KRAFTSTOFFINJEKTOR

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinj ektor zum Einspritzen von in einem KraftstoffSpeicher unter hohem Druck vorgehaltenem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Einspritzen von Kraftstoff, der in einem KraftstoffSpeicher unter hohem Druck vorgehalten ist, in den Brennraum einer Brennkraftmaschine (Common-Rail-Einspritzsystem) sind Kraftstoffinj ektoren bekannt. Solche Kraftstoffinj ektoren haben typischerweise zwei hydraulische Flüssigkeitswege. Ein Hauptkanal führt vom Injektoreingang zur Einspritzdüse, ein zweiter Kanal zweigt an geeigneter Stelle vom Hauptkanal ab und führt zu einem Servoventil, mit dem der Steuerdruck des Steuerraums im Sinne eines öffnens und Schließens der Düsennadel geschaltet wird.

Naturgemäß sind im Kraftstoff immer Partikel bis zu einer bestimmten Größe enthalten. Deshalb sind in vielen bekannten Injektoren eingangsseitig Filter oder andere Konstruktionselemente vorgesehen, die Partikel oberhalb einer für den Injektor schädlichen Größe zurückhalten.

Die zur Steuerung der Injektoren vorgesehenen Steuerventile sollen das zugeführte elektrische Steuersignal so schnell wie möglich in eine änderung des Steuerdrucks umsetzen, je schneller das Ansprechverhalten der Ventile, desto besser.

Eine Steigerung der Schaltgeschwindigkeit wird unter anderem erreicht durch eine Verkleinerung des Hubes des Ventilstellgliedes, was natürlich bedeutet, dass Partikel, die größer sind als der Hub, durch den Ventilspalt nicht hindurchtreten können und sich in dem Ventilspalt einklemmen und dadurch die Funktion des Ventils stören.

Wenn die oben genannten eingangsseitigen Filter in Bezug auf die zulässige Partikelgröße weiter verfeinert werden, steigt zunehmend der Durchflusswiderstand mit entsprechend zunehmender Beeinträchtigung der hydraulischen Eigenschaften des Injektors .

Aus der WO 01/11222 Al ist ein Kraftstoffinj ektor zum Einspritzen von in einem KraftstoffSpeicher unter hohem Druck vorgehaltenem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, der ein Injektorgehäuse, eine in dem Gehäuse längsverschieblich angeordnete Düsennadel und eine von der Düsennadel wahlweise zu öffnende Einspritzdüse, durch die der Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritz- bar ist, enthält. Ein mit der Düsennadel im Sinne eines wahl- weisen öffnens und Schließens der Einspritzdüse zusammenwirkender, vom Kraftstoffdruck beaufschlagter Steuerraum ist durch eine die Düsennadel umgebende Buchse begrenzt, die von dem zugeführten Kraftstoff umströmt wird und einen zum Steuerraum führenden Zulaufkanal freigibt. Aus der EP 0 957 262 A2 und aus der DE 100 37 388 Al sind jeweils im Zulauf zur Steuerkammer eines Kraftstoffinj ektors angeordnete Filter an sich bekannt .

Die Aufgabe der Erfindung ist es einen verbesserten Kraftstoffinj ektor der vorausgesetzten Art zu schaffen. Insbesondere soll ein Kraftstoffinj ektor geschaffen werden, wel-

eher gegen in dem zugeführten Kraftstoff enthaltene Fremdkörperpartikel weitestgehend unempfindlich ist.

Die Aufgabe wird durch einen Kraftstoffinj ektor mit den Merk ^¬ malen des Anspruchs 1 gelöst .

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen angegeben .

Durch die Erfindung wird ein Kraftstoffinj ektor für Brennkraftmaschinen, der in einem Düsenkörper eine axiale, vom Kraftstoff durchströmte Bohrung aufweist, geschaffen. Die Bohrung nimmt eine im Düsenkörper axial verschieblich geführte Düsennadel auf, die an ihrem einen Ende eine Sitzfläche im Düsenkörper besitzt, und die an ihrem anderen Ende eine auf dem Umfang der Düsennadel aufsitzende, relativ zur Düsennadel verschiebliche Buchse trägt. Die Buchse grenzt, federnd an der Düsennadel abgestützt, in Anlage gegen ein axial an den Düsenkörper anschließendes Bauteil des Kraftstoffinj ektors einen Steuerraum ab, der über einen Zulaufkanal in der Buchse mit dem kraftstoffumströmten Raum auf der Außenseite der Buchse in Verbindung steht, und der einen von einem Steuerventil gesteuerten Ablaufkanal aufweist. Erfindungsgemäß ist an der Buchse ein Filter zur Filterung des über den Zulaufkanal zum Steuerraum strömenden Kraftstoffs vorgesehen.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass der Steuerkreis zuverlässig vor Partikeln auch sehr geringer Größe geschützt wird, während die Strömung im Hauptkanal zur Einspritzdüse, die gegen größere Partikel deutlich weniger empfindlich ist, im wesentlichen unbeeinträchtigt bleibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Filter am Umfang der Buchse vorgesehen.

Vorzugsweise ist der Filter den Umfang der Buchse umgebend ringförmig ausgebildet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Filter in Form der Mantelfläche eines Kreiszylinders ausgebildet.

Zweckmäßigerweise ist die Buchse mit zwei Abschnitten mit unterschiedlichen Umfangen ausgebildet und der Filter ist auf dem kleineren, im Umfang zurückgenommenen Durchmesser der Buchse angeordnet .

Vorzugsweise ist die Buchse im Bereich eines steueraumseiti- gen Abschnitts bis zum Rand gegenüber einem steuerraumabge- wandten Abschnitt im Durchmesser zurückgenommen und der Durchmesserunterschied bildet eine radiale Stufe für die stirnseitige Anlage des Filters.

Vorzugsweise bildet der zurückgenommene Durchmesser eine den Filter aufnehmende Ausnehmung in Form einer umlaufenden ringförmigen Nut mit zwei radialen Stufen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der Buchse innerhalb des Filters weiterhin eine den durch den Filter hindurchtretenden Kraftstoffström aufnehmende Ausnehmung ausgebildet .

Vorzugsweise ist die Ausnehmung in Form einer umlaufenden ringförmigen Nut ausgebildet .

Vorzugsweise enthält der zum Steuerraum führende Zulaufkanal eine den Zustrom begrenzende Zulaufdrossel .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der zum Steuerraum führende Zulaufkanal eine den Zustrom sammelnde Vorkammer .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zum Steuerraum führende Zulaufkanal in der Buchse ausgebildet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der zum Steuerraum führende Zulaufkanal im Schaft der Düsennadel ausgebildet .

Der Filter kann durch ein Drahtgewebefilter oder ein Drahtgeflecht gebildet sein.

Der Filter kann durch ein Gewebelaminat gebildet sein.

Der Filter kann durch einen Sinterwerkstoff gebildet sein.

Der Filter kann durch ein Spaltfilter gebildet sein.

Der Filter kann durch ein Filter mit Löchern, insbesondere kreis-, ellipsen- oder polygonförmigen Löchern, gebildet sein.

Vorzugsweise ist der Filter durch Schweißen an der Buchse befestigt .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Filter im einzuspritzenden Kraftstoffström und ist dadurch selbstreinigend.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Kraftstoffinjektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine Ansicht eines Details A aus Figur 1 und

Figur 3 eine Ausführungsvariante in einer Detailansicht entsprechend Figur 2.

In Figur 1 ist ein Teil eines Kraftstoffinjektors dargestellt, der zum Einspritzen von in einem nicht gezeigten Kraftstoffspeicher (Common-Rail) unter hohem Druck vorgehaltenem Kraftstoff vorgesehen ist. Der Kraftstoffinj ektor um- fasst ein nur teilweise dargestelltes Injektorgehäuse mit einem Düsenkörper 7, worin eine Düsennadel 6 längsverschieblich geführt angeordnet ist. Diese gibt unter Zusammenwirken mit einer an ihrem einen Ende vorgesehenen Sitzfläche im Düsenkörper 7 eine Einspritzdüse 13 zum Einspritzen des Kraftstoffs wahlweise frei. Der in dem KraftstoffSpeicher unter hohem Druck vorgehaltene Kraftstoff ist über einen in Form einer axial in dem Düsenkörper 7 verlaufenden Bohrung ausgebildeten Hochdruckkanal 8 einem die Spitze der Düsennadel 6 ringförmig umgebenden Düsenvorraum 14 zuführbar. Die Düsennadel 6 ist in der axialen Bohrung 8 längsverschieblich geführt .

Die Düsennadel 6 trägt an ihrem anderen Ende eine auf ihrem Umfang aufsitzende, relativ zur Düsennadel 6 verschiebliche Buchse 1. Die Buchse 1 ist federnd an der Düsennadel 6 abge-

stützt und grenzt in Anlage gegen ein axial an den Düsenkör ^¬ per 7 anschließendes Bauteil des Kraftstoffinj ektors einen Steuerraum 10 ab, der über einen Zulaufkanal 2, 9 in der Buchse 1 mit dem kraftstoffumströmten Raum auf der Außenseite der Buchse 1 in Verbindung steht .

Der Steuerraum 10 ist von dem unter hohem Druck zugeführten Kraftstoff beaufschlagt und mittels eines in der Figur nicht gezeigten Steuerventils über eine Ablaufdrossel 4 im Sinne eines öffnens der Einspritzdüse 13 wahlweise druckentlastbar .

Wie Figur 1 und insbesondere die in den Figuren 2 und 3 dargestellten vergrößerten Detaildarstellungen zweier Ausführungsvarianten zeigen, ist der Steuerraum 10 umfangsmäßig durch die die Düsennadel 6 umgebende und dicht an dieser anliegende Buchse 1 begrenzt, die von dem über die Hochdruckbohrung 8 zugeführten Kraftstoff umströmt wird. Die Buchse 1 gibt den zum Steuerraum 10 führenden, eine Zulaufdrossel 2 enthaltenden Zulaufkanal 2, 9 frei.

An der Buchse 1 ist ein Filter 3 zur Filterung des zum Steuerraum 10 zuzuführenden Kraftstoffs vorgesehen, der den Umfang der Buchse 1 umgebend ringförmig ausgebildet ist und die Form der Mantelfläche eines Kreiszylinders hat. Der äußere Umfang der Buchse 1 ist zur Aufnahme des Filters 3 zurückgenommen. Gemäß Figur 2 bildet der zurückgenommene Durchmesser 11 eine umlaufende ringförmige Nut, in der der Filter 3 zwischen zwei radialen Stufen der Nut liegt. Gemäß Figur 3 erstreckt sich der zurückgenommene Durchmesser 11 auf einem Teil der Buchse bis zum oberen Ende der Buchse 1, was den montagemäßigen Vorteil hat, dass der Filter 3 von oben auf die Buchse 1 bis zum Anschlag an einer unteren, durch die Durchmesserzurücknahme gebildeten, radialen Stufe geschoben werden kann. Der Filter 3, vorzugsweise ein Drahtgewebe, kann

separat von der Buchse 1 als Gewebezylinder geformt werden. Die Buchse 1 wird mit dem Gewebezylinder umlaufend punktverschweißt .

Weiterhin ist an der Buchse 1 innerhalb des Filters 3 und im Bereich des zurückgenommenen Durchmessers 11 eine den durch den Filter 3 hindurchtretenden Kraftstoffström aufnehmende, in Form einer umlaufenden ringförmigen Nut 12 ausgebildete Ausnehmung vorgesehen.

Der zum Steuerraum 10 führende Zulaufkanal enthält die bereits vorher genannte, den Zustrom begrenzende Zulaufdrossel 2 , sowie eine den Zustrom sammelnde Vorkammer 9 am übergang von der Nut 12 zur Zulaufdrossel 2. Gemäß Figur 3 ist die in den Steuerraum mündende Zulaufdrossel 2 so gerichtet, dass die Mündung nicht direkt unterhalb der Ablaufdrossel 4 zu liegen kommen kann. Entsprechend ist die Düsennadel 6 am oberen Ende im Umfang etwas zurückgenommen.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der zum Steuerraum 10 führende Zulaufkanal 2 , 9 in der Buchse 1 ausgebildet. Alternativ kann der zum Steuerraum 10 führende Zulaufkanal auch im Schaft der Düsennadel 6 ausgebildet sein. In diesem Falle müsste die Buchse 1 eine entsprechende, den Zugang zu dem Zulaufkanal freigebende Ausnehmung aufweisen.

Der Filter 3 kann durch ein zylindrisches Drahtgewebe oder Drahtgeflecht mit in Umfangsrichtung und in Längsrichtung verlaufenden Drähten gebildet sein. Vorzugsweise sind die längs, d.h., koaxial zur Buchse verlaufenden Drähte dicker, um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten. Damit die Drähte sich nicht verschieben können, soll das Drahtgewebe gesintert sein. Alternativ kann der Filter 3 durch ein Gewebelaminat oder einen Sinterwerkstoff gebildet sein. Gemäß

noch anderen alternativen Ausführungsformen kann der Filter 3 durch einen Spaltfilter oder einen Filter mit Löchern, insbesondere kreis-, ellipsen- oder polygonförmigen Löchern, gebildet sein.

Der Filter 3 ist selbstreinigend. Durch den in der Hochdruckbohrung 8 an der Außenseite des Filters 3 vorbeiströmenden Kraftstoff werden dort abgelagerte Partikel mitgerissen und in einer für den Kraftstoffinjektor (und auch für die Brennkraftmaschine) nicht schädlichen Weise durch Einspritzen zusammen mit dem Kraftstoff durch die Einspritzdüse 13 in den Brennraum der Brennkraftmaschine beseitigt. Somit ist eine Wartung des Filters 3 nicht erforderlich.

Bezugszeichenliste

Buchse Zulaufdrossel Filter Ablaufdrossel Feder Düsennadel Injektorgehäuse, Düsenkörper Hochdruckkanal , axiale Bohrung Vorkammer Steuerraum zurückgenommener Durchmesser Nut Einspritzdüse Düsenvorraum