DE10220632A1 - Filter und Brennstoffeinspritzeinrichtung mit demselben - Google Patents
Filter und Brennstoffeinspritzeinrichtung mit demselbenInfo
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Abstract
In einem Filter (50), der in einem Filtereinlassabschnitt (40) einer Brennstoffeinspritzeinrichtung (1) eingepasst ist, hat ein Filterkörper (51) einen zylindrischen Abschnitt (511), der mit einer Vielzahl Löcher (60) perforiert ist, und ein geschlossenes Ende. Die Vielzahl Löcher (60) ist auf dem zylindrischen Abschnitt (511) mit gleichen Abständen spiralförmig angeordnet. Eine Abmessung jedes Loches (60) ist kleiner als eine Abmessung eines Fremdmaterials, das aus dem Brennstoff entfernt werden soll. Der Brennstoff fließt von der Einlassöffnung (42) in den Filterkörper (51) und tritt durch die Löcher (60). Ferner ist ein Verstärkungsabschnitt (52) an dem Filterkörper (51) befestigt. Der Verstärkungsabschnitt (52) hat eine vorbestimmte Dicke, und ein Bereich (A1) der Endfläche (52) des Verstärkungsabschnitts ist größer als ein Schnittbereich (A2) des zylindrischen Abschnitts (51), um die Festigkeit gegen Außenkräfte zu gewährleisten.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter zum Entfernen
von Fremdmaterialien, die in einem Fluid enthalten sind,
und auf eine Brennstoffeinspritzeinrichtung mit dem Filter.
Herkömmlicherweise ist ein Filter in einer Brennstoffein
spritzeinrichtung vorgesehen, die auf einer Brennkraftma
schine mit innerer Verbrennung montiert ist, um Fremdmate
rialien, die in dem Brennstoff enthalten sind, zu entfer
nen. Bei einem Dieselmotor ist es beispielsweise notwendig,
das Brennstoffzerstäuben zu verbessern, um Feststoffe und
NOx in dem Abgas zu verringern. Dazu ist es notwendig, den
Brennstoffeinspritzdruck zu erhöhen, und den Durchmesser
der Düsenlöcher zu verringern, von denen der Brennstoff
eingespritzt wird. In dem Brennstofffilter ist es notwen
dig, Fremdmaterialien aus dem Brennstoff zu entfernen, ohne
dass der Brennstoffdruck sinkt.
Beispielsweise werden in einem Spaltfilter, der in der JP-
U-3-6052 offenbart ist, Fremdmaterialien in einer Nut ge
sammelt, die auf der Außenfläche des Filters ausgebildet
ist, während Brennstoff in den Spalt fließt, der zwischen
dem Filter und der Innenwand eines Brennstoffeinlassab
schnitts begrenzt ist. Die Nut ist auf einer kontinuierli
chen spiralförmigen Linie ausgebildet, um einen Brennstoff
fließbereich zu erhöhen. Ferner wird der Spalt zum Filtern
des Brennstoffes einheitlich verkleinert, um kleine Materi
alien aus dem Brennstoff wirkungsvoll zu entfernen.
Bei dieser Art Filter kommen Fremdmaterialien, die eine
flockenähnliche Gestalt haben, leicht durch den Spalt hin
durch. Obgleich es möglich ist, den Spalt zu verengen, um
die flockenähnlichen Materialien und kleine Materialien zu
entfernen, ist es schwierig, einen geeigneten Fließbereich
zu sichern, was zu einem Druckverlust des Brennstoffs
führt.
Ebenfalls wird diese Art Filter in den Brennstoffeinlassab
schnitt mit einer Befestigungsspannvorrichtung eingepresst.
Wenn er jedoch eingepresst wird, kann die Außenkraft auf
den Filter ungleichmäßig wirken, und die Spannvorrichtung
kommt mit dem Einlassabschnitt störend in Kontakt. Als Fol
ge daraus kann der Filter leicht verformt werden.
Die Erfindung wurde hinsichtlich dieser obigen Probleme ge
macht, und es ist eine Aufgabe, einen Filter herzustellen,
mit dem Fremdmaterialien, die in dem Brennstoff enthalten
sind, entfernt werden können, und der leicht hergestellt
werden kann.
Eine andere Aufgabe ist es, einen Filter herzustellen, der
verkleinert ist, und eine geeignete Festigkeit hat.
Eine weitere Aufgabe ist es, einen Filter herzustellen, bei
dem der Brennstoffdruckverlust verringert ist.
Eine weitere Aufgabe ist es, einen Filter herzustellen, bei
dem eine Außenkraft leicht aufgewendet werden kann, und ei
ne Verformung verringert wird.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Brennstoffeinspritzein
richtung herzustellen, bei der die Brennstoffzerstäubung
verbessert ist.
Bei einem Filter gemäß der Erfindung hat ein Filterkörper
einen zylindrischen Abschnitt, der mit einer Vielzahl Lö
cher perforiert ist, und ein geschlossenes Ende. Die Viel
zahl Löcher ist auf dem zylindrischen Abschnitt spiralför
mig angeordnet. Ebenfalls ist die Vielzahl Löcher mit glei
chen Abständen zueinander angeordnet. Jedes der Vielzahl
Löcher ist mit kleinerer Abmessung als die Abmessung der
Fremdmaterialien, die aus dem Fluid entfernt werden sollen,
dimensioniert. Demgemäß können Fremdmaterialien, die in dem
Fluid enthalten sind, mit diesem Filter wirkungsvoll ent
fernt werden. Ferner kann während des Filterherstellens die
Vielzahl Löcher von dem oberen zu dem unteren Ende des zy
lindrischen Abschnitts mit hoher Geschwindigkeit kontinu
ierlich und gleichmäßig gefertigt werden.
Ferner ist ein Verstärkungsabschnitt auf einem Ende des
Filterkörpers vorgesehen. Ein Bereich A1 der Endfläche des
Verstärkungsabschnitts ist größer als ein Schnittbereich A2
des zylindrischen Abschnitts. Daher ist die Festigkeit bzw.
Steifigkeit des Verstärkungsabschnitts größer als die des
zylindrischen Abschnitts. Demgemäß kann eine Außenkraft auf
den Verstärkungsabschnitt leicht aufgewendet werden, wäh
rend der Filter eingepresst wird. Ferner wird eine Verfor
mung des Filters verhindert.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile eines Ausführungs
beispiels werden aus der folgenden detaillierten Beschrei
bung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeut
licht.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
Einspritzeinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Filterbauteils, das in
einem Brennstoffeinlassabschnitt der Einspritzeinrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels eingepasst ist,
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht des Filterbauteils des
ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Herstel
lungsvorrichtung, die zum Herstellen des Filterbauteils
verwendet wird,
Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Filterbauteils, das in
dem Brennstoffeinlassabschnitt der Einspritzeinrichtung des
zweiten Ausführungsbeispiels eingepasst ist,
Fig. 6 zeigt eine Anordnung von Löchern, die in einem Fil
ter des dritten Ausführungsbeispiels ausgebildet sind,
Fig. 7 ist eine Schnittansicht eines Filterbauteils, das in
dem Brennstoffeinlassabschnitt eingepasst ist, des vierten
Ausführungsbeispiels,
Fig. 8 ist eine Perspektivansicht eines Verstärkungsab
schnitts, der in dem Filterbauteil des vierten Ausführungs
beispiels vorgesehen ist,
Fig. 9 ist eine Endansicht des Filterbauteils des vierten
Ausführungsbeispiels entlang eines Pfeils IX in Fig. 7,
Fig. 10 ist eine Perspektivansicht eines Verstärkungsab
schnitts des fünften Ausführungsbeispiels,
Fig. 11 ist eine Schnittansicht eines Filterbauteils des
sechsten Ausführungsbeispiels,
Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines Filterbauteils des
siebten Ausführungsbeispiels,
Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines Filterbauteils, das
in dem Brennstoffeinlassabschnitt eingepasst ist, des ach
ten Ausführungsbeispiels,
Fig. 14 ist eine Perspektivansicht eines Verstärkungsab
schnitts des achten Ausführungsbeispiels,
Fig. 15 ist eine Perspektivansicht eines Verstärkungsab
schnitts des neunten Ausführungsbeispiels,
Fig. 16 ist eine Draufsicht eines Verstärkungsabschnitts
des neunten Ausführungsbeispiels.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach
folgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Bauliche
Abschnitte, die im Wesentlichen denen der Ausführungsbei
spiele des Stands der Technik entsprechen, werden durch
gleiche Bezugszeichen bezeichnet, so dass Erläuterungen
dieser Abschnitte nicht wiederholt werden.
Eine in Fig. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzeinrichtung 1
wird in einen Zylinderkopf (nicht gezeigt) einer Brenn
kraftmaschine mit innerer Verbrennung (nicht gezeigt) ein
geführt und spritzt Brennstoff in jeden Zylinder der Ma
schine ein. Die Einspritzeinrichtung 1 wird in einem Com
mon-Rail-Brennstoffeinspritzsystem, bzw. einem Drucklei
tungsspeichereinspritzsystem, für einen Dieselmotor verwen
det. Die Einspritzeinrichtung 1 enthält hauptsächlich ein
Gehäuse 20, eine Düse 20, ein elektromagnetisches Betäti
gungsglied 30 und einen Brennstoffeinlassabschnitt 40.
Die Düse 20 ist an einer stromabwärtigen Brennstoffseite
des Gehäuses 10 und entgegengesetzt zu dem Betätigungsglied
30 angeordnet. Die Düse hat einen Düsenkörper 21. Düsenlö
cher 22 sind in der Nähe des entfernten Endes des Düsenkör
pers 21 ausgebildet. Eine Ventilnadel 23 ist in dem Düsen
körper 21 enthalten, um in einer Axialrichtung hin und her
bewegbar zu sein. Das untere Ende der Ventilnadel 23 hat
einen Kontaktabschnitt 231, der auf einen in dem Ventilkör
per 21 vorgesehenen Ventilsitz 211 gesetzt werden kann. Der
Brennstoff wird aus den Düsenlöchern 22 herausgesprüht,
während der Kontaktabschnitt 231 von dem Ventilsitz 211 an
gehoben wird. Das Brennstoffeinsprühen wird angehalten,
während der Kontaktabschnitt 231 auf den Ventilsitz 211 ge
setzt wird.
Ein Steuerungskolben (nicht gezeigt) ist in dem Gehäuse 10
enthalten. Der Steuerungskolben ist mit der Ventilnadel 23
in Kontakt. Eine Drucksteuerungskammer (nicht gezeigt) ist
in dem Gehäuse 10 auf einer gegenüberliegenden Seite der
Ventilnadel 23 hinsichtlich des Steuerungskolbens ausgebil
det. Brennstoff, der unter Hochdruck in den Brennstoffein
lassabschnitt 40 eingegeben wird, wird in der Drucksteue
rungskammer gehalten. Der Steuerungskolben wird mit seinem
Hockdruckbrennstoff nach unten (in Fig. 1) gedrückt, so
dass die Ventilnadel 23 in einer Richtung zum Schließen der
Düsenlöcher 22 gedrückt wird. Das heißt, dass der Kontakt
abschnitt 231 auf den Sitz des Ventilsitzes 211 gedrückt
wird.
Das elektromagnetische Betätigungsglied 30 ist auf dem Ge
häuse 10 auf einer gegenüberliegenden Seite der Düse 20
vorgesehen. Das Betätigungsglied 30 hat ein elektromagneti
sches Ventil (nicht gezeigt), um die Ausgabe des in der
Drucksteuerungskammer gespeicherten Brennstoffs zu steuern.
Wenn das Ventil geöffnet wird, und der Brennstoff von der
Drucksteuerungskammer ausgegeben wird, verringert sich der
Druck in der Drucksteuerungskammer. Als Folge daraus ver
ringert sich die Kraft, durch die die Ventilnadel 23 in der
Richtung zum Schließen der Ventillöcher 22 gedrückt wird.
Wenn die Kraft, durch die die Ventilnadel 23 in der Rich
tung zum Öffnen der Ventillöcher 22 mit dem Brennstoffdruck
um den Ventilsitz 211 gedrückt wird, größer als die Kraft
wird, durch die die Ventilnadel 23 in der Richtung zum
Schließen der Ventillöcher 22 mit dem Brennstoffdruck in
der Drucksteuerungskammer gedrückt wird, hebt sich die Ven
tilnadel 23 nach oben. Als Folge daraus wird der Kontaktab
schnitt 231 von dem Ventilsitz 211 getrennt, so dass der
Brennstoff aus den Düsenlöchern 22 gespritzt wird.
Wenn das elektromagnetische Ventil geschlossen ist und die
Brennstoffausgabe von der Drucksteuerungskammer gestoppt
ist, erhöht sich der Druck innerhalb der Drucksteuerungs
kammer. Daher erhöht sich die Kraft, durch die die Ventil
nadel 23 in der Richtung zum Schließen der Düsenlöcher 23
gedrückt wird. Als Folge daraus bewegt sich die Ventilnadel
23 nach unten. Wenn der Kontaktabschnitt 231 auf den Ven
tilsitz 211 gesetzt wird, wird das Brennstoffausspritzen
aus den Düsenlöchern 22 angehalten.
Der Brennstoffeinlassabschnitt 40 ist mit dem Gehäuse 10
einstückig geformt. Der Hochdruckbrennstoff, der in dem
Druckleitungsspeicher (nicht gezeigt) angesammelt ist, wird
durch eine Einlassöffnung 43 in den Brennstoffeinlassab
schnitt 40 geführt. In dem Brennstoffeinlassabschnitt 40
wird der Brennstoff mit einem Filterbauteil 50, bzw. einem
Filtersieb, gefiltert und fließt in einen Brennstoffdurch
gang 41. Dann wird der Brennstoff durch einen Brennstoff
durchgang in die Drucksteuerungskammer und die Düse 20 ge
trennt zugeführt.
Das Filterbauteil 50, das zum Entfernen von Fremdmateria
lien in dem Brennstoff vorgesehen ist, ist in einem Filter
aufnahmeabschnitt 42 vorgesehen, der in dem Brennstoffein
lassabschnitt 40 ausgebildet ist, wie in Fig. 2 gezeigt
ist. Das Filterbauteil 50 hat einen Filterkörper 51 und ei
nen Verstärkungsabschnitt 53. Der Filterkörper 51 ist im
Allgemeinen zylindrisch mit einem geschlossenen Ende. Ein
unterer Abschnitt 512 ist in einem zylindrischen Abschnitt
511 an einem Ende der axialen Enden des zylindrischen Ab
schnitts 511 enthalten, um ein geschlossenes Ende zu defi
nieren. Der Verstärkungsabschnitt 53 ist an einer offenen
Endseite des zylindrischen Abschnitt 511 angeordnet. Der
Außendurchmesser des Verstärkungsabschnitts 53 ist größer
als der des zylindrischen Abschnitts und im Wesentlichen
gleich einem Innendurchmesser des Filteraufnahmeabschnitts
42, so dass das Filterbauteil 50 in dem Filteraufnahmeab
schnitt 42 eingepresst wird. Die seitliche Außenwand des
Verstärkungsabschnitts 53 ist mit der Innenwand des Filter
aufnahmeabschnitts 42 in Kontakt.
Das Filterbauteil 50 ist aus Metall gefertigt, wie z. B. aus
nicht rostendem Metall. Das Filterbauteil 50 ist beispiels
weise durch Ziehen, Pressen, Schneiden oder Schmieden her
gestellt. Der Filterkörper 51 hat eine geeignete Dicke (ca.
0,5 mm), um dem hohen Druck des Brennstoffs von dem Druck
leitungsspeicher standzuhalten. Der zylindrische Abschnitt
511 ist mit einer Vielzahl Löcher 60 perforiert. Das Innere
des zylindrischen Abschnitts 511 ist durch die Vielzahl Lö
cher 60 mit dem Außenumfang in Verbindung. Jedes der Löcher
60 ist kleiner als ein Durchmesser der Fremdmaterialien,
die aus dem Brennstoff entfernt werden sollen.
Die Vielzahl Löcher 60 ist in der Umfangsrichtung und der
Axialrichtung des zylindrischen Abschnitts 511 angeordnet,
wie in Fig. 3 gezeigt ist. Vorzugsweise ist die Vielzahl
Löcher 60 spiralenförmig angeordnet, so dass ein Mittel
punkt jedes Loches 60 in einer spiralförmigen Linie ange
ordnet ist, die sich um den zylindrischen Abschnitt 511
windet. Wenn beispielsweise eine Linie auf der äußeren zy
lindrischen Fläche des zylindrischen Abschnitts 511 gezogen
wird, um die Vielzahl Löcher 60 zu verbinden, wird die Li
nie spiralförmig, die sich um den zylindrischen Abschnitt
511 in der Umfangsrichtung mit einem konstanten Abstand in
der Axialrichtung windet.
Die Löcher 60 sind derart geformt, dass die Mittelpunkte
der Löcher 60 auf der spiralförmigen Linie gleichmäßig
beabstandet sind. Die Löcher 60 werden beispielsweise mit
einer in Fig. 4 gezeigten Herstellungsvorrichtung gefer
tigt. Die Herstellungsvorrichtung hat einen Filterhalter 71
und ein Lochausbildungswerkzeug 72. Der Filterhalter 71 be
wegt den Filterkörper 50 in der Axialrichtung mit einer
konstanten Geschwindigkeit, während das Filterbauteil 50
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht wird. Das
Lochausbildungswerkzeug 72 perforiert den zylindrischen Ab
schnitt 511. Bei dieser Herstellungsvorrichtung ist es mög
lich, die Löcher von dem oberen Ende bis zu dem unteren En
de des zylindrischen Abschnitts 511 mit hoher Geschwindig
keit kontinuierlich herzustellen.
Folgend wird der Brennstofffluss und die Bewegung der
Fremdmaterialien in dem Filterbauteil 50 beschrieben.
Bezug nehmend auf Fig. 2 fließt der Brennstoff von dem
Druckleitungsspeicher durch die Einlassöffnung 43 in den
Brennstoffeinlassabschnitt 40. Der Brennstoff fließt durch
den Verstärkungsabschnitt 53 in das Innere des Filterkör
pers 51 und tritt durch die Löcher 60 aus dem Filterkörper
51. Dann fließt der Brennstoff durch einen Brennstoffdurch
gang 44, der zwischen der Innenwand des Filteraufnahmeab
schnitts 42 und der äußeren zylindrischen Fläche des zy
lindrischen Abschnitts 511 begrenzt ist, in den Brennstoff
durchgang 41. Zu diesem Zeitpunkt treten die Fremdmateria
lien, die in dem Brennstoff enthalten sind, nicht durch die
Löcher 60, sondern werden innerhalb des zylindrischen Ab
schnitts 511 gefangen. Mit dem Brennstofffluss häufen sich
die Fremdmaterialien an dem Bodenabschnitt 512 in dem Fil
terkörper 51.
Die Vielzahl Löcher 60 ist auf dem zylindrischen Abschnitt
511 mit Ausnahme eines Bereichs nahe dem geschlossenen Ende
ausgebildet. Daher ist der becherförmige Bereich mit dem
unteren Abschnitt 512 und dem Ende des zylindrischen Ab
schnitts 511 ohne Löcher 60 ausgebildet. Demgemäß können
Fremdmaterialien an dem becherförmigen Bereich in dem Fil
terkörper 51 gesammelt werden.
Der Innendurchmesser jedes Loches 60 ist kleiner als der
Durchmesser der Fremdmaterialien, die gefiltert werden sol
len. Beispielsweise beträgt der Innendurchmesser des Loches
60 ca. 60 µm, und es sind 2000 Löcher auf dem zylindrischen
Abschnitt 511 mit Laser ausgebildet. Die Löcher sind bei
spielsweise kreisförmig geformt. Daher ist es möglich, sehr
kleine Materialien aus dem Brennstoff zu entfernen, während
ein geeigneter Brennstoffdurchflussbereich auf dem zylind
rischen Abschnitt 511 vorgesehen wird. Demgemäß wird der
Druckverlust des Brennstoffes verringert.
Die Löcher 60 sind derart angeordnet, dass die Mittelpunkte
der Löcher 60 die spiralförmige Linie ausbilden, die sich
um die Axiallinie mit gleichen Abständen winden. Daher ist
es möglich, die Vielzahl Löcher auf dem Filterbauteil 50
mit hoher Geschwindigkeit kontinuierlich und gleichmäßig
herzustellen. Demgemäß wird das Filterbauteil 50 leicht
herstellt, wodurch die Verarbeitungs- und Herstellungskos
ten verringert werden.
Da durch das Filterbauteil 50 kleine Fremdmaterialien aus
dem Brennstoff sauber entfernt werden können, verstopfen
die Ventillöcher 20 weniger. Ferner ist es möglich, den In
nendurchmesser der Düsenlöcher 20 zu verringern, um das
Brennstoffzerstäuben zu verbessern.
Bezug nehmend auf Fig. 5 ist das Filterbauteil 50 in dem
Brennstoffeinlassabschnitt 40 anders als bei dem ersten
Ausführungsbeispiel eingepasst. Bei dem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel ist das Filterbauteil 50 in der Axialrichtung
umgedreht, so dass das geschlossene Ende des Filterkörpers
511 auf einer Seite der Einlassöffnung 43 angeordnet ist,
und der Filterkörper 51 öffnet sich zu der stromabwärtigen
Seite in den Brennstoffeinlassabschnitt 40.
Der Brennstoff aus dem Druckleitungsspeicher fließt durch
die Einlassöffnung 43 in den Brennstoffeinlassabschnitt 40.
Der Brennstoff fließt in einen Spalt, der zwischen der In
nenwand des Filteraufnahmeabschnitts 42 und der Außenwand
des Filterkörpers 51 begrenzt ist. Dann fließt der Brenn
stoff durch die Löcher 60 in das Innere des Filterbauteils
50 und fließt dann in den Brennstoffdurchgang 41. Zu diesem
Zeitpunkt können die Fremdmaterialien, die in dem Brenn
stoff enthalten sind, nicht durch die Löcher treten, son
dern werden an dem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts
511 gefangen. Hier endet der Spalt mit einem Bereich des
Verstärkungsabschnitts 53, wo der Außendurchmesser vergrö
ßert ist, so dass eine Tasche 56 an dem untersten Ende des
Spaltes ausgebildet ist. Auf diese Weise sammeln sich die
Fremdmaterialien in der Tasche 56 an.
Die Anordnung der Löcher 60 ist leicht zu der des ersten
Ausführungsbeispiels verändert. Die Löcher 60 sind vonein
ander gleichmäßig beabstandet, so dass der Mittelpunkt des
Loches im Wesentlichen auf der Spitze eines gleichseitigen
Dreiecks angeordnet ist. Beispielsweise sind die Löcher 60
jeweils auf die Löcher 60a, 60b, 60c, 60d, 60e, 60f und 60g
bezogen, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Abstände zwischen dem
Loch 60a und benachbarten Löcher 60b bis 60g sind im We
sentlichen gleich. Das heißt, dass benachbarte drei der Lö
cher im Wesentlichen das gleichseitige Dreieck ausbilden.
Demgemäß kann die Anzahl Löcher 60, die in einem Einheits
bereich ausgebildet sind, so hoch wie möglich erhöht wer
den. Die Vielzahl Löcher 60 ist in einem begrenzten Bereich
des zylindrischen Abschnitts 511 wirkungsvoll angeordnet.
Daher ist es möglich, das Filterbauteil 50 zu verkleinern
und eine geeignete Festigkeit für das Filterbauteil 50 vor
zusehen, während der vorbestimmte Öffnungsbereich der Lö
cher 60 als Fließbereich des Brennstoffs gesichert wird.
Ferner kann die Anzahl Löcher 60, die in dem Filterbauteil
50 mit vorbestimmter Größe vorgesehen sind, erhöht werden.
Daher wird der Fließbereich des Brennstoffs vergrößert, wo
durch ein Druckverlust des Brennstoffs aufgrund des Filter
bauteils 50 verringert wird. Das Filterbauteil 50 mit sei
ner Lochanordnung kann in den Brennstoffeinlassabschnitt 40
auf gleiche Weise wie bei dem ersten und zweiten Ausfüh
rungsbeispiel eingepasst werden.
Bezug nehmend auf Fig. 7 hat ein Filterbauteil 50A des
vierten Ausführungsbeispiels eine gleichartige Struktur wie
das Filterbauteil 50. In dem Filterbauteil 50A ist ein Ver
stärkungsabschnitt 52 anders als bei dem Verstärkungsab
schnitt 53 des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels vor
gesehen. Der Verstärkungsabschnitt 52 ist an dem Filterkör
per 51 durch Schweißen, Löten und dgl. befestigt. Der Ver
stärkungsabschnitt 52 ist an dem offenen Ende des zylindri
schen Abschnitts 511 angeordnet. Das Filterbauteil 50A ist
in den Filteraufnahmeabschnitt 42 in dem Brennstoffeinlass
abschnitt 40 eingepresst. Die Außenwand des Verstärkungsab
schnitts 52 kommt mit der Innenwand des Filteraufnahmeab
schnitts 42 in Presskontakt. Ebenfalls ist in dem Filter
50A der zylindrische Abschnitt 511 mit der Vielzahl Löcher
60 perforiert, um die Fremdmaterialien, die in dem Brenn
stoff enthalten sind, zu entfernen.
Der Verstärkungsabschnitt 52 ist im Wesentlichen säulenför
mig und hat ein Durchgangsloch 55 in einem im Wesentlichen
mittleren Bereich. Der Verstärkungsabschnitt 52 ist strom
aufwärts von dem Filterkörper 51 angeordnet. Eine Brenn
stoffkammer 54, durch die der Brennstoff fließt, ist in dem
Filterkörper 51 ausgebildet. Die Brennstoffkammer 54 ist
durch das Durchgangsloch 55 mit der Einlassöffnung 43 in
Verbindung. Der Öffnungsbereich (Brennstofffließbereich)
des Durchgangslochs 55 ist größer als der ganze Öffnungsbe
reich der Löcher 60, um den Brennstoffdruckverlust zu ver
ringern.
Der Verstärkungsabschnitt 52 hat in der Axialrichtung eine
vorbestimmte Dicke, um selber eine Festigkeit auszubilden,
wie in Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Wenn das Filterbauteil 50A
in den Brennstoffeinlassabschnitt 40 eingepresst ist, wirkt
eine Außenkraft auf den Verstärkungsabschnitt 52. Da der
Verstärkungsabschnitt 52 eine vorbestimmte Dicke hat, wird
verhindert, dass der Verstärkungsabschnitt 52 aufgrund der
Außenkraft verformt wird. Da ferner der Verstärkungsab
schnitt 52 eine vorbestimmte Dicke hat, kommt der Verstär
kungsabschnitt 52 mit der Innenwand des Filteraufnahmeab
schnitts 42 größtenteils in Kontakt. Daher kann der Ver
stärkungsabschnitt 52 einer geeigneten Befestigungsbean
spruchung standhalten. Das heißt, dass der Verstärkungsab
schnitt 52 dem hohen Brennstoffdruck standhält, so dass das
Filterbauteil 50A in den Filteraufnahmeabschnitt 42 einge
passt und vor einem Bewegen aufgrund des Brennstoffflusses
bewahrt werden kann.
Der Bereich A1 einer Endfläche 521 des Haltebauteils 52,
bzw. des Verstärkungsabschnitts 52, die auf der Seite der
Einlassöffnung 43 vorgesehen ist, ist größer als der
Schnittbereich A2 des zylindrischen Abschnitts 511, wie in
Fig. 9 gezeigt ist. Hier ist der Bereich A1 der Endfläche
521 gleich einem Schnittbereich des säulenförmigen Verstär
kungsabschnitts 52 senkrecht entlang seiner Achse. Der Öff
nungsbereich des Durchgangslochs 55 ist nicht in dem Be
reich A1 der Endfläche 521 enthalten. A2 ist ein Schnittbe
reich des dünnen zylindrischen Abschnitts 511 senkrecht
entlang seiner Achse. Der Bereich A1 ist größer als der
Schnittbereich A2. Daher ist ein Bereich des Filterbauteils
50A, auf den die Außenkraft mit einer Befestigungsspannvor
richtung während des Einpressens wirkt, vergrößert. Wenn
daher das Filterbauteil 50A eingepresst wird, ist es
leicht, die Außenkraft auf das Filterbauteil 50A aufzuwen
den, während die Verformung des Filterbauteils 50A verrin
gert wird.
Bei dem Filterbauteil 50A fließt der Brennstoff von der
Einlassöffnung 43 durch das Durchgangsloch 55 in die Brenn
stoffkammer 54. Der Brennstoff tritt durch die Löcher 60
und fließt in den Brennstoffdurchgang 44. Ferner fließt der
Brennstoff durch den Brennstoffdurchgang 41 in jeden Be
reich in der Einspritzeinrichtung. Die Fremdmaterialien in
dem Brennstoff werden an dem Filterkörper 51 gefangen und
sammeln sich in dem becherförmigen Abschnitt an, der an dem
geschlossenen Ende des Filterkörpers 51 ohne Löcher 60 vor
gesehen ist.
Da das Filterbauteil 50A mit dem Verstärkungsabschnitt 52
und dem Bereich A1 der Endfläche 521 größer als der
Schnittbereich A2 des zylindrischen Abschnitts 511 ist,
wirkt die Außenkraft mit der Einspannvorrichtung gleichmä
ßig auf das Filterbauteil 50A, wenn das Filterbauteil 50A
in den Brennstoffeinlassabschnitt 40 eingepresst wird. Da
der Verstärkungsabschnitt 52 die vorbestimmte Dicke und den
Außendurchmesser hat, ist die Steifigkeit des Verstärkungs
abschnitts 52 gegen die Biegekraft verbessert. Selbst wenn
während des Einpressens die Außenkraft größtenteils auf das
Filterbauteil 50A wirkt, ist das Filterbauteil 50A vor ei
nem Verformen aufgrund des Zusammentreffens mit der Innen
wand des Brennstoffeinlassabschnitts 40 geschützt. Ferner
wird mit dem Vergrößern der axialen Dicke des Verstärkungs
abschnitts 52 der Kontaktbereich zwischen dem Verstärkungs
abschnitts 52 und dem Filteraufnahmeabschnitt 42 erhöht,
wodurch die Bewegung des Filterbauteils 50A aufgrund des
Brennstoffstromes beschränkt wird.
Da ferner der Innendurchmesser des Lochs 60 kleiner als der
Innendurchmesser des Düsenlochs 22 dimensioniert ist, wer
eten Fremdmaterialien in dem Brennstoff in dem Inneren des
zylindrischen Abschnitts 511 gefangen und sammeln sich nahe
dem geschlossenen Ende des Filterkörpers 51 mit dem Brenn
stoffstrom an. Daher ist möglich, kleine Fremdmaterialien
aus dem Brennstoff zu entfernen, wenn der Brennstoff aus
dem zylindrischen Abschnitt 511 fließt. Demgemäß kann der
Innendurchmesser der Düsenlöcher 22 verringert werden, um
das Brennstoffzerstäuben zu verbessern.
Bezug nehmend auf Fig. 10 ist anstatt dem Durchgangsloch 55
des vierten Ausführungsbeispiels eine Vielzahl Durchgangs
löcher 55A in dem Verstärkungsabschnitt 52 ausgebildet. Ob
gleich ein Öffnungsbereich (Brennstofffließbereich) jedes
Durchgangsloch 65 verringert ist, wird ein geeigneter
Fließbereich gesichert. Zusätzlich ist der ganze Fließbe
reich der Durchgangslöcher 55a im Wesentlichen gleich dem
Fließbereich, der durch das Durchgangsloch 55 in dem vier
ten Ausführungsbeispiel vorgesehen wird. Fremdmaterialien
in dem Brennstoff werden wirkungsvoll entfernt, da relativ
große Fremdmaterialien in dem Brennstoff vor dem Eintreten
in. dem Filterkörper 51 mit den Durchgangslöchern 55a gefan
gen werden.
Bezug nehmend auf Fig. 11 ist bei dem sechsten Ausführungs
beispiel anders als bei dem vierten Ausführungsbeispiel der
Verstärkungsabschnitt 52 mit dem Filterkörper 51 verbunden.
Das heißt, dass das Haltebauteil 52, bzw. der Verstärkungs
abschnitt, mit dem Filterkörper 51 in Eingriff ist. Eine
Nut 523 ist auf einem Ende 522 des Haltebauteils 52 ausge
bildet. Ein Ende 513 des zylindrischen Abschnitts 511 ist
in der Nut 523 eingepasst. Die Nut 523 ist in einer kreis
förmigen Gestalt ausgebildet, um der zylindrischen Gestalt
des zylindrischen Abschnitts 511 zu entsprechen.
Demgemäß sind der Verstärkungsabschnitt 52 und der Filter
körper 51 miteinander fest verbunden. Ferner ist es nach
deren Verbinden möglich, Schweißen oder Löten um den Ver
bindungsabschnitt des Haltebauteils 52 und den Filterkör
pers 51 vorzusehen.
Bezug nehmend auf Fig. 12 ist bei dem siebten Ausführungs
beispiel der Filterkörper 51 in den Verstärkungsabschnitt
52 eingeschraubt. Ein Innengewinde 52a ist auf der Innen
wand des Verstärkungsabschnitts 52 ausgebildet. Ein Außen
gewinde 52a ist an dem Ende des zylindrischen Abschnitts
511 ausgebildet, um mit dem Innengewinde 52a in Eingriff zu
kommen. Demgemäß werden der Befestigungsabschnitt und der
Filterkörper 51 fest miteinander verbunden.
Bezug nehmend auf Fig. 13 ist eine Anordnung des Filterbau
teils des achten Ausführungsbeispiels anders als die des
vierten Ausführungsbeispiels, und der Brennstoff fließt an
ders als bei dem des vierten Ausführungsbeispiels. Ein Fil
terbauteil 50B hat den Filterkörper 51 und den Verstär
kungsabschnitt 52. Das Filterbauteil 50B ist in dem Filter
aufnahmeabschnitt 42 derart befestigt, dass der Filterkör
per 51 in der Axialrichtung umgedreht ist, so dass das ge
schlossene Ende des Filterkörpers 51 auf der Seite der Ein
lassöffnung 43 angeordnet ist, und dass der Filterkörper 51
auf eine stromabwärtige Seite hin öffnet. Der Verstärkungs
abschnitt 52 ist auf dem unteren Abschnitt 512 auf einer
Seite gegenüberliegend zu dem zylindrischen Abschnitt 511
befestigt. Der Verstärkungsabschnitt 52 ist stromaufwärts
von dem Filterkörper 51 angeordnet. Der Verstärkungsab
schnitt 52 hat Durchgangslöcher 55b nahe seinem Außenum
fang, wie in Fig. 13 und 14 gezeigt ist. Gleich dem vierten
Ausführungsbeispiel ist der Verstärkungsabschnitt 52 an dem
Filterkörper 51 geschweißt oder gelötet. Alternativ, gleich
dem sechsten oder siebten Ausführungsbeispiel kann der Fil
terkörper 51 in den Verstärkungsabschnitt 52 eingeschraubt
sein.
Hier ist eine kreisförmige Stufe 45 auf dem Filteraufnahme
abschnitt 42 ausgebildet, und das offene Ende des zylindri
schen Abschnitts 511 ist in die Stufe 45 eingepasst. Daher
kommt das Filterbauteil 50B mit dem Filteraufnahmeabschnitt
42 an zwei Positionen in Kontakt. Ein Spalt, der zwischen
der Innenwand des Filteraufnahmeabschnitts 42 und der äuße
ren zylindrischen Fläche des zylindrischen Abschnitt 511
begrenzt ist, endet mit der Stuft 45. Daher ist der Brenn
stoffdurchgang in die stromaufwärtige Seite und die stro
mabwärtige Seite mit dem zylindrischen Abschnitt 511, der
mit Löchern 60 perforiert ist, aufgeteilt.
Der Brennstoff fließt von der Einlassöffnung 43 in die Ein
spritzeinrichtung 1. Der Brennstoff fließt durch die Durch
gangslöcher 55b in den Spalt 46. Dann tritt der Brennstoff
durch die Vielzahl Löcher 60, die auf dem zylindrischen Ab
schnitt 511 ausgebildet sind, in das Innere des zylindri
schen Abschnitts 511. Ferner fließt der Brennstoff durch
den Brennstoffdurchgang 41 in jeden Bereich in der Brenn
stoffeinrichtung 1. Die Fremdmaterialien in dem Brennstoff
werden an den Einlässen der Löcher 60 gefangen, d. h. an dem
Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 511. Die Fremdma
terialien werden in einer Tasche gleich einem Abschnitt ge
sammelt, der durch eine Stufe 45 ausgebildet ist.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel tritt der Brennstoff
durch die Löcher 60 von dem Außenumfang in das Innere des
zylindrischen Abschnitts 511. Daher sind die Durchgangslö
cher 55b auf dem Verstärkungsabschnitt 52 nahe dem Außenum
fang ausgebildet, so dass der Außenumfang des zylindrischen
Abschnitts 511 mit der Einlassöffnung 43 verbunden ist. Eben
falls werden bei dem achten Ausführungsbeispiel die
Fremdmaterialien in dem Brennstoff sauber aus dem Brenn
stoff entfernt.
Bezug nehmend auf Fig. 15 hat der Verstärkungsabschnitt 52
anstelle der Durchgangslöcher 55b des achten Ausführungs
beispiels Durchgangslöcher 55c. Der Filterkörper 51 ist in
dem Filtereinlassabschnitt 40 auf gleiche Weise wie der des
achten Ausführungsbeispiels befestigt.
Da der Brennstoff durch die Durchgangslöcher 55 in den
Spalt 46, der an dem Außenumfang des zylindrischen Ab
schnitts 511 begrenzt ist, fließt, hat der Verstärkungsab
schnitt 52 die Durchgangslöcher 55c nahe dem Außenumfang.
Jeder der Durchgangslöcher 55c ist in einer schlitzähnli
chen Gestalt entlang dem Umfangsende des Verstärkungsab
schnitts 52 ausgebildet. Der Spalt 46 ist durch die
schlitzähnlichen Durchgangslöcher 55c mit der Einlassöff
nung 43 des Einlassabschnitts 40 in Verbindung. Mit den
schlitzähnlichen Durchgangslöchern 55c wird der vorbestimm
te Fließbereich gesichert.
Bezug nehmend auf Fig. 16 werden anstelle der Durchgangslö
cher 55b und 55c des achten und neunten Ausführungsbei
spiels vier Kerben auf einem Verstärkungsabschnitt 52 aus
gebildet. Vier Kerben 95 werden von dem äußeren Umfangsende
des Verstärkungsabschnitts 52 in Radialrichtung eingekerbt.
Die Kerben 95 dienen als Durchgangslöcher, um den Spalt 46
mit der Einlassöffnung 43 des Brennstoffeinlassabschnitts
40 zu verbinden. Vier Kerben 95 sind als die Durchgangslö
cher in der Umfangsrichtung angeordnet. Mit diesen Durch
gangslöchern 95 wird der vorbestimmte Fließbereich gesi
chert.
Bei dem neunten und zehnten Ausführungsbeispiel werden die
Durchgangslöcher 55c und die Kerben 95 derart geformt, dass
der Verstärkungsabschnitt 52 der Befestigungsbeanspruchung
zwischen dem Verstärkungsabschnitt 52 und dem Filteraufnah
meabschnitt 42 standhält, und dass der vorbestimmte Fließ
bereich gesichert ist. Daher ist es möglich, die Gestalt
und die Anzahl Durchgangslöcher 55c und Kerben 95 zu verän
dern.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind der
zylindrische Abschnitt 511 und der Verstärkungsabschnitt 52
oder der Verstärkungsabschnitt 53 in der zylindrischen Ges
talt oder säulenförmigen Gestalt ausgebildet. Jedoch können
diese zu einer vieleckigen zylindrischen Gestalt oder einer
vieleckigen säulenförmigen Gestalt verändert werden. Zu
sätzlich kann die Gestalt und die Anzahl Durchgangslöcher
und Kerben verändert werden.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen werden
die Filterbauteile 50, 50A und 50B in der druckleitungs
speicherartigen Einspritzeinrichtung verwendet, um Fremdma
terialien in dem Brennstoff zu entfernen. Die Filterbautei
le 50, 50A und 50B werden auch in einer anderen Einspritz
einrichtung verwendet. Ferner können die Filterbauteile 50,
50A und 50B als ein Filter zum Entfernen von in einem Fluid
enthaltenen Fremdmaterialien verwendet werden.
Die Erfindung sollte nicht auf die beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiele beschränkt werden, sondern sollte ohne von
dem Erfindungsgegenstand abzuweichen, auf andere Weise um
gesetzt werden können.
Demgemäß hat in einem Filter 50, der in einem Filterein
lassabschnitt 40 einer Brennstoffeinspritzeinrichtung 1
eingepasst ist, ein Filterkörper 51 einen zylindrischen Ab
schnitt 511, der mit einer Vielzahl Löcher 60 perforiert
ist, und ein geschlossenes Ende. Die Vielzahl Löcher 60 ist
auf dem zylindrischen Abschnitt 511 mit gleichen Abständen
spiralförmig angeordnet. Eine Abmessung jedes Loches 60 ist
kleiner als eine Abmessung eines Fremdmaterials, das aus
dem Brennstoff entfernt werden soll. Der Brennstoff fließt
von der Einlassöffnung 42 in den Filterkörper 51 und tritt
durch die Löcher 60. Ferner ist ein Verstärkungsabschnitt
52 an dem Filterkörper 51 befestigt. Der Verstärkungsab
schnitt 52 hat eine vorbestimmte Dicke, und ein Bereich A1
der Endfläche 52 des Verstärkungsabschnitts ist größer als
ein Schnittbereich A2 des zylindrischen Abschnitts 51, um
die Festigkeit gegen Außenkräfte zu gewährleisten.
Claims (19)
1. Filter (50, 50A, 50B), der in einem Fluiddurchgang an
geordnet ist, mit einem Körper (51), der einen im Wesentli
chen zylindrischen Abschnitt (511) hat, der mit einer Viel
zahl Löcher (60) perforiert ist, wobei eine Vielzahl Löcher
(60) spiralförmig um den zylindrischen Abschnitt (511) an
geordnet ist.
2. Filter (50, 50A, 50B) gemäß Anspruch 1, wobei die
Vielzahl Löcher (60) gleichmäßig beabstandet ist.
3. Filter (50, 50A, 50B), der in dem Fluiddurchgang ange
ordnet ist, mit einem Körper (51), der einen im Wesentli
chen zylindrischen Abschnitt (511) hat, der mit einer Viel
zahl Löcher (60) perforiert ist, wobei die Vielzahl Löcher
(60) auf dem zylindrischen Abschnitt (511) gleichmäßig
beabstandet zueinander ist.
4. Filter (50, 50A, 50B) gemäß Anspruch 3, wobei die
Vielzahl Löcher (60) angeordnet ist, so dass benachbarte
drei der Vielzahl Löcher (60) ein im Wesentlichen gleich
seitiges Dreieck ausbilden.
5. Filter (50, 50A, 50B), der in einem Fluiddurchgang an
geordnet ist, um in einem Fluid enthaltene Fremdmaterialien
zu entfernen, wobei der Filter (50, 50A, 50B) enthält:
einen Filterkörper (51) mit einem zylindrischen Ab schnitt (511), einem geschlossenen Ende (512) auf einem En de des zylindrischen Abschnitts (511) und einem offenen En de auf dem anderen Seitenende des zylindrischen Abschnitts (511), wobei der zylindrische Abschnitt (511) mit einer Vielzahl Löcher (60) perforiert ist; und
ein Verstärkungsabschnitt (52, 53), der an einem des geschlossenen Endes und des offenen Endes des Filterkörpers (51) angeordnet ist, wobei der Verstärkungsabschnitt (52) einen Fluiddurchgang vorsieht, durch den das Fluid in Rich tung auf den Filterkörper (51) tritt, und wobei ein Schnittbereich (A1) des Verstärkungsabschnitts (52) senk recht entlang einer Axialrichtung größer als ein Schnittbe reich (A2) des zylindrischen Abschnitts (511) senkrecht entlang der Axialrichtung ist.
einen Filterkörper (51) mit einem zylindrischen Ab schnitt (511), einem geschlossenen Ende (512) auf einem En de des zylindrischen Abschnitts (511) und einem offenen En de auf dem anderen Seitenende des zylindrischen Abschnitts (511), wobei der zylindrische Abschnitt (511) mit einer Vielzahl Löcher (60) perforiert ist; und
ein Verstärkungsabschnitt (52, 53), der an einem des geschlossenen Endes und des offenen Endes des Filterkörpers (51) angeordnet ist, wobei der Verstärkungsabschnitt (52) einen Fluiddurchgang vorsieht, durch den das Fluid in Rich tung auf den Filterkörper (51) tritt, und wobei ein Schnittbereich (A1) des Verstärkungsabschnitts (52) senk recht entlang einer Axialrichtung größer als ein Schnittbe reich (A2) des zylindrischen Abschnitts (511) senkrecht entlang der Axialrichtung ist.
6. Filter (50, 50A, 50B) gemäß Anspruch 5, wobei der Ver
stärkungsabschnitt stromaufwärts von dem Filterkörper (51)
angeordnet ist.
7. Filter (50A) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Ver
stärkungsabschnitt (52) an dem offenen Ende des Filterbau
teils (51) angeordnet ist.
8. Filter (50A) gemäß Anspruch 7, wobei der Verstärkungs
abschnitt (52) ein Durchgangsloch (55, 55a) hat, durch das
das Fluid in den Filterkörper (51) fließt.
9. Filter (50A) gemäß Anspruch 8, wobei das Durchgangs
loch eines einer Vielzahl Durchgangslöcher (55a) ist, die
auf dem Umfangsabschnitt (52) ausgebildet sind.
10. Filter (50B) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Ver
stärkungsabschnitt (52) an dem geschlossenen Ende des Fil
terkörpers (51) angeordnet ist.
11. Filter (50B) gemäß Anspruch 10, wobei der Verstär
kungsabschnitt (52) ein Durchgangsloch (55b, 55c) hat,
durch das das Fluid in Richtung auf einen Außenumfang des
Filterkörpers (51) fließt.
12. Filter (50B) gemäß Anspruch 11, wobei das Durchgangs
loch (55c) in einer spaltähnlichen Gestalt entlang eines
Umfangsendes des Verstärkungsabschnitts (52) ausgebildet
ist.
13. Filter (50B) gemäß Anspruch 10, wobei der Verstär
kungsabschnitt (52) mit einer Kerbe (95) ausgebildet ist,
durch die das Fluid in Richtung auf einen Außenumfang des
Filterkörpers (51) fließt.
14. Filter (50A, 50B) gemäß einem oder jedem der Ansprüche
5 bis 13, wobei zumindest das geschlossene Ende und das of
fene Ende des Filterkörpers (51) in den Verstärkungsab
schnitt (52) eingepasst ist.
15. Filter (50A, 50B) gemäß einem oder jedem der Ansprüche
5 bis 14, wobei zumindest ein Ende des geschlossenen Endes
und des offenen Endes des Filterkörpers (51) in den Ver
stärkungsabschnitt (52) eingeschraubt ist.
16. Filter (50A, 50B) gemäß einem oder jedem der Ansprüche
5 bis 15, wobei der Verstärkungsabschnitt (52) zu dem Fil
terkörper (51) gelötet ist.
17. Filter (50A, 50B) gemäß einem oder jedem der Ansprüche
5 bis 15, wobei der Verstärkungsabschnitt (52) zu dem Fil
terkörper (51) geschweißt ist.
18. Filter (50A, 50B) gemäß einem oder jedem der Ansprüche
5 bis 17, wobei die Vielzahl Löcher (60) auf einem Umfangs
abschnitt (511) mit gleichen Abständen spiralig angeordnet
ist.
19. Brennstoffeinspritzeinrichtung (1), die den Filter
(50, 50A, 50B) gemäß einem oder jedem der Ansprüche 1 bis
18 in einem Brennstoffeinlassabschnitt (40) vorsieht.
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