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Patent Searching and Data


Title:
INJECTION NOZZLE WITH A FUEL FILTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/072932
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an injection nozzle (1) with a fuel filter for a reciprocating internal combustion engine, comprising a filter body (8) in the pressure duct (13) of a nozzle holder (2) which is provided with a holding body (3) and a nozzle body (4). The filter body (8) is configured essentially in the shape of a disk, said filter body (8) being restrained between the holding body (3) and the nozzle body (4). The filter surface or the filter slots is/are formed by one or several thin cuts in the filter body (8).

Inventors:
HATZ ALBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/001013
Publication Date:
September 04, 2003
Filing Date:
February 01, 2003
Export Citation:
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Assignee:
HATZ MOTOREN (DE)
HATZ ALBERT (DE)
International Classes:
F02M61/16; F02M69/00; (IPC1-7): F02M61/16
Foreign References:
DE19638201A11998-04-02
DE3210209A11983-09-29
EP0957262A21999-11-17
GB2112065A1983-07-13
DE8207806U11983-08-25
US2507355A1950-05-09
Attorney, Agent or Firm:
GRÄTTINGER & PARTNER (GBR) (Wittelsbacherstrasse 5 Starnberg, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Einspritzdüse (1) mit Kraftstofffilter für Hubkol benverbrennungsmotor, mit einem Filterkörper (8) in der Druckleitung (13) eines Halterkörper (3) und Düsenkörper (4) umfassenden Düsenhalters (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (8) im wesentlichen scheiben förmig ausgebildet ist, daß der Filterkörper (8) zwischen Halterkörper (3) und Düsenkörper (4) eingespannt ist und daß Filterfläche bzw. Filterspalten durch einoder mehrere feine Schnitte im Filterkörper (8) gebildet sind.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Schnitte durch Laserschnitte (35) gebildet sind.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (13) in Vorkammern des Filter körpers (8) einund/oder ausmündet, die mit der Filterfläche bzw. den Filterspalten kommunizieren.
4. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammern durch Nuten (38, 39) gebildet sind, welche die feinen Schnitte im wesentlichen beinhalten.
5. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (8) aus mehreren Filterschei ben (30,31, 32) zusammengesetzt ist.
6. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Vorkammern als Durchbrechun gen (33,37) gesonderter Filterscheiben (30,32) ausgebildet sind, die mit wenigstens einer die Filterfläche bzw. Filterspalten enthaltenden Fil terscheibe (31) zusammengesetzt sind.
Description:
Einspritzdüse mit Kraftstofffilter Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse mit Kraft- stofffilter für Hubkolbenverbrennungsmotor mit einem Filterkörper in der Druckleitung eines Haltekörper und Düsenkörper umfassenden Düsenhalters.

Bei Einspritzdüsen, die aus hochpräzisen Passungstei- len bestehen, sind Kraftstofffilter erforderlich, um die empfindlichen Bauteile gegenüber Teilchenverunrei- nigungen des Kraftstoffs in Form von Spänen oder abge- lösten Graten zu schützen. Derartige Kraftstofffilter verlängern somit die Standzeit der Einspritzdüse und gewährleisten deren störungsfreien Betrieb.

Bekannte Stabfilter sind entweder im Halterkörper des Düsenhalters oder außerhalb desselben, innerhalb von Anschlußverschraubungen in die Kraftstoffdruckleitung eingesetzt. Durch eine mit Spaltbreite von der Wand des Druckkanals entfernte, in Kanalrichtung erstreckte Trennwand ermöglichen sie das Sammeln unerwünschter Rückstände in einem Schmutzraum auf einer Seite der Trennwand. Der die Trennwand in Umfangsrichtung umspü- lende Kraftstoff gelangt über einen Sauberraum auf der Reinseite des Stabfilters in dem zum Düsenkörper füh- renden Druckkanal.

Die Wirksamkeit derartiger Stabfilter ist begrenzt, da sie wegen des erforderlichen Bauraums nur mit Entfer- nung vom Düsenkörper angeordnet werden können, und da die Rückstände den Schmutzraum zunehmend füllen, wobei sie teilweise in den Filterspalten hängenbleiben. Auf diese Weise kommt es zu Funktionsstörungen, die nur dadurch behoben werden können, daß der Stabfilter, bzw. das ihn aufnehmende Bauteil ausgewechselt wird.

Bedingt durch den strengen Presssitz kann es bei der Montage derartiger Stabfilter zur Ablösung von Metall- partikeln kommen.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Auf- gabe zugrunde, eine Einspritzdüse der eingangs genann- ten Art mit einem Kraftstofffilter zu versehen, der sich durch ein besonders kleines Bauvolumen bezogen auf seine Filterfläche auszeichnet, der einfach herzu- stellen und zu montieren ist und der hinsichtlich sei- ner Zerkleinerungswirkung den bekannten Stabfiltern überlegen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Filterkörper im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, daß der Filterkörper zwischen Halterkörper und Düsen- körper eingespannt ist und daß Filterfläche bzw. Filterspalten durch ein oder mehrere feine Schnitte im Filterkörper gebildet sind.

Dabei sind die feinen Schnitte bevorzugt als Laser- schnitte ausgebildet. Deren Herstellung ist deshalb nicht aufwändig, weil durch die Scheibenform des Fil- terkörpers die Bearbeitung vereinfacht wird und weil mit verhältnismäßig dünnen Scheiben gearbeitet werden kann.

Eine bevorzugte Ausbildung des Filterkörpers besteht darin, daß die Druckleitung in Vorkammern des Filter- körpers ein-und/oder ausmündet, die mit der Filter- fläche bzw. den Filterspalten kommunizieren. In diesen Vorkammern sammeln sich die Rückstände und werden dort der Wirkung der pulsierenden Strömung ausgesetzt bis sie zerrieben bzw. soweit zerkleinert sind, daß sie durch die feinen Schlitze, welche die Filterspalten bilden, hindurch treten können. Dabei wird die Zer- kleinerungswirkung dadurch gefördert, daß der Hoch- druckstrom senkrecht gegen quer dazu verlaufende Scheibenflächen gerichtet ist, in denen die feinen Filterschlitze eingearbeitet sind. Ein zu zerkleinern- der Span wird also solange in der Vorkammer herumge- wirbelt und gegen diese Scheibenflächen geschleudert, bis er durch den bzw. die Schlitze paßt. Herstellungs- technisch ist zweckmäßig, daß die Vorkammern durch Nuten gebildet sind, welche die feinen Schnitte im wesentlichen im Bereich ihres Nutgrunds beinhalten.

Dadurch, daß nach einer weiteren Gestaltungsvariante der Filterkörper aus mehreren Scheiben zusammengesetzt ist, besteht die Möglichkeit, die Nuten als Durchbre- chungen in den Deckscheiben auszubilden und die feinen Schlitze in einer gesonderten Filterscheibe einzuar- beiten und diese zwischen zwei Deckscheiben zu montie- ren, derart, daß die geschlitzte Filterscheibe zwischen Vorkammern bildenden Deckscheiben eingefügt ist.

Infolge der scheibenförmigen Ausbildung des Filterkör- pers besteht die Möglichkeit, diesen an der Stelle der üblichen Zwischenplatte zwischen Halterkörper und Dü- senkörper zu positionieren. Der Filterkörper übernimmt dann sowohl die Funktion der Zwischenplatte als auch die des Kraftstofffilters. Da die nach dem Filterkör- per verbleibende Druckleitung auf eine kurze Leitungs- länge reduziert ist, gelingt es, praktisch alle funk- tionsbeeinträchtigenden Rückstände zu erfassen.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Er- findung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Einspritzdüse gemäß I-I der Figur 3 Fig. 2 einen weiteren Axialschnitt gemäß II-II der Figur 4 Fig. 3 einen Querschnitt gemäß III-III der Figur 1 Fig. 4 einen Querschnitt gemäß IV-IV der Figur 2 Fig. 5 einen Querschnitt gemäß V-V der Figur 2 Fig. 6 einen Querschnitt gemäß VI-VI der Figur 2 Fig. 7 einen Querschnitt gemäß VII-VII der Figur 2 Fig. 8 einen Querschnitt gemäß VIII-VIII der Figur 2 Fig. 9 einen Abschnitt von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung Fig. 10 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausfüh- rungsform der Einspritzdüse gemäß X-X der Fi- gur 12 Fig. 11 einen weiteren Axialschnitt durch die zweite Ausführungsform gemäß XI-XI der Figur 13 Fig. 12 einen Querschnitt gemäß XII-XII der Figur 10 Fig. 13 einen Querschnitt gemäß XIII-XIII der Figur 11 und Fig. 14 einen Abschnitt von Fig. 11 in vergrößerter Darstellung Die Figuren 1 bis 8 zeigen verschiedene Schnitte einer Einspritzdüse 1, deren Düsenhalter 2 einen Halterkör- per 3 und einen Düsenkörper 4 umfaßt. Im Halterkörper 3 ist eine Druckfeder 5 aufgenommen, welche über einen Druckbolzen 6 gegen eine Düsennadel 7 vorgespannt ist.

Zwischen Halterkörper 3 und Düsenkörper 4 befindet sich eine Zwischenplatte, welche als scheibenförmiger Filterkörper 8 ausgebildet ist. Halterkörper 3 und Düsenkörper 4 sind mittels einer Düsenspannmutter 9 gegeneinander verspannt und mittels zweier Fixierstif- te 10 zueinander zentriert. Am Halterkörper 3 ist ein Kraftstoffzulauf 11 über eine Anschlußverbindung 12 an eine Druckleitung 13 angeschlossen, deren oberer Ab- schnitt 14 über den Filterkörper 8 und einen unteren Abschnitt 15 mit einem Ringraum 16 zum Betätigen der Düsennadel 7 in Verbindung steht. Am oberen Ende des die Druckfeder 5 enthaltenden Niederdruckraums ist ein Leckanschluß 17 vorgesehen. Soweit die genannten Bau- teile in den Figuren 1 bis 8 vorkommen, sind sie mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Schnitte gemäß den Figuren 3 und 4 zeigen den selben Querschnitt ; sie unterscheiden sich lediglich durch unterschiedliche Abgaben zu den Schnittverläufen der zugehörigen Axial- schnitte gemäß den Figuren 1 und 2. Der Schnittverlauf I-I gemäß Figur 3 betrifft die Darstellung nach Figur 1 ; der Schnittverlauf gemäß II-II der Figur 4 betrifft die Darstellung nach Figur 2. Während auf der rechten Seite der jeweiligen Schnittdarstellung zu den Figuren 1 und 2 die Schnittebene durch einen Fixierstift 10 gelegt ist, unterscheiden sich deren bezüglich der Längsachse linken Schnittseiten voneinander ; in Figur 1 verläuft die entsprechende Schnittebene durch die Kraftstoffdruckleitung 13 ; in Figur 2 verläuft die entsprechende Schnittebene durch einen Schlitz 35 im Filterkörper 8.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 8 mit vergrößerter Darstellung eines axialen Abschnittes gemäß Figur 9 ist der Filterkörper 8 aus drei Scheiben zusammengesetzt, wie sich aus den Schnittdarstellungen gemäß den Figuren 4 bis 6 ergibt. Im Gegensatz dazu ist bei der zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 10 bis 13 mit der Abschnittsvergrößerung gemäß Figur 14 der Filterkörper 8 einteilig ausgebildet. Beide Ausführungsformen stimmen von ihrem übrigen Aufbau her überein, so daß die folgende Beschreibung zu beiden Ausführungsbeispielen sich auf die unterschiedliche Ausführung des Filterkörpers 8 beschränken kann.

Gemäß der ersten Ausführungsform (Fig. 1 bis 8) ist der Filterkörper 8 zusammengesetzt aus drei Scheiben, nämlich einer oberen Deckscheibe 30, einer Filter- scheibe 31 und einer unteren Deckscheibe 32. Diese werden von der Druckleitung 13 von oben nach unten durchströmt. Verglichen mit der Filterscheibe 31, wel- che als dünnes Blättchen ausgebildet ist, bestehen die beiden Deckscheiben 30,32 aus dickeren Platten von jeweils kreisförmiger Form, wie man den Figuren 4 bis 6 entnehmen kann. Figur 4 zeigt die obere Deckscheibe 30 mit einer etwa halbkreisbogenförmigen Durchbrechung 33, die in der Position 12 Uhr eine Ausbuchtung 34 nach außen aufweist. Außerdem besitzt die obere Deck- scheibe 30 zwei Bohrungen für die beiden Fixierstifte 10. In der Schnittdarstellung gemäß Figur 4 erkennt man außerdem von der darunterliegenden Filterscheibe 31 (vergl. Fig. 5) den in diese eingebrachten Laser- schnitt 35, welcher im Bereich des Vorsprungs 34 eine nach innen verlaufende Umlenkung 36 aufweist. Die Um- lenkung 36 des Laserschnitts 35 und die entgegenge- setzte Ausbuchtung 34 der Durchbrechung 35 sind notwendig, weil zwischen beiden die Druckleitung 13 mündet, wie in Figur 1 ersichtlich. Damit wird vermie- den, daß die Druckleitung 13 unmittelbar gegenüber dem Laserschnitt 35 mündet, so daß mitgerissene Rückstände nicht zu einer Verstopfung führen können, sondern zur Seite hin im Bereich des Laserschnitts 35 verteilt werden, von wo aus sie gegebenenfalls durch den Laser- schnitt 35 hindurchtreten und damit den Filterkörper 8 passieren können.

Die auf der Unterseite der Filterscheibe 31 angeordne- te untere Deckscheibe 32, welche in Figur 6 darge- stellt ist, besitzt eine Durchbrechung 37, welche etwa formgleich mit der Durchbrechung 33 in der oberen Deckscheibe 30 ausgebildet ist. Mit Hilfe der Durch- brechungen 33 in der oberen Deckscheibe 30 bzw. der Durchbrechung 37 in der unteren Deckscheibe 32 werden bzgl. der dazwischen angeordneten Filterscheibe 31, die den Laserschnitt 35 aufweist, Vorkammern geschaf- fen, die die Verteilung des Kraftstoffes über die ge- samte Länge des Laserschnitts 35 sicherstellen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß dessen wirksame Gesamtlän- ge multipliziert mit der Laserschnittbreite der je- weils gewünschten Filterfläche entspricht, wobei ein zusammenhängender Filterspalt gegeben ist, dessen Schnittbreite die Qualität der Filterwirkung bestimmt.

Die Figuren 7 und 8 zeigen jeweils eine Ansicht der Stirnseiten, der an den Filterkörper 8 anschließenden Bauteile, nämlich Figur 7 des Düsenkörpers 4 und Figur 8 des Halterkörpers 3. In beiden Schnitten erkennt man jeweils die beiden Fixierstifte 10 sowie die Mündung der Druckleitung 13, nämlich in Figur 7 ihres unteren Abschnitts 15 und in Figur 8 ihres oberen Abschnitts 14.

Figur 9 zeigt die erste Ausführungsform mit der Axial- schnittführung gemäß I-I der Figur 3 in vergrößerter Darstellung, wobei die gleichen Bezugszeichen wie vor- stehend eingetragen sind.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 10 bis 13 ist der Filterkörper 8 einteilig ausgebildet.

Die übereinstimmenden Schnittdarstellungen 12 und 13 zeigen den Filterkörper 8 in der Draufsicht. Er ent- hält eine Nut 38 in seiner Oberseite und eine gleich- gestaltete aber wesentlich flachere Nut 39 in seiner Unterseite, wobei sich beide Nuten genau gegenüberlie- gen. Der gemeinsame Nutgrund ist gebildet durch einen dünnen Zwischensteg, in den zwei Laserschnitte 40 ein- gebracht sind, welche zusammen die Filterfläche bil- den. In Figur 14, welche einen vergrößerten Abschnitt von Figur 11 darstellt, ist der Filterkörper 8 mit der oberen Nut 38 und der unteren Nut 39 deutlich erkenn- bar. Entsprechend der gewählten Schnittführung gemäß XI-XI in Figur 13 ist der Laserschnitt 40 erkennbar, welcher die beiden Nuten 38,39 im Bereich des Zwi- schenstegs miteinander verbindet. Nur durch diesen Laserschnitt 40 aus der oberen Nut 38 in die untere Nut 39 gelangende Rückstände werden durch den unteren Abschnitt 15 der Druckleitung (vergl. Fig. 10) zur Düsennadel 7 hingeleitet, d. h. mit dem Kraftstoff der Verbrennung zugeführt.