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Die Erfindung betrifft einen Kraftstofffilter
mit einem stabförmigen
Filterkörper,
der an seinen Enden in einem Zulaufkanal dichtend geführt ist,
wie er beispielsweise aus der
DE 198 32 940 A1 bekannt ist.
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Um Beschädigungen von Kraftstoffeinspritzventilen
durch Verunreinigungen im Kraftstoff zu verhindern, werden solche
Stabfilter üblicherweise
in jedes Kraftstoffeinspritzventil eingebracht. Der in der
DE 198 32 940 A1 beschriebene
stabförmige
Filterkörper
wird in einen Zulaufkanal eines Kraftstoffeinspritzventils eingepresst.
Nachteilig an dieser Art der Befestigung ist, dass beim Einpressen
in geringem Umfang stromabwärts
des Kraftstofffilters Späne
in dem Kraftstoffeinspritzventil entstehen können. Diese Späne können bei
eingepresstem stabförmigem Filterkörper nicht
aus dem Kraftstoffeinspritzventil entfernt werden und stellen somit
Späne eine
Fehlerquelle dar, die zum späteren
Versagen des Kraftstoffeinspritzventils führen können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstofffilter mit
einem stabförmigen
Filterkörper,
der an seinen Enden in einem Zulaufkanal dichtend geführt ist,
wird der Filterkörner
durch eine in dem Zulaufkanal vorhandene Durchmesserverengung und
ein in dem Zulaufkanal eingelegtes Sicherungselement in axialer Richtung
fixiert.
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Dadurch kann auf die Presspassung
zwischen Filterkörper
und Zulaufkanal verzichtet werden, so dass bei der Montage des stabförmigen Filterkörpers keine
Späne entstehen,
welche später
zu einem Versagen des Kraftstoffeinspritzventils führen können. Außerdem kann
bei dem erfindungsgemäßen Kraftstofffilter
der Filterkörper
ohne Weiteres aus dem Kraftstoffeinspritzventil entfernt werden,
beispielsweise wenn im Rahmen einer Revision des Kraftstoffeinspritzventils
der Kraftstofffilter gereinigt werden soll. Nach einer solchen Reinigung
ist die Speicherkapazität
des erfindungsgemäßen Kraftstofffilters
für aus
dem Kraftstoff herausgefilterte Verunreinigungen genauso hoch wie
bei einem neuen Kraftstofffilter.
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Der erfindungsgemäße Kraftstofffilter ist außerdem sehr
einfach herstellbar und montierbar, da die Toleranzen der Spielpassung
größer gewählt werden
können
als bei einer Presspassung nach dem Stand der Technik. Außerdem kann
der stabförmige
Filterkörper
von Hand beziehungsweise ohne Einpressvorrichtung in den Zulaufkanal
eingefügt werden.
Auch das Sicherungselement kann von Hand an seinen Platz gebracht
werden. Dadurch ergibt sich eine Einsparung der Fertigungs- und
Montagekosten gegenüber
dem Stand der Technik.
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Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Kraftstofffilters
ist das Sicherungselement ein in eine Nut des Zulaufkanals eingelegter
Sicherungsring, insbesondere ein Seeger-Ring. Durch dieses aus dem
Stand der Technik bekannte Sicherungselement können die Vorteile dieses Sicherungselements
auch bei einem erfindungsgemäßen Kraftstofffilter
nutzbar gemacht werden.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung ist das Sicherungselement eine in einen Absatz des
Zulaufkanals eingelegte Scheibe, insbesondere eine Weicheisenscheibe, die
zusätzlich
zu der axialen Fixierung des Filterkörpers noch als Hochdruckdichtelement
eingesetzt werden kann. Durch diese Doppelfunktion der Scheibe können die
Herstellungs- und Montagekosten weiter gesenkt werden.
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Besonders vorteilhaft ist diese Variante, wenn
der Zulaufkanal Teil eines Druckrohrstutzens ist, der in ein Kraftstoffeinspritzventil
eingeschraubt wird. Alternativ kann der Zulaufkanal auch Teil eines Kraftstoffeinspritzventils
sein, wie dies beispielsweise in der
DE 198 32 940 A1 der Fall ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen,
wenn zwischen dem Zulaufkanal und dem Filterkörper eine Spielpassung ausgebildet
ist und das Spiel zwischen Zulaufkanal und Filterkörper kleiner
als die Spaltweite des Kraftstofffilters ist, so dass erstens eine
sehr einfache Montage des Filterkörpers möglich ist und zweitens Kraftstoff
in begrenztem Umfang auch durch den durch die Spielpassung gebildeten
Spalt strömen
kann, ohne dass die Filterwirkung des Kraftstofffilters davon nachteilig
beeinträchtigt
wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
des Kraftstofffilters sehen vor, dass der Filterkörper zwei Gruppen
von axial einseitig geschlossenen Längsnuten aufweist, von denen
eine erste Gruppe von einer der Einspritzöffnung abgewandten, oberen
Stirnfläche
und eine zweite Gruppe von einer der Einspritzöffnung zugewandten unteren
Stirnfläche
des Filterkörpers
ausgeht.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
wenn je eine Gruppe von einseitig geschlossenen Längsnuten
zwei Längsnuten
oder Flächen
aufweist, wobei die Längsnuten
der ersten und zweiten Gruppe abwechselnd über den Umfang verteilt angeordnet
sind.
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Durch diese Maßnahmen können die Vorteile eines aus
der
DE 198 32 940
A1 bekannten Kraftstofffilters auch für einen erfindungsgemäßen Kraftstofffilter
nutzbar gemacht werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung,
deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine
mit einem Kraftstoffeinspritzventil
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2 ein
Kraftstoffeinspritzventil im Teilschnitt,
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3 einen
mit dem Kraftstoffeinspritzventil gemäß 2 zusammenwirkender Druckrohrstutzen im
Teillängsschnitt,
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4 ein
Filterkörper,
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5 eine
Seitenansicht von links des Filterkörpers gemäß 4,
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6 einen
Querschnitt durch einen Filterkörper
gemäß 4,
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7 einen
Druckrohrstutzen mit eingebautem Filterkörper im Längsschnitt, und
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8 ein
zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kraftstofffilters.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Anhand der 1 wird nachfolgend ein Beispiel einer
Kraftstoffeinspritzanlage 102 einer Brennkraftmaschine
erläutert
in der ein erfindungsgemäßer Kraftstofffilter
eingesetzt werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Kraftstoffeinspritzanlagen
dieser Bauart beschränkt.
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Die Kraftstoffeinspritzanlage 102 umfasst
einen Kraftstoffbehälter 104,
aus dem Kraftstoff 106 durch eine elektrische oder mechanische
Kraftstoffpumpe 108 gefördert
wird. Über
eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 110 wird der Kraftstoff 106 zu einer
Hochdruck-Kraftstoffpumpe 111 gefördert. Von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 111 gelangt
der Kraftstoff 106 über
eine Hochdruck-Kraftstoffleitung 112 zu einem Common-Rail 114.
An dem Common-Rail 114 sind mittels Hochdruckleitungen 116 mehrere Kraftstoffeinspritzventile 1 angeschlossen, die
den Kraftstoff 106 direkt in Brennräume 118 einer nicht
dargestellten Brennkraftmaschine einspritzen.
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In
2 ist
ein Kraftstoffeinspritzventil
1 im Teillängsschnitt
dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil
1 besteht aus
einem Düsenkörper
3,
in den ein Niederdruckanschluss
5 und ein Hochdruckanschluss
7 eingearbeitet
sind. Die anderen technischen Details des Kraftstoffeinspritzventils
1 haben im
Zusammenhang mit der Erfindung keine Bedeutung und werden deshalb
nicht im Detail erläutert. Eine
Funktionsbeschreibung eines Ausführungsbeispiels
eines Kraftstoffeinspritzventils
1 ist in der
DE 198 32 940 A1 vorhanden,
auf die hiermit Bezug genommen wird.
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Wie aus 2 erkennbar ist, weist der Hochdruckanschluss
ein Innengewinde 9 auf, in welches ein Druckrohrstutzen
(nicht dargestellt) eingeschraubt wird. An diesen Druckrohrstutzen
wird mit einer Überwurfmutter
eine ebenfalls nicht dargestellte Hochdruckleitung (siehe Bezugszeichen 116 in 1) angeschlossen.
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In 3 ist
ein Druckrohrstutzen 11 im Teillängsschnitt dargestellt. Die
Außenkontur
des Druckrohrstutzens 11 gliedert sich in drei Abschnitte. Ein
erster Abschnitt weist ein erstes Außengewinde 13 auf,
mit dem der Druckrohrstutzen 11 in das Innengewinde 9 des
Hochdruckanschlüsses 7 des Kraftstoffeinspritzventils 1 (siehe 2) eingeschraubt wird. In
einem mittleren Abschnitt ist der Druckrohrstutzen 11 als
Sechskant 15 ausgeführt. Der
dritte Abschnitt weist ein zweites Außengewinde 17 auf.
Auf dieses zweite Außengewinde 17 wird
eine Überwurfmutter
(nicht dargestellt) aufgeschraubt, um eine Hochdruckleitung 116 (siehe 1) an den Druckrohrstutzen 11 und
damit an das Kraftstoffeinspritzventil 1 anzuschließen.
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Der Druckrohrstutzen 11 weist
eine gestufte Innenbohrung auf, die nachfolgend als Zulaufkanal 19 bezeichnet
wird. An einem Ende weist der Zulaufkanal 19 eine Durchmesserverengung 21 auf. Über die
Durchmesserverengung 21 steht der Zulaufkanal 19 hydraulisch
mit einem Dichtkegel 23, gegen den die Hochdruckleitung 116 (nicht
dargestellt) durch die ebenfalls nicht dargestellte Überwurfmutter
gepresst wird, hydraulisch in Verbindung. An dem der Durchmesserverengung 21 gegenüberliegenden
Ende des Zulaufkanals 19 ist ein Absatz 25 vorhanden.
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Der Zulaufkanal 19 bildet
zusammen mit einem stabförmigem
Filterkörper 27,
der in 4 in einer Längsansicht
dargestellt ist, einer erfindungsgemäßen Kraftstofffilter.
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Der Filterkörper 27 weist an beiden
Enden jeweils einen Führungsabschnitt 29 auf.
Im Bereich der Führungsabschnitte 29 ist
der Durchmesser des Filterkörpers 27 etwas
größer als
am Rest des Filterkörpers 27.
Wenn der Filterkörper 27 in
den Zulaufkanal 19 des Druckrohrstücks 11 eingeführt wird,
bilden die Führungsabschnitte 29 mit
dem Zulaufkanal 19 eine Spielpassung. In den Filterkörper 27 sind
zwei Gruppen von axial einseitig geschlossenen Längsnuten 31 und 33 vorhanden.
Bei den in 4 dargestellten Ausführungsbeispielen
eines Filterkörpers 27 sind zwei
Längsnuten 33,
die einander um 180° gegenüberliegend
angeordnet sind, und zwei Längsnuten 31,
die 90° zu
den Längsnuten 33 versetzt
angeordnet sind, vorhanden.
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Wie aus 4 ersichtlich, münden die Längsnuten 31 in eine
erste Stirnfläche 35 des
Filterkörpers 27.
Die Längsnuten 33 münden in
eine der ersten Stirnfläche 35 gegenüberliegende
zweite Stirnfläche 37.
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Wenn der Filterkörper 27 in den Zulaufkanal 19 eingeführt wird,
kann Kraftstoff nicht mehr auf direktem Weg von dem Dichtkegel 23 über die
Durchmesserverengung 21 zu dem Absatz 25 am entgegengesetzten
Ende des Druckrohrstücks 11 (siehe 3) gelangen, sondern muss
durch mehrere Spalten, die zwischen dem Filterkörper 27 und dem Zulaufkanal 19 entstehen,
hindurchströmen.
Die Weite dieser Spalten legt die maximale Größe von Verschmutzungen oder
Fremdkörpern
im Kraftstoff fest, die den erfindungsgemäßen Kraftstofffilter passieren können. Größere Partikel
werden von dem Filter zurückgehalten,
so dass diese Partikel nicht in das Kraftstoffeinspritzventil 1 (siehe 1 und 2) gelangen können und demzufolge auch dort
keine Funktionsstörungen
verursachen können.
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In 4 sind
die möglichen
Strömungswege des
Kraftstoffs (nicht dargestellt) in und um den Filterkörper 27 herum
andeutungsweise dargestellt. Die Pfeile 39 deuten an, wie
der Kraftstoff durch die Längsnuten 31 in
einen durch den Filterkörper 27 und den
Zulaufkanal 19 gebildeten Kanal einströmen. Da die Längsnuten 31 sich
nicht bis zur zweiten Stirnfläche 37 erstrecken,
muss der Kraftstoff durch einen Spalt, welcher der durch die zylindrische
Außenkontur
des Filterkörpers 27 in
einem Bereich 31 und dem Zulaufkanal 19 gebildet
wird, hindurchströmen
und gelangt so in die Längsnuten 33.
Dort sammelt sich der Kraftstoff wieder und strömt über die zweite Stirnfläche 37 aus
dem Filterkörper 27 heraus.
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Da der Durchmesser des Filterkörpers 27 in dem
zylindrischen Abschnitt 41 etwas kleiner ist als an den
Führungsabschnitten 29 und
außerdem
kleiner ist als der Durchmesser des Zulaufkanals 19, fließt der Kraftstoff zwangsläufig durch
den sich dadurch ergebenden Spalt. Der Unterschied des Außendurchmessers
im Bereich 41 des Filterkörpers 27 und des Durchmessers
des Zulaufkanals 19 legen die Breite des Spalts fest, durch
die der Kraftstoff strömen
muss. Partikel, die größer sind
als diese Spaltbreite, bleiben in den Längsnuten 31 und gelangen
nicht in das Kraftstoffeinspritzventil 1.
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In 5 ist
eine Ansicht von rechts des Filterkörpers 27 dargestellt.
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6 zeigt
einen Druckrohrstutzen 11 mit eingebautem Filterkörper 27.
Der Filterkörper 27 liegt auf
der in 6 rechten Seite
an der Durchmesserverengung 21 an und wird auf der anderen
Seite von einer Scheibe 43, die auch in 4 schon dargestellt ist, in axialer Richtung
gesichert. Um die Übersichtlichkeit
dieser Figur nicht zu beeinträchtigen,
sind nur sehr wenige Bezugszeichen in 6 eingezeichnet. Der
Aufbau des Rohrstücks 11 und
des Filterkörpers 27 ist
jedoch der gleiche wie der anhand der 3 und 4 beschriebene. In der 6 ist die bereits mehrfach
erwähnte
Spaltweite S eingezeichnet.
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In 7 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Kraftstofffilters
im Längsschnitt
dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
der Kraftstofffilter in den Düsenkörper 3 des
Kraftstoffeinspritzventils 1 integriert. Der Zulaufkanal 19 ist
eine Stufenbohrung im Düsenkörper 3.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Zulaufkanal 19 in eine Hochdruckbohrung 10,
welche in den Hochdruckanschluss 7 mündet, integriert. Die Hochdruckbohrung 10 mündet also
in den Hochdruckanschluss 7.
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Die Hochdruckbohrung 10 ist
so ausgeführt, dass
sie eine Durchmesserverengung 21 aufweist, an der der Filterkörper 27 in
Anlage kommt. In dem Zulaufkanal 19 ist eine Nut 45 eingearbeitet,
in die ein Sicherungsring 47, insbesondere ein sogenannter Seeger-Ring,
eingelegt wird. Durch die Durchmesserverengung 21 und den
Sicherungsring 47 ist der Filterkörper 27 trotz der
Spielpassung zwischen den Führungsabschnitten 29 des
Filterkörpers 27 und dem
Zulaufkanal 19 in axialer Richtung fixiert.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
kann der Filterkörper 27 nach
Entfernen des Sicherungsrings 47 ohne Weiteres aus dem
Zulaufkanal 19 herausgenommen werden, gereinigt werden
und anschließend
wieder montiert werden.
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Alle in der Figurenbeschreibung und
den Patentansprüchen
erläuterten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.