Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer derartigen aus der EP 0 461 212 bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung der Pumpe-Düsenbauart ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe mittels einer Spannhülse axial mit einem Kraftstoffeinspritzventil zu einer Baueinheit zusammengefaßt und mit dieser gemeinsam in das Gehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzt. Die Kraftstoffeinspritzpumpe weist dabei einen kolbenförmigen Pumpenkolben auf, der durch die Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die dabei im Pumpenarbeitsraum der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Kraftstoffhochdruckmenge wird während des Druckhubes des Pumpenkolbens durch ein elektrisches Steuer- ventil gesteuert, welches ebenfalls in die Baueinheit von Einspritzpumpe und Einspritzventil eingesetzt ist und sich dort an einem seitlich vorkragenden Gehäuseteil befindet.

Dabei wird aus einem Kraftstoffvorratsbehälter über eine Kraftstoffförderpumpe Kraftstoff über eine Kraftstoffzu- führungsleitung zur Kraftstoffeinspritzpumpe gefördert, die in einen die Spannhülse umgebenden Ringraum mündet. Dieser Ringraum im Gehäuse der Brennkraftmaschine ist über Durch- trittsöffnungen in der Spannhülse und weiter über Zulauf- kanäle im Pumpengehäuse mit dem Arbeitsraum der Kraftstoff- einspritzpumpe verbindbar, wobei diese Verbindung durch das elektrische Steuerventil verschließbar ist. Der von der Kraftstoffeinspritzpumpe unter Hochdruck geförderte Kraftstoff gelangt dabei über Einspritzleitungen an das

Kraftstoffeinspritzventil und wird dort nach Überschreiten eines bestimmten Öffnungsdruckes über Einspritzöffnungen in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.

Um dabei die Einspritzöffnung am Kraftstoffeinspritzventil vor einem Verstopfen zu schützen und daraus resultierende Mengenstreuungen und ungenaue Einspritzstrahlcharakteristi- ken zu vermeiden weisen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen der Pumpe-Düsenbauart in der Kraftstoffzuführungsleitung zur Kraftstoffeinspritzpumpe Kraftstofffilter auf, die durch eingesetzte Ring-oder Knopffilter in gewebter Maschen- gitterausführung gebildet sind. Des weiteren sind Spalt- filter innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils bekannt.

Diese bekannten Kraftstofffilter weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie zusätzlichen Bauraum benötigen und zudem einen zusätzlichen Fertigungs-und Montageaufwand verursachen.

Zudem treten bei diesen bekannten Kraftstofffiltern Probleme hinsichtlich ihrer Dauerhaltbarkeit auf, da die effektive Filterfläche relativ gering ist und sich somit schnell zusetzen kann.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Filterfunktion durch ein vorhandenes Bauteil mitübernommen werden kann, so daß keine zusätzlichen Bauteile zum Kraft- stofffiltern an der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz- einrichtung notwendig sind. Dazu sind in der die Kraftstoff- einspritzpumpe und das Kraftstoffeinspritzventil axial gegeneinander verspannenden Spannhülse im Bereich eines kraftstoffgefüllten Ringraumes eine Vielzahl von Filter- öffnungen vorgesehen, die beim Kraftstoffdurchtritt als Schmutzpartikelfilter wirken. Dabei sind diese Filter-

öffnungen in vorteilhafter Weise um den gesamten Umfang der Spannhülse angeordnet, so daß sich ein großer effektiver Filterquerschnitt ergibt. Die Filterlöcher selbst weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 30 bis 90pm auf, so daß auch kleinere Schmutzpartikel sicher aus dem Kraftstoff herausgefiltert werden können. Ein weiterer Vorteil der Filterfunktion durch eine perforierte Spannhülse ist die Möglichkeit, durch die Anordnung und Auslegung der Filter- öffnungen spezifische Durchflußwerte einzustellen, ohne dabei zusätzliche Änderungen an anderen Bauteilen vornehmen zu müssen. Somit lassen sich in einfacher Weise Druckregel- funktionen realisieren, durch die Schaltzeiten der gesamten Kraftstoffeinspritzeinrichtung optimiert und zusätzliche Drosselbohrungen entfallen können. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Filterlöcher in der Spannhülse konisch mit radial einwärts gerichteter Querschnittsverringerung auszu- bilden, so daß eine Strömungsumkehr des durchströmenden Kraftstoffes die Filteröffnungen auf einfache Weise frei- spülen kann. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Spannhülse als Kraftstofffilter ist die Vermeidung von möglichen Montagefehlern durch falsch eingesetzte oder lose Kraftstofffilter, die im Betrieb der Kraftstoffeinspritz- einrichtung Störungen verursachen könnten. Zudem weist das durch die Spannhülse gebildete Kraftstofffilter eine hohe Dauerbeständigkeit und große Robustheit auf.

Die Filteröffnungen der erfindungsgemäßen Filterhülse sind dabei in vorteilhafter Weise mittels eines pulsierenden Elektronen-oder Laserstrahles hergestellt. Dabei erzeugt jeweils ein Strahlimpuls eine Filteröffnung in der Hülsen- wand, wobei die Hülse während der Bearbeitung um ihre Achse rotiert und das Strahlwerkzeug linear verschoben wird, so daß sich eine schraubenförmige Reihe von Filteröffnungen am Umfang der Filterhülse ergibt. Um dabei eine Gratbildung an der Innenwand der Bohrungen zu vermeiden wird ein

elastischer Werkstoff (z. B. Silikon) auf der strahlabgewandten Wandseite des Filterkörpers hinterlegt, der beim Strahlauftreffen während der Verarbeitungsphase verdampft und durch diesen Dampfdruck den Materialabtrag aus der Filteröffnung auswirft. Um zudem eine Gratbildung an der Außenwand der Bohrung zu minimieren, wird die strahlzugewandte äußere Oberfläche der Filterhülse mit einem Material beschichtet, das ein Festsetzen von Bearbeitungsspänen vermeidet. Diese vorzugsweise mit Manganphosphat beschichtete Oberfläche verhindert dabei ein Haftenbleiben des ausgeblasenen Materialabtrags.

Durch die Dauer und Auslegung des Strahlimpulses während des Einbringens der Filteröffnungen lassen sich dabei verschie- dene Querschnitte und durch die Rotationsgeschwindigkeit des Filterteils verschiedene Anordnungen realisieren, wobei unter anderem auch Schlitze und ähnliche Querschnittsformen für die Filteröffnungen möglich sind. Zudem kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Einbringen von Ausnehmungen in Werkstücke neben der Verwendung zum Einbringen von Filteröffnungen in Filterkörper auch in sämtlichen anderen Bauteilen verwendet werden, wo sehr kleine Öffnungen benötigt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffein- spritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figur 1 einen Längsschnitt durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung im Gehäuse der

Brennkraftmaschine, die Figur 2 eine vergrößerte Einzel- darstellung der als Kraftstofffilter ausgebildeten Spann- hülse, die Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Spannhülse im Bereich der Filteröffnungen und die Figur 4 eine schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens der Filteröffnungen der Spannhülse.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die in der Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzein- richtung für Brennkraftmaschinen ist eine sog. Pumpe-Düse 1, die in eine entsprechende Aufnahmeöffnung 3 eines nicht näher dargestellten Gehäuses der Brennkraftmaschine einge- setzt ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dabei aus einer Kraftstoffeinspritzpumpe 5 und einem Kraftstoffein- spritzventil 7 gebildet, wobei Kraftstoffeinspritzpumpe 5 und Kraftstoffeinspritzventil 7 mittels einer Spannhülse 9 axial gegeneinander verspannt sind. Die Kraftstoffeinspritz- pumpe 5 weist dabei einen in einem Pumpengehäuse 11 axial geführten Pumpenkolben 13 auf, der über einen Stößel 15 von einern nicht dargestellten Antriebselement entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 17 axial hin-und hergehend angetrieben wird. Der Pumpenkolben 13 begrenzt mit seiner Stirnfläche einen Pumpenarbeitsraum 19 im Pumpengehäuse 11, von dem eine Druckleitung 21 zu einem Druckraum 23 innerhalb des Kraft- stoffeinspritzventils 7 abführt. In diesen Druckraum 23 ragt ein axial verschiebbares kolbenförmiges Ventilglied 25 des Kraftstoffeinspritzventils 7, das im Bereich des Druckraumes 23 eine Ringschulter 27 aufweist, an der der im Druckraum 23 anstehende Kraftstoffhochdruck in Öffnungsrichtung des Ventilgliedes 25 angreift. Das Ventilglied 25 weist an seinem unteren, pumpenabgewandten Ende eine konische Ventil- dichtfläche 29 auf, mit der es in bekannter Weise mit einer konischen Sitzfläche 31 am nach innen kragenden Ende der Ventilgliedbohrung zusammenwirkt, von der wenigstens eine

Einspritzöffnung 33 in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine abführt.

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist einen Nieder- druckraum 35 auf, der als innenliegender Ringraum ausgebildet ist und zwischen der äußeren Umfangswand des Kraftstoffeinspritzventils 7 und der Innenwand der Spannhülse 9 gebildet ist. Dieser innenliegende Nieder- druckraum 35 ist über Durchgangsöffnungen in der Wand der Spannhülse 9 mit einem außenliegenden Ringraum 37 verbunden, wobei die Durchgangsöffnungen in der Wand der Spannhülse 9 als Filteröffnungen 39 ausgebildet sind. Der äußere Ringraum 37 wird dabei durch die äußere Umfangsfläche der Spannhülse 9 und eine Wand im Gehäuse der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine begrenzt. In diesen äußeren kraftstoff- gefüllten Ringraum 37 mündet dabei eine Kraftstoffzufüh- rungsleitung 41, über die Kraftstoff aus einem Kraftstoff- vorratstank 43 mittels einer Vorförderpumpe 45 in den Ring- <BR> <BR> <BR> <BR> raum 37 gefördert wird. Des weiteren führt vom äußeren Ring- raum 37 eine Rücklaufleitung 47 in den Vorratstank 43 ab.

Im Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe 5 ist weiterhin ein Zulaufkanal 49 vorgesehen, der vom innenliegenden Nieder- druckraum 35 ausgehend in den Pumpenarbeitsraum 19 mündet.

Dabei ist in diesen Zulaufkanal 49 zur Steuerung der Hochdruckförderung der Kraftstoffeinspritzpumpe 5 ein elektrisch steuerbares Mengensteuerventil 51 eingesetzt, das als Magnetventil ausgebildet und in einen seitlich vorstehenden Teil des Pumpengehäuses eingesetzt ist. Dieses Steuerventil 51 verschließt dabei mittels eines Steuerkolbens 53 den Durchfluß durch den Zulaufkanal 49, wozu der Steuerkolben 53 eine Ventildichtfläche 55 aufweist, mit der er mit einer ortsfesten Ventilsitzfläche 57 zusammenwirkt. Um an der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine effektive und wirksame

Kraftstoff-Filterung vornehmen zu können bilden die Filteröffnungen 39 in der Spannhülse 9 wie in den Figuren 2 und 3 vergrößert dargestellt einen Kraftstofffilter zwischen dem äußeren Ringraum 37 und dem innenliegenden Niederdruckringraum 35. Diese Filteröffnungen der perforierten Spannhülse 9 weisen dabei vorzugsweise einen Durchmesser von 30 bis 90pm auf und sind in mehreren Reihen gleichmäßig über den Umfang der Spannhülse 9 verteilt angeordnet. Des weiteren weisen die Filteröffnungen 39 eine in der Figur 4 gezeigte konische Querschnittsform auf, wobei sich der Durchmesser der Filterlöcher 39 radial einwärts verringert. Diese konische Ausbildung der Filteröffnungen 39 bewirkt dabei beim Zusetzen der Öffnungen eine Strömungs- umkehr des durchströmenden Kraftstoffes, so daß durch diesen Impuls die Filteröffnungen auf einfache Weise freigespült werden können.

Die Herstellung der Filteröffnungen 39 in de Spannhülse 9 erfolgt erfindungsgemäß mittels eines Elektronen-oder Laserstrahls, wobei die Spannhülse 9 während des Einbringens der Filteröffnungen 39 um ihre Achse gedreht wird. Dabei wird der Laserstrahl durch eine Strahlungsquelle 59 pulsierend auf die Oberfläche der Spannhülse 9 aufgebracht, wobei jeder Strahlimpuls einer Filteröffnung 39 entspricht.

Die Form und Ausbildung der Filteröffnungen 39 läßt sich dabei durch definierte Pulsdauern entsprechend einstellen.

Um eine ununterbrochene Bearbeitung der Spannhülse 9 zu erreichen, wird zudem die Strahlungsquelle 59 des Laserstrahls linear verschoben, so daß sich während der Bearbeitung eine schraubenlinienförmige Reihe von Filteröffnungen 39 an der Umfangswand der Spannhülse 9 ergibt.

Um eine Gratbildung an der Innenwand der Spannhülse 9 zu vermeiden wird weiterhin ein Unterlegmaterial 61 aus einem

elastischen Werkstoff, z. B. Silikon an der Innenwand der Spannhülse 9 angeordnet. Dieses Unterlegmaterial 61 verdampft beim Auftreffen des Perforationsstrahles und treibt so das abgetragene Material durch den entstehenden Dampfdruck aus der Filteröffnungsbohrung 39. Um zudem eine Gratbildung an der Außenwand der Spannhülse 9 zu unter- binden, wird die strahlzugewandte Außenoberfläche der Spannhülse 9 mit einem Material beschichtet, das ein Fest- setzen von Bearbeitungsspänen vermeidet. Diese Außenbe- schichtung ist dabei vorzugsweise durch Manganphosphat gebildet.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen arbeitet in folgender Weise. Mit Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine wird der Pumpenkolben 13 über einen Nockenantrieb und den Stößel 15 entgegen der Rückstellkraft der Feder 17 axial hin-und hergehend angetrieben. Zugleich wird der Niederdruckraum 35 von der Kraftstoffvorförderpumpe 45 mit Kraftstoff aus dem Vorrats- tank 43 über die Zuführungsleitung 41 und den äußeren Ring- raum 37 mit Kraftstoff niederen Druckes befüllt, wobei dieser Kraftstoff beim Durchtritt durch die Filteröffnungen 39 in der Spannhülse 9 feingefiltert wird. Der Kraftstoff gelangt aus dem Niederdruckraum 35 weiter über den geöffneten Zulaufkanal 49 in den Pumpenarbeitsraum 19 der Kraftstoffeinspritzpumpe 5. Während der nach außen gerichteten Förderhubbewegung des Pumpenkolbens 13 wird dabei der Pumpenarbeitsraum 19 mit Kraftstoff befüllt. Im anschließenden nach unten gerichteten Förderhub verdrängt der Pumpenkolben 13 zunächst einen Teil des im Pumpenar- beitsraum 19 befindlichen Kraftstoffes über die noch geöffnete Zulaufleitung 49 zurück in den Niederdruckraum 35.

Soll die Hochdruckförderung beginnen, wird das elektrische Steuerventil 51 bestromt und verschließt den Zulaufkanal 49.

Dadurch wird im nunmehr gegenüber dem Niederdruckraum 35

verschlossenen Pumpenarbeitsraum 19 während der weiteren Förderhubbewegung des Pumpenkolbens 13 ein Kraftstoffhoch- druck aufgebaut, der sich über die Druckleitung 21 bis an den Ventilsitz 31 des Kraftstoffeinspritzventils 7 fort- setzt. Dort bewirkt der Kraftstoffhochdruck im Druckraum 23 in bekannter Weise nach dem Überschreiten des Öffnungsdruck- wertes ein Abheben des Ventilgliedes 25 vom Ventilsitz 31, so daß der unter hohem Druck stehende Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 33 in den Brennraum der Brennkraft- maschine eingespritzt werden kann.

Die Kraftstoffhochdruckeinspritzung wird beendet, indem das elektrische Steuerventil 51 erneut stromlos geschaltet wird, so daß der Steuerkolben 53 vom Ventilsitz 57 abhebt und den Zulaufkanal 49 zwischen dem Pumpenarbeitsraum 19 und dem Niederdruckraum 35 erneut aufsteuert, so daß sich der Hoch- druck rasch in den Niederdruckraum 35 entspannt, wobei dieses Absinken unter den Einspritzöffnungsdruck ein rasches Schließen des Kraftstoffeinspritzventils zur Folge hat.

Dabei wird die Kraftstofffeinfilterung an der beschriebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung in konstruktiv einfacher Weise durch Filteröffnungen 39 an der Spannhülse 9 vorge- nommen, so daß auf zusätzliche Kraftstoff-Filter verzichtet werden kann. Die Filterhülse ist dabei beim beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung in eine sog. Pumpe-Düse- Einheit eingesetzt, alternativ können derartige Ringfilter jedoch auch in sämtliche andere Kraftstoffeinspritzsysteme eingesetzt werden.