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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe zum
Druckbeaufschlagen und Schicken von Kraftstoff. Genauer gesagt bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf eine Dämpfervorrichtung, die
in der Kraftstoffpumpe vorgesehen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
einer in der
JP-A-2000-193186 (die
dem
US-Patent mit der Nr.: 6,053,208 entspricht)
beschriebenen Kraftstoffpumpe wird in eine Druckbeaufschlagungskammer
eingesogener Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und unter Verwendung
eines Tauchkolbens, der hin- und herbewegbar in einem Zylinder eines
Gehäuses gehalten ist, abgegeben.
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In
der Kraftstoffpumpe befindet sich eine metallene Einzelplattenmembran
in einem an der Druckbeaufschlagungskammer angeschlossenen Ansaugdurchlass
und wird als ein Dämpfungsmechanismus zum Verringern einer Druckpulsation
des Kraftstoffs verwendet, der von dem Ansaugdurchlass zu der Druckbeaufschlagungskammer
gesogen wird. Wenn die Druckpulsation des Kraftstoffs erzeugt wird
und der Kraftstoffdruck steigt, dann wird die Membran durch den
aufgenommenen Kraftstoffdruck elastisch verformt. Beispielsweise
wird die Membran zu der Außenseite des Ansaugdurchlasses
verformt, so dass das Volumen des Ansaugdurchlasses größer wird.
Somit kann ein Anstieg des Kraftstoffdrucks in dem Ansaugdurchlass
beschränkt werden, wodurch die Schwingungsbreite der Druckpulsation
verringert wird.
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In
einer in der
JP-A-2005-042554 (die
der
US 2007/0079810
A1 entspricht) beschriebenen Membranvorrichtung einer Kraftstoffpumpe
ist eine metallene Membranvorrichtung aufgebaut, indem die gesamten
Ränder von zwei Metallmembranen verschweißt werden,
und sie ist in einem Ansaugdurchlass befestigt, um die Verringerungswirkung
der Druckpulsation zu verbessern.
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Bei
der in der
JP-A-2005-042554 beschriebenen
Membranvorrichtung der Kraftstoffpumpe wird unter Verwendung der
zwei Metallmembrane ein abgedichteter Raum ausgebildet. Wenn in
diesem Fall die Druckpulsation des Kraftstoffs erzeugt wird und der
Kraftstoffdruck ansteigt, werden die beiden Metallmembrane durch
Aufnahme des Kraftstoffdrucks gleichzeitig elastisch verformt und
die Membranvorrichtung wird gebogen. Somit können verglichen
mit der Kraftstoffpumpe, die eine Einzelmetallmembran verwendet,
ein Zunahmebetrag des Volumens des Ansaugdurchlasses und eine Verringerungswirkung der
Druckpulsation erhöht werden.
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In
der Membranvorrichtung aus der
JP-A-2005-042554 sind die Formen der beiden
Metallmembrane in der Schnittansicht ungleich gestaltet, so dass
sie voneinander verschieden sind, damit die beiden Metallmembrane
unterschiedliche charakteristische Frequenzen haben. Dementsprechend kann
selbst dann, wenn die Frequenz der Druckpulsation infolge einer Änderung
der Kraftmaschinendrehzahl geändert wird und gleich wie
die charakteristische Frequenz von einem der beiden Metallmembrane
wird, die Verringerungswirkung der Druckpulsation an der anderen
der beiden Metallmembrane erhalten werden.
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Da
jedoch die beiden Metallmembrane, die im Querschnitt verschiedene
ungleiche Formen haben, in der Membranvorrichtung der Kraftstoffpumpe vorgesehen
sind, steigen die Herstellungskosten der Kraftstoffpumpe. Die Frequenz
der Druckpulsation ändert sich in Übereinstimmung
mit der Bauart der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs, an der/dem
die Kraftstoffpumpe montiert ist. Daher ist es erforderlich, verschiedene
Arten der ungleichen Metallmembrane in Übereinstimmung
mit der Kraftmaschinenbauart und der Fahrzeugbauart vorzubereiten,
wodurch die Herstellungskosten weiter steigen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
Hinsicht auf die vorstehend erwähnten Probleme ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffpumpe bereitzustellen,
die eine Membranvorrichtung mit zwei Metallmembranen hat, in denen
die Verringerungswirkung der Druckpulsation der beiden Metallmembrane
selbst dann wirkungsvoll erhalten werden kann, wenn sich die Frequenz
der Druckpulsation ändert.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffpumpe
bereitzustellen, die eine Membranvorrichtung mit zwei Metallmembranen hat,
bei der die Verringerungswirkung der Druckpulsation der beiden Metallmembrane
wirkungsvoll erhalten werden kann, ohne dass die Herstellungskosten
ansteigen, selbst wenn sich die Frequenz der Druckpulsation ändert.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist eine Kraftstoffpumpe
Folgendes auf: ein Gehäuse mit einem Ansaugdurchlass darin, durch
welchen Kraftstoff gesogen wird, und mit einer Druckbeaufschlagungskammer
darin, in die der Kraftstoff von dem Ansaugdurchlass strömt;
einen Tauchkolben der hin- und herbewegbar in dem Gehäuse
gehalten ist und der dazu konfiguriert ist, den in die Druckbeaufschlagungskammer
strömenden Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; und eine Membranvorrichtung,
die sich in einer Ansaugkammer befindet, die in dem Ansaugdurchlass
vorgesehen ist. Die Membranvorrichtung hat ein Paar erster und zweiter
Membrane, die so angeordnet sind, dass sie zwischen sich einen Innenraum
definieren, und die an ihrem gesamten Umfang luftdicht abgedichtet sind,
und sie hat ein Massenbeaufschlagungselement, das an einer inneren
Oberfläche zumindest der ersten und/oder der zweiten Membran
angebracht ist. Beispielsweise sind die erste und die zweite Membran
aus Metall gefertigt und haben im Allgemeinen die gleiche Form und
die gleiche Dicke.
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Da
das Massenbeaufschlagungselement an der inneren Oberfläche
zumindest der ersten und/oder der zweiten Membran angebracht ist,
ist es möglich, dass die mit dem Massenbeaufschlagungselement
versehene erste und zweite Membran unterschiedliche charakteristische
Frequenzen haben. Dementsprechend werden dann, wenn die Pulsationsfrequenz
der Druckpulsation des Kraftstoffs in der Ansaugkammer sowohl von
der ersten als auch der zweiten Membran in einem Fall verschieden
ist, in dem der Kraftstoffdruck zunimmt, werden sowohl die erste
als auch die zweite Membran nach innen verformt, so dass das Volumen
des Ansaugdurchlasses vergrößert wird und die
Druckpulsation verringert wird. Wenn die Pulsationsfrequenz der
Druckpulsation des Kraftstoffs in der Ansaugkammer gleich wie entweder
die erste oder die zweite Membran wird, dann fällt die
andere von der ersten und der zweiten Membran nicht in Resonanz,
wodurch die Verringerungswirkung der Druckpulsation erhalten wird.
Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn sich die Pulsationsfrequenz
der Druckpulsation des Kraftstoffs in der Ansaugkammer ändert,
die Verringerungswirkung der Druckpulsation des Kraftstoffs durch
die Membranvorrichtung wirkungsvoll erhalten werden. In der Membranvorrichtung
kann durch Ändern des Gewichts des Massenbeaufschlagungselements eine
Differenz zwischen den charakteristischen Frequenzen der mit dem
Massenbeaufschlagungselement versehenen ersten und zweiten Membrane
einfach eingestellt werden. Zusätzlich können
dann, wenn die erste und die zweite Membran die gleiche Querschnittsform
haben, die Größenzunahme und die Kostenzunahme
der Kraftstoffpumpe beschränkt werden.
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Beispielsweise
ist das Massenbeaufschlagungselement aus einem Material gefertigt,
das eine Biegsamkeit hat, die über einem vorbestimmten
Ausmaß liegt. Im Allgemeinen ist das vorbestimmte Ausmaß der
Biegsamkeit des Massenbeaufschlagungselements derart eingestellt,
dass eine Verformung (Federeigenschaft) der ersten und der zweiten
Membran durch das Massenbeaufschlagungselement nicht beschränkt
wird. Daher kann selbst dann, wenn das Massenbeaufschlagungselement
an der ersten und der zweiten Membran angebracht ist, die Verringerungswirkung
der Druckpulsation des Kraftstoffs durch die Membranvorrichtung
wirkungsvoll erhalten werden.
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Alternativ
kann das Massenbeaufschlagungselement eine Metallfolie sein, die über
einen Klebstoff, der eine Biegsamkeit hat, die größer
als ein vorbestimmtes Ausmaß ist, an die Innenfläche
zumindest der ersten und/oder der zweiten Membran angeklebt ist.
Selbst in diesem Fall kann das vorbestimmte Ausmaß der
Biegsamkeit des Klebstoffs derart eingestellt sein, dass eine Verformung
(Federeigenschaft) der ersten und der zweiten Membran durch den
Klebstoff nicht beschränkt wird.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist eine Kraftstoffpumpe Folgendes
auf: ein Gehäuse, das darin einen Ansaugdurchlass hat,
durch welchen Kraftstoff gesogen wird, und das eine Druckbeaufschlagungskammer hat,
in welche der Kraftstoff von dem Ansaugdurchlass strömt;
einen Tauchkolben, der hin- und herbewegbar in dem Gehäuse
gehalten ist und der so konfiguriert ist, dass er den in die Druckbeaufschlagungskammer
strömenden Kraftstoff mit Druck beaufschlägt;
und eine Membranvorrichtung, die sich in einer Ansaugkammer befindet,
die in dem Ansaugdurchlass vorgesehen ist. Die Membranvorrichtung hat
ein Paar erster und zweiter Membrane, die so angeordnet sind, dass
sie zwischen sich einen inneren Raum definieren, und die an ihrem
gesamten Rand luftdicht abgedichtet sind. Außerdem sind
die erste und die zweite Membran aus Metall gefertigt und haben
im Allgemeinen die gleiche Dicke, während sie verschiedene
Querschnittsformen haben. Dementsprechend ist es möglich,
dass die erste und die zweite Membran verschiedene charakteristische
Frequenzen haben.
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Beispielsweise
hat die erste Membran einen kreisartigen, verformbaren Abschnitt
und einen Randendabschnitt an einer radialen Außenseite
des kreisartigen, verformbaren Abschnitts, und der kreisartige,
verformbare Abschnitt der ersten Membran hat eine Vielzahl von konzentrischen
Nuten, die in Richtung des inneren Raums der Membranvorrichtung
vertieft sind, so dass sie im Querschnitt eine Wellenform haben.
Alternativ hat die zweite Membran einen kreisartigen, verformbaren
Abschnitt und einen Randendabschnitt an einer radialen Außenseite
des kreisartigen, verformbaren Abschnitts, und der kreisartige,
verformbare Abschnitt der zweiten Membran hat im Querschnitt eine
ebene Form.
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Dementsprechend
fällt selbst dann, wenn die Pulsationsfrequenz der Druckpulsation
des Kraftstoffs in der Ansaugkammer gleich wie die Menge von der
ersten und der zweiten Membran wird, die andere von der ersten und
der zweiten Membran nicht in Resonanz, wodurch der Verringerungseffekt der
Druckpulsation erhalten wird. Als ein Ergebnis kann die Verringerungswirkung
der Druckpulsation des Kraftstoffs selbst dann wirkungsvoll durch
die Membranvorrichtung erhalten werden, wenn die Pulsationsfrequenz
der Druckpulsation des Kraftstoffs in der Ansaugkammer sich ändert.
In der Membranvorrichtung kann ein Unterschied zwischen den charakteristischen
Frequenzen der ersten und der zweiten Membran einfach eingestellt
werden.
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Selbst
in diesem Fall kann an einer Innenfläche zumindest der
ersten und/oder der zweiten Membran ein Massenbeaufschlagungselement
angebracht sein. Außerdem kann das Massenbeaufschlagungselement
aus einem Material gefertigt sein, das eine Biegsamkeit hat, die
gleich oder größer als ein vorbestimmtes Ausmaß ist,
oder das Massenbeaufschlagungselement kann eine Metallfolie sein,
die an die Innenfläche zumindest der ersten und/oder der zweiten
Membran über einen Klebstoff angeklebt ist, der eine Biegsamkeit
hat, die größer als ein vorbestimmtes Ausmaß ist.
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Gemäß einem
anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist eine Kraftstoffpumpe Folgendes
auf: ein Gehäuse, das in sich einen Ansaugdurchlass hat,
durch welchen Kraftstoff eingesogen wird, und das eine Druckbeaufschlagungskammer
hat, in welche der Kraftstoff von dem Ansaugdurchlass strömt;
einen Tauchkolben, der hin- und herbewegbar in dem Gehäuse
gehalten ist, um den in die Druckbeaufschlagungskammer strömenden Kraftstoff
mit Druck zu beaufschlagen; und eine Membranvorrichtung, die sich
in einer Ansaugkammer befindet, die in dem Ansaugdurchlass vorgesehen
ist. Die Membranvorrichtung hat ein Paar erster und zweiter Membrane,
die so angeordnet sind, dass sie zwischen sich einen Innenraum definieren,
und die an ihren gesamten Rändern luftdicht abgedichtet sind,
und die erste und zweite Membran haben im Wesentlichen verschiedene
Dicken im Querschnitt, während sie die gleiche äußeren
Form haben. Dementsprechend können die erste und die zweite
Membran auf einfache Weise so konfiguriert sein, dass sie jeweils
charakteristische Frequenzen haben, die voneinander verschieden
sind, indem lediglich die Dicken der ersten und der zweiten Membran
voneinander verschieden eingestellt werden. Als ein Ergebnis kann
die Verringerungswirkung der Druckpulsation des Kraftstoffs durch
die Membranvorrichtung wirkungsvoll erhalten werden, während
die Herstellungskosten der Membranvorrichtung verringert werden
können.
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Beispielsweise
haben sowohl die erste als auch die zweite Membran einen kreisartigen,
verformbaren Abschnitt und einen Randendabschnitt an einer radialen
Außenseite des kreisartigen, verformbaren Abschnitts, und
der kreisartige, verformbare Abschnitt sowohl der ersten als auch
der zweiten Membran hat im Querschnitt eine ebene Form.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
leichter ersichtlich, wenn sie zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen
studiert werden.
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1 ist
eine schematische Schnittansicht, die eine Kraftstoffpumpe gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie II-II und zeigt einen Pulsationsdämpfer
(eine Membranvorrichtung) der Kraftstoffpumpe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel;
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3 ist
eine Draufsicht, die den Pulsationsdämpfer der Kraftstoffpumpe
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
gesehen aus der Richtung des Pfeils III aus 2 zeigt;
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4 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Einheit (D) einer Kraftstoffdruckpulsation (d.
h., einer Variationsbreite der Druckpulsation) in einer Ansaugkammer
einer Vergleichskraftstoffpumpe und einer Kraftmaschinendrehzahl
(N) zeigt;
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5 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Einheit (D) einer Kraftstoffdruckpulsation (d.
h., einer Variationsbreite der Druckpulsation) in einer Ansaugkammer
der Kraftstoffpumpe in dem ersten Ausführungsbeispiel und
einer Kraftmaschinendrehzahl (N) zeigt;
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6 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
Modifikationsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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8 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
Modifikationsbeispiel des zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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10 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
Modifikationsbeispiel des dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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12 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
Modifikationsbeispiel des vierten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt; und
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14 ist
eine Schnittansicht, die einen Pulsationsdämpfer (eine
Membranvorrichtung) einer Kraftstoffpumpe gemäß einem
Modifikationsbeispiel des fünften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen
gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt
ein Beispiel einer Hochdruckkraftstoffpumpe 10 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Kraftstoffpumpe 10 ist eine Kraftstoffzuführpumpe,
die so konfiguriert ist, dass sie Kraftstoff zu einem Injektor beispielsweise
einer Dieselkraftmaschine oder eines Ottomotors zuführt.
Die Kraftstoffpumpe 10 hat einen Kraftstoffdurchlassabschnitt
von einem Kraftstoffeinlass (nicht gezeigt) zu einem Abgabeabschnitt 90, der
als ein Kraftstoffauslass verwendet wird. Der Kraftstoffdurchlassabschnitt
von dem Kraftstoffeinlass von dem Abgabeabschnitt 90 hat
eine Ansaugkammer 300, einen Kraftstoffverbindungsdurchlass 302, einen
Saugraum 304, eine Druckbeaufschlagungskammer 306 und
einen Abgabedurchlass 308. Ein Saugdurchlass zum Ansaugen
des Kraftstoffs in die Druckbeaufschlagungskammer 306 hat
die Saugkammer 300, den Kraftstoffdurchlass 302 und
den Saugraum 304.
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Der
Gehäusekörper 12 ist unter Verwendung eines
Eisenmaterials, etwa eines martensitischen, rostfreien Stahls einstückig
ausgebildet. Der Gehäusekörper 12 ist
so konfiguriert, dass er eine Abdeckung 40 und ein Pumpengehäuse
der Kraftstoffpumpe 10 hat. Die Abdeckung 40 ist
an das Pumpengehäuse der Kraftstoffpumpe 10 gepasst,
so dass der Gehäusekörper 12 ausgebildet
wird.
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In
einem Zylinder 14, der einstückig mit dem Gehäusekörper 12 ausgebildet
ist, ist ein Tauchkolben 12 hin- und herbewegbar gehalten.
Die Druckbeaufschlagungskammer 306 ist an einer Endseite
des Tauchkolbens 20 bezüglich der Hin- und Herbewegungsrichtung
des Kolbens 20 vorgesehen. Eine Öldichtung 30 ist
so konfiguriert, dass sie eine Außenumfangsfläche
eines Gleitabschnitts des Tauchkolbens 20 zwischen dem
Zylinder 14 und einem Kopf 22 dichtet. Die Öldichtung 30 ist
so konfiguriert, dass ein Ölstrom von der Kraftmaschine
zu der Druckbeaufschlagungskammer 306 und ein Strom von
der Druckbeaufschlagungskammer 306 in die Kraftmaschine
verhindert werden. Der an der anderen Endseite des Tauchkolbens 20 ausgebildete
Kopf ist an eine Federdichtung 24 angeschlossen. Die Federdichtung 24 ist
an eine Innenwand eines Bodenabschnitts eines Mitnehmers 26 unter
Verwendung der Last einer Feder 28 gedrückt und
befestigt. Ein äußerer Wandabschnitt des Bodenabschnitts
des Mitnehmers 26 ist so gestaltet, dass er durch die Drehung eines
Pumpnockens (nicht gezeigt) verschiebbar ist, so dass sich der Tauchkolben 20 zusammen
mit dem Mitnehmer 26 hin- und herbewegt. Eine Mitnehmerführung 32 ist
in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist an einen Außenumfang
des Gehäuses 12 geschraubt und angeschlossen.
Die Mitnehmerführung 32 ist so konfiguriert, dass
sie den Mitnehmer 26 an seiner Innenumfangsseite aufnimmt
und den Mitnehmer 26 in der Mitnehmerführung 32 hin-
und herbewegbar hält.
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Eine
Kraftstoffeinlassöffnung 313 ist in dem Gehäusekörper 12 vorgesehen
und wird als eine Einbringöffnung des Kraftstoffs verwendet,
der bspw. durch eine (nicht gezeigte) Niederdruckpumpe von einem
(nicht gezeigten) Kraftstofftank außerhalb der Kraftstoffpumpe 10 geschickt
wird. Der Ansaugdurchlass zum Einbringen des Kraftstoffs von der Kraftstoffeinlassöffnung 313 zu
der Druckbeaufschlagungskammer 306 ist in dem Gehäusekörper 12 vorgesehen
und hat einen Kraftstoffverbindungsdurchlass 301, die Ansaugkammer 300,
den Verbindungsdurchlass 302 und den Saugraum 304.
Der Verbindungsdurchlass 301, die Saugkammer 300,
der Verbindungsdurchlass 302 und der Saugraum 304 sind in
dieser Reihenfolge in dem Gehäusekörper 12 in dem
Ansaugdurchlass von der Kraftstoffeinlassöffnung 313 zu
der Druckbeaufschlagungskammer 306 vorgesehen.
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In
dem Gehäusekörper 12 ist ein Vertiefungsabschnitt 16 so
ausgebildet, dass die Ansaugkammer 300 durch den Vertiefungsabschnitt 16 und die
Abdeckung 40 in dem Gehäusekörper 12 definiert ist.
Die Ansaugkammer 300 ist nahezu an einer Erstreckungslinie
des Tauchkolbens 20 in einer Achsrichtung an einer entgegengesetzen
Seite des Tauchkolbens 20 bezüglich der Druckbeaufschlagungskammer 306 vorgesehen
und erstreckt sich weiter als die Druckbeaufschlagungskammer 306 in einer
senkrecht zu der Achsrichtung verlaufenden Radialrichtung weiter
radial auswärts. In dem Beispiel von 1 strömt
der Kraftstoff von der Kraftstoffeinlassöffnung 313 in
die sich an einem unteren Teil eines Pulsationsdämpfers 50 (einer
mit Membranvorrichtung) befindlichen Ansaugkammer 300 über
den Verbindungsdurchlass 301. Außerdem strömt
der Kraftstoff in der Ansaugkammer 300 über den
Verbindungsdurchlass 301 in den Saugraum 304.
Es ist ein elektromagnetisches Ventil 60 angeordnet, um
einen Durchlass zwischen dem Saugraum 304 und der Druckkammer 306 von
dem Ansaugdurchlass in Verbindung zu bringen oder zu unterbrechen.
D. h., das elektromagnetische Ventil 60 ist so konfiguriert,
dass es zwischen einer Zufuhr und einer Unterbrechung des in die
Druckbeaufschlagungskammer 306 strömenden Kraftstoffs
umschaltet. Das elektromagnetische Ventil 60 hat ein Ventilelement 66,
das sich zwischen dem Saugraum 304 und der Druckbeaufschlagungskammer 306 befindet, wie
dies in 1 gezeigt ist.
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Der
Pulsationsdämpfer 50 ist eine Membranvorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Wie in 1 gezeigt
ist, ist der Pulsationsdämpfer 50 zwischen die
Abdeckung 40 und das Pumpengehäuse des Gehäusekörpers 12 eingesetzt.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, hat der Pulsationsdämpfer
eine kreisförmige Platte 54 und zwei kreisförmige
Membrane 51, 52, die sich an beiden Seiten der
Platte 54 bezüglich der Richtung der Dicke der
Platte 54 befinden. Genauer gesagt ist die Membran 51 aus
Metall gefertigt und befindet sich an der einen Seite der Platte 54 (beispielsweise
an der oberen Seite der Platte 54 in 2).
Die Membran 52 ist mit einer anderen Membran 51 aufgebaut
und eine Harzfolie 53 befindet sich an der anderen Seite
der Platte 54 (beispielsweise an einer unteren Seite der
Platte 54 in 2). Beispielsweise ist die Membran 51 durch Pressen
einer aus rostfreiem Stahl gefertigten dünnen Platte ausgebildet
und ein gesamter Rand ist mittels eines Laserschweißverfahrens
oder dergleichen an die Platte 54 geschweißt,
so dass sie luftdicht mit der Platte 54 verbunden ist.
Die Membran 52 ist aus einer Membran, die ähnlich
zu der aus Metall gefertigten Membran 51 ist, und dem Harzfilm 53 aufgebaut,
der an einer Innenfläche der Membran 51 angebracht
ist, die der Innenfläche der anderen Membran 51 gegenüberliegt.
Die Harzfolie 53 wird als Massenbeaufschlagungselement
verwendet und ist an der Innenfläche der Membran 51 angebracht,
so dass sie der Platte 54 zugewandt ist, um die Membran 52 aufzubauen.
Ein gesamter Randabschnitt der Membran 52, die aus der
Membran 51 und der an die Membran 51 geklebten
Harzfolie 53 aufgebaut ist, ist mittels eines Laserschweißverfahrens
oder dergleichen an die Platte 54 angeschweißt.
Daher sind die gesamten Randabschnitte der Membran 51 und
der Membran 52 luftdicht abgedichtet, während
die Platte 54 zwischen die Membran 51 und die
Membran 52 eingesetzt ist. Dementsprechend ist ein Innenraum
innerhalb des Pulsationsdämpfers 50 vollständig
von dem Kraftstoff innerhalb der Ansaugkammer 300 abgesperrt.
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Die
Harzfolie 53 ist aus einem Harz gefertigt, das eine Biegsamkeit
hat, und kann beispielsweise durch Beschichtung ausgebildet sein.
Beispielsweise ist das Harzmaterial der Harzfolie 53 ein
Silikonharz, ein Fluorharz, ein Polyurethanharz oder dergleichen. Wie
in 3 gezeigt ist, sind rechteckige Vertiefungsabschnitte 55 an
dem Außenrandabschnitt der Platte 54 bei Intervallen
von 90° vorgesehen, um den Verbindungsdurchlass 310 zu
definieren. Die Platte 54 hat einen Einsetzabschnitt 400,
der sich radial außerhalb des Verbindungsdurchlasses 310 befindet und
der zwischen das Pumpengehäuse und die Abdeckung 40 des
Gehäusekörpers 10 eingesetzt ist. In dem
in 1 gezeigten Zustand, in dem die Platte 54 zwischen
das Pumpengehäuse und die Abdeckung 40 des Gehäusekörpers 12 eingesetzt
ist, ist der Verbindungsdurchlass 310 mit der Ansaugkammer 300 an
den beiden Seiten in der Richtung der Dicke der Platte 54 in
Verbindung. Somit ist der Kraftstoff miteinander zwischen den beiden
Seiten der Pulsationskammer 50 innerhalb der Ansaugkammer 300 in
der Richtung der Dicke der Platte 54 in Verbindung, wodurch
verhindert wird, dass der Kraftstoff an der einen Seite an der Ansaugkammer 300 verbleibt.
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Zwischen
der Platte 54 und der Membran 51 ist eine Dämpferkammer 312 ausgebildet
und zudem ist zwischen der Platte 54 und der Membran 52 eine Dämpferkammer 312 ausgebildet.
Das heißt, ein Innenraum des Pulsationsdämpfers 50 ist
an den beiden Seiten der Platte 54 in die zwei Dämpferkammern 312 geteilt.
Innerhalb der Dämpferkammer 312 ist ein Edelgas,
etwa He, N2 oder dergleichen unter einem vorbestimmten Druck abgedichtet.
Das heißt, das Edelgas wird als ein Abdichtungsgas der
Dämpferkammer 312 verwendet. Der abgedichtete
Gasdruck kann so eingestellt sein, dass er in den beiden Dämpferkammern 312 gleich
ist, indem die beiden Dämpferkammern 312 mit dem
Gas unter der gleichen Atmosphäre und Bedingung eingefüllt
werden, oder er kann so eingestellt sein, dass er zwischen den beiden
Dämpferkammern 312 jeweils voneinander verschieden
ist, indem das Gas in verschiedenen Schritten und/oder verschiedenen
Zuständen eingefüllt wird.
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Die
Plattendicke der Membran 51 ist in Übereinstimmung
mit einem Außendurchmesser der Membran 51, einer
Pulsationsabnahmeeigenschaft und dergleichen eingestellt. Im Allgemeinen
wird der Außendurchmesser der Membran 51 auf Grundlage der
Abmessung der Platte 54 bestimmt. In dem ersten Ausführungsbeispiel
kann der Außendurchmesser der Platte 54 in einen
Bereich zwischen 20 mm und 40 mm eingestellt sein. Wenn der Außendurchmesser
der Platte 54 in dem Bereich zwischen 20 mm und 40 mm eingestellt
ist, dann ist die Dicke (t) der Membran 51 als nicht kleiner
als 0,2 mm und als nicht größer als 0,3 mm eingestellt.
Das heißt, 0,2 mm ≤ t ≤ 0,3 mm. Die Membrane 51, 52 werden
in Übereinstimmung mit einer Änderung des Kraftstoffdrucks
der Ansaugkammer 300 derart elastisch verformt, dass sie
die Druckpulsation des Kraftstoffs in der Ansaugkammer 300 verringern.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die erste Membran 51 an
der einen Seite der Platte 52 im Wesentlichen gleich wie die
andere Membran 51 (der Metallteil), die in der Membran 52 an
der anderen Seite der Platte 54 verwendet wird.
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Ein
Kraftstoffdruck in der Ansaugkammer 300 wird durch den
Pulsationsdämpfer 50 geändert, so dass
die Druckpulsation verringert wird. Als nächstes wird die
Verringerungswirkung der Druckpulsation infolge des Pulsationsdämpfers 50 beschrieben.
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Wenn
der Kraftstoffdruck in der Saugkammer 300 in einem Fall
erhöht wird, in dem die Druckpulsation erzeugt wird, werden
die Membrane 51, 52 elastisch in Richtung der
Platte 54 verformt. Das heißt, die Membrane 51, 52 werden
so verformt, dass sie näher an die Platte 54 herankommen,
so dass der Pulsationsdämpfer 50 verformt wird
und nach innen vertieft wird. Somit wird das Volumen des Pulsationsdämpfers 50 verringert
und ein durch die Membrane 51, 52 umschlossener
Innenraum wird verringert und dadurch wird eine tatsächliche
Kapazität der Ansaugkammer 300, in die der Kraftstoff
eingefüllt ist, relativ erhöht. Dementsprechend
kann dies eine Druckzunahme infolge der Druckpulsation beschränken.
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Als
nächstes werden dann, wenn der Kraftstoffdruck in der Ansaugkammer 300 in
einem Fall abnimmt, in dem die Druckpulsation erzeugt wird, die Membrane 51, 52 elastisch nach
außen verformt. Das heißt, die Membrane 51, 52 werden
so verformt, dass sie von der Platte 54 wegkommen, so dass
der Pulsationsdämpfer 50 nach außen verformt
und aufgeweitet wird. Somit nimmt das Volumen des Pulsationsdämpfers 50 zu
und ein durch die Membrane 51, 52 umschlossener
Innenraum wird vergrößert, und dadurch wird eine
tatsächliche Kapazität der Ansaugkammer 300,
in der der Kraftstoff eingefüllt ist, relativ verringert.
Dementsprechend kann dies eine Druckverringerung infolge der Druckpulsation
beschränken. Als ein Ergebnis kann die Kraftstoffdruckpulsation
in der Ansaugkammer 300 wirkungsvoll verringert werden.
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Wie
dies in 1 gezeigt ist, ist das elektromagnetische
Ventil 60 so konfiguriert, dass es den Fluiddurchlass zwischen
dem Saugraum 304 und der Druckbeaufschlagungskammer 306 durch
Umschalten eines zu einer Spule 82 zugeführten
elektrischen Stroms geöffnet und geschlossen wird. In dem
ersten Ausführungsbeispiel ist das elektromagnetische Ventil 60 ein
kraftstoffeinstellbares Ventil, welches eine Kraftstoffabgabemenge
der Kraftstoffpumpe 10 einstellen kann, indem die Stromzufuhrzeitgebung
zu der Spule 82 gesteuert wird. Wie dies in 1 gezeigt
ist, ist der Saugraum 304 vorgesehen, um über den
Kraftstoffdurchlass 302 mit der Ansaugkammer 300 in
Verbindung zu sein.
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Als
nächstes wird der Aufbau des elektromagnetischen Ventils 60 beschrieben.
Ein Sitzelement 62 des elektromagnetischen Ventils 60 ist
mit einem Vertiefungsabschnitt 18 des Gehäusekörpers 12 verschraubt
und damit verbunden, und ein Führungselement 64 des
elektromagnetischen Ventils 60 ist in die Bodenfläche
des Vertiefungsabschnitts 18 gedrückt. Der Führungsabschnitt 64 ist
in dem elektromagnetischen Ventil 60 vorgesehen, um das Ventilelement 66 hin-
und herbewegbar zu führen und zu stützen. Daher
kann das Ventilelement 66 durch die hin- und herzubewegenden
Führungsabschnitte 64 beweglich angebracht werden.
Ein Federabschnitt 68 ist an dem Ventilelement 66 angebracht,
um an dem Ventilelement 66 in einer Richtung zu dem Sitzelement 62 hin eine
Last aufzubringen. Wenn das Ventilelement 66 auf dem Sitzelement 62 aufsitzt,
dann wird die Verbindung zwischen dem Saugraum 304 und
der Druckbeaufschlagungskammer 306 unterbrochen.
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Der
Ventilkörper 70 ist aus einem elektromagnetischen
Material gefertigt und in dem Ventilkörper 70 ist
ein beweglicher Kern 72 entlang eines Führungselements 71 hin-
und herbewegbar gehalten. Ein feststehender Kern 74 befindet
sich an einer Endseite des beweglichen Kerns 72 und die
andere Endseite des beweglichen Kerns 72 erstreckt sich
in Richtung des Ventilelements 66, so dass sie der anderen
Endseite entgegengesetzt ist. Ein nichtmagnetisches Element 76 ist
in einer nahezu zylindrischen Form ausgebildet und befindet sich
zwischen dem Ventilkörper 70 und dem feststehenden
Kern 74. Daher verhindert das nichtmagnetische Element 76 einen
Kurzschluss eines Magnetflusses zwischen dem Ventilkörper 70 und
dem feststehenden Kern 74. Zwischen dem beweglichen Kern 72 und
dem feststehenden Kern 74 befindet sich eine Feder 78,
so dass auf den beweglichen Kern 72 in Richtung des Ventilelements 66 eine
Kraft aufgebracht wird. Im Allgemeinen ist die Kraft der Feder 78 größer
als die Kraft der Feder 68 eingestellt. Ein Joch 80 ist
so angeordnet, dass es den Außenumfang der Spule 82 bedeckt und
den feststehenden Kern 74 und den Ventilkörper 70 magnetisch
miteinander verbindet. In dem elektromagnetischen Ventil 60 sind
der bewegliche Kern 72, der feststehende Kern 74 und
das Joch 80 so konfiguriert, dass sie einen elektromagnetischen
Kreis bilden.
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Die
Spule 82 ist auf einen Spulenkörper 84 gewickelt.
Der bewegliche Kern 72 und der feststehende Kern 74 sind über
die Feder 78 so gekoppelt, dass sie zwischen dem beweglichen
Kern 72 und dem feststehenden Kern 74 einen Spalt
haben. Der Spulenkörper 84 und die Spule 82 sind
um den Außenumfang des beweglichen Kerns 72 und
den feststehenden Kern 74 angeordnet. Eine Anschlussstelle 86 ist
elektrisch mit der Spule 82 verbunden, so dass von der
Anschlussstelle 86 zu der Spule 82 elektrische
Energie zugeführt wird.
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Da
die Kraft der Feder 78 größer als die
Kraft der Feder 68 eingestellt ist, steht der Endabschnitt des
beweglichen Kerns 72 in Richtung des Ventilelements 66 von
dem Sitzelement 62 vor, so dass es mit dem Ventilelement 66 in
Kontakt ist, wenn der an der Spule 82 anliegende elektrische
Strom wie in dem Zustand von 1 ausgeschalten
ist. In diesem Zustand ist das Ventilelement 66 von dem
Dichtungselement 62 getrennt, so dass der Saugraum 304 mit der
Druckbeaufschlagungskammer 306 in Verbindung ist. Wenn
andererseits der an der Spule 82 anliegende elektrische
Strom eingeschalten ist, dann wird eine magnetische Anziehungskraft
zwischen dem beweglichen Kern 72 und dem feststehenden Kern 74 aktiviert,
so dass der bewegliche Kern 72 in Richtung des feststehenden
Kerns 74 gegen die Kraftdifferenz zwischen der Feder 78 und
der Feder 68 bewegt wird. In dem Beispiel aus 1 wird
der bewegliche Kern 72 nach rechts bewegt. Daher sitzt das
Ventilelement 66 auf dem Sitzelement 62 durch die
Kraft der Feder 68 auf, wodurch die Verbindung zwischen
dem Saugraum 304 und der Druckbeaufschlagungskammer 306 unterbrochen
wird.
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Der
Abgabeabschnitt 90 wird als eine Verbindungsstelle verwendet,
die mit einem Hochdruckrohr zu verbinden ist, und wird zudem als
ein Beschickungsventil verwendet. Der Abgabedurchlass 308, durch
den der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff abgegeben wird, ist in
dem Abgabeabschnitt 90 vorgesehen. Eine Kugel 92,
eine Feder 94, ein Federsitz 96 und ein C-Ring 97 sind
in dem Abgabedurchlass 308 aufgenommen. In dem Gehäusekörper 12 ist
ein Ventilsitz 98 ausgebildet, an dem die Kugel 92 aufgesetzt
wird. Ein Ende der Feder 94 ist an dem Federsitz 96 angeschlossen
und das andere Ende der Feder 94 ist an der Kugel 94 angeschlossen.
Somit kann die Feder 94 auf die Kugel 94 eine
Kraft in einer Richtung zu dem Ventilsitz 98 hin aufbringen.
Der Federsitz 96 ist an seinem einen Ende mit der Feder 94 verbunden
und hat einen sich in Richtung des Kugelabschnitts 92 erstreckenden
Stangenabschnitt. Der Stangenabschnitt des Federsitzes 96 ist
so konfiguriert, dass er einen Hubbetrag der Kugel 92 regelt. Der
C-Ring 97 ist in eine Ringnut gepasst, die in einer Innenumfangswand
des Gehäusekörpers 12 ausgebildet ist,
so dass er verhindern kann, dass der Federsitz 96 von dem
Abgabedurchlass 308 entfernt wird.
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Wenn
die Kugel 92 auf dem Ventilsitz 98 aufsitzt, dann
wird eine Verbindung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 306 und
dem Abgabedurchlass 308 unterbrochen. Wenn im Gegensatz dazu
der Druck der Druckbeaufschlagungskammer 306 gleich oder
größer als ein vorbestimmter Druck wird, dann
wird die Kugel 92 von dem Ventilsitz 98 gegen
die Kraft der Feder 94 getrennt und der Hochdruckkraftstoff
in der Druckbeaufschlagungskammer 306 wird über
den Abgabedurchlass 308 von dem Abgabeabschnitt 90 abgegeben.
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Als
nächstes wird der Betrieb der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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(1) Ansaughub (Ansaugbetrieb)
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Wenn
der Tauchkolben 20 von dem oberen Totpunkt in 1 nach
unten zu dem unteren Totpunkt bewegt wird, dann ist der an der Spule 82 anliegende
elektrische Strom ausgeschalten. Daher wird das Ventilelement 66 durch
die Kraftdifferenz zwischen der Feder 78 und der Feder 68 von
dem beweglichen Kern 72 in Richtung der Druckbeaufschlagungskammer 306 gedrückt.
Somit wird das Ventilelement 66 von dem Sitzelement 62 angehoben.
Ferner nimmt der Druck der Druckbeaufschlagungskammer 306 ab,
wenn sich der Tauchkolben 20 in 1 abwärts
bewegt. Daher wird die an dem Ventilelement 66 von dem
Kraftstoff des Saugraums 304 anliegende Kraft größer
als die an dem Ventilelement 66 von dem Kraftstoff der
Druckbeaufschlagungskammer 306 anliegende Kraft. Dementsprechend empfängt
das Ventilelement 66 eine Kraft zum Trennen des Ventilelements 66 von
dem Sitzelement 62 durch die Kraftdifferenz zwischen der
Feder 68 und der Feder 78 und durch die Druckdifferenz
zwischen dem Saugraum 304 und der Druckbeaufschlagungskammer 306 und
dadurch wird das Ventilelement 66 von dem Sitzelement 62 getrennt.
In diesem Fall wird der Kraftstoff in der Ansaugkammer 300 über
den Kraftstoffdurchlass 302 und den Saugraum 304 in
die Druckbeaufschlagungskammer 306 eingesogen.
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Eine
Druckpulsation des von der Ansaugkammer 300 in die Druckbeaufschlagungskammer 306 eingesogenen
Kraftstoffs wird durch die Druckpulsation des von einer Niederdruckpumpe
(nicht gezeigt) zu der Ansaugkammer 300 zugeführten Drucks
und eine Druckpulsation des von der Druckbeaufschlagungskammer 306 zu
der Ansaugkammer 300 in dem nächsten Takt zurückgeführten
Kraftstoffs verursacht. In dem ersten Ausführungsbeispiel
werden die Membrane 51, 52 in Übereinstimmung
mit der Änderung des Drucks der Ansaugkammer 300 verformt
und verschoben, da sich der Pulsationsdämpfer 50 in
der Ansaugkammer 300 befindet, und dadurch kann die Druckpulsation
des in die Druckbeaufschlagungskammer 306 einzusaugenden
Kraftstoffs verringert werden.
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(2) Rückführtakt (Rückfuhrbetrieb)
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Selbst
wenn der Tauchkolben 20 von dem unteren Totpunkt auf den
oberen Totpunkt bewegt wird, wird der ausgeschaltene Zustand des
an der Spule 82 anliegenden elektrischen Stroms beibehalten.
Somit wird das Ventilelement 66 von einer Seite des beweglichen
Kerns 72 durch die Kraftdifferenz zwischen der Feder 78 und
der Feder 68 in Richtung der Druckbeaufschlagungskammer 306 gedrückt.
Als ein Ergebnis kehrt der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 306 in Übereinstimmung
mit der Aufwärtsbewegung des Tauchkolbens 20 durch
den Saugraum 304 und den Kraftstoffdurchlass 302 zu der
Ansaugkammer 300 zurück. In dem Rückführtakt kann
die Druckpulsation in dem von der Druckbeaufschlagungskammer 306 zu
der Ansaugkammer 300 zurückkehrenden Kraftstoff
verursacht werden. Jedoch kann in dem ersten Ausführungsbeispiel
die Pulsation durch den sich in der Ansaugkammer 300 befindlichen
Pulsationsdämpfer 50 verringert werden, wodurch
eine Übertragung der Pulsation zu einer stromabwärtigen
Seite der Ansaugkammer 300 wirksam beschränkt
wird.
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Wenn
während des Rückführtakts der an der Spule 82 anliegende
elektrische Strom eingeschalten wird, dann wird zwischen dem beweglichen
Kern 72 und dem feststehenden Kern 74 eine Magnetkraft
erzeugt. Durch die magnetische Anziehungskraft zwischen dem beweglichen
Kern 72 und dem feststehenden Kern 74 wird der
bewegliche Kern 72 gegen die Kraftdifferenz zwischen der
Feder 78 und der Feder 68 in Richtung des feststehenden
Kerns 74 bewegt. Wenn der bewegliche Kern 72 in
Richtung des feststehenden Kerns 74 angezogen wird und
in Richtung des feststehenden Kerns 74 bewegt wird, dann wird
das Ventilelement 66 von dem beweglichen Kern 72 getrennt
und sitzt durch die Kraft der Feder 68 auf dem Sitzelement 62 auf.
Wenn das Ventilelement 66 auf dem Sitzelement 62 aufsitzt,
dann wird die Verbindung zwischen dem Saugraum 304 und
der Druckbeaufschlagungskammer 306 unterbrochen und der
Rückführtakt zum Rückführen
des Kraftstoffs von der Druckbeaufschlagungskammer 306 zu
der Ansaugkammer 300 wird beendet. Durch Anpassen der Zeit,
während der Elektrizität zu der Spule 82 in dem
Rückführtakt zugeführt wird, kann die
Menge des von der Druckbeaufschlagungskammer 306 zu der
Ansaugkammer 300 rückkehrenden Kraftstoffs eingestellt
werden. Als ein Ergebnis kann die Menge des in der Druckbeaufschlagungskammer 306 mit Druck
beaufschlagten Kraftstoffs eingestellt werden und die Abgabemenge
des von dem Abgabeabschnitt 90 abgegebenen Kraftstoffs
kann eingestellt werden.
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(3) Druckbeaufschlagungstakt (Druckbeaufschlagungsbetrieb)
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Wenn
der Tauchkolben 20 in einem Zustand nach oben auf den oberen
Totpunkt bewegt wird, in dem die Verbindung zwischen dem Saugraum 304 und
der Druckbeaufschlagungskammer 306 unterbrochen ist, dann
wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 306 mit
Druck beaufschlagt, so dass der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 306 zunimmt.
Dann, wenn der Kraftstoffdruck der Druckbeaufschlagungskammer 306 so zugenommen
hat, dass er gleich oder höher als der vorbestimmte Druck
ist, wird die Kugel 92 von dem Ventilsitz 98 gegen
die Kraft der Feder 94 angehoben. Daher wird der in der
Druckbeaufschlagungskammer 306 mit Druck beaufschlagte
Hochdruckkraftstoff von dem Abgabeabschnitt 90 über
den Abgabedurchlass 308 abgegeben. Der von dem Abgabeabschnitt 90 abgegebene
Kraftstoff wird zu einer (nicht gezeigten) Kraftstoffleiste zugeführt,
um darin gespeichert zu werden, und wird beispielsweise zu einem
(nicht gezeigten) Kraftstoffeinspritzventil zugeführt.
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Durch
Wiederholen der vorstehend erwähnten Takte verursacht die
Kraftstoffpumpe 10 das Ansaugen des auf den vorbestimmten
Druck mit Druck zu beaufschlagenden Kraftstoffs.
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Gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
die Kraftstoffpumpe 10 mit dem Pulsationsdämpfer 50 versehen,
der sich in der Ansaugkammer 300 befindet. Der Pulsationsdämpfer 50 hat
ein Paar Membrane 51 und die Harzfolie 53. Die
Harzfolie 53 ist an einer Innenfläche der einen Membran 51 angebracht,
so dass sie die Membran 52 bildet, wie dies in 2 gezeigt
ist. Die Platte 54 ist zwischen die andere Membran 51 und
die Membran 52 eingesetzt, wie dies in 2 gezeigt
ist. Als nächstes wird die Betriebswirkung des Pulsationsdämpfers 50 beschrieben.
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Die
Pulsation in dem Kraftstoffdruck innerhalb der Ansaugkammer 300 der
Kraftstoffpumpe 10 entspricht einer Schwankung bzw. Variation
des Kraftstoffdrucks innerhalb der Ansaugkammer 300. Die
Druckpulsation in der Ansaugkammer 300 wird verursacht,
da die Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs infolge der Hin- und
Herbewegung des Tauchkolbens 20 intermittierend bei Intervallen
durchgeführt wird. Außerdem ändert sich
die Druckpulsation in der Ansaugkammer 300 in Übereinstimmung
mit den Abmessungen (beispielsweise dem inneren Durchmesser, der
Länge) eines Kraftstoffzuführdurchlasses, durch
den der Kraftstoff in den Kraftstofftank (nicht gezeigt) zu der
Kraftstoffpumpe 10 zugeführt wird. Außerdem
ist die Pumpe 20 durch die Kurbelbewegung der Kraftmaschine
angetrieben, um die Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens 20 durchzuführen.
Daher ändern sich der Druckbeaufschlagungszyklus infolge
des Tauchkolbens 20 und die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in
der Ansaugkammer 300 zu dem in Übereinstimmung
mit der Drehzahl der Kraftmaschine.
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Da
in dem ersten Ausführungsbeispiel die Membran 52 durch
Aufkleben der Harzfolie 53 auf die Innenfläche
der Membran 51 ausgebildet ist, hat die Membran 51 an
der einen Seite der Platte 54 eine charakteristische Frequenz,
die sich von jener der Membran 52 auf der anderen Seite
der Platte 54 unterscheidet. Da die charakteristischen
Frequenzen der Membran 51 und der Membran 52 voneinander verschieden
sind, kann der Resonanzfall in beiden Diagrammen 51 und 52 begrenzt
werden.
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4 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der Einheit D (Variationsweite)
der Druckpulsation und der Kraftmaschinendrehzahl (N) im Vergleich
zu einer Kraftstoffpumpe, bei der ein Pulsationsdämpfer
(eine Dämpfervorrichtung) aus einem Paar von metallenen
Membranen aufgebaut ist, die die gleiche charakteristische Frequenz
ohne Massenbeaufschlagungselement haben. Das heißt, in dem
Vergleichsbeispiel aus 4 sind das Material und die
Form der beiden Membrane gleich, so dass beide Diagramme die gleiche
charakteristische Frequenz haben. Wenn in diesem Fall die Pulsationsfrequenz
der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer der Kraftstoffpumpe
gleich wie die charakteristische Frequenz der metallenen Membrane
wird, dann kommen beide Metallmembrane in den Resonanzzustand und
daher wird die Verringerungswirkung in der Druckpulsation der Metallmembrane
des Pulsationsdämpfers stark verringert. Somit wird die Kraftstoffdruckpulsation
in der Ansaugkammer in dem eispiel aus 4 nicht
verringert und in dem Kraftstoffzuführdurchlass der Kraftstoffpumpe
können Geräusche erzeugt werden.
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In
einem normalen Drehzahlbereich der Kraftmaschine wird die Größe
D (Variationsbreite) der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer
zu dem Wert Ds, wie dies in 4 gezeigt
ist. Wenn im Gegensatz dazu die Kraftmaschinendrehzahl N eine Drehzahl
Nr ist, dann wird die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation
in der Ansaugkammer gleich wie die charakteristische Frequenz der
Metallmembrane, wodurch die Resonanz der Metallmembrane erzeugt
wird. Somit wird die Verringerungswirkung der Druckpulsation infolge
des Pulsationsdämpfers stark verringert, so dass die Kraftstoffdruckpulsation schnell
auf den Wert Dr erhöht wird.
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In
der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hat der Pulsationsdämpfer 50 die
beiden Membrane 51 und 52, die unterschiedliche
charakteristische Frequenzen aufweisen. Außerdem ist die
Membran 52 aus der Metallmembran 51 und der auf
die Innenfläche der Metallmembran 51 aufgeklebten
Harzfolie 53 aufgebaut. Das heißt, der metallene
Teil der Membran 52 ist gleich wie der der Membran 51 hinsichtlich Form
und Gewicht. Da die Harzfolie 53 an der Innenfläche
der Metallmembran 51 ausgebildet ist, ist das Gesamtgewicht
der Membran 52 größer als jenes der Membran 51.
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Die
charakteristische Frequenz der Membran ist im Wesentlichen durch
die Federcharakteristik und das Gewicht der Membran bestimmt. Da
die in der Membran 52 vorgesehene dünne Harzfolie 53 flexibel
bzw. biegsam ist, ist die Federcharakteristik der Membran 51,
die den metallenen Teil der Membran 52 darstellt, im Wesentlichen
nicht durch die dünne Harzfolie 53 beeinträchtigt.
Somit ist die Federcharakteristik der Membran 52 im Wesentlichen
gleich wie die Federcharakteristik der Membran 51. Andererseits
ist das Gewicht der Membran 52 größer
als das Gewicht der Membran 51 infolge des Gewichts der
Harzfolie 53. Als ein Ergebnis haben die Membrane 51 und 52 des
Pulsationsdämpfers 50 voneinander verschiedene
charakteristische Frequenzen Fr1, Fr2. Das heißt, die charakteristische
Frequenz Fr1 der Membran 51 ist größer
als die charakteristische Frequenz Fr2 der Membran 52.
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5 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Einheit D (Variationsbreite)
der Druckpulsation des Kraftstoffs in der Ansaugkammer 300 der Kraftstoffpumpe 10 und
der Kraftmaschinendrehzahl (N) gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel zeigt. Wie dies in 5 gezeigt
ist, wird die Pulsation in einem allgemeinen Drehzahlbereich der
Kraftmaschine durch den Pulsationsdämpfer 50 reduziert
und dadurch wird die Druckpulsation (D) des Kraftstoffs in der Ansaugkammer 300 zu
dem Wert Ds. Wenn die Kraftmaschinendrehzahl N den Wert Nr1 annimmt, dann
wird die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in der
Ansaugkammer 300 zu der charakteristischen Frequenz Fr1
der Membran 51 und die Resonanz der Membran 51 wird
erzeugt. Da die Membran 52 normalerweise die Verringerungswirkung
der Druckpulsation hervorbringt, wird andererseits die Volumenänderung
des Pulsationsdämpfers 50 infolge der Membran 52 verursacht.
In dem Beispiel von 5 beträgt der Volumenänderungsbetrag
des Pulsationsdämpfers 50 ca. die Hälfte
des Volumenänderungsbetrags in dem Fall, in dem die Resonanz
in den beiden Membranen 51, 52 nicht verursacht
wird. Somit wird die Einheit D der Kraftstoffdruckpulsation zu dem
Wert D', der größer als der Wert Ds ist, wie dies
in 5 gezeigt ist. Jedoch ist die Einheit D' der Kraftstoffpulsation
kleiner als der Wert Dr.
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Wenn
die Kraftmaschinendrehzahl N den Wert Nr2 annimmt, der niedriger
als der Wert N1 ist, wird ferner die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation
in der Druckkammer 300 zu der charakteristischen Frequenz
Fr2 der Membran 52 und die Resonanz der Membran 52 wird
erzeugt. Da andererseits die Membran 51 normalerweise die
Wirkung hat, die Druckpulsation zu verringern, wird die Volumenänderung
des Pulsationsdämpfers 50 infolge der Membran 51 verursacht.
In dem Beispiel von 5 beträgt der Volumenänderungsbetrag
des Pulsationsdämpfers 50 ca. die Hälfte
wie in dem Fall, in dem die Resonanz der beiden Membrane 51, 52 nicht
verursacht wird. Somit wird die Einheit D der Kraftstoffdruckpulsation
zu dem Wert D', der größer als der Wert Ds ist,
wie dies in 5 gezeigt ist. Jedoch ist die
Einheit D', der Kraftstoffpulsation um ca. die Hälfte des
Werts Dr kleiner als der Wert Dr.
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Gemäß der
Kraftstoffpumpe 10 des ersten Ausführungsbeispiels
hat der Pulsationsdämpfer 51 das Paar Membrane 51 und 52 und
die Membran 52 ist durch Aufkleben der Harzfolie 53 als
das Massenbeaufschlagungselement auf die Membran 51 konfiguriert.
Somit ist das Gewicht der Membran 52 von dem Gewicht der
Membran 51 verschieden. Wenn die charakteristische Frequenz
einer der beiden Membrane 51 und 52 gleich wie
die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 ist,
fällt somit die andere der beiden Membrane 51 und 52 nicht
in Resonanz, wodurch die Wirkung erhalten wird, die Druckpulsation
zu reduzieren. Da selbst in diesem Fall die andere der beiden Membrane 51 und 52 dazu
verwendet wird, die Druckpulsation zu verringern, kann die Druckpulsation
verglichen mit dem in 4 gezeigten Fall um ca. die
Hälfte verringert werden. Als ein Ergebnis kann selbst
dann, wenn die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in
der Ansaugkammer 300 geändert wird, durch den
Pulsationsdämpfer 50 die Wirkung erhalten werden,
die Druckpulsation zu verringern.
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In
der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die in der Membran 52 vorgesehene Harzfolie 53 aus
einem Harzmaterial gefertigt, das eine Biegsamkeit aufweist, die
größer als ein vorbestimmtes Ausmaß ist, während
der metallene Teil der Membran 52 gleich wie die Membran 51 ist.
Demgemäß wird dann, wenn die Membran 52 durch
Aufnahme der Kraftstoffdruckpulsation elastisch verform wird, die
elastische Verformung der Membran 52 nicht durch die Harzfolie 53 beeinträchtigt.
Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn die Pulsationsfrequenz der
Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 gleich
wie eine der beiden Membrane 51 und 52 wird, der Änderungsbereich
und die Breite der Druckpulsation verglichen mit einem Fall wirkungsvoll
verringert werden, in dem die beiden Membrane die gleichen charakteristischen Frequenzen
haben.
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In
der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Membran 52 ein Massenbeaufschlagungselement
wie etwa die Harzfolie 53 vorgesehen, so dass die Gewichte der
Membrane 51, 52 voneinander verschieden gemacht
sind. Durch Ändern des Gewichts der aufzuklebenden Harzfolie 53 kann
das Gesamtgewicht der Membran 52 auf einfache Weise geändert
werden, wodurch die charakteristische Frequenz der Membran 52 geändert
wird. Da das Gesamtgewicht der Membran 52 größer
wird, wird die charakteristische Frequenz der Membran 52 auf
eine niedrigere Seite geändert. Da die Menge des in der
Harzfolie 53 zu verwendenden Harzes einfach eingestellt
werden kann, kann die charakteristische Frequenz der Membran 52 auf
einfache Weise in Übereinstimmung mit der Abmessung und
der Form eines Kraftstoffzuführrohrs eines Fahrzeugs geändert
werden, an dem die Kraftstoffpumpe 10 verwendet wird.
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In
dem Pulsationsdämpfer 50 der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel befindet sich die Platte 54 zwischen
den beiden Membranen 51 und 52, so dass die Membrane 51 und 52 über
die Platte 54 luftdicht aneinander befestigt werden können.
Jedoch kann die Platte 54 zum Teilen des Innenraums des
Pulsationsdämpfers 50 in die beiden Räume
(312) ausgelassen werden, wie dies in 6 gezeigt
ist. In diesem Fall sind beide Membrane 51 und 52 direkt
miteinander verschweißt, so dass sie an ihren Außenrändern
luftdicht abgedichtet sind, wie dies in 6 gezeigt
ist.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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7 zeigt
einen Pulsationsdämpfer 150 (eine Membranvorrichtung)
für eine Kraftstoffpumpe 10 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wie
dies in 7 gezeigt ist, ist der Aufbau des
an einer des Paars Membrane angebrachten Massenbeaufschlagungselements
verglichen mit dem in dem vorherigen ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Pulsationsdämpfer 50 geändert. Beispielsweise
ist das an eine Innenfläche der Membran 151 angeklebte
Massenbeaufschlagungselement aus einer biegsamen Metallplatte 153 und
einem Verklebungsmaterial 156 (Klebstoff) aufgebaut, das
eine geeignete Biegsamkeit aufweist, die größer
als ein vorbestimmtes Ausmaß ist. Als nächstes
wird der Aufbau des Pulsationsdämpfers 150 der
Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Der
Pulsationsdämpfer 150 hat zwei Membrane 151 und 152 und
eine zwischen die beiden Membrane 151 und 152 eingesetzte
Platte 154. Die Verklebungsstruktur der Platte 154 zwischen
den beiden Membranen 151 und 152 ist gleich wie
bei dem Pulsationsdämpfer 50 des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Platte 154 hat eine ähnliche Form wie die Platte 54.
Die beiden Membrane 151 und 152 sind aus einer
Membran 151 und der eine andere Membran 151 aufweisenden
Membran 152 aufgebaut. Dabei haben die eine Membran 151 und
die andere Membran 152 den gleichen Aufbau.
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Die
Membran 151 ist durch Pressen einer dünnen Metallplatte ähnlich
wie die Membran 51 des ersten Ausführungsbeispiels
ausgebildet. Die dünne Metallplatte 153 ist über
das Verklebungsmaterial 156 an eine Innenfläche
einer anderen Membran 151 angeklebt, so dass sie der Platte 154 zugewandt
ist, wodurch die Membran 152 gebildet wird. Das Verklebungsmaterial 156 hat
eine ausreichende Biegsamkeit, die größer als
ein bestimmtes Ausmaß ist, um eine Relativverschiebung
zwischen der anderen Membran 151 und der Metallplatte 153 in
der Membran 152 zu absorbieren, wenn die beiden Membrane 151 und 152 elastisch
verformt werden. Somit wird in der Membran 152 die elastische
Verformung der Membran 151 nicht durch die Metallplatte 153 und das
Verklebungsmaterial 156 beeinträchtigt. Daher ist
in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Federcharakteristik
der Membran 152 im Wesentlichen gleich wie die Federcharakteristik
der Membran 151, jedoch ist das Gewicht der Membran 152 infolge
der Gewichte der Metallplatte 153 und des Verklebungsmaterials 156 größer
als jenes der Membran 151. Dementsprechend ist die charakteristische
Frequenz der Membran 152 niedriger als die charakteristische
Frequenz der Membran 151. Als ein Ergebnis haben die beiden
Membrane 151 und 152 des Pulsationsdämpfers 150 voneinander
verschiedene charakteristische Frequenzen.
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Wenn
bei der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel die Pulsationsfrequenz der
Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 gleich
wie eine der beiden Membrane 151 und 152 wird,
fällt dementsprechend die andere der beiden Membrane 151 und 152 nicht
in Resonanz, wodurch die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation
erhalten wird. Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn die Pulsationsfrequenz
der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 geändert
wird, die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation durch den
Pulsationsdämpfer 150 wirkungsvoll erhalten werden.
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In
der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der
Membran 152 ein Massenbeaufschlagungselement, etwa die
Metallplatte 153 und das Verklebungsmaterial 152 vorgesehen,
so dass die Gewichte der beiden Membrane 151, 152 voneinander
verschieden gemacht sind. Durch Verwendung der Metallplatte 153,
die im Allgemeinen eine größere relative Dichte
als Harz hat, kann das Gesamtgewicht der Membran 52 auf
einfache Weise erhöht werden, wodurch die charakteristische
Frequenz der Membran 52 auf einfache Weise geändert
wird. Somit kann eine Differenz zwischen den charakteristischen
Frequenzen der beiden Membrane 151 und 152 auf
einfache Weise größer gemacht werden.
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In
der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die
Metallplatte 153 auf die Innenfläche der Membran 151 in
der Membran 152 unter Verwendung des Verklebungsmaterials 156 aufgeklebt.
Jedoch kann anstelle des Verklebungsmaterials 156 die in
dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Harzfolie 53 verwendet
werden, so dass die Metallplatte 153 über die
Harzfolie 53 auf die Innenfläche der Membran 151 aufgeklebt
wird.
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In
dem Pulsationsdämpfer 150 der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich die Platte 154 zwischen
den beiden Membranen 151 und 152, so dass die
beiden Membrane 151 und 152 über die
Platte 154 luftdicht aneinander befestigt werden können.
Jedoch kann die Platte 154 zum Aufteilen des Innenraums
des Pulsationsdämpfers 150 in die beiden Räume
ausgelassen werden, wie dies in 8 gezeigt
ist. In diesem Fall, wie er in 8 gezeigt
ist, werden die beiden Membrane 151 und 152 direkt
aneinander geschweißt, so dass sie an ihren Außenrändern
luftdicht miteinander abgedichtet sind.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel und dessen Modifikation
sind die weiteren Teile der Kraftstoffpumpe 10 gleich wie
jene der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen
Kraftstoffpumpe 10.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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9 zeigt
einen Pulsationsdämpfer 250 (eine Membranvorrichtung)
für eine Kraftstoffpumpe 10 gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
ist an einem der beiden Membrane ein Massenbeaufschlagungselement
angebracht. Jedoch ist in dem dritten Ausführungsbeispiel ein
Massenbeaufschlagungselement jeweils an beiden Membranen angebracht.
In dem dritten Ausführungsbeispiel ist der weitere Aufbau
der Kraftstoffpumpe 10 gleich wie jener der Kraftstoffpumpe 10 des
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Als
nächstes wird der Aufbau des Pulsationsdämpfers 250 der
Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Der
Pulsationsdämpfer 250 hat eine Membran 251,
eine Membran 252 und eine zwischen die beiden Membrane 251 und 252 eingesetzte
Platte 254. Der Verklebungsaufbau der Platte 254 zwischen den
beiden Membranen 251 und 252 ist gleich wie jener
der Platte 54 in dem Pulsationsdämpfer 50 des vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Die Platte 254 hat
eine ähnliche Form wie die Platte 54 des vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Die Membran 251 ist
aus einer Membran 257 und einer Harzfolie 258 mit
einer Biegsamkeit aufgebaut. Die Harzfolie 258 ist an einer
Innenfläche der einen Membran 257 angebracht,
so dass sie der Platte 254 zugewandt ist. Die Membran 257 ist
ausgebildet, indem beispielsweise eine Platte aus rostfreiem Stahl
so gepresst wird, dass sie eine Biegsamkeit hat.
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Die
Membran 252 ist aus einer weiteren Membran 257 und
einem Harzfilm 259 mit einer Biegsamkeit aufgebaut. Der
Harzfilm 259 ist an eine Innenfläche einer anderen
Membran 257 angebracht, so dass er der Platte 254 zugewandt
ist. Die Harzfolie 258 und die Harzfolie 259 sind
aus einem Harzmaterial gefertigt, jedoch sind die Gewichte (die
Auftragungsmengen) der Harzfolien 258 und 259 voneinander
unterschiedlich gemacht. In dem Beispiel von 9 ist das
Gewicht der Harzfolie 259 größer als das
Gewicht der Harzfolie 258 eingestellt. Da die Harzfolien 258 und 259 eine
ausreichende Biegsamkeit aufweisen, haben die metallenen Teile (die
Membran 257) der Membrane 251 und 252 den
gleichen Aufbau, die Membrane 251 und 252 haben
die gleiche Federeigenschaft, jedoch verschiedene Gewichte. Dementsprechend
ist die charakteristische Frequenz der Membran 252 niedriger
als die charakteristische Frequenz der Membran 251. Als
ein Ergebnis können die charakteristischen Frequenzen der
Membrane 251 und 252 des Pulsationsdämpfers 250 voneinander
unterschiedlich gemacht werden.
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Wenn
in der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation
in der Ansaugkammer 300 gleich wie die einer der beiden
Membrane 251 und 252 wird, fällt dementsprechend
die andere der beiden Membrane 251 und 252 nicht
in Resonanz, wodurch die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation
erhalten wird. Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn sich die
Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 ändert,
die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation durch den Pulsationsdämpfer
250 wirksam erhalten werden.
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In
der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind die beiden Massenbeaufschlagungselemente
(258, 259), die verschiedene Gewichte haben, jeweils
an einem Paar metallener Membrane 257 angebracht, um die
Membrane 251 und 252 zu bilden, die verschiedene
charakteristische Frequenzen haben. Daher kann der Pulsationsdämpfer 250 auf
einfache Weise so eingestellt werden, dass er geändert
wird, indem lediglich die Massenbeaufschlagungselemente (258, 259)
geändert werden, während die gleiche metallene
Membran 257 verwendet wird. Dementsprechend kann der Pulsationsdämpfer 250 für
verschiedenartige Fahrzeuge verwendet werden, an denen eine Kraftstoffpumpe 10 montiert
wird, und die Herstellungskosten der Kraftstoffpumpe 10 können verringert
werden.
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Bei
dem Pulsationsdämpfer 250 der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel befindet sich die Platte 254 zwischen
den beiden Membranen 251 und 252, so dass die
Membrane 251 und 252 über die Platte 254 luftdicht
aneinander befestigt werden können. Jedoch kann die Platte 254 zum
Aufteilen des Innenraums des Pulsationsdämpfers 250 in
die beiden Räume ausgelassen werden, wie dies in 10 gezeigt
ist. In diesem Fall sind, wie in 10 gezeigt
ist, beide Membrane 251 und 252 direkt miteinander
verschweißt, so dass sie luftdicht aneinander befestigt
sind. Somit sind die Harzfolien 258 und 259 einander
gegenüberliegend, wie dies in 10 gezeigt
ist.
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In
dem dritten Ausführungsbeispiel und der Modifikation des
dritten Ausführungsbeispiels sind die weiteren Teile der
Kraftstoffpumpe 10 gleich wie jene der in dem ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Kraftstoffpumpe 10.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Unter
Bezugnahme auf die 11 und 12 werden
ein viertes Ausführungsbeispiel und eine Modifikation des
vierten Ausführungsbeispiels gemäß der
vorliegenden Erfindung beschrieben. 11 zeigt
einen Pulsationsdämpfer 350 (eine Membranvorrichtung)
für eine Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist
das Massenbeaufschlagungselement zumindest an einer der beiden Membrane
angebracht, so dass die beiden Membrane verschiedene charakteristische
Frequenzen haben. Jedoch ist in dem Beispiel von 11 der
Pulsationsdämpfer 350 ohne Verwendung eines in
den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen
beschriebenen Massenbeaufschlagungselements konfiguriert. Als nächstes
wird der Aufbau des Pulsationsdämpfers 350 für
die Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
ausführlich beschrieben.
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Der
Pulsationsdämpfer 350 ist aus zwei metallenen
Membranen 351 und 352 aufgebaut, die an ihrem
Außenrand miteinander verschweißt sind. Jede der
Membrane 351 und 352 ist ausgebildet, indem eine
Platte aus rostfreiem Stahl so gepresst wird, dass sie einen kreisförmigen
verformbaren Abschnitt und einen Außenrandabschnitt radial
auswärts des kreisförmigen, verformbaren Abschnitts haben.
Wie in 11 gezeigt ist, sind die Querschnittsformen
der Membrane 351 und 352 voneinander verschieden
gemacht. Die Membran 352 ist so ausgebildet, dass der kreisförmige,
verformbare Abschnitt der Membran 352 eine ebene Form mit
einer geraden Linie im Querschnitt hat. Im Gegensatz dazu hat der
kreisförmige, verformbare Abschnitt der Membran 351 im
Querschnitt eine Wellenform mit einer Vielzahl von Einbauchungen
und Ausbauchungen. Beispielsweise werden durch Pressen mehrere konzentrische
kreisförmige Nuten 354 (beispielsweise zwei konzentrische
kreisförmige Nuten in dem Beispiel aus 11)
ausgebildet, so dass diese Ausbauchungen und Einbauchungen in der
Membran 351 bilden. Daher ist die Festigkeit der Membran 351 größer
als die der Membran 352 und daher wird die charakteristische
Frequenz der Membran 351 kleiner als die charakteristische
Frequenz der Membran 352. Somit können die charakteristischen
Frequenzen der beiden Membrane 351 und 352 des
Pulsationsdämpfers 350 voneinander verschieden
gemacht werden.
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Da
die Membran 352 gleich wie die Membran 51, 151 ist,
kann die Membran 352 einfach gebildet werden. Im Gegensatz
dazu ist die Membran 351 mit der Vielzahl konzentrischer,
kreisförmiger Nuten 354 ausgebildet, so dass die
Membran 351 auf einfache Weise durch einen Pressvorgang,
etwa Stanzen oder dergleichen ausgebildet werden kann.
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Wenn
in der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation
in der Ansaugkammer 300 gleich wie die einer der beiden
Membrane 351 und 352 wird, dann fällt
die andere der beiden Membrane 351 und 352 nicht
in Resonanz, wodurch die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation
erhalten wird. Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn sich die
Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 ändert,
die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation wirksam durch den
Pulsationsdämpfer 350 erhalten werden.
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In
dem Pulsationsdämpfer 350 kann die Wellenform
der Membran 351 im Querschnitt auf geeignete Weise geändert
werden, ohne auf die in 11 gezeigte
Form beschränkt zu sein.
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In
dem in 11 gezeigten Pulsationsdämpfer 350 des
vierten Ausführungsbeispiels ist an keiner der Membrane 351 und 352 ein
Massenbeaufschlagungselement angebracht. Jedoch kann, wie in 12 gezeigt
ist, an einer Innenfläche des ebenen Abschnitts der Membran 352 eine
Harzfolie 353 als ein Massenbeaufschlagungselement angebracht sein.
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In
den Beispielen von 11 und 12 ist zwischen
den beiden Membranen 351 und 352 keine Platte
zum Aufteilen eines Innenraums des Pulsationsdämpfers 350 vorgesehen.
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Jedoch
kann zwischen den beiden Membranen 351 und 352 eine
Platte angeordnet sein, die ähnlich der in dem ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Platte 54 ist.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Unter
Bezugnahme auf 13 und 14 werden
ein fünftes Ausführungsbeispiel und dessen Modifikation
gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 13 zeigt
ein Beispiel eines Pulsationsdämpfers 450 (einer
Membranvorrichtung) für eine Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem
fünften Ausführungsbeispiel.
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Wie
in 13 gezeigt ist, hat der Pulsationsdämpfer 450 des
fünften Ausführungsbeispiels zwei Membrane 451 und 452,
die jeweils verschiedene Dicken haben, während sie die
gleiche Außenform haben. Der Pulsationsdämpfer 450 ist
ohne Verwendung eines Massenbeaufschlagungselements konfiguriert.
Die beiden Membrane 451 und 452 sind direkt an
ihrem Rand verschweißt, so dass sie einander gegenüberliegen,
ohne dass eine Platte dazwischen verwendet wird. Als nächstes
wird der Aufbau des Pulsationsdämpfers 450 für
die Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem fünften
Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Die
gesamten Außenränder der Membrane 451 und 452,
die voneinander verschiedene Dicken haben, werden luftdicht miteinander
verschweißt, um den Pulsationsdämpfer 450 zu
bilden. Die Membran 452 hat eine Dicke t2, die größer
als eine Dicke t1 der Membran 451 ist. Das heißt,
t1 < t2. Somit
kann die charakteristische Frequenz der Membran 451 größer als
die charakteristische Frequenz der Membran 452 gemacht
werden. Somit können die charakteristischen Frequenzen
der beiden Membrane 451 und 452 des Pulsationsdämpfers 450 voneinander
unterschiedlich gemacht werden.
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Wenn
in der Kraftstoffpumpe 10 gemäß dem fünften
Ausführungsbeispiel die Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation
in der Ansaugkammer 300 gleich wie die einer der beiden
Membrane 451 und 452 wird, fällt dementsprechend
die andere der beiden Membrane 451 und 452 nicht
in Resonanz, wodurch die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation
erhalten wird. Als ein Ergebnis kann selbst dann, wenn sich die
Pulsationsfrequenz der Kraftstoffdruckpulsation in der Ansaugkammer 300 ändert,
die Wirkung der Verringerung der Druckpulsation wirkungsvoll durch
den Pulsationsdämpfer 450 erhalten werden.
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In
dem in 13 gezeigten Pulsationsdämpfer 450 des
fünften Ausführungsbeispiels ist kein Massenbeaufschlagungselement
an einer der Membrane 451, 452 angebracht. Jedoch
kann, wie dies in 14 gezeigt ist, eine Harzfolie 453 als
ein Massenbeaufschlagungselement an einer Innenfläche des
ebenen Abschnitts der Membran 452 angebracht werden.
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In
den Beispielen von 13 und 14 ist zwischen
den beiden Membranen 451 und 452 keine Platte
zum Aufteilen eines Innenraums des Pulsationsdämpfers 450 vorgesehen.
Jedoch kann zwischen den beiden Membranen 451 und 452 eine Platte
angeordnet werden, die beispielsweise ähnlich zu der in
dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Platte 54 ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit deren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vollständig
beschrieben wurde, ist es anzumerken, dass dem Fachmann verschiedene Änderungen und
Modifikationen ersichtlich sind.
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Beispielsweise
kann in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
die Folie (53, 153, 156, 258, 259, 353, 453)
aus irgendeinem Material gefertigt sein, das eine Biegsamkeit hat,
die gleich oder größer als ein vorbestimmtes Ausmaß ist, ohne
dass es auf das Metall oder das Kunstharz beschränkt ist,
wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde. Dabei ist das vorbestimmte Ausmaß der Biegsamkeit
derart eingestellt, dass die Folie (53, 153, 156, 258, 259, 353, 453)
die Federcharakteristik der Membrane nicht wesentlich beeinträchtigt.
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Solche Änderungen
und Modifikationen sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden
Erfindung zu verstehen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen
definiert ist.
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Eine
Kraftstoffpumpe (10) hat ein Gehäuse (12)
mit einem Ansaugdurchlass (300, 301, 302, 304) und
einer Druckbeaufschlagungskammer (306) darin, in die der
Kraftstoff von dem Ansaugdurchlass strömt, einen Tauchkolben
(20), der hin- und herbewegbar in dem Gehäuse
gehalten ist, so dass er den in die Druckbeaufschlagungskammer strömenden Kraftstoff
mit Druck beaufschlägt, und eine Membranvorrichtung (50, 150, 250, 350, 450),
die sich in einer Ansaugkammer (300) befindet, die in dem
Ansaugdurchlass vorgesehen ist. Die Membranvorrichtung hat ein Paar
erster und zweiter Membrane, die so angeordnet sind, dass sie zwischen
sich einen Innenraum definieren und die an ihren gesamten Rändern luftdicht
abgedichtet sind. Ein Massenbeaufschlagungselement (53, 153, 258, 259, 353, 453)
kann an einer Innenfläche zumindest eines der ersten und der zweiten
Membran angebracht sein, so dass die erste und die zweite Membran
mit dem Massenbeaufschlagungselement verschiedene charakteristische Frequenzen
haben. Dementsprechend kann die Druckpulsation des Kraftstoffs in
der Ansaugkammer wirksam durch den Pulsationsdämpfer reduziert
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2000-193186
A [0002]
- - US 6053208 [0002]
- - JP 2005-042554 A [0004, 0005, 0006]
- - US 2007/0079810 A1 [0004]