EP2320063A2 - Kraftstoffeinspritzventil - Google Patents
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Classifications
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- F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
Definitions
- the invention relates to a fuel injection valve for an injection system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- Such fuel injection valves are for example from the German patents DE 10 2005 019 328 A1 such as DE 10 2005 038 385 A1 known.
- the fuel injection valves shown there have a coating in the region of their nozzle opening or the nozzle tip, which is intended to counteract the adhesion of combustion residues.
- biofuels such as biodiesel
- deposits can also result in these fuel injectors, which can clog fuel passages within the fuel injectors and lock movably mounted valve components, which can result in failure of the fuel injector and thus of the entire drive system.
- deposits are formed in contrast to the resulting under high combustion temperatures coking in the nozzle tip at much lower operating temperatures or even outside an operation of the fuel injection valve or the internal combustion engine.
- the deposits have a broader chemical spectrum of, in particular, resinous polymeric compounds, fatty acids and / or their metal soaps and the like, which can also bind minute particles (contaminants) in the fuel compared to incomplete combustion incineration.
- the object of the invention is to improve a generic fuel injection valve with the least possible manufacturing effort such that this has a further improved reliability when using biofuels or an increased admixture of biofuels.
- the advantage associated with the fuel injector of the present invention is that the risk of malfunction of the fuel injector when using biofuels or fuels having an increased biofuel content is reduced in a simple and reliable manner.
- Deposits which are found, for example, in biodiesel or offset fossil fuel or can form from the biofuel often have resinous polymeric compounds and consequently do not adhere or only to a reduced extent to the surface of the valve component coated according to the invention. These deposits can therefore be easily replaced by a given during operation fuel flow or operational vibration or friction of the coated surface.
- the coating is not only a barrier to deposits produced by biodiesel, but generally to coverings made by renewable fuel.
- the at least partially coated surface of the valve component serves as a bearing surface of the valve component.
- the valve component may be, for example, a coupling element, as this is found approximately in hydraulic or piezoelectric couplers, which serve to translate a Aktorhubs and any existing game between the actuator and compensate a control or servo valve.
- the main feature of the hydraulic coupler is to compensate for the negative temperature expansion of the piezo ceramic.
- the bearing surface assigned to the coupling element may also have the coating.
- the coating has a structured surface according to an embodiment of the invention.
- a particularly effective anti-adhesion property of the coating can be realized.
- the structured surface allows a particularly low sliding friction resistance of the coating, which is particularly favorable for storage areas.
- the coating preferably has a thickness of between 200 nanometers and 50 micrometers.
- the coating is preferably oriented to a temperature range to which the valve components located upstream of the nozzle tip are exposed during operation.
- the coating therefore preferably only needs to have a temperature resistance of up to 350 ° C, preferably of only up to 300 ° C, which is favorable from a cost point of view.
- the non-stick effect of the coating is according to a development of the invention preferably directed to methyl esters, glycerol, fats and / or fatty oils, reaction products of detergents and fatty acids. This reliably prevents the adhesion of components found in biofuels, such as biodiesel or vegetable oils.
- the coating can be applied in particular by means of a chemical or a physical vapor deposition.
- the coating may also be a polymer, in particular a hybrid polymer obtained by means of the sol-gel process, the coating being produced by wet-chemical methods, preferably by dipping, spraying, knife coating or by spin coating, may be applied to the surface of the respective valve component.
- TEOS tetraethoxysilane
- SI precursors bearing as side chains perfluorinated alkanes and / or other hydrophobic organic chains are suitable in view of the desired anti-adhesion effect of the coating.
- SI precursors can be used, which are already precrosslinked via (perfluorinated) carbon chains.
- Etoxisilane other alcohols, such as methanol, propanol, butanol and / or diols, such as glycol, propanediol, or triols, such as glycerol, come for esterification in question.
- the coating preferably has at least one nanoscale filler, in particular aluminum, titanium or zirconium oxide, hexagonal boron nitride or organic nanoparticles, at least in its surface region.
- a generally designated 10 fuel injector for an injection system of an internal combustion engine is shown.
- the fuel injector 10 has a valve body 12 and an injector 14 integrated in the valve body 12.
- the fuel injection valve 10 has at its in Fig. 1 top face 16 shown staggered one high pressure port 18 for containing biodiesel or consisting of biodiesel fuel, which is performed over a designated 20 inlet passage to the injection nozzle 14 as well as a not shown in detail in the invention, the supply throttle into a valve control space 22nd
- the valve control chamber 22 serves in a manner known per se to actuate a valve needle 24, ie to open and close two nozzle outlets 28 arranged in a nozzle tip 26 of the injection nozzle 14 .
- the valve control chamber 22 is connected via a control valve 30 which can be opened by a piezoelectrically energizable actuator 32 with a fuel return 34 .
- the piezoelectrically energizable actuator 32 is connected to the control valve 30 via a first coupling element 36 configured as a hydraulic coupler piston and a second coupling element 38 arranged downstream of the first coupling element 36 and designed as a valve piston.
- the two coupling elements 36, 38 are arranged in a translatorily displaceable upstream of the nozzle tip 26 in a coupler body 40 and permanently lapped by the fuel after commissioning of the fuel injection valve 10 or wetted by this.
- the first coupling element 36 is guided with a first bearing surface 42 on a corresponding second bearing surface 44 of the coupler body 40 in sliding play positive engagement.
- the first coupling element 36 has a surface 48 provided overall with a coating 46 , as a result of which, in particular, the first bearing surface 42 formed by the surface 48 is also provided with the coating 46.
- the coating 46 counteracts adhesion of biofuel and / or biofuel constituents, in particular of biodiesel and resinous polymers, which occur in the biodiesel after an aging process and the reduction of the fuel stability.
- the second bearing surface 44 formed by the coupler body 40 for the first coupling element 36 may also be provided with a coating 46.
- further embodiment of the invention may also have the second coupling element 38 and the associated bearing surface 44 'of the coupler body 40 in accordance with the above-explained embodiment corresponding manner a coating.
- the thickness of the coating 46 in the embodiment shown here is 50 nanometers, but may also have a different value between 200 nanometers and 50 micrometers.
- the coating 46 of the first coupling element 36 since the first coupling element 36 is subjected to significantly lower temperatures during operation than, for example, the nozzle tip 26 of the injection nozzle 14, only needs to have a temperature resistance of approximately 300 ° C.
- the coating 46 is produced as a hybrid polymer layer with zirconium oxide as nanoscale filler, waxes and other polymeric components in the sol-gel process and subsequently applied wet-chemically to the first coupler element 36.
- the coating 46 may also comprise or be formed from a plastic, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE) or perfluoroalkoxy (PFA) polymer.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- PFA perfluoroalkoxy
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
- Derartige Kraftstoffeinspritzventile sind beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 10 2005 019 328 A1 sowieDE 10 2005 038 385 A1 bekannt geworden. Die dort gezeigten Kraftstoffeinspritzventile weisen im Bereich ihrer Düsenöffnung bzw. der Düsenkuppe eine Beschichtung auf, die einem Anhaften von Verbrennungsrückständen entgegenwirken soll. - Der zunehmende Einsatz von Biokraftstoffen, wie beispielsweise von Biodiesel, z.B. als Beimischung zu fossilen Dieselkraftstoffen kann jedoch auch bei diesen Kraftstoffeinspritzventilen zu Ablagerungen führen, welche Kraftstoffkanäle innerhalb der Kraftstoffeinspritzventile verstopfen und beweglich gelagerte Ventilkomponenten festsetzen können, was einen Ausfall des Kraftstoffeinspritzventils und damit des gesamten Antriebssystems zur Folge haben kann.
- Diese Ablagerungen bilden sich im Gegensatz zu den unter hohen Verbrennungstemperaturen entstehenden Verkokungen im Bereich der Düsenkuppe bei deutlich niedereren Betriebstemperaturen oder selbst außerhalb eines Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils bzw. der Verbrennungskraftmaschine. Die Ablagerungen weisen infolgedessen im Vergleich zu den auf eine unvollständige Verbrennung zurückzuführenden Verkokungen ein breiteres chemisches Spektrum von insbesondere harzartigen polymeren Verbindungen, Fettsäuren bzw. deren Metallseifen und dergl. auf, welche zudem Kleinstpartikel (Verunreinigungen) im Kraftstoff binden können.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil mit möglichst geringem fertigungstechnischem Aufwand derart zu verbessern, dass dieses bei Einsatz von Biokraftstoffen bzw. einer erhöhten Beimischung von Biokraftstoffen eine weiter verbesserte Zuverlässigkeit aufweist.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftstoffeinspritzventil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
- Der mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil verbundene Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass die Gefahr von Funktionsstörungen des Kraftstoffeinspritzventils bei der Verwendung von Biokraftstoffen bzw. Kraftstoffen mit erhöhtem Biokraftstoffanteil auf einfache und zuverlässige Weise verringert wird. Ablagerungen, die beispielsweise in Biodiesel bzw. mit diesem versetztem fossilem Kraftstoff anzutreffen sind bzw. sich aus dem Biokraftstoff bilden können, weisen häufig harzartige polymere Verbindungen auf und haften demzufolge nicht oder nur in verringertem Maße auf der erfindungsgemäß beschichteten Oberfläche der Ventilkomponente. Diese Ablagerungen können daher leicht durch eine im Betrieb gegebene Kraftstoffströmung bzw. betriebsbedingte Schwingungen bzw. Reibung von der beschichteten Oberfläche abgelöst werden. Die Beschichtung ist nicht nur eine Barriere für Beläge, die durch Biodiesel entstehen, sondern allgemein für Beläge, die durch erneuerbare Kraftstoff gebildet werden.
- Im Hinblick auf die Gefahr einer durch Ablagerungen verursachten Funktionsstörung verstellbar gelagerter Ventilkomponenten ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die zumindest teilweise beschichtete Oberfläche der Ventilkomponente als Lagerfläche der Ventilkomponente dient. Die Ventilkomponente kann dabei beispielsweise ein Kopplungselement sein, wie sich dieses etwa bei hydraulischen oder piezoelektrischen Kopplern findet, die einer Übersetzung eines Aktorhubs dienen und ein eventuell vorhandenes Spiel zwischen dem Aktor und einem Steuer- bzw. Servoventil ausgleichen. Hauptmerkmal des hydraulischen Kopplers ist es, die negative Temperaturausdehnung der Piezo-Keramik auszugleichen. Erfindungsgemäß kann auch die dem Kopplungselement zugeordnete Lagerfläche die Beschichtung aufweisen.
- Die Beschichtung weist nach einer Weiterbildung der Erfindung eine strukturierte Oberfläche auf. Dadurch kann einerseits eine besonders wirkungsvolle Antihafteigenschaft der Beschichtung realisiert werden. Andererseits ermöglicht die strukturierte Oberfläche einen besonders niedrigen Gleitreibungswiderstand der Beschichtung, was insbesondere bei Lagerflächen günstig ist.
- Im Hinblick auf die für eine zuverlässige Funktion eines Kraftstoffeinspritzventils erforderliche hohe Maßgenauigkeit der Komponenten weist die Beschichtung vorzugsweise eine Dicke zwischen 200 Nanometer und 50 Mikrometer auf.
- Die Beschichtung ist vorzugsweise auf einen solchen Temperaturbereich ausgerichtet, dem die stromaufwärts der Düsenkuppe angeordneten Ventilkomponenten im Betrieb ausgesetzt sind. Die Beschichtung braucht daher vorzugsweise nur eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 350°C, vorzugsweise von lediglich bis zu 300°C, aufzuweisen, was unter Kostengesichtspunkten günstig ist.
- Die Antihaftwirkung der Beschichtung ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise auf Methylester, Glycerin, Fette und/oder fette Öle, Reaktionsprodukte von Detergentien und Fettsäuren ausgerichtet. Dadurch wird das Anhaften von in Biokraftstoffen, wie etwa Biodiesel oder auch Pflanzenölen, anzutreffenden Komponenten zuverlässig vermieden.
- Die Beschichtung kann insbesondere im Wege einer chemischen oder einer physikalischen Gasphasenabscheidung aufgebracht sein. Alternativ kann die Beschichtung aber auch ein Polymer, insbesondere ein im Wege des Sol-Gel Prozesses gewonnenes Hybridpolymer, sein, wobei die Beschichtung im nasschemischen Verfahren, vorzugsweise durch Tauchen, Sprühen, Rakeln oder durch Rotationsbeschichtung, auf die Oberfläche der jeweiligen Ventilkomponente aufgebracht sein kann. Als mögliche Ausgangskomponenten des Sol-Gel-Verfahrens können dabei verschiedene Silizium-Alkoxide, beispielsweise Tetraethoxisilan (TEOS), sowie deren Abwandlungen durch den Ersatz einer oder mehrerer Alkoxidgruppen durch organische Moleküle zum Einsatz kommen. Spezielle Prekursoren, die als Seitenketten perfluorierte Alkane und/oder andere hydrophobe organische Ketten tragen, sind im Hinblick auf den erwünschten Anti-Haft Effekt der Beschichtung geeignet. Ebenso können SI-Prekursoren zum Einsatz kommen, die über (perfluorierte)Kohlenstoffketten bereits vorvernetzt sind. Anstelle der Etoxisilane kommen auch andere Alkohole, wie etwa Methanol, Propanol, Butanol und/oder Diole, wie beispielsweise Glykol, Propandiol, oder Triole, wie etwa Glycerin, für eine Veresterung in Frage.
- Für eine hohe Langlebigkeit weist die Beschichtung vorzugsweise wenigstens in ihrem Oberflächenbereich zumindest einen nanoskaligen Füllstoff, insbesondere Aluminium-, Titan- oder Zirkoniumoxyd, hexagonales Bornitrid oder organische Nanopartikel, auf.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen stark schematisierten Längsschnitt eines Kraftstoffeinspritzven-tils nach der Erfindung; und
- Fig. 2
- einen vergrößerten Längsschnitt eines in der
Fig. 1 mit "A" bezeichneten Ausschnitts eines zu derFig. 1 ähnlichen Kraftstoffeinspritzventils. - In der
Fig. 1 ist ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine gezeigt. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist einen Ventilkörper 12 und eine in den Ventilkörper 12 integrierte Einspritzdüse 14 auf. - Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist an seiner in
Fig. 1 oben dargestellten Stirnseite 16 einen Hochdruckanschluss 18 für mit Biodiesel versetzten bzw. aus Biodiesel bestehenden Kraftstoff auf, der über einen mit 20 bezeichneten Zulaufkanal zur Einspritzdüse 14 sowie über eine in der Erfindung nicht näher dargestellte Zulaufdrossel in einen Ventilsteuerraum 22 geführt ist. Der Ventilsteuerraum 22 dient in an sich bekannter Weise einer Ansteuerung einer Ventilnadel 24, d.h. einem Öffnen und Schließen zweier in einer Düsenkuppe 26 der Einspritzdüse 14 angeordneter Düsenauslasse 28. - Der Ventilsteuerraum 22 ist dabei über ein Steuerventil 30, das durch einen piezoelektrisch erregbaren Aktor 32 geöffnet werden kann, mit einem Kraftstoffrücklauf 34 verbunden. Der piezoelektrisch erregbare Aktor 32 ist über ein als hydraulischer Kopplerkolben ausgebildetes erstes Kopplungselement 36 sowie ein dem ersten Kopplungselement 36 nachgeschaltetes und als Ventilkolben ausgebildetes zweites Kopplungslement 38 mit dem Steuerventil 30 verbunden. Die beiden Kopplungselemente 36, 38 sind stromaufwärts der Düsenkuppe 26 in einem Kopplerkörper 40 translatorisch verschiebbar angeordnet und nach Inbetriebnahme des Kraftstoffeinspritzventil 10 dauerhaft von Kraftstoff umspült bzw. von diesem benetzt.
- Wie insbesondere aus der
Fig. 2 hervorgeht, ist das erste Kopplungselement 36 mit einer ersten Lagerfläche 42 an einer entsprechenden zweiten Lagerfläche 44 des Kopplerkörpers 40 im Gleitspiel-Formschluss geführt. Das erste Kopplungslement 36 weist erfindungsgemäß eine insgesamt mit einer Beschichtung 46 versehene Oberfläche 48 auf, wodurch insbesondere auch die von der Oberfläche 48 gebildete erste Lagerfläche 42 mit der Beschichtung 46 versehen ist. Die Beschichtung 46 wirkt einem Anhaften von Biokraftstoff und/oder Biokraftstoffbestandteilen, insbesondere von Biodiesel und harzartigen Polymeren, welche im Biodiesel nach einem Alterungsprozess und der Reduzierung der Kraftstoffstabilität auftreten, entgegen. - Alternativ oder zusätzlich kann auch die von dem Kopplerkörper 40 gebildete zweite Lagerfläche 44 für das erste Kopplungselement 36 mit einer Beschichtung 46 versehen sein.
- Nach einer in der Zeichnung nicht näher gezeigten weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zudem auch das zweite Kopplungselement 38 bzw. die zugeordnete Lagerfläche 44' des Kopplerkörpers 40 in zu vorstehend erläutertem Ausführungsbeispiel entsprechender Weise eine Beschichtung aufweisen.
- Die Dicke der Beschichtung 46 beträgt in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel 50 Nanometer, kann jedoch auch einen anderen Wert zwischen 200 Nanometern und 50 Mikrometern aufweisen.
- Die Beschichtung 46 des ersten Kopplungselements 36 braucht, da das erste Kopplungselement 36 im Betrieb mit deutlich geringeren Temperaturen beaufschlagt ist als etwa die Düsenkuppe 26 der Einspritzdüse 14, nur eine Temperaturbeständigkeit von ungefähr 300°C aufzuweisen. Die Beschichtung 46 ist im vorliegenden Fall als Hybrid-Polymerschicht mit Zirkoniumoxyd als nanoskaligen Füllstoff, Wachsen und anderen polymeren Komponenten, im Sol-Gel Verfahren hergestellt und nachfolgend nasschemisch auf das erste Kopplerelement 36 aufgetragen.
- Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Beschichtung 46 auch einen Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Perfluoralkoxy (PFA) Polymer umfassen bzw. aus diesem gebildet sein.
Claims (10)
- Kraftstoffeinspritzventil (10) für ein Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Einspritzdüse (14), welche eine Düsenkuppe (26) mit wenigstens einem Düsenauslass (28) für den Kraftstoff aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine stromaufwärts der Düsenkuppe (26) angeordnete und mit dem Kraftstoff in Kontakt kommende Oberfläche (48) einer Ventilkomponente zumindest teilweise eine Beschichtung (46) aufweist, welche einem Anhaften von Biokraftstoff und/oder Biokraftstoffbestandteilen, insbesondere von Biodiesel und harzartigen Alterungspolymeren, entgegenwirkt. - Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise beschichtete Oberfläche (48) der Ventilkomponente eine Lagerfläche (42; 44; 44') der Ventilkomponente ist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkomponente ein, vorzugsweise hydraulisches, Kopplungselement (36) ist, welches einem Aktor (32) und einem Steuerventil (30) zwischengeschaltet ist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (46) eine strukturierte Oberfläche aufweist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Beschichtung (46) zwischen 200 Nanometer und 50 Mikrometer beträgt.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (46) eine Temperaturbeständigkeit von maximal 350°C, vorzugsweise von maximal 300°C, aufweist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antihaftwirkung der Beschichtung (46) auf Ablagerungen von Metallseifen, Alterungspolymeren, Methylester, Glycerin, Fette und/oder fette Öle, ausgerichtet ist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (46) funktionelle Siloxane aufweist und insbesondere mittels eines Plasmaprozesses aufgebracht ist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (46) Alkoholate und/oder Alkoxysilane, welche vorzugsweise funktionale Gruppen für eine organische Polymerisationsreaktion umfassen, aufweist, und insbesondere mittels eines Sol-Gel-Verfahrens hergestellt ist.
- Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (46) wenigstens einen nanoskaligen Füllstoff, vorzugsweise Aluminium-, Titan-, Zirkoniumoxyd und/oder hexagonales Bornitrid und/oder einen anderen organischen Füllstoff, aufweist.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018206350A1 (de) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Hydrophob beschichtetes metallisches bauteil und verfahren zu seiner herstellung |
US10975818B2 (en) | 2017-05-18 | 2021-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Pump unit for feeding fuel to an internal combustion engine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005019328A1 (de) | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffspritzventil |
DE102005038385A1 (de) | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Siemens Ag | Kraftstoffeinspritzdüse und Verfahren zum Erhöhen der Resistenz einer derartigen Düse gegen eine betriebsbedingte Verschlechterung der Einspritzeigenschaften |
EP2052789A2 (de) * | 2007-10-24 | 2009-04-29 | Robert Bosch GmbH | Verschleißschutzschicht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2376047B (en) * | 2001-05-31 | 2005-03-30 | Finch Ltd | Fuel injection devices |
WO2007128948A1 (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-15 | Delphi Technologies, Inc. | Method for enshrouding an actuator |
US20090026292A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-29 | Caterpillar Inc. | Coatings for use in fuel system components |
-
2009
- 2009-11-04 DE DE200910046377 patent/DE102009046377A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-09-30 EP EP10183031.3A patent/EP2320063A3/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005019328A1 (de) | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffspritzventil |
DE102005038385A1 (de) | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Siemens Ag | Kraftstoffeinspritzdüse und Verfahren zum Erhöhen der Resistenz einer derartigen Düse gegen eine betriebsbedingte Verschlechterung der Einspritzeigenschaften |
EP2052789A2 (de) * | 2007-10-24 | 2009-04-29 | Robert Bosch GmbH | Verschleißschutzschicht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018206350A1 (de) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Hydrophob beschichtetes metallisches bauteil und verfahren zu seiner herstellung |
US10975818B2 (en) | 2017-05-18 | 2021-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Pump unit for feeding fuel to an internal combustion engine |
EP3625449B1 (de) * | 2017-05-18 | 2021-12-29 | Robert Bosch GmbH | Pumpeinheit für die kraftstoffzufuhr zu einem verbrennungsmotor |
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