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Patent Searching and Data


Title:
DUAL FUEL INJECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/162262
Kind Code:
A1
Abstract:
A dual fuel injector (1) having: - at least one stroke-controllable fuel gas nozzle valve member (5) for selectively controlling the opening and closing of at least one nozzle opening (49) of a nozzle assembly (51) of the dual-fuel fuel injector (1), - a stroke control assembly (13) for each fuel gas nozzle valve member (5), which stroke control assembly (13) works hydraulically by the principle of a dual-acting cylinder, characterised in that - each fuel gas nozzle valve member (5) is loaded in the closing direction (A) via a holding-down assembly (25) with a "machined spring" (63).

Inventors:
NITSCHE, Michael (Sophie-Scholl-Str. 3, Schwieberdingen, 71701, DE)
KOCH, Hans-Joachim (Schopflocher Str. 22, Glatten, 72293, DE)
Application Number:
EP2019/054068
Publication Date:
August 29, 2019
Filing Date:
February 19, 2019
Export Citation:
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Assignee:
WOODWARD L'ORANGE GMBH (Porschestraße 30, Stuttgart, 70435, DE)
International Classes:
F02M43/04; F02M47/04; F02M61/20; F16F1/02
Foreign References:
DE102013022260B32015-05-21
DE19547102A11997-06-19
DE3701016A11988-07-28
DE102015016034B32017-03-02
Attorney, Agent or Firm:
KUNZ, Herbert (HighLight Business Towers, Mies-van-der-Rohe-Straße 8, München, 80807, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor (1), aufweisend:

- wenigstens ein hubsteuerbares Brenngas-Düsenventilglied (5) für das selektive Auf- und Zusteuem von wenigstens einer Düsenöffnung (49) einer Düsenanordnung (51) des Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors (1),

- eine Hubsteueranordnung (13) je Brenngas-Düsenventilglied (5), welche Hubsteueranordnung (13) hydraulisch nach dem Prinzip eines doppeltwirkenden Zylinders arbeitet,

dadurch gekennzeichnet, dass

- ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied (5) über je eine Niederhalteanordnung (25) mit einer„Machined Spring" (63) in Schließrichtung (A) belastet ist.

2. Dual-Fuel-Kraftstoffmj ektor ( 1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Dual-Fuel-Kraftstoffmj ektor (1) eine Mehrzahl von über je eine Hubsteueranordnung (13) hubsteuerbaren Brenngas-Düsenventilgliedem (5) für das selektive Auf- und Zusteuem von Düsenöffhungen (49) einer zugeordneten Düsenanordnung (51) des Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors (1) aufweist, wobei ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied (5) über je eine Niederhalteanordnung (25) mit einer„Machined Spring" (63) in Schließrichtung (A) belastet ist.

3. Dual Fuel Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit einem Federraum (35) der Niederhalteanordung (25), in welchem die „Machined Spring“ (63) aufgenommen ist, ein düsenfemer Steuerraum (9) der Hubsteuerandordnung (13) gebildet ist.

4. Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Federraum (35) sämtlich in einer Zwischenplatte (29) des Dual-Fuel- Kraftstoffmjektors (1) gebildet ist.

5. Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

- das jeweilige Brenngas-Düsenventilglied (5) sämtlich in einem Düsenkörper (3) des Dual-Fuel-Kraftstoffmjektors (1) aufgenommen ist, welcher mittels der Zwischenplatte (29) gedeckelt ist.

6. Dual-Fuel-Kraftstoffinj ektor ( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die jeweilige Niederhalteanordnung (25) ein Stelzenelement (27) aufweist, welches via die„Machined Spring" (63) eine Kraft in Schließrichtung (A) ausübend gegen einen düsenfemen Endabschnitt (7) des Brenngas-Düsenventilglieds (5) gedrängt ist.

7. Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mehrzahl an Brenngas-Düsenventilgliedem (5) in Umfangsrichtung betrachtet mit Abstand voneinander entlang einer Kreislinie angeordnet sind, wobei diese eine zentrale Düsennadel (55) für die Ausbringung eines weiteren Brennstoffs umfängt.

8. Dual-Fual-Kraftstoffmj ektor ( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

- eine jeweilige „Machined Spring" (63) eine eingängige, zweigängige oder mehrgängige Feder ist.

9. Dual-Fuel-Kraftstoffinj ektor ( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Schließkraft wenigstens einer„Machined Spring" (63) zusätzlich mit einem Einstellelement (71) eingestellt ist, über welches die „Machined Spring" (63) vorgespannt ist.

10. Brennkraftmaschine, insbesondere mit einem Brenngas-Common-Rail-Einspritzsystem, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Brennkraftmaschine wenigstens einen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

Description:
BESCHREIBUNG

Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei gattungsgemäßen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektoren gemäß Fig. 1 , s. z.B. auch die Patentschrift DE 10 2015 016034 B3, welche für den Betrieb mit Brenngas und einem weiteren Kraftstoff, bevorzugt Flüssigkraftstoff, vorgesehen sind, ist ein mit einer insbesondere eingängigen Draht-Druckfeder, ausgeführt als Schrauben- bzw. Spiralfeder, belastetes Stelzenelement in einem Durchgangs- Brenngas- Speie herraum aufgenommen. Mit dem feder- und weiterhin gasdruck-belasteten Stelzenelement wird eine Schließkraft auf ein Brenngas-Düsenventilglied ausgeübt, damit bei einer Störung des Schaltsystems die Brenngas-Düsen ventilglieder gegen den Brennraumdruck zuverlässig in Schließstellung verbracht werden können. Da der Federraum auch zur Brenngas- Zwischenspeicherung genutzt wird, ist an der Führung der Stel ze eine Sperrfluiddichtung angeordnet, welche verhindert, dass Brenngas ungewollt in den Brenngas-Düsenventilglied-Steuerkreis kriecht, welcher mit einem Steuerfluid arbeitet. Da hierbei aber der Sperrfluiddruck über jenem des Brenngases liegt, wird auf unbeabsichtigte Weise Sperrfluid in das auszudüsende Brenngas eingetragen, mithin die Emissionen negativ beeinflusst.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dual-Fuel- Kraftstoffinjektor der vorgenannten Art bereitzustellen, welcher die Nachteile des Standes der Technik überwindet

Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführutigsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Vorgcschlagcn wird erfindungsgemäß ein Zweistoff- bzw. Dual-Fucl-Kraftstoffmjcktor für eine Breimkraftmaschine, vorzugsweise für eine Hubkolben-Bretinkraftmaschine. Eine derartige Brennkraftmaschine kann als Selbst- und/oder Fremdzünder ausgestaltet sein, allgemein als Dual- Fuel-Motor, insbesondere als Großmotor. Vorteilhaft ist die Verwendung des Dual- Fuel-Kraftstoffinj ektors z.B. im Rahmen eines Zündstrahlbetriebs einer Brennkraftmaschine. Der Dual-F uel-Kraftstoffinj ektor ist bevorzugt für die Verwendung mit einem ersten Kraftstoff in Form von Brenngas, z.B. Erdgas. Biogas, Deponiegas, Wasserstoff o.ä., und einem zweiten Kraftstoff in vorzugsweise Form von Flüssigkraftstoff vorgesehen, z.B. Dieselkraftstoff, Bioöl, Schweröl o.ä.

Beispielsweise kann die den Dual-Fuel-Kraftstoffinj ektor aufweisende Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug wie etwa ein Schiff, ein Schienenfahrzeug wie eine Lok, ein Nutz- oder Sonderfahrzeug oder z.B. für eine stationäre Einrichtung vorgesehen werden, z.B. für ein Blockheizkraftwerk, ein (Not-) S tromaggregat, weiterhin auch für Industrieanwendungen, z.B. off-shore oder on-shore. Im Rahmen einer Brennkraftmaschine kann der Dual-Fuel- Kraftstoffinj ektor insbesondere mit einem Kraftstoffeinspritzsystem derselben verwendet werden, vorzugsweise mit einem Common-Rai -Kraftstoffeinspritzsystem, zum Beispiel sowohl für Brenngas als auch den weiteren Kraftstoff, bevorzugt Flüssigkraftstoff.

Der Dual-Fuel-Kraftstoffinj ektor weist wenigstens ein hubsteuerbares Brenngas-Düsenventilglied, bevorzugt in Form einer Brenngas-Düsennadel , auf, welches insbesondere für das selektive Auf- und Zusteuem von wenigstens einer Düsenöffhung einer (zugeordneten) Düsenanordnung des Dual-Fuel-Kraftstoffmjektors bereitgestellt ist. Vorzugsweise weist der Dual-Fuel-

Kraftstoffinjektor eine Mehrzahl solch hubsteuerbarer Brenngas-Düsenventilglieder auf, z.B. drei oder mehr, weiterhin insbesondere in einer Anordnung, im Rahmen derer diese ein zentral angeordnetes Düsenventilglied für die Ausdüsung eines weiteren Kraftstoffs - z.B. entlang einer Kreislinie angeordnet - umgeben, insbesondere ein FlüssigkraftstofF-Düsenventil-glied des Dual- Fuel -Kraftsto f fi nj ektors umgeben (bei drei Düsenventil gliedern z.B. in einer Drei ecksanord nun g) .

Ein jew eiliges Brenngas-Düsenventilglied kann in einer Korrespondenzaufhahme, insbesondere ausgeführt als Axialbohrung, axial hubverschieblich aufgenommen und geführt sein, weiterhin vorzugswei se gebi l det je i n einem Düsenkörper des Dual-F uel-Kraftstoffi nj ektors . Der Dual-F uel-Kraftstoffinj ektor umfasst weiterhin eine Hubsteueranordnmig je

Brcnngas-Düscnvcntilglicd. Die jeweilige Hubstcucranordnung arbeitet hydraulisch und insbesondere nach de Prinzip eines doppeltwirkenden Zylinders. Vorzugsweise umfasst die jeweilige Hubsteueranordnung hierbei einen (als Kolben wirkenden) Kolbenabschnitt, welcher insbesondere an einem düsenfemeren Ende des über die Hubsteueranordnung zu steuernden Brenngas-Düsen- ventilglieds gebildet oder mit diesem verbunden ist, weiterhin einen ersten düsennäheren Steuerraum und einen zweiten, düsenfemeren Steuerraum, welche über den Kolbenabschnitt volumenvariabel voneinander abgeteilt sind (insoweit einen Hydraulikzylinder mit darin (axial) verschiebliche Kolben bilden).

Dem Prinzip des doppeltwirkenden Zylinders gemäß ist an einen jeweiligen Steuerraum der Hubsteueranordnung vorzugsweise ei ne Steuer leitung geführt, des Weiteren] e insbesondere über ein Umschaltventil (Servoventil bzw. Pilotventil) an einen jeweiligen Steuerraum geführt. Das Umschaltventil (welches weiterhinbevorzugt mit einer Hydraulikdruckquelle (Steuerfluid) und einer

Hydraulik-Drucksenke kommuniziert (Leckage)), kann insbesondere ein 4/2-Wege Ventil sein, wobei je ein Steuerraum im Rahmen der so gebildeten Hubsteueranordnung - via Schalten des Umschaltventils - hydraulisch entlastet werden kann während der weitere belastet wird und umgekehrt. Vorzugsweise tritt das Brenngas-Düsenventilglied aus dem düsennäheren Steuerraurn hin zur Düsenanordnung gewandt aus dem Steuerraum aus, insoweit in die sich vorzugsweise anschließende Korrespo denzaufnah me ein.

Erfindungsgemäß ist bei dem vorgeschlagenen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor nunmehr ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied über je eineNiederhalteanordnung mit einer - insbesondere vorteilhaft kompakt bauenden - sogenannten„Machined Spring", insbesondere ausgefiihrt als Druckfeder, in Schließrichtung belastet. Als ,, Machined Spring", so der Fachbegriff, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Feder bezeichnet, welche im Gegensatz zu herkömmlichen (drahtbasierten) Spiralfedern nicht aus einem Draht gewunden, sondern„aus dem Vollen" herausgearbeitet ist, vorzugsweise spanabhebend, z.B. durch Fräsen, Erodieren, Laserschneiden oder einem ähnlichen Verfahren. Die derart aus einem Voll material bzw. Vollmetall, z.B. Titan, Edelstahl oder hochfesten Legierungen, gearbeiteten„Machined Springs" können gegenüber herkömmlichen Spiralfedern vorteilhaft kürzer bzw. kompakter ausgefertigt werden, daneben vorteilhaft als Präzisionsfedem, z.B. mit sämtlich linearer Federkennlinie (so dass eine Vorspannung für eine solch lineare Kennlinie wie bei herkömmlichen Spiralfedern nicht erforderlich ist). Weiterhin können Sitz- oder Anlageflächen oder allgemein Sondergeometrien bedarfsgerecht in der„Machined Spring" mit integriert werden bzw. mit integriert sein.

Im Rahmen der erfindungsgemäß vorgesehenen Niederhalteanordnung (je Brenngas- Düsenventilglied) ist vorgesehen, diese „Machined Spring" in einem Federraum der N iederhal tean Ordnung aufzunehmen, welcher vorzugsweise düsen fern am Brenngas-Düsenventilglied gebildet bzw. bereitgestellt ist, wobei mit dem Federraum weiterhin vorzugsweise auch ein - düsenferner - Steuerraum gebildet ist (insbesondere als gemeinsames Volumen). Hierbei kann die „Machined Spring" unmittelbar gegen das Brenngas-Düsenventilglied - eine Schließkraft auf dieses ausübend -gedrängt sein, bei bevorzugten Ausführungsformen z.B. mittelbar über ein Stelzenelement. Gerade bei Ausführungsformen, bei denen die„Machined Spring" unmittelbar gegen das Brenngas-Düsenventilglied in Anlage ist, kann aufgrund der einfachen Ausführbarkeit der „Machined Springs" mit vollumfänglich planer und niveaugleichet· Anlagestimfläche eine verbesserte Kraftverteilung nebst Abstützung gegenüber drahtbasi erten Spiralfedern erziel t werden.

Bei Ausführungsformen mit Stelzenelement kann dieses mit einem z.B. bolzen- oder stiftförmigen Abschnitt inmitten bzw. innerhalb des umwundenen Raums bzw. innerhalb der Windungen der „Machined Spring" aufgenom en bzw. angeordnet sein, insbesondere an den Windungen geführt (mithin ein Ausknicken der„Machined Spring" zuverlässig vermeidend), wobei das Stelzenelement düsennah zum Beispiel ferner einen Federteller aufweist, gegen welchen die„Maschined spring" einenends abgestützt bzw. gedrängt ist. Hierbei kann ein (kurzer) Eingriffsabschnitt bzw. Fortsatz des Stelzenelements seitens des Federtellers sodann zu Beispiel gegen das Brenngas- Düsenventilglied gedrängt sein (gegen eine düsenferne Stirnfläche desselben). Düsenfem ist die

„Machined Spring" z.B. gegen eine Stirnseite des Federraums in Anlage bzw. dagegen abgestützt, bevorzugt z.B. gegen ein Einstellelement zwischen Federende und Federraum-Stimseite, mit welchem Einstellelement bedarfsweise eine Vorspannung gegen das Brenngas-Düsenventilglied einstellbar ist. Ein solches Einstellelement ist vorzugsweise eine Scheibe, z.B. eine Loch- bzw. Ringscheibe, wobei die Einstellung vorteilhaft einfach über Wahl der Dicke des Einstellelements erfolgen kann.

Mit der Erfindung gelingt es, die Mederhalteanordnung gegenüber vorbekannten Niederhalteanordnungen mit drahtbasierter Spiralfeder - insbesondere wie eingangs erörtert - deutlich bauraum verkl einert aus führen zu können, einhergehend mit dem V or t eil , den F ederraum ni cht länger als Brenngas-Durchgangsspeicher - vormals dem ausgeprägten Platzmangel (im Bereich oberhalb des Düsenkörpers) geschuldet - ausführen zu müssen, sondern die Brcnngas-(Hochdruck- ) Versorgungsleitungen - nun entsprechend größer dimensionierbar, insoweit z.B. ebenfalls mit Zwischenspeicherfunktionalität - direkt bzw. ohne eigens gebildeten Zwischenspeicher im Inj ektorgehäuse bis an die Düsenanordnungen bzw. einen vorgelagerten Düsenraum führen zu können. Hierdurch kann wiederum die vormals nötige Sperrfluiddichtung an der Niederhalteanordnung bzw. dem Stelzenelement vorteilhaft entfallen, so dass der Sperrfluideintrag in das Brenngas ebenfalls in beabsichtigter Weise vermieden ist. Daneben entfallen aber auch unbeabsichtigte V erwirbelungen im Brenngas-V ersorgungspfad zur Düsen anordnung aufgrund dessen, dass dieser nicht länger über den Federraum (Brenngas-Zwischenspeicher) geführt zu werden braucht.

In der Gesamtschau wiegen die Vorteile, die mit den„Machined Springs" einhergehen, die deutlich höheren Kosten derselben - an sich unerwartet - ohne weiteres auf. Bei vorteilhaften Ausführungsformen kann eine jeweilige„Machined Spring" eine mehrgängige, z.B. zweigängige oder dreigängige Feder sein, -bei welcher die Federkraft nochmals weiter vergleichmäßigt parallel zur Mittelachse der Feder verteilt werden kann. In der Folge wird die Kompression oder die Ausdehnung noch präziser (axial) parallel umgesetzt (d.h. mit zunehmender Anzahl der Gänge). Hiermit kann z.B. ein federinnen geführtes Bolzen- oder Stiftelement auch entfallen.

Im Rahmen bevorzugter Ausführungsformen des Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors ist ein jeweiliger Federraum sämtlich in einer Zwischenplatte des Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors gebildet, insbesondere als Sackloch bzw. -bohrung, weiterhin insbesondere mit Korrespondenzabmessungen in Bezug auf die je darin aufgenommene„Machined Spring", so dass diese radial außen führbar ist und weiterhin vorteilhaft ein etwaiges Ausknicken (radial nach außen) auch hierdurch wirksam vermieden ist. Dadurch, dass der Federraum mit einer solchen Ausgestaltung unaufwändig von einer Stirnseite in die Zwischenplatte (oder alternativ ein davon verschiedenes Gehäuseelement des Dual-Fuel- Kraftstoffinj ektors) arbeitbar ist, ist auch die Herstellung der Niederhalteanordnung äußerst einfach. Insbesondere im Rahmen einer wie vorstehend ausgestalteten Niederhalteanordnung ist vorgesehen, dass das jeweilige Brenngas-Düsenventilglied sämtlich in einem Dosenkörper des Dual-Fuel- Kraftstoffmj ektors aufgenommen ist, und der Düsenkörper hierbei vorzugsweise mittels der Zwischenplatte gedeckelt ist. Hierbei ist in den Düsenkörper bevorzugt sowohl die Korrespondenzaufnahme für ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied als auch der (düsenfeme) Zylinderwandabschnitt zur Bildung der Steuerräume und zur Aufnahme des Kolbenabschnitts gearbeitet (insbesondere als Bohrung), insbesondere je ebenfalls von einer (düsenfernen) Stirnseite (gegen welche die Zwischenplatte zur deckelnden Anlage vorgesehen ist). Insoweit kann auch die Hubsteueranordnung auf einfache Weise durch Zusammenfugen von Zwischenplatte und Düsenkörper komplettiert werden, vorzugsweise derart, dass der Federraum im Zuge des Zusammenfügens mit einem Steuerraumteil des düsenfemen Steuerraums vorzugsweise ein gemeinsames Volumen bildet.

Vorgeschlagen wird letztlich auch eine Brennkraftmaschine, insbesondere der Hubkolbenbauart, welcher wenigstens einen wie oben erörterten Dual-Fuel-Kraftstoffinj ektor aufweist.

Weitere M erkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 exemplarisch und schematisch eine teil geschnittene und abgebrochene Ansicht eines gattungsgemäßen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 exemplarisch und schematisch eine teilgeschnittene und abgebrochene Ansicht eines Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung.

Fig. 3 exemplarisch und schematisch eine Detailansicht eines Details aus Fig.2, fokussiert auf die„Mach in ed Spring".

Fig. 4 exemplarisch und schematisch eine Ansicht einer Zwischenplatte des Dual-

Fuel-Kraftstoffinjektors gemäß Fig. 2.

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bczugszcichcn Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion. Elemente aus dem Stand der Technik sind mit gestrichenen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt einen Dual-Fuel-Kraftstoffmjektor G nach dem Stand der Technik. Der Dual- Fuel-Kraftstoffinjektor G weist einen Düsenkörper 3' auf, in welchem eine Anzahl Brenngasdüsenventilglieder 5' (nur ein Brenngas-Düsenventilglied 5' ist dargestellt) axial hubverschieblich aufgenommen und geführt sind. Ein Endabschnitt des jeweiligen Brenngas- Düsenventilglieds 5 ist als Kolbenabschnitt T ausgeführt, wobei der Kolbenabschnitt 7' zwei Steuerräume 9’, 1 G einer jeweiligen (dem Brenngas-Düsenventilglied 5’ zugeordneten) Hubsteueranordnung 13' des Dual -Fuel-Kraftstoffinj ektors G, welche nach dem Prinzip des doppeltwirkenden Zylinders arbeitet, volumenvariabel voneinander abteilt. An einen jeweiligen Steuerraum 9', 1 G ist hierbei eine Steuerleitung 15', 17' geführt, welche Steuerleitungen 15', 17' weiterhin je über ein Umschaltventil 19' entweder mit einer Drucksenke 2G oder einer Druckquelle 23' verbindbar sind (die Steuerleitungen 15', 17' der Mehrzahl von

Hubsteueranordnungen 13' können z.B. zusammengeführt sein, z.B. an ein einziges Umschaltventil 19').

Über die Druckquelle 23' - eines Kraftstoffeinspritzsystems - ist hochdruckbeaufschlagtes Steuerfluid an einen jeweiligen - ventilstellungsabhängig - belastbar angebundenen Steuerraum 9' bzw. 1 G versorgbar, an die Drucksenke 2G (Niederdruck) ist Steuerfluid aus dem je - ventilstellungsabhängig - entlastbar angebundenen Steuerraum l l' bzw. 9' absteuerbar. Mit dieser Hubsteueranordnung 13' kann - in Abhängigkeit der Stellung des Umschaltventils 19' - ein Steuerraum 9' bzw. 1 1 ' belastet werden, der andere l l' bzw. 9' hierbei entlastet und umgekehrt, mithin das Brenngas-Düsenventilglied 5' in Offen- oder Schließstellung gesteuert werden,

Der Dual-Fuel-Kraftstoffmjektor G nach dem Stand der Technik umfasst weiterhin eine Niederhalteanordnung 25' (je Brenngas-Düsenventilglied 5'), über welche das Brenngas- Düsenventilglied 5' mit einer Schließkraft (Pfeilrichtung Pfeil L') belastet ward. Die Niederhalteanordnung 25' ist mittels eines Stelzenelements 27' gebildet, welches eine

Zwischenplatte 29', düsenfem am Düsenkörper 3' angeordnet, mit einem bolzenförmigen Abschnitt 3 G durchtritt, welcher hierbei in einer Korrespondenzaufnahme (Axialbohrung) der Zwischenplatte 29' geführt ist.

Ein Federteller 33' des Stelzenelements 27' ist in einem Federraum 35' aufgenommen, welcher an die Zwischenplatte 29' angrenzend in einem weiteren, düsenfemeren Gehäuseelement 37' des Dual -Fuel-Kraftstoffmj ektors G gebildet ist. Der F ederraum 35 ' fungiert hierbei gleichzeitig als Brenngas-Zwischenspeicher bzw. Durchgangsspeicher, wozu einenends (düsenfem) eine Brenngas-Versorgungsleitung 39’ (Hochdruck) an den Zwischenspeicher (Federraum 35') fuhrt, andemends (düsennah) ein Abschnitt 39a' der Brenngas-Versorgungsleitung 39’ ausgehend vom Zwischenspeicher weiter an einen Düsenraum 4G (in Fig. 1 nicht explizit dargestellt) führt.

Im Federraum 35’ bzw. Brenngas-Zwischenspeicher ist weiterhin eine Druckfeder 43’ aufgenommen, mittels welcher die Schließkraft A’ - mittelbar über das Stelzenelement 27' - auf das Brenngas-Düsenventilglied 5' ausgeübt wird. Hierbei ist die Druckfeder 43'einenends gegen die düsenferne Stirnseite 45' des Federraums 35'gedrängt, andemends gegen den Federteller 33'. Die Druckfeder 43' ist als drahtbasierte Spiralfeder bzw. Drahtfeder ausgestaltet und baut ersichtlich relativ lang, d.h. mit einer Abmessung LI (vorliegend bezogen auf den gezeigten Schließzustand des Brenngas-Düsenventilglieds 5'). Aufgrund der erheblichen Abmessung der Spiralfeder 43' ist deren Unterbringung in der Zwischenplatte 29' verunmöglicht, so dass das Brenngas - dem somit erheblich beengtem Bauraum geschuldet - notgedrungen durch den Federraum 35’ geführt werden muss. In der Folge wird eine Sperrfluiddichtung 47' am Stelzendement 27' in der Zwischenplatte 29' erforderlich, aus welcher jedoch ein unbeabsichtigter Sperrfluideintrag (via den Kriechspalt entlang der Stelzenf hrung) in das Brenngas (im Federraum 35') resultiert. Weiterhin kommt es mit dieser Lösung zu unbeabsichtigten Verwirbelungen im Brenngas-Zwischenspeicher (Federraum 35'), insbesondere den Windungen der Spiralfeder 43' geschuldet, so dass die beabsichtigte homogene Anströmung der stromabwärtigen Düsenöffnungen 49’ (in Fig. 1 nicht explizit veranschaulicht) nicht gewährleistet ist.

Fig. 2 zeigt nunmehr in einer abgebrochenen und teilgeschnittenen Ansicht einen Dual-Fuel- Kraftstoffinjektor 1 gemäß der Erfindung. Wie im oben erörterten Stand der Technik weist der Dual-Fuel-Kraftstoffmjektor 1 eine Anzahl von hubsteuerbaren Brenngas-Düsenventilgliedem 5 auf, allgemein wenigstens ein Brenngas-Düsenventilglied 5, vorzugsweise drei oder mehr

Brenngas-Düsenventilglieder 5, welche insbesondere je als Brenngas-Düsennadel bereitgestellt sind. Einem jedem Brenngas-Düsenventilglied 5 ist wenigstens eine Düsenöffnung 49 einer Düsenanordnung 51 des Dual-Fuel-Kraftstoffinj ektors 1 zugeordnet, welche via das jeweilige

Brcnngas-Düscnvcntil glicd 5 selektiv auf- und zustcucrbar ist (in Abhängigkeit einer Hubstcllung desselben). Bevorzugt sind die Düsenöffnungen 49 der Düsenanordnung 51 so angeordnet, dass eine möglichst gute 360°-Abdeckung im Rahmen einer Ausdüsung erzielbar ist. Aufgenomrnen und geführt ist ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied 5 in einer

Korrespondenzaufiiahme 53 in einem Düsenkörper 3 des Dual-Fuel-Kraftstoffmjektors 1, ausgeführt vorzugsweise als Axialbohrung. Bei dem veranschaulichten Dual-Fuel- Kraftstoffmjektor 1 umgeben die Brenngas-Düsenventilglieder 5 z.B. ferner ein -zentral im Düsenkörper 3 an geordnetes -Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied 55, z.B. in einer Dreiecksformation bzw. entlang einer Kreislinie (in Umfangsrichtung betrachtet) um dasselbe. Das Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied 55 ist hierbei unabhängig von den Brenngas-Düsenventilgliedem 5 steuerbar,

z.B. indirekt hydraulisch über eine Steueranordnung mit einem Pilotventil (nicht dargestellt), einem Steuerraum 57 (umfassend weiterhin eine Nadelführungshülse 59 und eine Düsenfeder

61).

Der Dual-Fuel-Kraftstoffmjektor 1 umfasst weiterhin eine Hubsteueranordnung 13 je Brenngas-Düsenventilglied 5, welche Hubsteueranordnung 13 hydraulisch nach dem Prinzip eines doppeltwirkenden Zylinders arbeitet, insbesondere wie oben für den Stand der Technik erläutert. Hierbei bildet ein düsenfemer Endabschnitt eines jeweiligen Brenngas- Düsenventilglieds 5 einen (als Kolben wirkenden) Kolbenabschnitt 7 der Hubsteueranordnung 13, welcher einen düsenfemeren Steuerraum 9 und einen düsennäheren Steuerraum 11 je ebenfalls der Hubsteueranordnung 13, volumenvariabel von einander abteilt. An jeden Steuerraum 9, 11 führt je eine Steuerleitung 15 bzw. 17, welche - wie im Stand der Technik - an ein Umschaltventil gemäß 19' (Servo- bzw. Pilotventil), insbesondere ein 4/2-Wege-Ventil (in Fig. 2 nicht dargestellt), für die wechselweise Be- und Endlastung mit einer Druckquelle 23' (druckbeaufschlagtes Steuerfluid) oder einer Drucksenke 2G (Leckageseite bzw. Niederdmckseite) anbindbar ist. Das Umschaltventil kann vorzugsweise Teil des Dual-Fuel- Kraftstoffmjektors 1 oder auch davon separat, z.B. extern angeordnet sein.

Der Dual-Fuel-Kraftstoffmjektor 1 weist, wie Fig. 2 dies veranschaulicht, wie im Stand der Technik ebenfalls eine Niederhalteanordnung 25 je Brenngas-Düsenventilglied 5 auf, wobei - im Unterschied zum Stand der Technik - die jeweilige Niederhalteanordnung 25 nunmehr jedoch eine„Machincd Spring" 63 aufweist, d.h. als Druckfcdcr ausgeführt, mittels welcher die jeweilige Niederhalteanordnung 25 ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied 5 in Schließrichtung (Pfeilrichtung Pfeil A) belastet. Insoweit ist bei dem Dual-Fuel- Kraftstoffinjektor 1 nach der Erfindung ein jeweiliges Brenngas-Düsenventilglied 5 über je eine NiederhaIteanordnung 25 mit einer„Machined Spring" 63 in Schließrichtung A belastet.

Die mit dem vorgeschlagenen Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor 1 verwendeten „Machined Springs" 63 weisen gegenüber den bislang vorgesehenen drahtbasierten bzw. drahtgewundenen

Spiralfedern 43'- bei äquivalenter Schließkraftaufbringung - vorteilhaft kürzere Abmessung L2 auf (vorliegend bezogen auf den veranschaulichten Schließzustand des Brenngas- Düsenventilglieds 5), i.e. eine Längsabmessung L2, sodass sich - im gezeigten Schließzustand des Brenngas-Düsenventilglieds 5 - ein Längenverhältnis L2:L1 von etwa 0,66, i.e. eine Verkürzung um ein Drittel der vormaligen Federlange realisieren lässt (allgemein kann dieses Verhältnis in etwa auch für den entspannten Zustand der Federn 43' und 65 gelten).

Diese somit deutlich kürzeren „Machined Springs" 63 ermöglichen es nunmehr vorteilhaft, dieselben gänzlich in der Zwischenplatte 29 unterbringen zu können, so dass Bauraum für eine Brenngas-Versorgungsleitung 39 nun derart hinreichend zur Verfügung steht, dass das Brenngas nicht länger durch einen Federraum 35' wie im Stand der Technik geführt werden muss, sondern mit großzügig dimensionierten Brenngas-Versorgungsleitungen 39 bis an einen Düsenraum 41 bzw. zur Düsenanordnung 51 führbar ist. In der Folge sind auch die damit einhergehenden Nachteile, siehe oben beim Stand der Technik oder wie eingangs erläutert, vorteilhaft vermieden.

Wie Figur 2 dies auch veranschaulicht, kann ein jeweiliger Federraum 35, in welchem eine „Machined Spring" 63 aufgenommen ist, als Korrespondenz-Hohlraum ausgestaltet sein, so dass die„Machined Spring" 63 - zumindest über einen Abschnitt - umfangsseitig fuhrbar, mithin ein Ausknicken hierdurch vermieden ist. Der jeweilige Federraum 35 ist vorzugsweise als Sackbohrung in der Zwischenplatte 29 gebildet, wobei die Sackbohrung so angeordnet ist, dass mit Zusammenfügen von Zwischenplatte 29 und Düsenkörper 3 die Sackbohrung bzw. der Federraum 35 koaxial mit der Aufnahme 53 des Brenngas-Düsenventilglieds 5 ausgerichtet ist. Hierbei können sodann der Federraum 35 und das düsenfeme Ende der Aufnahme 53 zusammen den düsenfemen Steuerraum 9 der Hubsteueranordnung 13 bilden, d.h. im Sinne eines zusammenhängenden Volumens.

Die Niederhalteanordnung 25 gemäß der in Fig. 2 veranschaulichten Ausgestaltung weist weiterhin ein Stelzenelement 27 auf, welches einen düsenfemeren, bolzen- bzw. stiftförmigen Abschnitt 65 aufweist, welcher innenseitig an den Windungen der„Machined Spring" 63 radial bzw. umfangsseitig in Anlage ist, so dass auch ein etwaiges Auknicken der„Machined Spring" 63 nach innen wirksam vermieden ist. Ein düsennaher Endabschnitt„der Machined Spring" 63 ist gegen einen Federteller 33 des Stelzenelements 27 gedrängt, woneben ein vom Federteller 33 hin zum Brenngas-Düsenventilglied 5 ragender Eingriffsabschnitt 67 des Stelzenelements 27 (in Form eines äußerst kurzen Fortsatzes) die mittels der„Machined S pring" 63 erzeugte Schließkraft auf das Brenngas-Düsenventilglied 5, d.h. an einem düsenfemen Endabschnitt desselben bzw. des Kolbenelements 7, auszuüben vermag.

Anhand von Flg. 3 werden nunmehr weitere Details des vorgeschlagenen Dual-Fuel- Kraftstoffmj ektors 1 noch näher erläutert.

Wie Fig. 3 dies veranschaulicht, kann die aus dem Vollen gearbeitete, insbesondere spanabhebend aus dem Vollen gearbeitete Feder 63, d.h. die„Machined Spring" 63, vorteilhaft mit Anlageflächen 69 an dem düsenfemen und dem düsennäheren Ende ausgestaltet werden, d.h. an ihren axial entgegen gesetzten Anlageenden 69, welche sich je als Ringfläche vollumfänglich eben und niveaugleich erstrecken, so dass damit - im Gegensatz zu Spiralfeldem 43' - eine Abstützung, mithin auch eine Krafteinleitung, homogen überden gesamten Umfang der Feder 63 erfolgen kann. Mit Vorteil ist dies dahingehend, dass die Kraftverteilung somit parallel zur Mittelachse erfolgen kann, nicht jedoch ein Kippmoment durch eine punktuelle Krafteinleitung bewirkt wird, wie dies mit bis dato üblichen Spiralefedem 43' der Fall sein kann. Um die Präzision derParallelität noch zu erhöhen, kann die Feder 63 in Form der„Machined Spring" hierbei auch mit mehr als einem Gewindegang ausgeführt sein, d.h. mehrgängig.

Wie dies ebenfalls durch die Figur 3 aufgezeigt ist, kann in den Federraum 35, insbesondere düsenfem in demselben, weiterhin ein Einstellelement 71 aufgenommen sein, zum Beispiel zwischen dem düsenfemen Ende der„Machined Spring" 63 und der benachbarten Stirnwand 45 des · Federraums. Das Einstellelement 71 kann eine Ringscheibe sein, wobei über die Wahl der Dicke derselben eine Vorspannkraft eingestellt wird, mithin die Schließkraft auf das Brenngas-Düsenventilglied 5in beabsichtigter Weisebeeinflusst werden kann.

Fig. 3 zeigt daneben weiterhin das Anschlussende 73 der Steuerleitung 15 am düsenfernen

Steuerraum 9, welches nutformig an den Steuerraum 9 geführt sein kann, zum Beispiel als Nut in der Stirnseite des Düsenkörpers 3 gebildet und mittels der Zwischenplatte 29 gedeckelt sein kann (Zwischenplatte 29 und Düsenkörper 3 sind hierbei mit einer Spannmutter 75 verspannt, s. Fig. 2). Da im Rahmen der vorliegenden aufgezeigten Ausgestaltung, bei welcher der Steuerraum 9 mitsamt dem Federraum 35 gebildet ist, der Federraum 35 auch mit Steuerfluid beaufschlagt wird, kann die Wandung des Federraums 35 Ober zumindest einen Abschnitt eine axial verlaufende (z.B. nutformige) Vertiefung 77 aufweisen mittels welcher bet einem Öffnungshub des Brenngas-Düsenventilglieds 5 und damit einhergehender Volumenverringerung des diisenfemen Steuerraums 9 samt Federraum 35 das Steuerfluid aus dem Federraum 35 verdrängbar ist, i.e. über die daran kommunizierend angebundene Steuerleitung 15.

Fig.4 veranschaulicht die Zwischenplatte 29 des Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors 1 in einer Ansicht auf die düsennähere Seite bzw. Unterseite, wobei die Federräume 35 samt der in den Wandungen gebildeten, axial verlaufenden Vertiefungen 77 für die Verdrängung von Steuerfluid aufgezeigt sind. Ersichtlich ist bei dieser Ausgestaltung vorgesehen, je Federraum 35 zum Beispiel zwei Axialvertiefungen 77 zu bilden. Inmitten der Dreiecksformation der Federräume 35 sind weiterhin Abschnitte von Flüssigkraftstoff- Versorgungsleitungen 79 dargestellt, woneben nunmehr auch großzügig dimensionierte Brenngas- Versorgungsleitungen 39 abschnittsweise durch die Zwischenplatte 29 führbar sind, welche darin nun vorteilhaft unbeengt bildbar sind. Ebenfalls dargestellt sind z.B. Steuerleitungsabschnitte der Steuerleitungen 17 sowie durch die Zwischenplatte 29 geführte Abschnitte der Brenngas- Versorgungsleitungen 39.

BEZUGSZEICHENLISTE

I, G Dual-Fuel-Kraftstoffmj ektor

3, 3' Düsenkörper

5, 5' Brenngas-Düsenventilglied

7, 7' Kolbenabschnitt

9, 9' Steuerraum (düsenfemer)

I I, 1 1' Steuerraum (düsennäher)

13, 13' Hubsteueranordnung

15, 15' Steuerleitung

17, 17' Steuerleitung

19' Umschaltventil

2G Drucksenke

23' Druckquelle

25, 25' Niederhalteanordnung

27, 27' Stelzenelement

29, 29' Zwischenplatte

31 ' Bolzenförmiger Abschnitt

33, 33’ Federteller

35, 35' Federraum

37, 37' weiteres Gehäuseelement

39, 39' Brenngasversorgungsleitung 39a, 39a' Abschnitt 41, 41' Düsenraum

43' drahtbasierte Druckfeder

45, 45' düsenfeme Stirnseite

47' Sperrfluiddichtung

49, 49' Düsenöffnung

51 Düsenanordnung

53 Korrespondenzaufnahme

55 Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied

57 Steuerraum

59 Nadelführungshülse 61 Düsenfeder

63 Machined Spring

65 Bolzen- bzw. stiftförmiger Abschnitt 67 Eingriffsabschnitt

69 Anlagefläche

71 Einstelleelement

73 Anschlussende

75 Spannmutter

77 Vertiefung

79 Flüssigkraftstoff- Versorgungsleitung

A, A' Schließkraftrichtung