düsenlochdefinitionselement
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht;
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5 ein
Schaubild zeigt, die das Düsenlochdefinitionselement gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel gesehen von seiner Rückseite
veranschaulicht;
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6 ein
weiteres Schaubild zeigt, das das Düsenlochdefinitionselement
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
gesehen von dessen Rückseite veranschaulicht;
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7 ein
Schaubild zeigt, das das Düsenlochdefinitionselement gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gesehen von dessen Rückseite
veranschaulicht;
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8 ein
anderes Schaubild zeigt, das das Düsenlochdefinitionselement
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
gesehen von dessen Rückseite veranschaulicht;
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9 eine
vergrößerte Schnittansicht zeigt, die einen vorderen
Endabschnitt eines Injektors gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht; und
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10 eine
vergrößerte Schnittansicht zeigt, die einen vorderen
Endabschnitt eines Injektors gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird ein Kraftstoffeinspritzventil
(im Weiteren auch als ein Injektor bezeichnet) gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Wie
in 1 gezeigt ist, wird der Injektor 1 des
ersten Ausführungsbeispiels beispielsweise auf einen direkt
einspritzenden Ottomotor angewendet. Der Injektor 1 ist in
einem (nicht gezeigten) Zylinderkopf angeordnet. Der Injektor 1 ist
nicht auf den direkt einspritzenden Ottomotor beschränkt.
Der Injektor 1 kann ebenso auf einen Saugrohrottomotor,
eine Dieselkraftmaschine oder dergleichen angewendet werden. In
dem Injektor 1 des ersten Ausführungsbeispiels
wird eine Seite, an der ein Düsenloch 36 ausgebildet
ist, als eine vordere Endseite bezeichnet, und die andere Seite
wird als eine hintere Endseite bezeichnet.
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Wie
dies in 1 gezeigt ist, hat der Injektor 1 ein
zylindrisches Rohr 10. Das Rohr 10 hat einen ersten
magnetischen Abschnitt 11, einen nichtmagnetischen Abschnitt 12 und
einen zweiten magnetischen Abschnitt 13. Diese sind beispielsweise
mittels eines Laserschweißverfahrens einstückig
miteinander verbunden. Der erste magnetische Abschnitt 11 und
der zweite magnetische Abschnitt 13 sind aus einem magnetischen
Material ausgebildet. Der nichtmagnetische Abschnitt 12 ist
aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet, um einen magnetischen Kurzschluss
zwischen dem ersten magnetischen Abschnitt 11 und dem zweiten
magnetischen Abschnitt 13 zu verhindern.
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Ein
feststehender Kern 21 ist mittels Presspassung in eine
Innenumfangsseite des Rohrs 10 aufgenommen. Der feststehende
Kern 21 ist zylindrisch aus einem magnetischen Material
gefertigt. Ein Einstellrohr 28 und eine Feder 26 (die
im weiteren Verlauf ausführlicher beschrieben werden) sind
in einer Innenumfangsseite des feststehenden Kerns 21 aufgenommen.
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Ein
externer Anschluss 19 ist in ein hinteres Endteil 102 des
Rohrs 10 pressgepasst. Der externe Anschluss 19 hat
einen Kraftstoffeinlass 191 an seinem hinteren Endteil.
Zu dem Kraftstoffeinlass 191 wird von einem Kraftstofftank
durch eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) Kraftstoff zugeführt.
Der in den Kraftstoffeinlass 191 zugeführte Kraftstoff
strömt durch ein im Inneren des externen Anschlusses 10 angeordnetes
Filterelement 18 in die Innenumfangsseite des Rohrs 10.
Das Filterelement 18 beseitigt in dem Kraftstoff enthaltene
Fremdstoffe.
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An
der vorderen Endseite des Rohrs 10 ist ein Düsenhalter 14 angeordnet.
Der Düsenhalter 14 ist zylindrisch aus einem magnetischen
Material ausgebildet. Der Düsenhalter 14 ist an
einen vorderen Endabschnitt 101 des Rohrs 10 gefügt.
In einem vorderen Endabschnitt 141 des Düsenhalters 14 ist
ein Düsenkörper (Ventilkörper) 30 aufgenommen.
Der Düsenkörper 30 ist zylindrisch ausgebildet
und ist beispielsweise mittels Presspassung oder Schweißen
an dem vorderen Endabschnitt 141 des Düsenhalters 14 befestigt.
Der Düsenkörper 30 hat einen Ventilsitz 304 an
einer Innenumfangsfläche, die eine konische Form und einen
kleineren Innendurchmesser in Richtung ihres vorderen Endes hat.
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Ein
beweglicher Kern 22 ist in der Innenumfangsseite des Rohrs 10 aufgenommen.
Der bewegliche Kern 22 ist zylindrisch aus einem magnetischen Material
ausgebildet. Der bewegliche Kern 22 ist so angeordnet,
dass er dem feststehenden Kern 21 in seiner Achsrichtung
gegenüberliegt. Der bewegliche Kern 22 wird infolge
der zwischen dem feststehenden Kern 21 und dem beweglichen
Kern 22 nach der Erregung einer Spule 51 (die
im weiteren Verlauf ausführlicher beschrieben wird) erzeugten
magnetischen Anziehungskraft in Richtung des feststehenden Kerns 21 angezogen.
Der bewegliche Kern 22 wird an der Innenumfangsseite des
Rohrs 10 in einer Achsrichtung des Rohrs 10 hin-
und herbewegt.
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An
den Innenumfangsseiten des Rohrs 10, des Düsenhalters 14 und
des Düsenkörpers 30 ist eine Nadel 40 derart
aufgenommen, dass sie in ihrer Achsrichtung hin- und herbewegt wird.
Die Nadel 40 ist koaxial zu dem Düsenkörper 30 angeordnet.
Ein hinterer Endteil der Nadel 40 ist an den beweglichen Kern 22 gefügt.
Dementsprechend werden der bewegliche Kern 22 und die Nadel 40 zusammen
in ihrer Achsrichtung hin- und herbewegt. Die Nadel 40 hat
einen Dichtungsteil 42 an ihrem vorderen Endabschnitt.
Der Dichtungsteil 42 kann mit dem Ventilsitz 304 des
Düsenkörpers 30 in Eingriff gelangen.
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Die
Nadel 40 hat an ihrem hinteren Endteil die Feder 26,
die ein elastisches Element ist. Ein Endabschnitt der Feder 26 ist
mit dem hinteren Endteil der Nadel 40 in Kontakt und der
andere Endabschnitt der Feder 26 ist mit dem Einstellrohr 28 in
Kontakt. Das vorstehend erwähnte elastische Element ist nicht
auf eine Feder beschränkt. Alternativ kann als das elastische
Element beispielsweise eine Tellerfeder oder ein Gas- oder Flüssigkeitsdämpfer
verwendet werden.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, ist das Einstellrohr 28 in
die Innenumfangsseite des feststehenden Kerns 21 pressgepasst.
Eine Last der Feder 26 wird durch Einstellen eines Presspassbetrags
des Einstellrohrs 28 eingestellt. Die Feder 26 hat
eine in ihrer Achsrichtung wirkende Kraft. Dementsprechend werden
die Nadel 40 und der bewegliche Kern 22, die aneinander
gefügt sind, durch die Feder 26 in einer Richtung
gedrückt, in der das Dichtungsteil 42 mit dem
Ventilsitz 304 in Eingriff gelangt.
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Wie
dies in 1 gezeigt ist, ist an einer
Außenumfangsseite des Rohrs 10 eine Spulenbaugruppe 50 angeordnet.
Die Spulenbaugruppe 50 ist aus der Spule 51, dem
Formharz 52 und einem elektrischen Anschluss 53 einstückig
konfiguriert. Die Spule 51 ist von dem Formharz 52 bedeckt.
Die Spule 51 ist zylindrisch ausgebildet, wobei ihre inneren
und äußeren Umfangsseiten von dem Formharz 52 bedeckt sind.
Die Spule 51 bedeckt die Außenumfangsseite des
Rohrs 10 kontinuierlich in einer Umfangsrichtung des Rohrs 10.
Die Spule 51 ist über ein Verkabelungselement 54 an
eine Anschlussstelle 55 des elektrischen Anschlusses 53 angeschlossen.
Das Formharz 52 und der elektrische Anschluss 53 sind einstückig
aus Harz ausgebildet.
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An
einer Außenumfangsseite und einer hinteren Endseite der
Spule 51 ist eine Gehäuseplatte 15 angeordnet.
Die Gehäuseplatte 15 ist zylindrisch aus einem
magnetischen Material ausgebildet und ist so angeordnet, dass sie
die Außenumfangsseite und die hintere Endseite der Spule 51 bedeckt.
Die Gehäuseplatte 15 hält die mit dem
Formharz 52 bedeckte Spule 51 zwischen der Platte 15 und
dem Rohr 10.
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Wie
dies in 2 bis 5 gezeigt
ist, hat der Injektor 1 des ersten Ausführungsbeispiels
eine Öffnung 300 an der vorderen Endseite des
Düsenkörpers 30. Ein Düsenlochdefinitionselement 31,
das eine von dem Düsenkörper 30 verschiedene
Komponente ist, ist an die Öffnung 300 gefügt.
Der Injektor 1 hat die Düsenlöcher 36,
die zwischen der Innenseite und der Außenseite des Düsenkörpers 30 eine Verbindung
herstellen, indem Düsenlochdefinitionsnuten 34 an
dem Düsenlochdefinitionselement 31 ausgebildet
werden, das einer Fügestelle 35 zwischen dem Düsenkörper 30 und
dem Düsenlochdefinitionselement 31 zugewandt ist.
Nachstehend werden die vollständigen Einzelheiten des Vorstehenden angegeben.
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Wie
in 2 gezeigt ist, hat der Düsenkörper 30 die Öffnung 300 an
seinem vorderen Endabschnitt 301. Der Düsenkörper 30 hat
an einer Innenumfangsfläche seines vorderen Endabschnitts 301 eine
Innenumfangsfügefläche 302, die einen
größeren Innendurchmesser in Richtung der vorderen
Endseite des Düsenkörpers 30 hat. Die
Innenumfangsfügefläche 302 ist eine konische
Fläche. Eine Verbindungsinnenumfangsfläche 303 mit
einem gleichen Durchmesser in ihrer Achsrichtung ist zwischen der Innenumfangsfügefläche 302 und
dem Ventilsitzen 304 angeschlossen.
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Wie
dies in 3 und 4 gezeigt
ist, hat das Düsenlochdefinitionselement 31 einen
Fügeabschnitt 32 mit einer konischen Form, deren
Außendurchmesser in Richtung der hinteren Endseite (deren
hinteren Endfläche 312) des Elements 31 kleiner wird,
und einen fügefreien Abschnitt 33 mit einer konischen
Form, deren Außendurchmesser in Richtung der vorderen Endseite
(der vorderen Endfläche 311) des Elements 31 kleiner
wird. Wie dies in 3 bis 5 gezeigt
ist, hat der Fügeabschnitt 32 eine Außenumfangsfügefläche 321 an
seiner Außenumfangsfläche. Die Außenumfangsfügefläche 321 ist eine
konische Fläche. Die Düsenlochdefinitionsnuten 34 sind
radial an der Außenumfangsfügefläche 321 ausgebildet.
Die Düsenlochdefinitionsnut 34 wird allmählich
breiter und hat in Richtung von einem hinteren Ende 323 zu
einem vorderen Ende 322 der Außenumfangsfügefläche 321 eine
größere Querschnittsfläche. Die Düsenlochdefinitionsnut 34 ist derart
ausgebildet, dass ein Teil eines kreisartigen Konus aus der Außenfumfangsfügefläche 321 ausgehöhlt
ist. An der Außenumfangsfügefläche 321 sind
vier (mehr als eine) Düsenlochdefinitionsnuten 34 bei
gleichmäßigen Abständen in deren Umfangsrichtung
ausgebildet.
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Wie
dies in 2 gezeigt ist, ist das Düsenlochdefinitionselement 31 an
die Öffnung 300 des Düsenkörpers 30 gefügt,
um die Öffnung 300 zu schließen. Das
Düsenlochdefinitionselement 31 ist an die Öffnung 300 gefügt,
indem die Außenumfangsfügefläche 321 des
Fügeabschnitts 32 mit der Innenumfangsfügefläche 302 des
Düsenkörpers 30 in Kontakt gebracht wird.
Durch Fügen der Innenumfangsfläche 302 und
der Außenumfangsfügefläche 321 wird
ein zwischen der Innenseite und der Außenseite des Düsenkörpers 30 eine
Verbindung herstellendes Düsenloch 36 an einer
Stelle ausgebildet, die durch die Düsenlochdefinitionsnut 34 an
der Fügestelle 35 dazwischen definiert ist. Die
Fügestelle 35 des ersten Ausführungsbeispiels
ist eine kreisartige, konische Fläche.
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Wie
dies in 2 gezeigt ist, ist das Düsenloch 36 von
der hinteren Endfläche 312 des Düsenlochdefinitionsloch 31 in
Richtung einer Außenumfangsfügefreienfläche 331 ausgebildet,
welche eine Außenumfangsfläche des fügefreien
Abschnitts 33 ist. Dementsprechend ist an der hinteren
Endfläche 312 ein Düsenlocheinlass 361 ausgebildet
und an der fügefreien Außenumfangsfläche 331 ist
ein Düsenlochauslass 362 ausgebildet. Das Düsenloch 36 hat
eine ähnliche Form wie die Düsenlochdefinitionsnut 34.
Als ein Ergebnis wird die Querschnittsfläche des Düsenlochs 36 in
einer Richtung von dem Düsenlocheinlass 361 zu
dem Düsenlochauslass 362 allmählich größer.
An der Fügestelle 35 sind bei gleichmäßigen
Abständen in deren Umfangsrichtung vier (mehr als eines)
Düsenlöcher 36 ausgebildet.
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Als
nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Injektors 1 mit
der vorstehend beschriebenen Konfiguration kurz erläutert.
In dem ersten Ausführungsbeispiel werden zum Zwecke des
Ausbildens des Düsenlochs 36 als erstes der Düsenkörper 30 mit der Öffnung 300 an
dessen vorderen Endseite und das Düsenlochdefinitionselement 31 vorbereitet,
das an die Öffnung 300 des Düsenkörpers 30 zu
fügen ist. Dann werden an der Außenumfangsfügefläche 321 des
Fügeabschnitts 32 des Düsenlochdefinitionselements 31,
das einer Fügestelle 35 zwischen dem Düsenkörper 30 und
dem Düsenlochdefinitionselement 31 zugewandt ist,
die Düsenlochdefinitionsnuten 34 ausgebildet.
Als ein Verfahren zum Ausbilden der Düsenlochdefinitionsnut 34 können
verschiedene wohlbekannte Bearbeitungsverfahren verwendet werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Düsenlochdefinitionsnut 34 durch
Schnittbearbeitungen, Schleifen oder einer Kombination daraus ausgebildet.
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Danach
wird das Düsenloch 36, das zwischen der Innenseite
und der Außenseite des Düsenkörpers 30 eine
Verbindung herstellt, durch die Düsenlochdefinitionsnut 34 ausgebildet,
indem der Düsenkörper 30 und das Düsenlochdefinitionselement 31 aneinander
gefügt werden. Als ein Verfahren zum Fügen des
Ventilkörpers 30 und des Düsenlochdefinitionselements 31 können
verschiedene wohlbekannte Verfahren verwendet werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird auf die Außenumfangsfügefläche 321 des
Fügeabschnitts 32 eine Kupferplattierung aufgebracht
und die Fügefläche 321 wird in Kontakt
mit der Innenumfangsfügefläche 302 des Düsenkörpers 30 erwärmt.
Dementsprechend werden der Düsenkörper 30 und
das Düsenlochdefinitionselement 31 durch Diffusionsbonden
aneinander gefügt, wodurch der Fügevorgang durch
die gegenseitige Diffusion des Kupfers an den Kontaktabschnitt durchgeführt
wird. Anstelle des Diffusionsbondens können der Düsenkörper 30 und
das Definitionselement 31 auch durch Plasmabonden einander
gefügt werden, wodurch der Fügevorgang mittels
Verschmelzen der aneinander zu fügenden Basismaterialen
unter Verwendung eines Hochtemperaturplasmas durchgeführt
wird.
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Nachstehend
wird die Arbeitsweise des Injektors 1 beschrieben, der
die vorstehende Konfiguration hat. Wenn die Erregung der Spule 41 gestoppt wird,
dann wird zwischen dem feststehenden Kern 21 und dem beweglichen
Kern 22 keine magnetische Anziehungskraft erzeugt. Dementsprechend
wird der bewegliche Kern 22 durch die Druckkraft der Feder 26 von
dem feststehenden Kern 21 beabstandet. Als ein Ergebnis
ist der Dichtungsteil 42 der Nadel 40 mit dem
Ventilsitz 304 in Eingriff (geschlossener Ventilzustand),
wenn die Erregung der Spule 21 gestoppt ist. Daher wird
kein Kraftstoffdurchlassdüsenloch 36 eingespritzt.
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Nach
dem Erregen der Spule 51 fließt ein Magnetfluss
durch einen Magnetkreis, der in dem Düsenhalter 14,
dem Rohr 10, dem beweglichen Kern 22, dem feststehenden
Kern 21 und der Gehäuseplatte 15 ausgebildet
ist, und zwar infolge eines durch die Spule 51 erzeugten
Magnetfelds. Dementsprechend wird zwischen dem feststehenden Kern 21 und
dem beweglichen Kern 22, die voneinander beabstandet sind,
eine magnetische Anziehungskraft erzeugt. Wenn die zwischen dem
feststehenden Kern 21 und dem beweglichen Kern 22 erzeugte
magnetische Anziehungskraft größer als die Druckkraft
der Feder 26 wird, dann werden der bewegliche Kern 22 und
die Nadel 40, die aneinander gefügt sind, zu dem feststehenden
Kern 21 hin verschoben. Als ein Ergebnis wird das Dichtungsteil 42 der
Nadel 40 von dem Ventilsitz 304 abgerückt
(offener Ventilzustand).
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Kraftstoff,
der von dem Kraftstoffeinlass 191 des externen Anschlusses 19 eingeströmt
ist, strömt durch das Filterelement 18, eine Innenumfangsfläche des
Rohrs 10, d. h., eine Innenumfangsfläche des Einstellrohrs 28,
eine Innenumfangsfläche des feststehenden Kerns 21 und
eine Innenumfangsfläche des beweglichen Kerns 22.
Der Kraftstoff, der von der Innenumfangsseite des beweglichen Kerns 22 in
die Nadel 40 eingeströmt ist, strömt
zwischen dem Rohr 10 und der Nadel 40 durch ein
zwischen der Innenseite und der Außenseite der Nadel 40 eine
Verbindung herstellendes Kraftstoffloch 45 aus. Dann strömt
der Kraftstoff zwischen die Nadel 40 und den Düsenhalter 14 ein.
Der Kraftstoff strömt zwischen die von dem Ventilsitz 304 abgerückte
Nadel 40 und den Düsenkörper 30 und
schließlich wird der Kraftstoff durch das an der Fügestelle 35 zwischen
den Düsenkörper 30 und den Düsenlochdefinitionselement 31 ausgebildete
Düsenloch 36 eingespritzt.
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Wenn
die Erregung der Spule 51 gestoppt ist, dann existiert
die magnetische Anziehungskraft zwischen dem feststehenden Kern 21 und
dem beweglichen Kern 22 nicht mehr. Folglich werden der bewegliche
Kern 22 und die Nadel 40, die aneinander gefügt
sind, durch die Druckkraft der Feder 26 in einer Richtung
verschoben, die dem feststehenden Kern 21 entgegengesetzt
ist. Als ein Ergebnis kommt das Dichtungsteil 42 der Nadel 40 wieder
mit dem Ventilsitz 304 in Eingriff (geschlossener Ventilzustand).
Somit wird die Einspritzung des Kraftstoffs durch das Düsenloch 36 beendet.
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Als
letztes wird die Arbeitswirkung des Injektors 1 des ersten
Ausführungsbeispiels nachstehend beschrieben. In dem Injektor 1 des
ersten Ausführungsbeispiels sind der Düsenkörper 30 und
das Düsenlochdefinitionselement 31 voneinander
verschiedene Komponenten. Die Düsenlochdefinitionsnuten 34 sind
an einer dieser Komponenten (dem Düsenlochdefinitionselement 31)
ausgebildet. Das Düsenloch 36 wird in dem Raum
ausgebildet, der durch die Düsenlochdefinitionsnut 34 an
der Fügestelle 35 zwischen dem Düsenkörper 30 und
dem Düsenlochdefinitionselement 31 definiert ist.
Mit anderen Worten werden in dem ersten Ausführungsbeispiel
die Düsenlöcher 36 ausgebildet, indem
der Düsenkörper 30 und das Düsenlochdefinitionselement 31 aneinander gefügt
werden, welches verschiedene Komponenten sind. Dementsprechend wird
das Düsenloch 36 verglichen mit der Ausbildung
des Düsenlochs 36 durch Durchführen einer Lochbearbeitung
von einer Richtung an einer einzelnen Komponente mittels eines Bearbeitungsverfahrens,
etwa einer elektrischen Entladung, Bohren, oder Pressarbeit, wie
dies herkömmlich gemacht wurde, auf einfache Weise ausgebildet.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel werden zu dem Zweck, das
Düsenloch 36 auszubilden, die Düsenlochdefinitionsnuten 34 an
einem Abschnitt (einer Außenumfangsfügefläche 321 des
Fügeabschnitts 32 des Düsenlochdefinitionselements 31) ausgebildet,
der der Fügestelle 35 zwischen dem Düsenkörper 30 und
dem Düsenlochdefinitionselement 31 zugewandt ist.
Dementsprechend wird die herkömmliche Lochbearbeitung nicht
mehr erforderlich sein und die zum Ausbilden des Düsenlochs 36 zu verrichtende
Arbeit wird vereinfacht. Der Düsenkörper 30 und
das Düsenlochdefinitionselement 31 sind voneinander
verschiedene Komponenten. Daher wird die Ausbildung der Düsenlochdefinitionsnut 34 auf
einfache Weise an dem Düsenlochdefinitionselement 31 durchgeführt,
so dass die Düsenlochdefinitionsnut 34 mit verschiedenen
Formen ausgebildet werden kann. Als ein Ergebnis wird ein Grad der
Gestaltungsfreiheit des Düsenlochs 36, das durch
die Düsenlochdefinitionsnut 34 definiert ist,
verbessert. Außerdem kann das Düsenloch 36 realisiert
werden, das eine komplizierte Form hat, welche unter Verwendung
der herkömmlichen Bearbeitungsverfahren nicht realisiert
werden kann. Da außerdem die Position und die Form des
Düsenlochs 36 innerhalb eines möglichen
Bereichs frei variiert werden können, können gewünschte
Sprühkonfigurationen auf einfache Weise realisiert werden.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Düsenlochdefinitionsnuten
bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet.
Folglich wird der Kraftstoff gleichmäßig in jeder
Richtung eingespritzt. Beispielsweise können Sprühkonfigurationen,
etwa mit der Form eines hohlen Konusses auf einfache Weise mit hoher
Genauigkeit ausgebildet werden. Außerdem kann eine Position
oder eine Form der Düsenlochdefinitionsnut 34 in Übereinstimmung
mit einer Position oder einer Form des zu definierenden Düsenlochs 36 auf
verschiedenste Weisen modifiziert werden. Die Fügestelle 35 zwischen
dem Düsenkörper 30 und dem Düsenlochdefinitionselement 31 ist
eine konische Fläche. Die Fügestelle 35 zwischen
dem Düsenkörper 30 und dem Düsenlochdefinitionselement 31 kann
eine konische Oberfläche, eine elliptische, konische Oberfläche,
oder eine mehrseitige Pyramidenfläche sein, die einen größeren
Durchmesser in Richtung einer vorderen Endseite des Ventilkörpers 30 hat.
Als ein Ergebnis wird eine Kontaktstelle zwischen dem Düsenkörper 30 und
dem Düsenlochdefinitionselement 31 auf einfache
Weise bestimmt und dadurch wird die Genauigkeit beim Anordnen der
Stellen der Düsenlöcher 36 verbessert.
Die Querschnittsfläche des Düsenlochs 36 wird
von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen
Seite bezüglich einer Kraftsstoffströmungsrichtung
allmählich größer. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit
des das Düsenloch 36 passierenden Kraftstoffs
nicht verringert. Dementsprechend wird eine Wirkung hervorgebracht,
gemäß der die Ansammlung von Ablagerungen in dem
Düsenloch 36 begrenzt wird.
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Die
Düsenlochdefinitionsnut 34 kann lediglich an dem
Düsenlochdefinitionselement 31 ausgebildet sein.
In diesem Fall muss lediglich an dem Düsenlochdefinitionselement 31 arbeit
verrichtet werden. Dadurch wird die zum Ausbilden des Düsenlochs
erforderliche Arbeit noch einfacher und somit wird die Rentabilität
des Injektors 1 verbessert.
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Gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel wird auf die vorstehend erwähnte
Weise ein Kraftstoffeinspritzventil (ein Injektor) bereitgestellt,
bei dem die Gestaltungsfreiheit dessen Düsenlochs verbessert
ist, die Ausbildung des Düsenlochs vereinfacht ist und
mit dem gewünschte Sprühkonfigurationen erzielt
werden können.
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Außerdem
wird in dem ersten Ausführungsbeispiel die Querschnittsfläche
des Düsenlochs 36 von der stromaufwärtigen
Seite zu der stromabwärtigen Seite allmählich
größer. Alternativ kann die Querschnittsfläche
des Düsenlochs 36 von der stromaufwärtigen
Seite zu der stromabwärtigen Seite allmählich
kleiner werden (siehe 6). Außerdem kann die
Querschnittsfläche des Düsenlochs 36 von
der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen
Seite gleich sein.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 7 und 8 gezeigt
ist, ist eine Konfiguration eines Düsenlochdefinitionselements 31 modifiziert. Wie
in 7 gezeigt ist, hat das Düsenlochdefinitionselement 31 sechs
Düsenlochdefinitionsnuten 34 an einer Außenumfangsfügefläche 321 eines
Fügeabschnitts 32. Die Düsenlochdefinitionsnuten 34 sind an
der Außenumfangsfügefläche 321 bei
gleichmäßigen Abständen in deren Umfangsrichtung
ausgebildet. In einem Zustand, in dem das Düsenlochdefinitionselement 31 an
einem Düsenkörper 30 angebracht ist,
sind die stromabwärtigen Öffnungen (die Düsenlochauslässe 362)
von benachbarten Düsenlöchern 36 nicht
miteinander in Verbindung und die Düsenlochauslässe 362 sind
bei einem gewissen Abstand angeordnet. Zudem sind die stromaufwärtigen Öffnungen
(Düsenlocheinlässe 361) nicht miteinander
in Verbindung und die Düsenlocheinlässe 361 sind
getrennt ausgebildet. Ansonsten hat ein Injektor 1 des zweiten
Ausführungsbeispiels eine ähnliche Konfiguration
wie der des ersten Ausführungsbeispiels.
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Wenn
die benachbarten Düsenlöcher 36 ihre zugehörigen Öffnungen
unabhängig voneinander an ihren stromabwärtigen
Seiten haben, dann sind die stromabwärtigen Öffnungen
der Düsenlöcher 36 bei einem gewissen
Abstand angeordnet, egal ob die benachbarten Düsenlöcher 36 ihre
zugehörigen Öffnungen unabhängig voneinander
haben oder miteinander an ihren stromaufwärtigen Seiten
in Verbindung stehen.
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Dementsprechend
ist zwischen den benachbarten Düsenlöchern 36 ein
Raum 37 ausgebildet, in dem kein Kraftstoff eingespritzt
wird. Als ein Ergebnis wird ein Vermischen von Luft mit durch das
Düsenloch 36 eingespritztem Kraftstoff gefördert
und das Zerstäuben von Kraftstoff und das Verwirbeln des Kraftstoffs
werden gefördert.
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In
einem solchen Fall, der in 7 gezeigt ist,
ist ein Bereich erzeugt, in dem eine Kraftstoffeinspritzfläche 360 eines
jeden Düsenlochs 36 mit der Kraftstoffeinspritzfläche 360 dessen
benachbarten Düsenlochs 36 nicht überlappt.
Mit anderen Worten ist ein Raum 37 zwischen den benachbarten
Düsenlöchern 36 ausgebildet, in dem kein
Kraftstoff eingespritzt wird. Ein Gemisch von Luft mit einem durch das
Düsenloch 36 eingespritzten Kraftstoffsprühnebel
wird gefördert, da der Raum 37 zwischen den benachbarten
Düsenlöchern 36 ausgebildet ist. Dementsprechend
werden die Zerstäubung des Kraftstoffs und das Verwirbeln
des Kraftstoffsprühnebels gefördert. Mit anderen
Worten wird eine ähnliche Arbeitswirkung wie die des ersten
Ausführungsbeispiels erzeugt.
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Wie
in 8 gezeigt ist, hat das Düsenlochdefinitionselement 31 sechs
Düsenlochdefinitionsnuten 34 an der Außenumfangsfügefläche 321 des
Fügeabschnitts 32. Die Düsenlochdefinitionsnuten 34 sind
an der Außenumfangsfügefläche 321 bei
gleichen Abständen in deren Umfangsrichtung ausgebildet.
In einem Zustand, in dem das Düsenlochdefinitionselement 31 an
dem Düsenkörper 30 angebracht ist, sind
stromabwärtige Öffnungen (Düsenlochauslässe 362)
der benachbarten Düsenlöcher 36 miteinander
in Verbindung. Stromaufwärtige Öffnungen (Düsenlocheinlässe 361)
sind nicht miteinander in Verbindung und die Düsenlocheinlässe 361 sind
getrennt ausgebildet. Mit anderen Worten hat der Injektor 1 des
zweiten Ausführungsbeispiels eine ähnliche Konfiguration
wie der des ersten Ausführungsbeispiels.
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In
einem solchen Fall sind, wie dies in 8 gezeigt
ist, alle Düsenlöcher 36 an ihrer stromabwärtigen
Seite entlang des gesamten Umfangs der Fügefläche 321 miteinander
verbunden. Mit anderen Worten wird kein Bereich erzeugt, in dem
die Kraftstoffeinspritzflächen 360 der benachbarten
Düsenlöcher 36 nicht miteinander überlappen.
Dementsprechend wird der Kraftstoff durch das Düsenloch 36 mit
hoher Genauigkeit in der Form eines hohlen Konusses eingespritzt.
Mit anderen Worten wird eine ähnliche Arbeitswirkung wie
beim ersten Ausführungsbeispiel erzeugt.
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Als
eine Modifikation zu 8 können die stromaufwärtigen Öffnungen
(die Düsenlocheinlässe 361) der benachbarten
Düsenlöcher 36 miteinander in Verbindung
sein. In diesem Fall sind stromabwärtige Öffnungen
(Düsenlochauslässe 362) nicht miteinander
verbunden und die Düsenlocheinlässe 361 sind
getrennt ausgebildet. Als ein Ergebnis wird der Kraftstoff einfach
in das Düsenloch 36 eingebracht.
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7 und 8 veranschaulichen
den Zustand, in dem das Düsenlochdefinitionselement 31 an
dem Düsenkörper 30 angebracht ist. Aus
diesem Grund sind die Öffnung 300, an der das
Düsenlochdefinitionselement 31 angebracht ist,
und die Düsenlöcher 36, die Düsenlocheinlässe 361 und
die Düsenlochauslässe 362, die als ein
Ergebnis des Fügens des Düsenkörpers 30 und
des Düsenlochdefinitionselements 31 definiert
sind, in 7 und 8 gezeigt.
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Die
Düsenlochdefinitionsnut 34 kann lediglich an dem
Düsenlochdefinitionselement 31 ausgebildet sein.
In diesem Fall muss nur das Düsenlochdefinitionselement 31 bearbeitet
werden. Dementsprechend wird die zum Ausbilden des Düsenlochs 36 erforderliche
Arbeit einfacher und dadurch wird die Herstellbarkeit des Injektors 1 verbessert.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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In
einem in 9 und 10 gezeigten
dritten Ausführungsbeispiel ist eine Konfiguration einer Düsenlochdefinitionsnut 34 (eines
Düsenlochs 36) modifiziert. In 9 ist
die Düsenlochdefinitionsnut 34 lediglich an einem
Düsenkörper 30 ausgebildet. Genauer gesagt
ist die Düsenlochdefinitionsnut 34 an einer Innenumfangsfügefläche 302 des
Düsenkörpers 30 ausgebildet. In einem
Zustand, in dem ein Düsenlochdefinitionselement 31 an
den Düsenkörper 30 gefügt ist,
ist das Düsenloch 36 in einem Raum ausgebildet,
der durch die an dem Düsenkörper 30 an
einer Fügestelle 35 zwischen dem Definitionselement 31 und
dem Düsenkörper 30 ausgebildeten Düsenlochdefinitionsnut 34 definiert
ist. Ansonsten hat der Injektor 1 des dritten Ausführungsbeispiels
die gleiche Konfiguration wie der des ersten Ausführungsbeispiels
und bringt die ähnliche Arbeitswirkung wie die des ersten
Ausführungsbeispiels hervor.
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In 10 sind
sowohl an dem Düsenkörper 30 als auch
an dem Düsenlochdefinitionselement 31 Düsenlochdefinitionsnuten 34 ausgebildet.
Genauer gesagt sind die Düsenlochdefinitionsnuten sowohl
an der Innenumfangsfügefläche 302 des
Düsenkörpers 30 als auch an einer Außenumfangsfügefläche 321 eines
Fügeabschnitts 32 des Düsenlochdefinitionselements 31 ausgebildet.
In einem Zustand, in dem das Düsenlochdefinitionselement 31 an
den Düsenkörper 30 gefügt ist,
ist das Düsenloch 36 an einer Stelle ausgebildet,
die durch die Düsenlochdefinitionsnuten 34 definiert
ist, welche sowohl an dem Düsenkörper 30 als
auch an dem Definitionselement 31 an der Fügestelle 35 zwischen
dem Körper 30 und dem Element 31 ausgebildet
sind. Ansonsten hat der Injektor 1 des dritten Ausführungsbeispiels
eine ähnliche Konfiguration wie der des ersten Ausführungsbeispiels
und bringt eine ähnliche Arbeitswirkung wie die des ersten
Ausführungsbeispiels hervor.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen sind dem Fachmann einfach ersichtlich.
Die Erfindung ist daher in ihrem breitesten Sinne nicht auf die
spezifischen Einzelheiten, das repräsentative Gerät
und die veranschaulichenden Beispiele beschränkt, die gezeigt
und beschrieben wurden.
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Ein
Injektor (1) hat einen zylindrischen Ventilkörper
(30), ein Düsenlochdefinitionselement (31), Düsenlochdefinitionsnuten
(34), Düsenlöcher (36) und eine
Nadel (40). Der Ventilkörper hat an seiner einen
Seite eine Öffnung (300). Das Definitionselement
ist an die Öffnung gefügt. Der Ventilkörper
und das Definitionselement haben zwischen sich eine Fügestelle
(35). Die Düsenlochdefinitionsnuten sind an zumindest
dem Ventilkörper und/oder dem Definitionselement ausgebildet,
die beide der Fügestelle zugewandt sind. Die Düsenlöcher
stellen zwischen einer Innenseite und einer Außenseite
des Ventilkörpers eine Verbindung her und dadurch wird
Kraftstoff durch die Düsenlöcher eingespritzt.
Die Düsenlöcher sind durch die Düsenlochdefinitionsnuten
definiert. Die Nadel ist so konfiguriert, dass sie von einer Innenseite
(304) des Ventilkörpers in Eingriff gelangt oder
gelöst wird, um die Düsenlöcher jeweils
zu schließen oder zu öffnen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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