Beschreibung Injektor für ein Kraftstoff-Einspritzsystem eines Verbren- nungsmotors sowie Filtervorrichtung Die Erfindung geht aus von einem Injektor für die Kraftstoff- einspritzung, mit wenigstens einer Filtervorrichtung, die zur Zurückhaltung von festen Bestandteilen wie Schmutz und Schwebstoffe im Kraftstoff ausgebildet ist, beziehungsweise von einer Filtervorrichtung nach der Gattung der nebengeord- neten Ansprüche 1 und 11. Die Komponenten einer Kraftstoff- einspritzanlage, insbesondere der Injektor eines Common Rail Systems ist auf Grund seiner hohen Präzision mit sehr engen Bauteiltoleranzen besonders anfällig gegen feste Bestandtei- le, die durch Verschmutzung des Kraftstoffes oder während der Herstellung in den Injektor eindringen können. Die festen Be- standteile (Partikel) können einen erhöhten Abrieb oder Ver- schleiß verursachen, der zu unerwünschten Verschlechterungen im Abgas-oder Leistungsbereich des Motors führen kann. Da- rüber hinaus können größere Partikel auch zu Schließproblemen im Injektorauslass führen und in der Folge dann einen Motor- schaden nach sich ziehen.

Um diese Probleme abzuwenden, wird in der Regel dem Injektor ein Druckrohrstutzen mit einem Stabfiltereinsatz vorgeschal- tet. Der Stabfiltereinsatz weist einige längliche enge Spal- ten auf, durch die der Kraftstoff gepresst wird. Im Kraft- stoff befindliche feste Partikel werden in den Spalten zu- rückgehalten. Allerdings ist die Filterwirkung nicht zufrie- denstellend, da vor allem längliche oder flache Partikel nicht immer zurückgehalten werden können.

Des weiteren ist bekannt, dass Abrieb oder Schmutzpartikel, die beispielsweise bei der Montage der Pumpe in die Pumpe ge- langt sein können, durch ein Siebfilter zurückgehalten werden können, das innerhalb der Pumpe vor dem Druckregelventil an- geordnet ist.

Zur Zurückhaltung von Partikeln wurde in der EP 0939 219 A2 auch vorgeschlagen, zwischen wenigstens einer Einlasskammer und wenigstens einer Vorratskammer des Injektors einen engen Verbindungsweg auszubilden, der eine Filterwegstrecke dar- stellt und durch den die Partikel zurückgehalten werden. Die beiden Kammern sind dabei axial übereinander angeordnet. Der Verbindungsweg und die beiden Kammern können ringförmig aus- gebildet sein, so dass sich die wirksame Filterstrecke ver- größert.

Der erfindungsgemäße Injektor für ein Kraftstoff-Einspritz- system beziehungsweise die Filtervorrichtung mit den kenn- zeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 11 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Filtervorrichtung an- stelle des sonst üblichen Stabfilters ein Siebfilter auf- weist. Ein Siebfilter bewirkt insbesondere für flache und längliche Partikel eine bessere Filterwirkung als ein Stab- filter mit seinen nur wenigen, aber langen Filterspalten.

Darüber hinaus lässt sich durch die Anzahl der Bohrungen in vorteilhafter Weise der Filterwiderstand niedriger einstel- len, wie bei einem Stabfilter bzw. die Standzeit bis zu einem zulässigen AP ist länger. Besonders günstig ist dabei, dass das Siebfilter im Vergleich zum Stabfilter bei gleichem Bau- volumen das Injektoreingangsvolumen vergrößert, wodurch sich insbesondere bei Mehrfacheinspritzungen ein besseres Ein- spritzverhalten ergibt.

Durch die in den anhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Injektors beziehungsweise der Filtervorrichtung gegeben. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, das Siebfilter als zylinderförmi- gen Topf mit einer dünnen Wandung auszubilden. Dadurch erhält man einerseits eine möglichst große Filteroberfläche und an- dererseits ergibt sich ein größtmögliches Volumen für den Kraftstoff. Dadurch wirken sich Druckschwankungen oder Druck-

wellen insbesondere bei kurzen Einspritzzeiten weniger stö- rend aus.

Ein einfaches und kostengünstiges Herstellverfahren für den Filtertopf wird durch das per se bekannte Tiefziehen erzielt.

Mit diesem Herstellverfahren erhält man einen homogenen Hohl- körper, in dessen Umfang die Filterbohrungen eingebracht wer- den können.

Die Bohrungen werden insbesondere verteilt auf dem Umfang des Topfes eingebracht. Dabei wird eine Vielzahl kleinster Boh- rungen eingebracht, um den Durchflusswiderstand für den Kraftstoff möglichst gering zu halten. Die Bohrungen werden dabei dicht verteilt und rasterförmig angeordnet, um bei aus- reichender Festigkeit des Topfes günstige Strömungsverhält- nisse zu erhalten.

Als Vorteil wird auch angesehen, die Bohrungen mit einem Durchmesser einzubringen, der kleiner oder gleich 0,1 mm be- trägt, um auch kleinste Partikel aus dem Kraftstoffstrom her- auszufiltern. Der Injektor wird dadurch weitgehend vor sol- chen Fremdkörpern geschützt, die insbesondere an seinen be- weglichen Teilen oder dem Ventilsitz Abrieb und erhöhten Ver- schleiß verursachen können.

Derart kleine Bohrungen lassen sich in günstiger Weise bei- spielsweise durch Techniken wie Laserbohren oder mikromecha- nische Verfahren wie Ätzen einbringen. Diese Techniken sind in der Massenfertigung gut beherrschbar und relativ kosten- günstig durchführbar.

Eine weitere günstige Lösung wird auch darin gesehen, die An- zahl der Bohrungen beziehungsweise die sich daraus ergebene summarische Durchlassfläche so groß zu wählen, dass sie we- nigstens derjenigen entspricht, die einem handelsüblichen Stabfilter entsprechen würde.

Eine einfache und sichere Befestigungsmöglichkeit des Topfes wird darin gesehen, dass der Topf mit seinem ungebohrten of- fenen Ende in den Druckanschlussstutzen des Injektors oder in den Druckrohrstutzen beispielsweise durch Pressen oder Schrumpfen ein/aufgesetzt wird. Diese Verfahren sind leicht durchführbar und bewirken einen sicheren und dichten Halt in dem Druckanschlussstutzen/Druckvorstutzen.

Eine besonders günstige Lösung wird auch darin gesehen, das Siebfilter derart auszubilden, dass es alternativ auch vor das Druckregelventil, das in der Pumpe oder im Rail montiert angeordnet werden kann. Dadurch kann das gleiche Bauteil für beide Verwendungsarten genutzt werden, wodurch Konstruktions- , Fertigungs-und Lagerkosten eingespart werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Injektor für eine Kraftstoff-Einspritzsystem derart zu verbessern, dass insbesondere kleinste Partikel aus dem Kraftstoff besonders gut herausgefiltert werden können. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 11 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der Beschreibung näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen handelsüblichen Injektor eines Kraft- stoff-Einspritzsystems, Figur 2 zeigt eine per se bekannte Filtervorrichtung mit ei- nem Stabfilter, Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem in die Filtervorrichtung ein Siebfilter eingesetzt ist und Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Siebfilter.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen handelsübli- chen Injektor 1, wie er beispielsweise bei einem Kraftstoff- Einspritzsystem für die Dieseleinspritzung Verwendung findet.

Der Injektor 1 weist einen elektrischen Anschluss 10 auf, ü- ber den ein elektrisch betriebener Aktor 11 betrieben wird.

Beispielsweise weist der Aktor ein Piezoelement auf, das von entsprechenden Impulsen gesteuert wird, wobei bei einer be- stimmten Impulsfolge eine bestimmte Kraftstoffmenge einge- spritzt wird. Am Injektor 1 wird an einem Druckanschlussstut- zen 3 ein Druckrohrstutzen 2 vorzugsweise geschraubt, der die eigentliche Filtervorrichtung 5 aufnimmt, wie später noch zu Figur 2 und 3 erläutert wird. Bei bekannten Injektoren ist an dieser Stelle eine Filtervorrichtung mit einem Stabfilter eingesetzt, um im Kraftstoff enthaltene feste Partikel her- auszufiltern. Am äußeren Ende des Druckrohrstutzens 2 ist ein Leitungsanschluss 4 für eine in der Figur 1 nicht näher dar- gestellte Kraftstoffleitung vorgesehen.

Unterhalb des Aktors 11 ist innerhalb des Injektors 1 ein Steuerventil angeordnet. Durch das Steuerventil wird die Be- wegung mit einer nicht näher bezeichneten Düsennadel gesteu- ert, an deren Spitze dann der Kraftstoff in Abhängigkeit von den angelegten Steuerimpulsen möglichst stark vernebelt aus- treten kann.

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung einen per se be- kannten Druckrohrstutzen 2, an dessen einem Ende (linke Seite in Figur 2) ein Gewinde für einen Leitungsanschluss 7 ausge- bildet ist. An dem zweiten Ende ist ebenfalls ein Gewinde für einen Injektoranschluss 6 (rechts in Figur 2) vorgesehen. In- nerhalb des Druckrohrstutzens 2 ist ein ebenfalls bekanntes Stabfilter 5 angeordnet. Das Stabfilter 5 weist einige wenige längliche Spalten auf, durch die der Kraftstoff fließen kann.

Mit dieser Filteranordnung wird für den Kraftstoff ein rela- tiv geringer Durchgangswiderstand erzielt. Allerdings können mit dieser Anordnung beispielsweise kleine, längliche oder flache Partikel nicht vollständig zurückgehalten werden.

Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem in dem Druckrohrstutzen 2 anstelle des Stabfilters ein Siebfilter 8 angeordnet ist. Bei dieser Fil- tervorrichtung wird das Siebfilter 8 im Innern des Druckrohr-

stutzens 2 beispielsweise durch Einpressen oder Aufschrumpfen befestigt.

Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung das Siebfilter 8, das in den Druckrohrstutzen 2 einsetzbar ist. In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das Siebfilter 8 derart auszubilden, dass es wahlweise auch an dem Druckregel- ventil, das in der Pumpe oder im Rail angeordnet sein kann, verwendet werden kann.

Das Siebfilter 8 wird vorzugsweise nach dem per se bekannten Tiefziehverfahren aus einem dünnwandigen Material gezogen.

Die Wandung ist sehr dünn und beträgt vorzugsweise nur wenige Zehntel Millimeter. Das Gehäuse ist topfförmig ausgebildet und weist vorzugsweise an seinem offenen Ende eine Aufweitung auf, die ein einfaches Einpressen/Aufpressen in/auf dem Stut- zen des Druckrohrstutzens 2 ermöglicht. Über den Umfang ver- teilt ist eine Vielzahl kleinster Bohrungen 9 rasterförmig angeordnet, deren Durchmesser möglichst sehr klein und nicht größer als 0,1 Millimeter betragen. Derart kleine Bohrungen 9 lassen sich beispielsweise durch Laserbohren oder durch mik- romechanische Verfahren wie Ätzen einbringen. Um dennoch ei- nen möglichst kleinen Durchflusswiderstand zu erzielen, wer- den sehr viele Bohrungen 9, beispielsweise'1000 eingebracht.

Die Anzahl der Bohrungen 9 kann dabei so groß gewählt werden, dass ihr wirksamer Gesamtquerschnitt oder Durchlassfläche größer als die eines Stabfilters ist.