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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kraftstoffversorgungspumpe.
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HINTERGRUND
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Eine im Vorfeld bekannte Kraftstoffversorgungspumpe setzt Kraftstoff auf einen hohen Druck von mehr als 100 MPa unter Druck und führt den unter Druck stehenden Kraftstoff ab. Solch eine Kraftstoffversorgungspumpe wird beispielsweise in einem Kraftstoffversorgungssystem verwendet, welches den Kraftstoff einer internen Verbrennungsmaschine durch einen Akkumulator bzw. einen Speicher zur Verfügung stellt, welcher den Kraftstoff in dem Hochdruckzustand speichert.
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Ein Typ von im Vorfeld bekannter Kraftstoffversorgungspump weist einen Kolben und einen Stößel auf. Der Kolben bildet eine Druckkammer des Kraftstoffs. Der Stößel überträgt eine Antriebskraft, welche durch eine Drehung einer Nocke erzeugt wird, zu dem Kolben. Der Kolben wird in eine oben-unten-Richtung durch den Stößel hin und her bewegt, um ein Volumen der Druckkammer zu erhöhen oder zu verringern. Beispielsweise lehrt die
JP 2010-505058 A (welche der
US 2010/0037865 A1 entspricht) den Stößel, welcher eine Walze und einen Schuh aufweist. Die Walze berührt eine äußere Umfangsoberfläche der Nocke. Die Walze wird in der oben-unten-Richtung hin und her bewegt, während sich die Walze entlang der äußeren Umfangsoberfläche der Nocke dreht. Der Schuh stützt die Walze drehbar ab und wird in der oben-unten-Richtung hin und her bewegt. Die Kraftstoffversorgungspump ist als eine Reihenpumpe gebildet, welche eine Mehrzahl von Pumpeneinheiten hat, von welchen jede den Kolben, die Nocke und den Stößel aufweist, und diese Pumpeneinheiten sind eine nach der anderen in einer axialen Richtung der Nockenwelle angeordnet.
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Weiterhin hat in der Kraftstoffversorgungspumpe der
JP 2010-505058 A (entsprechend der
US 2010/0037865 A1 ) der Schuh eine Gleitoberfläche, welche in eine zylindrische Form konfiguriert ist und gleitbar die zylindrische Oberfläche der Walze berührt derart, dass die Gleitoberfläche des Schuhs die Walze drehbar abstützt. In einem Querschnitt, welcher rechtwinklig zu einer Drehachse der Walze ist, bildet die Gleitoberfläche des Schuhs einen Bogen, welcher gebogen um die Drehachse der Walze gekrümmt ist und einen Radius hat, welcher im Allgemeinen derselbe ist wie ein Radius der Walze. In der folgenden Diskussion wird auf den Bogen der Gleitoberfläche im Querschnitt, welcher rechtwinklig zu der Drehachse der Walze ist, auch Bezug genommen als ein gleitbar bzw. verschiebbar berührender Bogen. Die Gleitoberfläche des Schuhs ist derart gebildet, dass ein Mittelpunktswinkel des gleitbar berührenden Bogens größer ist als 180 Grad. Dadurch erstreckt sich die Gleitoberfläche des Schuhs an der oberen Seite (Oberseite) und der unteren Seite (Bodenseite) der Drehachse der Walze. In einem Fall, in dem der Stößel an einem Gehäuse befestigt ist (d. h. der Stößel an dem Gehäuse anhaftet bzw. hängenbleibt) und in einem oberen Totpunkt gestoppt ist, kann die Walze drehbar durch einen unteren Bereich der Gleitoberfläche des Schuhs abgestützt werden, welche an der unteren Seite der Drehachse der Walze platziert ist, so dass ein Herabfallen der Walze von der Gleitoberfläche des Schuhs verhindert wird.
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Besonders kann, wie in den 5A und 5B gezeigt ist, wenn die Walze von dem Schuh herabfällt, die Walze übermäßig dezentriert (siehe 5A) und/oder gedreht (siehe 5B) werden. Zu dieser Zeit kann eine Ecke der Walze möglicherweise die Innenwand des Gehäuses berühren. In einem solchen Fall ist es denkbar, dass die Walze in einem Raum, welcher durch das Gehäuse, die Nocke und den Schuh definiert bzw. begrenzt ist, hängenbleibt, um die Drehung der Nockenwelle zu blockieren, was hierdurch möglicherweise zu einem Stoppen der internen Verbrennungsmaschine führt.
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In Hinsicht auf den obigen Punkt ist die Gleitoberfläche des Schuhs derart gefertigt, dass der Mittelpunktswinkel des gleitbar berührenden Bogens größer als 180 Grad ist, und dadurch wird die Walze durch die Gleitoberfläche des Schuhs an der unteren Seite der Drehachse der Walze drehbar abgestützt ist, um das Herabfallen der Walze zu verhindern.
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In dem Fall der Kraftstoffversorgungspumpe, welche in der
JP 2010-505058 A (entsprechend der
US 2010/0037865 A1 ) erwähnt ist, gibt es eine zunehmende Nachfrage zum Verringern von Kosten des Materials des Schuhs.
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Besonders kann der Schuh 100 möglicherweise in einer Art und Weise, welche in den 6A und 6B gezeigt ist, gebildet werden, um die Anforderung an eine Verarbeitung der Gleitoberfläche 101 des Schuhs 100 nach niedrigen Kosten und der hohen Präzision zu erfüllen. Das heißt, das Material 102 des Schuhs 100 wird verarbeitet, so dass es eine zylindrische innere Umfangsoberfläche 103 bildet, an welcher die Walze unter der hohen Präzision (siehe 6A) befestigt wird. Danach wird das Material 102 in zwei Abschnitte 102a, 102b geschnitten (siehe 6B).
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Zu dieser Zeit wird das Material 102 derart geschnitten, dass die Mittelachse 104 der inneren Umfangsoberfläche 103 in dem Abschnitt 102a enthalten ist, welcher aus den zwei Abschnitten 102a, 102b ausgewählt ist. Dadurch wird der Mittelpunktswinkel des gleitbar berührenden Bogens des Abschnitts 102 größer als 180 Grad und dieser Abschnitt 102a wird als der Schuh 100 fertiggestellt. Als ein Ergebnis hat der Abschnitt 102b, welcher die Mittelachse 104 nicht einschließt, den Mittelpunktswinkel des gleitbar berührenden Bogens, welcher geringer ist als 180 Grad. Demnach kann zum Zweck des Verhinderns des Herabfallens der Walze der Abschnitt 102b nicht als der Schuh verwendet werden, und kann vergeudet bzw. verschwendet werden.
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Um diesen Nachteil zu adressieren kann, beispielsweise wie in 6C und 6D gezeigt ist, das Material 102 gleichermaßen in die zwei Abschnitte 102a, 102b unterteilt werden derart, dass eine Schnittoberfläche 105 zwischen den Abständen 102a, 102b die Mittelachse 104 aufweist. Auf diesem Weg werden die Abchnitte 102a, 102b in dieselbe Form konfiguriert, und der Mittelpunktswinkel des gleitbar berührenden Bogens jedes der Abschnitte 102a, 102b wird allgemein 180 Grad.
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Es gibt eine erhöhte Anforderung zum Verringern der Kosten durch ein Ändern des Schnittortes des Materials 102 in der obenstehend diskutierten Weise, wodurch die Verschwendung des Materials 102 beseitigt wird.
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In diesem Fall ist es notwendig, zusätzliche Maßnahmen zu treffen, um das Herabfallen der Walze zu beschränken, wie beispielsweise die Maßnahmen, welche in der
DE 10 2009 056 304 A1 erwähnt sind. Besonders sind in der
DE 10 2009 056 304 A1 zwei Halteelemente (auf diese wird auch Bezug genommen als Haltemittel), welche das Herabfallen der Walze beschränken, an der unteren Seite der Walze platziert und berühren die Walze direkt.
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Gemäß der
DE 10 2009 056 304 A1 jedoch werden die Halteelemente an der Walze nach dem Einpassen der Walze in den Schuh installiert. Demnach kann die zylindrische Oberfläche der Walze möglicherweise durch die Halteelemente beschädigt werden. Weiterhin können beispielsweise Metallgrate möglicherweise zwischen den Halteelementen und der Walze eingefangen werden. Zusätzlich können die Halteelemente möglicherweise einen Fluss bzw. Strom von Schmieröl in einen Spalt zwischen die zylindrische Oberfläche der Walze und die Gleitoberfläche des Schuhs beschränken, um möglicherweise ein Schmierversagen zu verursachen.
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Demnach wurde verlangt, Maßnahmen vorzusehen, welche ein Stoppen der internen Verbrennungsmaschine durch ein Ermöglichen einer Drehung der Nockenwelle auch bei einem Herabfallen der Walze ermöglichen, eher als ein Herabfallen der Walze direkt zu beschränken.
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KURZFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung ist in Hinsicht auf die obigen Punkte gefertigt. Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffversorgungspumpe vorzusehen, welche ein Stoppen einer internen Verbrennungsmaschine vermeiden kann durch ein Ermöglichen einer Drehung einer Nockenwelle auch bei einem Auftreten eines Herabfallens einer Walze an einem Stößel.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Kraftstoffversorgungspumpe vorgesehen, welche einen Kolben, einen Stößel und eine teilweise zylindrische Oberfläche aufweist. Der Kolben bildet eine Druckkammer für Kraftstoff und wird in einer oben-unten-Richtung hin und her bewegt, um ein Volumen der Druckkammer zu erhöhen oder zu verringern. Der Stößel ist ein Mechanismus, welcher die Drehewegung einer Nocke, welche an einer unteren Seite des Kolbens platziert ist, in eine lineare Hin-und-Her-Bewegung umwandelt und die umgewandelte lineare Hin-und-Her-Bewegung auf den Kolben überträgt. Der Stößel weist eine Walze und einen Schuh auf. Die Walze ist in eine zylindrische Form konfiguriert. Die Walze wird in der oben-unten-Richtung in einem Zustand hin und her bewegt, in dem die Walze eine äußere Umfangsoberfläche der Nocke berührt und sich entlang der äußeren Umfangsoberfläche der Nocke dreht. Der Schuh stützt die Walze drehbar ab und wird in der oben-unten-Richtung hin und her bewegt. Die teilweise zylindrische Oberfläche ist eine Gleitoberfläche, welche in dem Schuh gebildet ist und gleitbar eine zylindrische Oberfläche der Walze von einer oberen Seite der Walze berührt, um die Walze drehbar abzustützen. In einem Querschnitt, welcher rechtwinklig zu einer Drehachse der Walze ist, bildet die teilweise zylindrische Oberfläche einen Bogen, welcher bogenförmig um die Drehachse der Walze gekrümmt ist und einen Radius hat, welcher im Allgemeinen derselbe ist wie ein Radius der Walze, und der Bogen ist an einer oberen Seite der Drehachse der Walze platziert. Es ist eine erste Beziehung erfüllt, welche eine Ungleichung von X < r ist. In dieser Ungleichung bezeichnet X einen Abstand zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt des Kolbens in der oben-unten-Richtung und r bezeichnet einen Radius der Walze.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Kraftstoffversorgungspumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine vergrößerte teilweise schematische Querschnittsansicht der Kraftstoffversorgungspumpe der Ausführungsform, welche einen Stößel der Kraftstoffversorgungspumpe zeigt;
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3 ist eine vergrößerte teilweise schematische Querschnittsansicht der Kraftstoffversorgungspumpe der Ausführungsform, welche einen Wiederkontakt-Zustand einer Walze an einer Nichtgleitoberfläche zeigt;
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4 ist eine vergrößerte teilweise schematische Querschnittsansicht einer Abwandlung der Kraftstoffversorgungspumpe, welche den Stößel der Kraftstoffversorgungspumpe zeigt;
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5A ist eine beschreibende Ansicht, welche einen übermäßig dezentrierten Zustand einer Walze, welche von einem Schuh herabgefallen ist, im Stand der Technik zeigt;
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5B ist eine beschreibende Ansicht, welche einen gedrehten Zustand einer Walze, welche von einem Schuh herabgefallen ist, im Stand der Technik, welcher in 5A gezeigt ist, zeigt;
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6A und 6B sind beschreibende Ansichten, welche ein Herstellungsverfahren im Stand der Technik zeigen; und
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6C und 6D sind beschreibende Ansichten, welche ein anderes Herstellungsverfahren in einem anderen Stand der Technik zeigen, welcher von dem Herstellungsverfahren der 6A und 6B unterschiedlich ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
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Als erstes wird eine Struktur einer Kraftstoffversorgungspumpe 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In den beigefügten Zeichnungen kann auf die Oberseite auch Bezug genommen werden als die obere Seite und auf die Bodenseite bzw. die Unterseite kann auch Bezug genommen werden als die untere Seite.
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Die Kraftstoffversorgungspumpe 1 setzt Kraftstoff unter einen hohen Druck, welcher höher ist als 100 MPa und führt den unter Druck stehenden Kraftstoff ab. Beispielsweise wird die Kraftstoffversorgungspumpe 1 auf ein Kraftstoffversorgungssystem angewandt, welches den Kraftstoff von einem Speicher (Common Rail bzw. gemeinsame Kraftstoffleitung), welcher den Kraftstoff in dem Hochdruckzustand speichert, einer internen Verbrennungsmaschine (nicht gezeigt) zur Verfügung stellt. Die Kraftstoffversorgungspumpe 1 wird durch eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit) gesteuert.
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Die Kraftstoffversorgungspumpe 1 weist einen Kolben 2, einen Stößel 3, eine teilweise zylindrische Oberfläche 4, Nichtgleitoberflächen (auf diese wird auch Bezug genommen als Führungsoberflächen) 5 und eine erste bis dritte Beziehung auf.
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Der Kolben 2 bildet eine Druckkammer 7 für Kraftstoff und wird in einer oben-unten-Richtung hin und her bewegt, um ein Volumen der Druckkammer 7 zu erhöhen oder zu verringern. Weiterhin ist der Kolben 2 in einen Zylinder 9 aufgenommen, welcher in einem Zylinderkörper 8 gebildet ist derart, dass eine axiale Richtung des Kolbens 2 mit der oben-unten-Richtung zusammenfällt bzw. koinzidiert. Der Kolben 2 berührt gleitbar eine innere Umfangsoberfläche des Zylinders 9. Der Kolben 2 ist in einer gleitbaren Art und Weise in der oben-unten-Richtung in dem Zylinder 9 abgestützt. Der Kolben 2 ist in dem Zylinder 9 aufgenommen, so dass ein unteres Ende der Druckkammer 7 durch den Kolben 2 definiert bzw. begrenzt ist. Wenn der Kolben 2 nach oben bewegt wird, wird das Volumen der Druckkammer 7 verringert. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Kolben 2 nach unten bewegt wird, das Volumen der Druckkammer 7 erhöht.
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Ein oberes Ende der Druckkammer 7 ist durch ein Steuerventil 10 begrenzt, welches elektronisch durch einen Befehl, welcher von der ECU ausgegeben wird, gesteuert wird.
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Weiterhin steht die Druckkammer 7 mit dem Common Rail bzw. der gemeinsamen Kraftstoffleitung durch ein Absperrventil bzw. Rückschlagventil (Check Valve) (nicht gezeigt) an einer stromabwärtigen Seite der Druckkammer 7 in Kommunikation. Ebenso steht die Druckkammer 7 mit einem Auslass einer Zuführpumpe (nicht gezeigt) durch das Steuerventil 10 an einer stromaufwärtigen Seite der Druckkammer 7 in Kommunikation. Hier wird die Zuführpumpe durch beispielsweise die interne Verbrennungsmaschine über eine Nockenwelle (nicht gezeigt), welche später beschrieben wird, gedreht. Die Zuführpumpe saugt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank und führt den gesogenen Kraftstoff der Druckkammer 7 durch das Steuerventil 10 zu.
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Das Steuerventil 10 misst den Kraftstoff ab, welcher von der Druckkammer 7 in Richtung der gemeinsamen Kraftstoffleitung abgegeben wird. Das Steuerventil 10 wird durch die ECU gesteuert und in der folgenden Art und Weise betrieben.
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Besonders in einem Zustand, in dem der Kolben 2 nach oben bewegt wird, um das Volumen der Druckkammer 7 zu verringern, wenn ein Ventil-Schließbefehl von der ECU an das Steuerventil ausgegeben wird, ist bzw. wird das Steuerventil 10 geschlossen. Dadurch wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 erhöht und das Rückschlagventil bzw. Absperrventil (nicht gezeigt) wird geöffnet. Demnach wird Kraftstoff von der Druckkammer 7 in die gemeinsame Kraftstoffleitung abgegeben.
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Danach wird, wenn ein Ventil-Öffnungsbefehl von der ECU an das Steuerventil 10 ausgegeben wird, das Steuerventil 10 geöffnet. Dadurch wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 7 verringert und das Absperrventil bzw. Rückschlagventil wird geschlossen. Demnach wird die Abgabe von Kraftstoff von der Druckkammer 7 an die gemeinsame Kraftstoffleitung beendet. Weiterhin ist in dem Zustand, in dem der Kolben 2 nach unten bewegt wird, um das Volumen der Druckkammer 7 zu erhöhen, das Steuerventil 10 geschlossen, und der Kraftstoff, welcher von der Zuführpumpe abgegeben wird, wird in die Druckkammer 7 gesogen.
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Eine Anordnung (Einheit) des Kolbens 2, des Zylinderkörpers 8 und des Steuerventils 10 ist in einem Gehäuse 11 der Kraftstoffversorgungspumpe mit Schrauben installiert und integriert.
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Der Stößel 3 ist ein Mechanismus, welcher eine Drehbewegung einer Nocke 13, welche an einer unteren Seite des Kolbens 2 platziert ist, in eine lineare Hin-und-Her-Bewegung umwandelt und die umgewandelte lineare lineare Hin-und-Her-Bewegung an den Kolben 2 überträgt. Der Stößel 3 ist in einem Aufnahmeloch 14 des Gehäuses 11 aufgenommen und ist zwischen dem Kolben 2 und der Nocke 13 angeordnet.
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Die Nocke 13 und die Nockenwelle sind in einer Nockenkammer 15, welche an einer unteren Seite des Aufnahmelochs 14 in dem Gehäuse 11 ausgebildet ist, aufgenommen und werden durch die interne Verbrennungsmaschine gedreht.
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Die Nocke 13 wird durch ein Drehmoment gedreht, welches von der internen Verbrennungsmaschine angelegt wird, so dass der Kolben 2 durch die Nocke 13 über den Stößel 3 nach oben getrieben bzw. verbracht wird. Weiterhin erstreckt sich eine Feder 16 in der oben-unten-Richtung und ist zwischen dem Zylinderkörper 8 und dem Kolben 2 wie auch dem Stößel 3 platziert. Die Feder 16 drückt bzw. zwängt den Kolben 2 und den Stößel 3 nach unten. Demnach kann, wenn der Kolben 2 nach oben bewegt wird, der Kolben 2 durch die Zwangskraft der Feder 16 nach unten zurückverbracht werden.
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Weiterhin weist der Stößel 3 eine Walze 18, einen Schuh 19 und einen Stößelkörper 20 auf, welche untenstehend beschrieben werden.
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Die Walze 18 ist in eine zylindrische Form konfiguriert. Die Walze 18 wird in der oben-unten-Richtung in einem Zustand hin und her bewegt, in dem die Walze 18 eine äußere Umfangsoberfläche 22 der Nocke 13 berührt und sich entlang der äußeren Umfangsoberfläche 22 der Nocke 13 dreht. Der Schuh 19 stützt die Walze 18 drehbar ab und wird in der oben-unten-Richtung hin und her bewegt.
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Der Stößelkörper 20 bildet eine äußere Schale des Stößels 3. Der Stößelkörper 20 hat einen innenseitigen Raum 23 bzw. Innenraum 23, welcher in eine röhrenförmigen Form konfiguriert ist und sich an einer unteren Seite und einer oberen Seite des Innenraums 23 öffnet. Der Schuh 19 ist in die untere Seite des Innenraums 23 press-eingepasst. Ein unterer Abschnitt des Kolbens 2, welcher nach unten von dem Zylinderkörper 8 hervorsteht, ist in die obere Seite des Innenraumes 23 eingeführt und berührt eine obere Oberfläche des Schuhs 19.
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Weiterhin ist ein Flansch 24 in dem Stößelkörper 20 gebildet derart, dass der Flansch 24 radial nach innen in den Innenraum 23 hervorsteht. Der Schuh 19 ist in die untere Seite des Flanschs 24 press-eingepasst. Ein Sitz 25 ist an der oberen Seite des Flansches 24 platziert. Der Sitz 25 bildet einen Federsitz, welcher an dem unteren Ende der Feder 16 platziert ist, um das untere Ende der Feder 16 abzustützen. Die Feder 16 kann den Kolben 2 und den Stößel 3 integral nach unten zwängen bzw. drücken.
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Weiterhin sind der Schuh 19 und der Stößelkörper 20 in eine zylindrische Form konfiguriert, welche eine Mittelachse hat, welche parallel zu der oben-unten-Richtung ist. Demnach ist ein Dreh-Begrenzungselement (nicht gezeigt) in den Stößelkörper 20 press-eingepasst derart, dass das Dreh-Begrenzungselement radial nach außen hervorsteht. Eine Gleitnut (nicht gezeigt) ist an einer inneren Umfangswand des Aufnahmelochs 14 gebildet, um das Dreh-Begrenzungselement gleitbar aufzunehmen. Demnach wird der Stößel 3 durch das Dreh-Begrenzungselement geführt und wird in der oben-unten-Richtung hin und her bewegt.
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Die Kraftstoffversorgungspumpe 1 ist als eine Reihenpumpe gebildet, welche eine Mehrzahl von Pumpeneinheiten hat, von welchen jede den Kolben 2, den Stößel 3 und die Nocke 13 aufweist, und diese Pumpeneinheiten sind eine nach der anderen in einer axialen Richtung der Nockenwelle angeordnet.
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Die teilweise zylindrische Oberfläche 4 ist eine Gleitoberfläche, welche in dem Schuh 19 gebildet ist und gleitbar eine zylindrische Oberfläche 21 der Walze 18 von einer oberen Seite der Walze 18 berührt, um die Walze 18 drehbar abzustützen. Besonders ist die teilweise zylindrische Oberfläche 4 nach oben weg von einer unteren Endoberfläche des Schuhs 19 ausgespart, und ein Raum, welcher durch die teilweise zylindrische Oberfläche 4 gebildet wird, öffnet sich nach unten. Der Raum, welcher durch die teilweise zylindrische Oberfläche 4 gebildet ist, bildet einen Einpass-Raum 27, in welchen die Walze 18 eingepasst wird. Eine Drehachse Oa der Walze 18 erstreckt sich rechtwinklig zu einer Mittelachse C des Kolbens 2, wie in 2 gezeigt ist.
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Weiterhin bildet in einem Querschnitt (beispielsweise einer Ebene der 2), welcher rechtwinklig zu der Drehachse Oa der Walze 18 ist, die teilweise zylindrische Oberfläche 4 einen Bogen 28 oder wird als ein Bogen 28 gesehen (hierin nachstehend wird hierauf auch Bezug genommen als gleitbar berührender Bogen), welcher bogenförmig um die Drehachse Oa der Walze 18 gekrümmt ist und einen Radius hat, welcher im Allgemeinen derselbe ist wie ein Radius der Walze 18, und der Bogen 28 ist an einer oberen Seite der Drehachse Oa der Walze 18 platziert. In anderen Worten gesagt ist ein Krümmungsradius des Bogens 28 der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 im Allgemeinen derselbe wie ein Krümmungsradius der zylindrischen Oberfläche 21 der Walze 18. Die teilweise zylindrische Oberfläche 4 ist derart konfiguriert, dass ein Mittelpunktswinkel des gleitbar berührenden Bogens 28 geringer ist als 180 Grad. Weiterhin ist die teilweise zylindrische Oberfläche 4 spiegelsymmetrisch um die Mittelachse C des Kolbens 2 und eine Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4.
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Auf diesem Wege kann der Schuh 19 ohne ein Verschwenden des Materials des Schuhs (siehe 6C, 6D) gebildet werden. Beispielsweise in einem Fall jedoch, in dem der Stößelkörper 20 befestigt ist an, d. h. in Kontakt gerät mit dem Gehäuse 11 und an dem oberen Totpunkt gestoppt wird, fällt die Walze 18 von dem Einpass-Raum 27 herunter (siehe 3). Demnach sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste bis dritte Beziehung gewählt. Dadurch wird auch in dem Fall, in dem die Walze 18 herunterfällt, die Drehung der Nockenwelle ermöglicht, um das Stoppen der internen Verbrennungsmaschine zu vermeiden.
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Eine Schicht (Beschichtung) 4a, welche aus Diamant oder einem diamantähnlichen Kohlenstoff gefertigt ist, ist an der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 gebildet, so dass ein Koeffizient der kinetischen Reibung der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 relativ zu der Zylinderoberfläche 21 verringert ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Nichtgleitoberflächen (die Führungsoberflächen) 5 zwei, und diese Nichtgleitoberflächen 5 sind integral in dem Schuh 19 gebildet derart, dass die Nichtgleitoberflächen 5 kontinuierlich sich übergangslos von der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 erstrecken. Besonders ist in der vorliegenden Ausführungsform jede Nichtgleitoberfläche 5 als eine planare Oberfläche gebildet und erstreckt sich von der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 an einer unteren Seite der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 kontinuierlich nach unten. Die Nichtgleitoberfläche 5 berührt die zylindrische Oberfläche 21 der Walze 18 nicht gleitbar während des Normalbetriebs, in welchem die Walze 18 in Kontakt mit der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 gehalten wird. Unter Bezugnahme auf 2 wird in einem Querschnitt, welcher rechtwinklig zu der Drehachse Oa der Walze 18 ist, die Nichtgleitoberfläche 5 als eine gerade Linie gesehen, welche an einer oberen Seite der Drehachse Oa der Walze 18 platziert ist. Besonders erstreckt sich die Nichtgleitoberfläche 5 als eine planare Oberfläche vom dem entsprechenden unteren Ende der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 derart nach unten, dass ein Abstand zwischen der Nichtgleitoberfläche 5 und der zylindrischen Oberfläche 21 in Richtung der unteren Seite der Nichtgleitoberfläche 5 (d. h. in Richtung eines unteren Endes der Nichtgleitoberfläche 5, welche gegenüber der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 in einer Umfangsrichtung der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 ist) zunimmt, wie in 2 gezeigt ist.
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Weiterhin ist das untere Ende der Nichtgleitoberfläche 5 in der unteren Endoberfläche (Boden-Endoberfläche) 19a des Schuhs 19 enthalten. Die untere Endoberfläche 19a des Schuhs 19 und die Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 kann in einer gemeinsamen Ebene (siehe 2) eingeschlossen bzw. enthalten sein. Demnach bildet das untere Ende der Nichtgleitoberfläche 5 einen Öffnungsrand des Einpass-Raums 27. Weiterhin ist die Nichtgleitoberfläche 5 an den zwei Orten vorgesehen, welche spiegelsymmetrisch um die Mittelachse C des Kolbens 2 und die Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 sind.
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Gemäß der ersten Beziehung ist die folgende Ungleichung 1 hinsichtlich eines Hin- und-Her-Beweg-Abstandes X des Kolbens 2 in der oben-unten-Richtung (d. h. ein Abstand zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt des Kolbens 2 in der oben-unten-Richtung) und eines Radius r der Walze 18 (siehe 3) erfüllt. X < r Ungleichung 1
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Die zweite Beziehung ist eine Positionsbeziehung, welche in einem Wiederkontakt-Zustand der Walze 18 erreicht wird, in welcher die Walze 18 den Schuh 19 berührt, wenn die Walze 18 durch die Nocke 13 bei einem Erreichen des unteren Totpunkts der Walze 18 gedrückt und nach oben gehoben wird, nachdem sie von der Walze 18 von dem Schuh 19 weg von der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 an dem oberen Totpunkt des Schuhs 19 in einem imaginären Zustand heruntergefallen ist, in dem der Schuh 19 in dem oberen Totpunkt gestoppt ist (während die Nocke 13 unter Drehung erhalten wird). Gemäß der zweiten Beziehung ist die Drehachse Oa der Walze 18 gegenwärtig (d. h. platziert) zwischen einem Schnittpunkt γ und einem Schnittpunkt δ in einer Ebene A in dem Wiederkontakt-Zustand der Walze 18, wie in 3 gezeigt ist. Der Schnittpunkt γ ist zwischen der Ebene A und einem Liniensegment L. Das heißt, die Ebene A und das Liniensegment L schneiden einander an dem Schnittpunkt γ. Der Schnittpunkt δ ist zwischen der Ebene A und einer geraden Linie M. Das heißt, die Ebene A und die gerade Linie M schneiden sich an dem Schnittpunkt δ. Das Liniensegment L verbindet einen Kontaktpunkt α und einen Kontaktpunkt β. Der Kontaktpunkt α ist zwischen der Nocke 13 und der Walze 18 in dem Wiederkontakt-Zustand, welcher in 3 gezeigt ist. In anderen Worten gesagt berühren die Nocke 13 und die Walze 18 einander an dem Kontaktpunkt α in dem Wiederkontakt-Zustand, welcher in 3 gezeigt ist. Der Kontaktpunkt β ist zwischen der Walze 18 und dem Schuh 19 in dem Wiederkontakt-Zustand, welcher in 3 gezeigt ist, vorgesehen. In anderen Worten gesagt, berühren die Walze 18 und der Schuh 19 einander an dem Kontaktpunkt β in dem Wiederkontakt-Zustand, welcher in 3 gezeigt ist. Die Ebene A ist rechtwinklig zu der oben-unten-Richtung und weist die Drehachse Oa der Walze 18 in dem Wiederkontakt-Zustand, welcher in 3 gezeigt ist, auf. Die gerade Linie M ist rechtwinklig zu der Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 (welche auch als eine Mittelachse des Einpass-Raums 27 dient) und ist parallel zu der oben-unten-Richtung.
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Weiterhin fällt in dem Wiederkontakt-Zustand die Drehachse Oa der Walze 18 nicht mit der Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 zusammen (d. h. der Mittelachse des Einpass-Raums 27) und sie ist von der Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 an der unteren Seite der Mittelachse Ob und an der vorrückenden Seite (advancing side) (der rechten Seite in 3) der Mittelachse Ob abgeschwenkt bzw. abgewichen. Der Kontaktpunkt β ist in dem unteren Ende einer der zwei Nichtgleitoberflächen 5 gebildet, welche an der vorrückenden Seite (der rechten Seite in 3) platziert ist und mit der zylindrischen Oberfläche 21 der Walze 18 Kontakt hat, wenn die Walze 18 durch die Nocke 13 gedrückt und nach oben angehoben wird.
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Die dritte Beziehung ist eine Positionsbeziehung, welche in dem Wiederkontakt-Zustand bei einer Erfüllung der zweiten Beziehung erfüllt ist. Unter Bezugnahme auf 3 ist, gemäß der dritten Beziehung, die folgende Ungleichung 2 hinsichtlich eines Winkels Θ eines Winkels φ und eines Koeffizienten μ der kinetischen Reibung bzw. Bewegungsreibung erfüllt. Der Winkel Θ ist zwischen der oben-unten-Richtung und einer Normalrichtung gebildet, welche normal zu der zylindrischen Oberfläche 21 an dem Kontaktpunkt α ist. Der Winkel φ ist zwischen der oben-unten-Richtung und einer Normalrichtung gebildet, welche normal zu der zylindrischen Oberfläche 21 an dem Kontaktpunkt β ist. Der Koeffizient μ der kinetischen Reibung ist ein Koeffizient der kinetischen Reibung an dem Kontaktpunkt β. sin(φ – Θ)·cosφ/cosθ > μ Ungleichung 2
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Hier muss, um die Walze 18 in den Wiederkontakt-Zustand in Richtung des Einpass-Raums 27 zu bewegen, der folgende Zustandsausdruck 1 erfüllt sein, wenn eine Anlagekraft (Kontaktkraft) F1, welche von der Nocke 13 auf die Walze 18 an dem Kontaktpunkt α ausgeübt wird, und eine Anlagekraft (Kontaktkraft) F2, welche von der Nichtgleitoberfläche 5 auf die Walze 18 an dem Kontaktpunkt β ausgeübt wird, verwendet werden. sin(φ – Θ)·F1 > μ·F2 Zustandsausdruck 1
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Weiterhin ist der folgende Zustandsausdruck 2 aufgrund des Kräftegleichgewichts in der oben-unten-Richtung in dem Wiederkontakt-Zustand erfüllt. F1·cosΘ = F2·(cosφ + μ·sinφ) Zustandsausdruck 2
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Die Ungleichung 2 wird erhalten durch ein Entfernen bzw. Streichen der Anlagekraft F1 und der Anlagekraft F2 aus den Zustandsausdrücken 1 und 2.
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Nun werden Vorteile der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
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In der Kraftstoffversorgungspumpe 1 der vorliegenden Ausführungsform ist die teilweise zylindrische Oberfläche 4 eine Gleitoberfläche, welche in dem Schuh 19 gebildet ist und die zylindrische Oberfläche 21 der Walze 18 von der oberen Seite der Walze 18 gleitbar berührt, um die Walze 18 drehbar abzustützen. Der Bogen 28 ist auf der oberen Seite der Drehachse Oa der Walze 18 platziert und der Mittelpunktswinkel des Bogens 28 ist weniger als 180 Grad. Gemäß der ersten Beziehung ist die Ungleichung 1 erfüllt.
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Dadurch kann, auch wenn die Walze 18 von dem Schuh 19 herabfällt, die Nichtgleitoberfläche 5 das übermäßige Dezentrieren der Walze 18 und das Drehen der Walze 18 (siehe 5A und 5B) beschränken, um den Kontakt der Ecke der Walze 18 mit der Innenwand des Gehäuses 11 zu beschränken. Demnach ist, auch wenn das Herabfallen der Walze 18 auftritt, die Drehung der Nockenwelle ermöglicht, um das Stoppen der internen Verbrennungsmaschine zu vermeiden.
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Weiterhin ist in der Kraftstoffversorgungspumpe 1 die zweite Beziehung die Positionsbeziehung in dem Wiederkontakt-Zustand. Gemäß der zweiten Beziehung ist die Drehachse Os der Walze 18 zwischen dem Schnittpunkt γ und dem Schnittpunkt δ in der Ebene A gegenwärtig.
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Dadurch agiert eine resultierende Kraft der Anlagekraft F1 und der Anlagekraft F2 gegen die Walze 18 in einer Einpass-Richtung, welche eine Richtung zum Einpassen der Walze 18 in den Einpass-Raum 27 ist. Demnach kann, auch in dem Fall, in dem die Walze 18 von dem Schuh 19 herabfällt, die Walze 18 in den Einpass-Raum 27 wieder eingepasst werden. Demnach kann die Drehung der Nockenwelle zuverlässiger aufrechterhalten werden, um das Stoppen der internen Verbrennungsmaschine zu vermeiden.
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Ferner ist in der Kraftstoffversorgungspumpe 1 die dritte Beziehung die Positionsbeziehung in dem Wiederkontakt-Zustand. Gemäß der dritten Beziehung ist die Ungleichung 2 erfüllt.
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Dadurch ist es, wenn die Winkel Θ, φ und der Koeffizient μ der kinetischen Reibung gewählt sind, so dass sie die Ungleichung 2 erfüllen, möglich, die Kraftstoffversorgungspumpe 1 vorzusehen, welche die Drehung der Nockenwelle, auch in dem imaginären Zustand, hinsichtlich des Koeffizienten μ der kinetischen Reibung aufrechterhalten kann.
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Weiterhin erstreckt sich in der Kraftstoffversorgungspumpe 1 die Nichtgleitoberfläche 5 von der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 an der unteren Seite der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 kontinuierlich nach unten und berührt die zylindrische Oberfläche 21 der Walze 18 nicht gleitbar. In dem Querschnitt, welcher rechtwinklig zu der Drehachse Oa der Walze 18 ist, wird die Nichtgleitoberfläche 5 als die gerade Linie gesehen, welche an der oberen Seite der Drehachse Oa der Walze 18 platziert ist, wie in 3 gezeigt ist.
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Auf diesem Weg wird das untere Ende der Nichtgleitoberfläche 5 der Öffnungsrand des Einpass-Raumes 27. Demnach berührt der Öffnungsrand des Einpass-Raums 27 die zylindrische Oberfläche 21 nicht gleitbar. Demnach greift, auch wenn die Abweichung zwischen der Mittelachse Ob der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 und der Drehachse Oa der Walze 18 auftritt, die Walze 18 nicht in den Öffnungsrand des Einpass-Raums 27 ein und kann gedreht werden.
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Nun werden Abwandlungen der Ausführungsform beschrieben werden.
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In der Kraftstoffversorgungspumpe 1 der obigen Ausführungsform wird die Nichtgleitoberfläche 5 als die gerade Linie, welche an der oberen Seite der Drehachse Oa der Walze 18 platziert ist, und zwar in dem Querschnitt, welcher rechtwinklig zu der Drehachse Oa der Walze 18 ist, gesehen. Alternativ kann, wie in 4 gezeigt ist, anstelle der Nichtgleitoberfläche 5 eine Nichtgleitoberfläche (Führungsoberfläche) 5a, welche als eine gekrümmte Oberfläche gebildet ist, vorgesehen sein. Besonders ist die Nichtgleitoberfläche 5a derart gebildet, dass die Nichtgleitoberfläche 5a als eine gekrümmte Linie gesehen wird, welche an der oberen Seite der Drehachse Oa der Walze 18 in dem Querschnitt, welcher rechtwinklig zu der Drehachse Oa der Walze 18 in dem Normalbetriebszustand ist, welcher in 4 gezeigt ist, platziert ist. In 4 ist die gekrümmte Linie der Nichtgleitoberfläche 5a in Richtung der Walze 18 konvex. Alternativ kann die gekrümmte Linie der Nichtgleitoberfläche 5a von der Walze 18 weg konkav ausgebildet sein. In solch einem Fall kann beispielsweise die Nichtgleitoberfläche 5a als eine Bogenoberfläche gebildet sein, welche von der Walze 18 weg konkav gebildet ist und einen Krümmungsradius hat, welcher größer ist als der Krümmungsradius des Bogens 28 der teilweise zylindrischen Oberfläche 4. Zusätzlich kann die Nichtgleitoberfläche 5 der obigen Ausführungsform abgewandelt werden, so dass sie eine Kombination der planaren Oberfläche und der gekrümmten Oberfläche aufweist. Ebenso ist die gekrümmte Oberfläche der Nichtgleitoberfläche nicht notwendigerweise die Bogenoberfläche, und sie kann ein beliebiger Typ von gekrümmter Oberfläche sein.
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Weiterhin kontaktiert in der Kraftstoffversorgungspumpe 1 der obigen Ausführungsform die zylindrische Oberfläche 21 der Walze 18 das untere Ende der Nichtgleitoberfläche 5 und dadurch wird der Kontaktpunkt β in dem unteren Ende der Nichtgleitoberfläche 5 gebildet. Alternativ kann die Nichtgleitoberfläche 5 beseitigt bzw. eliminiert werden. In solch einem Fall kann die zylindrische Oberfläche 21 der Walze 18 ein unteres Ende der teilweisen zylindrischen Oberfläche 4 berühren und dadurch bildet das untere Ende der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 den Kontaktpunkt β.
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Weiterhin ist in der obigen Ausführungsform der Mittelpunktswinkel des Bogens 28 der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 gewählt, so dass er weniger als 180 Grad ist. Alternativ kann der Mittelpunktswinkel des Bogens 28 der teilweise zylindrischen Oberfläche 4 gewählt sein, so dass er gleich 180 Grad ist, wenn dies erwünscht ist. In einem solchen Fall können sich die Nichtgleitoberflächen 5, 5A an der unteren Seite der Mittelachse Oa der Walze 18 in dem Zustand, welcher in 2 oder 4 gezeigt ist, erstrecken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-505058 A [0003, 0004, 0007]
- US 2010/0037865 A1 [0003, 0004, 0007]
- DE 102009056304 A1 [0012, 0012, 0013]
