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Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennummer
JP 2014-263146 A , die am 25. Dezember 2014 angemeldet worden ist, und beansprucht deren Priorität, wobei deren Inhalt unter Bezugnahme vollständig hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft allgemein ein Strömungssteuerventil und auch eine Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung, in die das Strömungssteuerventil einbezogen ist.
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Strömungssteuerventile sind aus der
US 7 171 977 B2 , der
US 2 349 416 A , der
JP H05- 14 766 U , der
WO 2008/ 120 349 A1 , der
DE 10 2007 000 462 A1 und der
US 3 971 406 A bekannt. Die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
US 2014 / 0 216 574 A1 (auch als japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
US 2014 / 0 216 574 A1 veröffentlicht) offenbart ferner ein Strömungssteuerventil, das für eine Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung verwendet werden kann. Das Strömungssteuerventil ist ein Druckeinstellventil, das ein Überdruck-Druckeinstellventil und ein Unterdruck-Druckeinstellventil zum Aufrechterhalten eines Drucks innerhalb eines Kraftstofftanks bei einem geeigneten Druck umfasst, wenn der Kraftstofftank geschlossen ist.
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In jedem des Überdruck-Druckeinstellventils und des Unterdruck-Druckeinstellventils ist ein ringförmiges Dichtungselement zwischen einem Ventilelement und einem Ventilsitz angeordnet. Das Ventilelement kann sich so bewegen, dass es auf dem Ventilsitz aufliegt, und es kann sich von dem Ventilsitz wegbewegen. Das ringförmige Dichtungselement kann zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz eine elastische Abdichtung bewirken, wenn das Ventilelement zum Schließen des Ventils auf dem Ventilsitz aufliegt. Das Dichtungselement umfasst einen ringförmigen Basisabschnitt, der an dem Ventilelement angebracht ist. Eine Dichtlippe ragt zum elastischen Kontaktieren des Ventilsitzes schräg einwärts in der axialen Richtung von dem Basisabschnitt vor.
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Zum Sicherstellen der Dichtungseigenschaften der Dichtlippe des Dichtungselements kann es erforderlich sein, dass die Dichtlippe so ausgebildet ist, dass sie in einem gewissen Ausmaß leicht elastisch verformt werden kann. Wenn sich die Dichtlippe leicht verformen kann, kann die Dichtlippe jedoch nach oben gedreht werden, wenn sich das Ventilelement in einer Schließposition befindet. Das nach oben Drehen der Dichtlippe kann aufgrund der Einwirkung des Fluiddrucks auf die Dichtlippe in der entgegengesetzten Richtung, d.h., einer Richtung radial von der Außenseite zu der Innenseite, verursacht werden. Wenn dies stattfindet, können die Abdichtungseigenschaften der Dichtlippe verschlechtert werden.
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Im Hinblick auf die vorstehend diskutierten Herausforderungen besteht in dem Fachgebiet ein Bedarf für eine Technik, die ein nach oben Drehen einer Dichtlippe eines Dichtungselements hemmt, so dass eine Verbesserung in Bezug auf die Abdichtungseigenschaften erreicht werden kann.
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In einem Aspekt gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Strömungssteuerventil ein Ventilgehäuse umfassen, das einen Strömungsdurchgang festlegt. Das Strömungssteuerventil kann ferner eine erste Ventilvorrichtung und eine zweite Ventilvorrichtung umfassen, die in dem Strömungsdurchgang angeordnet sind und jeweils ein Ventilelement, einen Ventilsitz und ein Dichtungselement umfassen. Das Ventilelement kann relativ zu dem entsprechenden Ventilsitz zum Öffnen und Schließen des Strömungsdurchgangs bewegbar sein. Das Dichtungselement kann zwischen dem entsprechenden Ventilelement und dem entsprechenden Ventilsitz angeordnet sein und so ausgebildet sein, dass es eine elastische Abdichtung zwischen diesen bereitstellt, wenn sich das entsprechende Ventilelement in einer Schließposition befindet. Das Ventilelement der ersten Ventilvorrichtung kann sich in einer ersten Schließrichtung in die Richtung der Schließposition bewegen. Das Ventilelement der zweiten Ventilvorrichtung kann sich in einer zweiten Schließrichtung in die Richtung der Schließposition bewegen. Die zweite Schließrichtung kann entgegengesetzt zur ersten Schließrichtung sein. Das Dichtungselement von mindestens einer der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung kann einen Basisabschnitt, der zum Anbringen an eines des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes ausgebildet ist, eine Dichtlippe, die sich von dem Basisabschnitt erstreckt und zum elastischen Kontaktieren des anderen des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes ausgebildet ist, und eine Vorrichtung zum Hemmen eines nach oben Drehens umfassen, die so ausgebildet ist, dass sie ein nach oben Drehen der Dichtlippe aufgrund einer Differenz bei dem Druck zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des Strömungsdurchgangs in Bezug auf das Dichtungselement der mindestens einen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung hemmt, wenn sich das entsprechende Ventilelement in der Schließposition befindet.
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In einer Ausfuhrungsform kann ein Strömungssteuerventil ein Ventilgehäuse, das einen Strömungsdurchgang festlegt, der einen ersten Durchgangsabschnitt und einen zweiten Durchgangsabschnitt umfasst, die miteinander in Verbindung stehen, und eine erste Ventilvorrichtung und eine zweite Ventilvorrichtung umfassen, die jeweils ein Ventilelement, einen Ventilsitz, eine Drückvorrichtung und ein ringförmiges Dichtungselement umfassen. Das Ventilelement kann zum Öffnen und Schließen des Strömungsdurchgangs relativ zu dem entsprechenden Ventilsitz bewegbar sein. Das Dichtungselement kann zwischen dem entsprechenden Ventilelement und dem entsprechenden Ventilsitz angeordnet sein und elastisch zwischen diesen abdichten, wenn sich das entsprechende Ventilelement in einer Schließposition befindet. Die Drückvorrichtung der ersten Ventilvorrichtung kann das entsprechende Ventilelement in eine erste Schließrichtung drücken, die einer Richtung des Strömens von Fluid von dem ersten Durchgangsabschnitt zu dem zweiten Durchgangsabschnitt entgegengesetzt ist. Die Drückvorrichtung der zweiten Ventilvorrichtung kann das entsprechende Ventilelement in eine zweite Schließrichtung drücken, die der ersten Schließrichtung entgegengesetzt ist. Das Dichtungselement von mindestens einer der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung kann einen ringförmigen Basisabschnitt, der zum Anbringen an eines des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes ausgebildet ist, eine konische röhrenförmige Dichtlippe, die schräg einwärts in einer axialen Richtung von dem Basisabschnitt vorragt und zum elastischen Kontaktieren des anderen des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes ausgebildet ist, und eine ringförmige rippenförmige Vorwölbung umfassen, die so angeordnet ist, dass sie einen Außenumfang der Dichtlippe umgibt und zum elastischen Kontaktieren des anderen des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Dichtungselement der ersten Ventilvorrichtung das Dichtungselement umfassen, das den Basisabschnitt, die konische röhrenförmige Dichtlippe und die ringförmige rippenförmige Vorwölbung umfasst, und/oder das Dichtungselement der zweiten Ventilvorrichtung kann das Dichtungselement umfassen, das den Basisabschnitt, die konische röhrenförmige Dichtlippe und die ringförmige rippenförmige Vorwölbung umfasst.
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Durch diese Anordnung kann die Dichtlippe, wenn sich das Ventilelement der mindestens einen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung in der geschlossenen Position befindet, elastisch das andere des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes elastisch kontaktieren und die rippenförmige Vorwölbung kann das andere des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes an einer Position auf der Außenumfangsseite der Dichtlippe elastisch kontaktieren. Daher kann eine Abdichtung zwischen dem entsprechenden Ventilelement und dem entsprechenden Ventilsitz gebildet werden. Darüber hinaus kann die rippenförmige Vorwölbung den Fluiddruck sperren, der radial von der Außenseite zu der Innenseite ausgeübt wird. Als Ergebnis kann ein potenzielles nach oben Drehen der Dichtlippe des Dichtungselements verhindert werden, wodurch eine Verbesserung in Bezug auf die Abdichtungseigenschaften erreicht werden kann.
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Wenn auf das Dichtungselement der mindestens einen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung keine Belastung ausgeübt wird, kann ein vorderes Ende in der axialen Richtung der rippenförmigen Vorwölbung auf einer Seite des Basisabschnitts in Bezug auf ein vorderes Ende in der axialen Richtung der Dichtlippe angeordnet werden.
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Durch diese Anordnung kann, wenn sich das Ventilelement der mindestens einen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung in die Richtung der offenen Position bewegt, sich die rippenförmige Vorwölbung von dem anderen des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes trennen oder davon wegbewegen, bevor die Dichtlippe von dem anderen des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes getrennt wird oder sich davon wegbewegt. Andererseits kann, wenn sich das Ventilelement der mindestens einen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung in die Richtung der Schließposition bewegt, die Dichtlippe das andere des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes kontaktieren, bevor die rippenförmige Vorwölbung das andere des entsprechenden Ventilelements und des entsprechenden Ventilsitzes kontaktiert.
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Das Ventilelement der ersten Ventilvorrichtung und das Ventilelement der zweiten Ventilvorrichtung können koaxial zueinander angebracht sein. Der Ventilsitz der ersten Ventilvorrichtung kann an dem Ventilgehäuse angeordnet sein, während der Ventilsitz der zweiten Ventilvorrichtung an dem Ventilelement der ersten Ventilvorrichtung angeordnet sein kann.
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Durch diese Anordnung kann eine Verminderung der Größe des Strömungssteuerventils erreicht werden.
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Die erste Ventilvorrichtung kann ein Überdruck-Druckentlastungsventil sein, das so ausgebildet ist, dass es geöffnet wird, wenn der Druck innerhalb des ersten Durchgangsabschnitts nicht weniger als ein vorbestimmter Überdruckwert ist, während die zweite Ventilvorrichtung ein Unterdruck-Druckentlastungsventil sein kann, das so ausgebildet ist, dass es geöffnet wird, wenn der Druck innerhalb des ersten Durchgangsabschnitts weniger als ein vorbestimmter Unterdruckwert ist.
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Durch diese Anordnung kann eine Verbesserung bezüglich der Ventilöffnungsgenauigkeit des Unterdruck-Druckentlastungsventils erreicht werden. D.h., in vielen Fällen können der vorbestimmte Überdruckwert des Überdruck-Druckentlastungsventils und der vorbestimmte Unterdruckwert des Unterdruck-Druckentlastungsventils so eingestellt werden, dass „vorbestimmter Überdruckwert“ > „vorbestimmter Unterdruckwert“ ist. In diesem Fall kann die Druckkraft der Drückvorrichtung der zweiten Ventilvorrichtung kleiner sein als die Druckkraft der Drückvorrichtung der ersten Ventilvorrichtung, so dass eine Verbesserung bei der Genauigkeit bei dem Ventilöffnungsvorgang des Unterdruck-Druckentlastungsventils erreicht werden kann.
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Das Dichtungselement der ersten Ventilvorrichtung und das Dichtungselement der zweiten Ventilvorrichtung können unter Bildung eines einzelnen Dichtungselements integriert werden, und das einzelne Dichtungselement kann an dem Ventilelement der ersten Ventilvorrichtung angeordnet sein.
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Durch diese Anordnung kann eine Verminderung der Anzahl von Komponenten des Dichtungselements erreicht werden und es kann eine Verbesserung in Bezug auf die Einfachheit der Montage an dem Ventilelement der ersten Ventilvorrichtung erreicht werden.
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Die Drückvorrichtung der mindestens einen der ersten Ventilvorrichtung und der zweiten Ventilvorrichtung kann eine Schraubenfeder sein, die koaxial mit der rippenförmigen Vorwölbung angeordnet ist und einen Schraubendurchmesser aufweist, der mit dem Durchmesser der rippenförmigen Vorwölbung identisch oder im Wesentlichen identisch ist.
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Durch diese Anordnung kann die Druckkraft der Schraubenfeder effizient auf die rippenförmige Vorwölbung ausgeübt werden, wodurch die Abdichtungseigenschaften der rippenförmigen Vorwölbung verbessert werden können.
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In einem anderen Aspekt gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Strömungssteuervorrichtung eine von Komponenten einer Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung sein. Die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung kann einen Dampfdurchgang, der so ausgebildet ist, dass er eine Übertragung eines Fluids zwischen einem Kraftstofftank und einem Behälter bzw. Kanister ermöglicht, und ein Schließventil aufweisen, das in dem Dampfdurchgang angeordnet ist und zum Öffnen und Schließen des Dampfdurchgangs ausgebildet ist. Das Schließventil kann das Strömungssteuerventil umfassen und kann ferner ein elektrisches Ventil, das zum Einstellen einer Flussrate des Fluids elektrisch gesteuert ist, und einen Umgehungsdurchgang umfassen, der mit dem Dampfdurchgang zum Umgehen des elektrischen Ventils verbunden ist. Die Strömungssteuervorrichtung kann in dem Umgehungsdurchgang angeordnet sein.
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Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Patentansprüchen und den beigefügten Zeichnungen, worin:
- 1 eine schematische Ansicht ist, die den Aufbau einer Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
- 2 eine Querschnittsansicht eines Strömungssteuerventils der Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung ist;
- 3 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts III in der 2 ist;
- 4 eine Ansicht von Ventilelementen des Strömungssteuerventils von unten ist;
- 5 eine Ansicht eines Dichtungselements des Strömungssteuerventils von unten ist;
- 6 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in der 5 ist;
- 7 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts VII in der 6 ist;
- 8 eine Querschnittsansicht betrachtet von einer Vorderseite eines Überdruck-Druckentlastungsventils des Strömungssteuerventils in einem offenen Zustand ist;
- 9 eine Querschnittsansicht betrachtet von einer Vorderseite eines Unterdruck-Druckentlastungsventils des Strömungssteuerventils in einem offenen Zustand ist;
- 10 eine Querschnittsansicht eines Strömungssteuerventils gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
- 11 eine Querschnittsansicht eines Strömungssteuerventils gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
- 12 eine Querschnittsansicht eines Strömungssteuerventils gemäß einer vierten Ausführungsform ist; und
- 13 eine Querschnittsansicht eines Strömungssteuerventils gemäß einer fünften Ausführungsform ist.
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[Erste Ausführungsform]
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Eine erste Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben. Ein Strömungssteuerventil 56 gemäß einer ersten Ausführungsform kann für eine Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 verwendet werden, die an einem Fahrzeug, wie z.B. einem Automobil, montiert sein kann. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird das Strömungssteuerventil 56 nach der Beschreibung der Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 beschrieben.
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Wie es in der 1 gezeigt ist, kann die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 für ein Motorsystem 10 eines Fahrzeugs verwendet werden. Das Motorsystem 10 kann einen Motor 14, wie z.B. einen Verbrennungsmotor, und einen Kraftstofftank 15 zum Lagern von Kraftstoff umfassen, der dem Motor 14 zugeführt werden soll. Der Kraftstofftank 15 kann eine Einlassleitung 16 umfassen. Die Einlassleitung 16 kann an deren oberen Ende eine Betankungsöffnung aufweisen, so dass über die Betankungsöffnung Kraftstoff in den Kraftstofftank 15 gefüllt werden kann. Ein Tankdeckel 17 kann an der Betankungsöffnung zum Öffnen und Schließen derselben abnehmbar angebracht sein. Eine Entlüftungsleitung 18 kann eine Verbindung zwischen dem Inneren des oberen Endabschnitts der Einlassleitung 16 und einem Gasraumabschnitt in dem Kraftstofftank 15 bereitstellen.
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Eine Kraftstoffzuführungsvorrichtung 19 kann innerhalb des Kraftstofftanks 15 angeordnet sein. Die Kraftstoffzuführungsvorrichtung 19 kann eine Kraftstoffpumpe 20 umfassen, die den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 15 pumpen und mit Druck beaufschlagen kann, bevor der Kraftstoff aus der Kraftstoffpumpe 20 ausgetragen wird. Die Kraftstoffzuführungsvorrichtung 19 kann ferner einen Vorratsgeber 21 zum Erfassen des Oberflächenpegels des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 15 gelagert ist, und einen Tankinnendrucksensor 22 umfassen, der den Druck von Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank 15 gelagert ist, erfassen kann (nachstehend als „Tankinnendruck“ bezeichnet). Beispielsweise kann der Tankinnendrucksensor 22 den Tankinnendruck als relativen Druckwert bezogen auf den Atmosphärendruck erfassen. Der Kraftstoff, der von innerhalb des Kraftstofftanks 15 durch die Kraftstoffpumpe 20 gepumpt wird, kann dem Motor 14 mittels eines Kraftstoffzuführungsdurchgangs 24 und einer Abgabeleitung 26 zugeführt werden. Die Abgabeleitung 26 kann Injektoren (Kraftstoffeinspritzventile) 25 umfassen, so dass Kraftstoff von jedem Injektor 25 in einen Ansaugdurchgang 27 eingespritzt werden kann. Die Anzahl der Injektoren 25 kann der Anzahl von Brennkammern des Motors 14 entsprechen. Eine Luftreinigungseinrichtung 28, ein Luftmassenmesser 29, eine Drosselklappe 30, usw., können in dem Ansaugdurchgang 27 angeordnet sein.
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Die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 kann einen Dampfdurchgang 31, einen Spüldurchgang 32 und einen Behälter bzw. Kanister 34 umfassen. Ein Ende (stromaufwärtiges Ende) des Dampfdurchgangs 31 kann sich in einer Fluidverbindung mit dem Gasraum in dem Kraftstofftank 15 befinden. Das andere Ende (stromabwärtiges Ende) des Dampfdurchgangs 31 kann sich in einer Fluidverbindung mit dem Inneren des Behälters 34 befinden. Ein Ende (stromaufwärtiges Ende) des Spüldurchgangs 32 kann sich in einer Fluidverbindung mit dem Inneren des Behälters 34 befinden. Das andere Ende (stromabwärtiges Ende) des Spüldurchgangs 32 kann sich in einer Fluidverbindung mit einem Teil des Ansaugdurchgangs 27 auf der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe 30 befinden. Der Behälter 34 kann Aktivkohle (nicht gezeigt) als Adsorptionsmaterial enthalten. Der Kraftstoffdampf, der in dem Kraftstofftank 15 erzeugt wird, kann über den Dampfdurchgang 31 in den Behälter 34 strömen und durch das Adsorptionsmaterial (Aktivkohle), das in dem Behälter 34 enthalten ist, adsorbiert werden.
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An dem stromaufwärtigen Endabschnitt des Dampfdurchgangs 31 können ein bordseitiges Betankungsdampfrückgewinnungsventil (ORVR-Ventil) 35 und ein Kraftstoffsperrventil 36 bereitgestellt sein. Das ORVR-Ventil 35 und das Kraftstoffsperrventil 36 können in dem Gasraum des Kraftstofftanks 15 angeordnet sein. Das ORVR-Ventil 35 kann ein Füllverhinderungsventil sein. Das Füllverhinderungsventil kann ein Schwimmerventil (nicht gezeigt) umfassen, das gemäß der Bewegung eines Schwimmers (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden kann, der aufgrund seines Auftriebs auf der Kraftstoffoberfläche schwimmt. Wenn der Kraftstoffpegel des Kraftstofftanks 15 weniger als ein voller Pegel ist, kann das Schwimmerventil geöffnet werden. Wenn der Kraftstoff durch Betanken in den Kraftstofftank 15 gefüllt wird, bis der Kraftstoffoberflächenpegel auf den vollen Pegel angestiegen ist, kann das Schwimmerventil geschlossen werden, so dass der Dampfdurchgang 31 gesperrt werden kann. Wenn der Dampfdurchgang 31 durch das ORVR-Ventil 35 gesperrt ist, kann die Einlassleitung 16 teilweise mit dem Kraftstoff gefüllt werden, so dass ein automatischer Stoppmechanismus einer Kraftstoffzapfpistole (nicht gezeigt) zum Stoppen der Zuführung von Kraftstoff aktiviert wird. Das Kraftstoffsperrventil 36 kann auch ein Schwimmerventil (nicht gezeigt) umfassen, das gemäß der Bewegung eines Schwimmers (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen werden kann, der aufgrund seines Auftriebs auf der Kraftstoffoberfläche schwimmt. Das Schwimmerventil kann normalerweise in der offenen Position gehalten werden und kann z.B. geschlossen werden, wenn sich das Fahrzeug bei einem Unfall überschlagen hat, wodurch verhindert werden kann, dass der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 15 in den Dampfdurchgang 31 strömt.
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Ein Schließventil 38 kann in dem Dampfdurchgang 31 an einer Position entlang des Dampfdurchgangs 31 angeordnet sein. Das Schließventil 38 kann ein elektrisches Ventil 52, einen Umgehungsdurchgang 54 und ein Strömungssteuerventil 56 umfassen. Das elektrische Ventil 52 kann ein motorbetriebenes Ventil sein, das z.B. einen Schrittmotor und eine Steuereinrichtung umfasst, die ein Ventilöffnungsausmaß eines Ventilelements (nicht gezeigt) durch Steuern einer Hubbewegung des Ventilelements einstellt. D.h., das elektrische Ventil 52 kann die Flussrate eines Gemischs aus Luft und Kraftstoffdampf (nachstehend als „Kraftstoff-enthaltendes Gas“ bezeichnet), das durch den Dampfdurchgang 31 strömt, mittels der elektrischen Steuerung des Schrittmotors einstellen. Das elektrische Ventil 52 kann auf der Basis eines Ansteuerungssignals geöffnet und geschlossen werden, das von einer Motorsteuereinheit (nachstehend als „ECU“ bezeichnet) 45 ausgegeben werden kann. Der Umgehungsdurchgang 54 kann derart mit dem Dampfdurchgang 31 verbunden sein, dass er das elektrische Ventil 52 umgeht. Das Strömungssteuerventil 56 kann in dem Umgehungsdurchgang 54 an einer Position entlang des Umgehungsdurchgangs 54 angeordnet sein. Das Strömungssteuerventil 56 kann dazu dienen, den Druck in dem Kraftstofftank 15 bei einem geeigneten Niveau zu halten, wenn das elektrische Ventil 52 geschlossen ist. Das Strömungssteuerventil 56 wird später detailliert beschrieben.
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Ein Spülventil 40 kann in dem Spüldurchgang 32 an einer Position entlang des Spüldurchgangs 32 angeordnet sein. Das Spülventil 40 kann durch die Steuerung der ECU 45 derart geöffnet und geschlossen werden, dass das Ventilöffnungsausmaß des Spülventils 40 der Flussrate eines Spülgases (d.h., des Kraftstoffdampf-enthaltenden Gases, das zu dem Motor 14 gespült werden soll), die durch die ECU 45 berechnet worden ist, entspricht, wodurch eine sogenannte Spülsteuerung durchgeführt werden kann. Das Spülventil 40 kann einen Schrittmotor (nicht gezeigt) und eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt) umfassen, die ein Ventilöffnungsausmaß eines Ventilelements (nicht gezeigt) durch Steuern einer Hubbewegung des Ventilelements einstellen können. Alternativ kann das Spülventil 40 ein elektromagnetisches Ventil oder ein Solenoidventil umfassen, das in dem nicht-angeregten Zustand geschlossen sein kann und bei einer Anregung geöffnet werden kann.
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Ein Atmosphärendurchgang 42 kann ein Ende aufweisen, das in einer Fluidverbindung mit dem Behälter 34 steht. Das andere Ende des Atmosphärendurchgangs 42 kann zur Atmosphäre hin geöffnet sein. Ein Luftfilter 43 kann in dem Atmosphärendurchgang 42 an einer Position entlang des Atmosphärendurchgangs 42 angeordnet sein.
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Zusätzlich zu dem Tankinnendrucksensor 22, dem elektrischen Ventil 52 des Schließventils 38 und dem Spülventil 40 können mit der ECU 45 ein Deckelschalter 46, eine Deckelöffnungseinrichtung 47, eine Anzeigevorrichtung 49, usw., verbunden sein. Eine manuelle Deckel-Öffnungs/Schließ-Vorrichtung (nicht gezeigt) kann mit der Deckelöffnungseinrichtung 47 gekoppelt sein und ein manuelles Öffnen und Schließen eines Deckels 48 ermöglichen, der an der Betankungsöffnung angebracht sein kann. Der Deckel 48 kann einen Verriegelungsmechanismus (nicht gezeigt) umfassen, der den Deckel 48 zum Schließen der Betankungsöffnung lösbar an einer Schließposition verriegeln kann. Die Deckelöffnungseinrichtung 47 kann so betrieben werden, dass die Verriegelung des Verriegelungsmechanismus des Deckels 48 gelöst wird. Der Deckelschalter 46 kann ein Signal zum Lösen der Verriegelung des Deckels 48 an die ECU 45 ausgeben. Wenn ein Signal zum Lösen der Verriegelung von der ECU 45 an die Deckelöffnungseinrichtung 47 ausgegeben wird und/oder wenn die manuelle Deckel-Öffnungs/Schließ-Vorrichtung für ein manuelles Öffnen des Deckels 48 betätigt wird, kann die Deckelöffnungseinrichtung 47 die Verriegelung des Deckels 48 lösen.
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Als nächstes werden die grundlegenden Betriebsvorgänge der Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 beschrieben. In der folgenden Erläuterung wird davon ausgegangen, dass sich das Strömungssteuerventil 56 des Schließventils 38 im normalen Zustand im geschlossenen Zustand befindet.
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(1) Betrieb während des Stillstands des Fahrzeugs (d.h., während des Parkens oder während das Fahrzeug steht)
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Wenn das Fahrzeug nicht fährt, kann das elektrische Ventil 52 des Schließventils 38 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Daher kann kein Kraftstoffdampf in dem Kraftstofftank 15 in den Behälter 34 strömen. Darüber hinaus kann keine Luft von dem Behälter 34 in den Kraftstofftank 15 strömen. Das Spülventil 40 kann ebenfalls im geschlossenen Zustand gehalten werden. Wenn das elektrische Ventil 52 z.B. während des Stillstands der Fahrzeugs geschlossen ist, kann der Druck in dem Kraftstofftank 15 durch das Strömungssteuerventil 56 bei einem geeigneten Wert gehalten werden, wie es später beschrieben wird.
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(2) Betrieb während des Fahrens des Fahrzeugs
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Wenn sich während des Fahrens des Fahrzeugs ein vorbestimmter Spülzustand einstellt, kann die ECU 45 eine Spülsteuerung zum Desorbieren des Kraftstoffdampfs von dem Behälter 34 und zum Spülen des Spülgases (d.h., des Gemischs von Luft und Kraftstoffdampf) zu dem Motor 14 durchführen. Bei der Spülsteuerung kann das Spülventil 40 geöffnet und geschlossen werden. Wenn das Spülventil 40 geöffnet wird, kann ein Unterdruck der Ansaugluft, der in dem Ansaugdurchgang 27 des Motors 14 erzeugt wird, mittels des Spüldurchgangs 32 auf das Innere des Behälters 34 ausgeübt werden. Als Ergebnis kann der Kraftstoffdampf, der durch den Behälter 34 adsorbiert worden ist, desorbiert und zusammen mit der Atmosphärenluft, die mittels des Atmosphärendurchgangs 32 zugeführt wird, in den Ansaugdurchgang 27 gespült werden. Das Spülgas, das zu dem Ansaugdurchgang 27 gespült wird, kann in den Motor 14 strömen, so dass Kraftstoff, der in dem Spülgas enthalten ist, in dem Motor 14 verbrannt werden kann. Die ECU 45 kann das elektrische Ventil 52 des Schließventils 38 so steuern, dass es geöffnet ist, solange der Spülvorgang des Kraftstoffdampfs durchgeführt wird. Daher kann der Tankinnendruck des Kraftstofftanks 15 bei einem Wert gehalten werden, der nahe am Atmosphärendruck liegt.
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(3) (Vorgang während des Betankens)
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Wenn der Deckelschalter 46 betätigt wird, wenn das Fahrzeug nicht fährt, kann die ECU 45 das elektrische Ventil 52 des Schließventils 38 so steuern, dass es geöffnet wird. In diesem Fall kann der Kraftstoffdampf, wenn der Tankinnendruck des Kraftstofftanks 15 höher ist als der Atmosphärendruck, in dem Kraftstofftank 15 gleichzeitig mit dem Öffnen des elektrischen Ventils 52 des Schließventils 38 mittels des Dampfdurchgangs 31 in den Behälter 34 strömen und kann durch das Adsorptionsmaterial in dem Behälter 34 adsorbiert werden. Dies kann verhindern, dass der Kraftstoffdampf in die Atmosphäre gelangt. Gleichzeitig kann der Tankinnendruck des Kraftstofftanks 15 auf einen Wert vermindert werden, der nahe bei Atmosphärendruck liegt. Wenn der Tankinnendruck des Kraftstofftanks 15 auf einen Wert vermindert wird, der nahe bei Atmosphärendruck liegt, kann die ECU 45 ein Signal an die Deckelöffnungseinrichtung 47 zum Lösen der Verriegelung des Deckels 48 ausgeben. Die Deckelöffnungseinrichtung 47, die das Signal zum Lösen der Verriegelung des Deckels 48 erhalten hat, kann den Deckel 48 entriegeln, so dass das Öffnen des Deckels 48 möglich wird. Mit dem Betanken des Kraftstofftanks 15 kann begonnen werden, wenn der Tankdeckel 17 geöffnet wurde, nachdem der Deckel 48 geöffnet worden ist. Die ECU 45 kann das elektrische Ventil 52 des Schließventils 38 derart steuern, dass das elektrische Ventil 52 in der offenen Position gehalten wird, bis der Betankungsvorgang abgeschlossen ist (insbesondere bis der Deckel 48 erneut geschlossen wird). Auf diese Weise kann während des Betankungsvorgangs der Kraftstoffdampf, der in dem Kraftstofftank 15 erzeugt worden ist, durch den Dampfdurchgang 31 strömen, so dass er durch das Adsorptionsmaterial in dem Behälter 34 adsorbiert wird.
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Als nächstes wird das Strömungssteuerventil 56 unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. Zum Zwecke der Erläuterung ist die Oben-unten-Richtung (d.h., die vertikale Richtung) des Strömungssteuerventils 56 auf der Basis des Querschnitts von 2 festgelegt. Vorzugsweise kann das Strömungssteuerventil 56 derart angeordnet werden, dass dessen axiale Richtung in der Oben-unten-Richtung (d.h., der vertikalen Richtung) des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, kann das Strömungssteuerventil 56 ein Ventilgehäuse 58, ein Überdruck-Druckentlastungsventil 60 und ein Unterdruck-Druckentlastungsventil 62 umfassen. In dem Zustand von 2 sind beide Druckentlastungsventile 60 und 62 geschlossen. Das Ventilgehäuse 58 kann einen zylindrischen röhrenförmigen Seitenwandabschnitt 64, einen oberen Wandabschnitt 65, der das obere Ende des röhrenförmigen Seitenwandabschnitts 64 schließt, und einen unteren Wandabschnitt 66, der das untere Ende des röhrenförmigen Seitenwandabschnitts 64 schließt, umfassen. In der Mitte des unteren Wandabschnitts 66 kann eine erste Öffnung 68 ausgebildet sein. In der Mitte des oberen Wandabschnitts 65 kann eine zweite Öffnung 69 ausgebildet sein. Innerhalb des Ventilgehäuses 58 kann ein Fluidverbindungsraum 70 für eine Fluidverbindung zwischen der ersten Öffnung 68 und der zweiten Öffnung 69 ausgebildet sein. Ein tankseitiger Durchgangsabschnitt auf der Seite des Kraftstofftanks 15 des Umgehungsdurchgangs 54 kann mit der ersten Öffnung 68 verbunden sein. Ein behälterseitiger Durchgangsabschnitt auf der Seite des Behälters 34 des Umgehungsdurchgangs 54 kann mit der zweiten Öffnung 69 verbunden sein.
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Am Innenumfang des unteren Endabschnitts des Ventilgehäuses 58 kann ein erster Ventilsitz 72 durch Vermindern des Innendurchmessers des Fluidverbindungsraums 70 ausgebildet sein. Ein erstes Ventilloch 74 kann innerhalb des ersten Ventilsitzes 72 festgelegt sein. Die erste Öffnung 68 und das erste Ventilloch 74 können zusammen einen ersten Durchgangsabschnitt 76 festlegen. Der verbleibende Raum, der in dem Ventilgehäuse 57 festgelegt ist, und die zweite Öffnung 69 können zusammen einen zweiten Durchgangsabschnitt 78 festlegen. D.h., der Fluidverbindungsraum 70, der innerhalb des Ventilgehäuses 58 festgelegt ist, kann den ersten Durchgangsabschnitt 76 und den zweiten Durchgangsabschnitt 78 umfassen, die miteinander in Verbindung stehen.
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Innerhalb des Fluidverbindungsraums 70 können ein erstes Ventilelement 80 und ein zweites Ventilelement 82, die koaxial zueinander angeordnet sind, angeordnet sein. Jedes des ersten Ventilelements 80 und des zweiten Ventilelements 82 kann in der Oben-unten-Richtung (d.h., in der vertikalen Richtung) entlang einer Oben-unten-Achse (d.h., einer vertikalen Achse) bewegbar sein. Das Überdruck-Druckentlastungsventil 60 kann das erste Ventilelement 80 umfassen. Das Unterdruck-Druckentlastungsventil 62 kann das zweite Ventilelement 82 umfassen. Das erste Ventilelement 80 kann eine ringförmige Ventilplatte 84, einen inneren röhrenförmigen Abschnitt 85 und einen äußeren röhrenförmigen Abschnitt 86 umfassen. Der innere röhrenförmige Abschnitt 85 und der äußere röhrenförmige Abschnitt 86 können eine innere und äußere Doppelröhrenstruktur bilden. Ein Außenumfangsabschnitt der Ventilplatte 84, der sich um eine gegebene Distanz von der Außenumfangskante der Ventilplatte 84 einwärts erstreckt, kann als erster Ventilabschnitt 87 zum Aufliegen auf dem ersten Ventilsitz 72 des Ventilgehäuses 58 festgelegt sein. Der erste Ventilabschnitt 87 kann das erste Ventilloch 74 öffnen, wenn sich der erste Ventilabschnitt 87 aufwärts weg von dem ersten Ventilsitz 72 bewegt. Der erste Ventilabschnitt 87 kann das erste Ventilloch 74 schließen, wenn sich der erste Ventilabschnitt 87 abwärts bewegt, so dass er auf dem Ventilsitz 72 aufliegt.
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Der innere röhrenförmige Abschnitt 85 kann sich vertikal aufwärts von dem Innenumfangsabschnitt der Ventilplatte 84 erstrecken. An dem Verbindungsabschnitt zwischen der Ventilplatte 84 und dem inneren röhrenförmigen Abschnitt 85 kann eine Mehrzahl von Verbindungslöchern 89 ausgebildet sein, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind und in gleichen Abständen für eine Verbindung zwischen dem ersten Durchgangsabschnitt 76 und dem zweiten Durchgangsabschnitt 78 voneinander beabstandet sind. In dieser Ausführungsform können zwei Verbindungslöcher 89 ausgebildet sein (vgl. die 2). Der äußere röhrenförmige Abschnitt 86 kann sich von dem Außenumfangsabschnitt der Ventilplatte 84 an einer Position vertikal aufwärts erstrecken, die radial einwärts von der Außenumfangskante mit einer gegebenen Distanz beabstandet ist. Eine Mehrzahl von Anschlagselementen 90 kann auf der unteren Fläche des Außenumfangskantenabschnitts des ersten Ventilabschnitts 87 ausgebildet sein und in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sein. In dieser Ausführungsform können acht Anschlagselemente 90 ausgebildet sein, wie es in der 4 gezeigt ist. Die Anschlagselemente 90 können den ersten Ventilsitz 72 kontaktieren, wenn sich das erste Ventilelement 80 in einer geschlossenen Position befindet. Der Innenumfangsabschnitt der Ventilplatte 84 kann einen zweiten Ventilsitz 92 bilden. Der Raum innerhalb des inneren röhrenförmigen Abschnitts 85 und die Verbindungslöcher 89 können zusammen ein zweites Ventilloch 93 festlegen. Ein Dichtungselement 95 kann an der unteren Fläche der Ventilplatte 84 angebracht sein. Das Dichtungselement 95 wird später beschrieben.
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Eine erste Schraubenfeder 97 kann zwischen der oberen Fläche der Ventilplatte 84 des ersten Ventilelements 80 und der unteren Fläche des oberen Wandabschnitts 65 des Ventilgehäuses 58 angeordnet sein. Die erste Schraubenfeder 97 kann so angeordnet sein, dass sie mit der Ventilplatte 84 koaxial ist. Die erste Schraubenfeder 97 kann das erste Ventilelement 80 nach unten drücken, d.h., in die Schließrichtung. Die erste Schraubenfeder 97 kann an dem äußeren röhrenförmigen Abschnitt 86 des ersten Ventilelements 80 anliegen.
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Das zweite Ventilelement 82 kann eine scheibenförmige Ventilplatte 99 und einen Schaftabschnitt 100, der die Form eines runden Stabs aufweist, umfassen. Der Schaftabschnitt 100 kann von unten in den inneren röhrenförmigen Abschnitt 85 des ersten Ventilelements 80 eingepasst werden. Der Außenumfangsabschnitt der Ventilplatte 99 kann einen zweiten Ventilabschnitt 102 zum Aufliegen auf dem zweiten Ventilsitz 92 des ersten Ventilelements 80 bilden. Die Ventilplatte 99 kann das zweite Ventilloch 93 öffnen, wenn sich die Ventilplatte 99 abwärts weg von dem zweiten Ventilsitz 92 bewegt. Die Ventilplatte 99 kann das zweite Ventilloch 93 schließen, wenn sich die Ventilplatte 99 zum Aufliegen auf dem zweiten Ventilsitz 92 aufwärts bewegt. Ein Federaufnahmeelement 104 kann an dem vorderen Endabschnitt (dem oberen Endabschnitt) des Schaftabschnitts 100 angebracht sein. Wenn sich das zweite Ventilelement 82 abwärts in einer Ventilöffnungsrichtung bewegt, kann das Federaufnahmeelement 104 den inneren röhrenförmigen Abschnitt 85 des ersten Ventilelements 80 kontaktieren, so dass ein maximales Ventilöffnungsausmaß des zweiten Ventilelements 82 festgelegt werden kann.
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Eine zweite Schraubenfeder 106 kann zwischen der oberen Fläche der Ventilplatte 84 des ersten Ventilelements 80 und der unteren Fläche des Federaufnahmeelements 104 angeordnet sein, so dass sie mit diesen Elementen 80 und 104 koaxial ist. Der innere röhrenförmige Abschnitt 85 des ersten Ventilelements 80 kann innerhalb der zweiten Schraubenfeder 106 angeordnet sein. Die zweite Schraubenfeder 106 kann das zweite Ventilelement 82 aufwärts drücken, d.h., in die Schließrichtung. Die zweite Schraubenfeder 106 und die erste Schraubenfeder 97 können so angeordnet sein, dass sie eine Innen-Außen-Doppelfederstruktur bilden. Der Schraubendurchmesser, die Schraubenlänge und der Schraubendrahtdurchmesser der zweiten Schraubenfeder 106 können kleiner eingestellt werden als diejenigen der ersten Schraubenfeder 97. Folglich kann die Druckkraft der zweiten Schraubenfeder 106 kleiner sein als die Druckkraft der ersten Schraubenfeder 97.
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Als nächstes wird das Dichtungselement 95 beschrieben. Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, kann das Dichtungselement 95 ein erstes Dichtungselement 108 und ein zweites Dichtungselement 110, das auf der Innenumfangsseite des ersten Dichtungselements 108 angeordnet ist, umfassen. Das erste Dichtungselement 108 und das zweite Dichtungselement 110 können miteinander integriert sein. Das Dichtungselement 95 kann aus Kautschuk oder einem ähnlichen elastischen Material ausgebildet sein. Das erste Dichtungselement 108 kann einen ersten Basisabschnitt 112 mit einer ringförmigen Plattenform und eine erste Dichtlippe 113 umfassen, die auf dem Außenumfangsabschnitt der unteren Fläche des ersten Basisabschnitts 112 ausgebildet ist. Die erste Dichtlippe 113 kann die Form einer konischen Röhre aufweisen, die in der axialen Richtung von der unteren Fläche des ersten Basisabschnitts 112 schräg einwärts vorragt. Das zweite Dichtungselement 110 kann einen zweiten Basisabschnitt 115 mit einer ringförmigen Plattenform und eine zweite Dichtlippe 116 umfassen, die auf dem Außenumfangsabschnitt der unteren Fläche des zweiten Basisabschnitts 115 ausgebildet ist. Die zweite Dichtlippe 116 kann die Form einer konischen Röhre aufweisen, die in der axialen Richtung von der unteren Fläche des zweiten Basisabschnitts 115 schräg einwärts vorragt.
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Wie es in der 7 gezeigt ist, kann der zweite Basisabschnitt 115 des zweiten Dichtungselements 110 angrenzend an den Innenumfangsseitenteil des ersten Basisabschnitts 112 des ersten Dichtungselements 108 ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform können die oberen Flächen der zwei Basisabschnitte 112 und 115 bündig miteinander sein und sich innerhalb der gleichen Ebene erstrecken. Entsprechend können die unteren Flächen der zwei Basisabschnitte 112 und 115 bündig miteinander sein und sich innerhalb der gleichen Ebene erstrecken. Daher können die zwei Basisabschnitte 112 und 115 die gleiche Dicke in der vertikalen Richtung aufweisen. Das zweite Dichtungselement 110 kann ferner eine rippenförmige Vorwölbung 118 aufweisen. Die rippenförmige Vorwölbung 118 kann eine Ringform aufweisen, die den Außenumfang der zweiten Dichtlippe 116 umgibt. Die rippenförmige Vorwölbung 118 kann angrenzend an den Außenumfangsseitenteil des Basisabschnitts der zweiten Dichtlippe 116 ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform kann die rippenförmige Vorwölbung 118 eine invertiert-dreieckige Querschnittsform aufweisen.
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In dem freien Zustand (Zustand ohne Belastung) des Dichtungselements 95 kann unter der Annahme, dass die Höhe des Vorragens der zweiten Dichtlippe 116 von der unteren Fläche des zweiten Basisabschnitts 115 „A“ ist und dass die Höhe des Vorragens der rippenförmigen Vorwölbung 118 „B“ ist, wie es in der 7 gezeigt ist, die Beziehung „A > B“ vorliegen. D.h., das vordere Ende (untere Ende) der zweiten Dichtlippe 116 kann unterhalb des vorderen Endes (unteren Endes) der rippenförmigen Vorwölbung 118 angeordnet sein. Ferner kann unter der Annahme, dass die Höhe des Vorragens der ersten Dichtlippe 113 von der unteren Fläche des ersten Basisabschnitts 112 „C“ ist, die Beziehung „A > C > B“ vorliegen. D.h., das vordere Ende (untere Ende) der ersten Dichtlippe 113 kann zwischen dem vorderen Ende (unteren Ende) der zweiten Dichtlippe 116 und dem vorderen Ende (unteren Ende) der rippenförmigen Vorwölbung 118 angeordnet sein.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, können beide Basisabschnitte 112 und 115 des Dichtungselements 95 an der unteren Fläche des ersten Ventilelements 80 durch ein geeignetes Anbringungsmittel, wie z.B. Kleben, angebracht werden. Die erste Dichtlippe 113 des ersten Dichtungselements 108 kann dem ersten Ventilsitz 72 des Ventilgehäuses 58 in der vertikalen Richtung gegenüber liegen. Wenn sich das erste Ventilelement 80 in der Schließposition befindet, kann das erste Ventilelement 80 durch die Druckkraft der ersten Schraubenfeder 97 abwärts gedrückt werden, wodurch das vordere Ende (untere Ende) der ersten Dichtlippe 113 des ersten Dichtungselements 108 den ersten Ventilsitz 72 elastisch kontaktieren (d.h., engsitzend kontaktieren) kann (vgl. die 3).
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Die zweite Dichtlippe 116 und die rippenförmige Vorwölbung 118 des zweiten Dichtungselements 110 können dem zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 in der vertikalen Richtung gegenüber liegen. Wenn sich das zweite Ventilelement 82 in der Schließposition befindet, kann das zweite Ventilelement 82 durch die Druckkraft der zweiten Schraubenfeder 106 aufwärts gedrückt werden, wodurch der zweite Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 das vordere Ende (untere Ende) der zweiten Dichtlippe 116 des zweiten Dichtungselements 110 elastisch kontaktieren kann und auch das vordere Ende (untere Ende) der rippenförmigen Vorwölbung 118 elastisch kontaktieren (d.h., engsitzend kontaktieren) kann (vgl. die 3).
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Ein vorgegebener Überdruckseitendruckwert, bei dem es sich um einen Ventilöffnungsdruckwert auf der Überdruckseite handelt, der zum Öffnen des Überdruck-Druckentlastungsventils 60 erforderlich ist (vgl. die 2), kann durch die erste Schraubenfeder 97 eingestellt werden. Wenn der Druck in dem ersten Durchgangsabschnitt 76 des Fluidverbindungsraums 70 (d.h., der Druck auf der Seite des Kraftstofftanks 15) nicht weniger als der vorbestimmte Überdruckseitendruckwert ist (d.h., der Ventilöffnungsdruckwert auf der Überdruckseite) beträgt, kann sich das erste Ventilelement 80 gegen die Druckkraft der ersten Schraubenfeder 97 bewegen, wodurch das Überdruck-Druckentlastungsventil 60 geöffnet werden kann (vgl. die 8). Dann kann die erste Dichtlippe 113 von dem Ventilsitz 72 getrennt werden (sich davon wegbewegen), so dass sie in einen freien Zustand oder einen Zustand ohne Belastung gebracht wird.
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Ein vorgegebener Unterdruckseitendruckwert, bei dem es sich um einen Ventilöffnungsdruckwert auf der Unterdruckseite handelt, der zum Öffnen des Unterdruck-Druckentlastungsventils 62 erforderlich ist, kann durch die zweite Schraubenfeder 106 eingestellt werden. Wenn der Druck innerhalb des ersten Durchgangsabschnitts 76 des Fluidverbindungsraums 70 (d.h., der Druck auf der Seite des Kraftstofftanks 15) weniger als der vorbestimmte Unterdruckseitendruckwert ist (d.h., der Ventilöffnungsdruckwert auf der Unterdruckseite) beträgt, kann sich das zweite Ventilelement 82 gegen die Druckkraft der zweiten Schraubenfeder 106 bewegen, wodurch das Unterdruck-Druckentlastungsventil 62 geöffnet werden kann (vgl. die 9). Dann können die zweite Dichtlippe 116 und die rippenförmige Vorwölbung 118 von dem zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 getrennt werden (sich davon wegbewegen), so dass sie in einen freien Zustand oder einen Zustand ohne Belastung gebracht werden.
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Als nächstes wird der Betrieb des Strömungssteuerventils 56 des Schließventils 38 der Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 (vgl. die 1) beschrieben. Zum Zwecke der Erläuterung wird der Zustand, bei dem sich das elektrische Ventil 52 des Schließventils 38 im geschlossenen Zustand befindet und bei dem sich beide Druckentlastungsventile 60 und 62 des Strömungssteuerventils 56 im geschlossenen Zustand befinden (vgl. die 2), als Anfangszustand angenommen. In diesem Anfangszustand kann dann, wenn ein Überdruck von nicht weniger als der vorbestimmte Überdruckseitendruckwert (d.h., der Ventilöffnungsdruckwert auf der Überdruckseite) auf der Seite des Kraftstofftanks 15 erzeugt wird, das Überdruck-Druckentlastungsventil 60 geöffnet werden (vgl. die 8). Daher kann Fluid von der Seite des Kraftstofftanks 15 zu der Seite des Behälters 34 über den ersten Durchgangsabschnitt 76 und den zweiten Durchgangsabschnitt 78 strömen (vgl. die Pfeile in der 8). Als Ergebnis kann der Druck in dem Kraftstofftank 15 vermindert werden.
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Wenn ein Unterdruck von weniger als der vorbestimmte Unterdruckwert (d.h., der Ventilöffnungsdruckwert auf der Unterdruckseite) für das Unterdruck-Druckentlastungsventil 62 auf der Seite des Kraftstofftanks 15 erzeugt wird, kann das zweite Ventilelement 82 geöffnet werden (vgl. die 9). Daher kann ein Fluid von dem Behälter 34 auf die Seite des Kraftstofftanks 15 mittels des zweiten Durchgangsabschnitts 78 und des ersten Durchgangsabschnitts 76 strömen (vgl. die Pfeile in der 9). Als Ergebnis kann der Druck in dem Kraftstofftank 15 erhöht werden.
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Bei dem Strömungssteuerventil 56 dieser Ausführungsform (vgl. die 2), das vorstehend beschrieben worden ist, kann dann, wenn sich das zweite Ventilelement 82 des Unterdruck-Druckentlastungsventils 62 in der Schließposition befindet, die zweite Dichtlippe 116 des zweiten Dichtungselements 110 des Dichtungselements 95 den zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 elastisch kontaktieren. Darüber hinaus kann die rippenförmige Vorwölbung 118 den zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 auf der Außenumfangsseite der zweiten Dichtlippe 116 elastisch kontaktieren (vgl. die 3). Als Ergebnis kann eine Abdichtung zwischen dem zweiten Ventilelement 82 und dem zweiten Ventilsitz 92 des ersten Ventilelements 80 gebildet werden. Ferner kann die rippenförmige Vorwölbung 118 den Fluiddruck, der radial von der Außenseite zur Innenseite ausgeübt wird, d.h., den Druck auf der Überdruckseite in dem ersten Durchgangsabschnitt 76, sperren. Als Ergebnis kann ein potenzielles nach oben Drehen der zweiten Dichtlippe 116 des zweiten Dichtungselements 110 unterdrückt werden, wodurch eine Verbesserung in Bezug auf die Abdichtungseigenschaften erreicht werden kann.
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Ferner kann das vordere Ende (untere Ende) der rippenförmigen Vorwölbung 118 in dem freien Zustand des zweiten Dichtungselements 110 auf der Seite des zweiten Basisabschnitts 115 in Bezug auf das vordere Ende (untere Ende) des zweiten Dichtungselements 110 in dem freien Zustand angeordnet werden (vgl. die 7). Daher kann die rippenförmige Vorwölbung 118, wenn sich das zweite Ventilelement 82 zum Öffnen ausgehend von der Schließposition bewegt, von dem zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 getrennt werden, bevor die zweite Dichtlippe 116 von dem zweiten Ventilabschnitt 102 getrennt wird. Ferner kann die zweite Dichtlippe 116, wenn sich das zweite Ventilelement 82 zum Schließen ausgehend von der offenen Position bewegt, den zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Dichtungselements 82 kontaktieren, bevor die rippenförmige Vorwölbung 118 den zweiten Ventilabschnitt 102 kontaktiert.
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Ferner können das erste Ventilelement 80 und das zweite Ventilelement 82 koaxial zueinander angebracht bzw. angeordnet sein, so dass der erste Ventilsitz 72 in dem Ventilgehäuse 58 angeordnet ist und der zweite Ventilsitz 92 an dem ersten Ventilelement 80 angeordnet ist (vgl. die 2). Daher kann eine Verminderung der Größe des Strömungssteuerventils 56 erreicht werden.
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Ferner kann das erste Ventilelement 80 als ein Ventilelement des Überdruck-Druckentlastungsventils 60 dienen und kann geöffnet werden, wenn der Druck in dem ersten Durchgangsabschnitt 76 nicht weniger als der vorbestimmte Überdruckwert ist, während das zweite Ventilelement 82 als ein Ventilelement des Unterdruck-Druckentlastungsventils 62 dienen kann und geöffnet werden kann, wenn der Druck in dem ersten Durchgangsabschnitt 76 weniger als der vorbestimmte Unterdruckwert ist (vgl. die 2). Daher ist es möglich, eine Verbesserung in Bezug auf die Ventilöffnungsgenauigkeit des Unterdruck-Druckentlastungsventils 62 zu erreichen. D.h., in vielen Fällen können der vorbestimmte Überdruckwert des Überdruck-Druckentlastungsventils 60 und der vorbestimmte Unterdruckwert des Unterdruck-Druckentlastungsventils 62 so eingestellt werden, dass „vorbestimmter Überdruckwert“ > „vorbestimmter Unterdruckwert“ ist. In diesem Fall kann die Druckkraft der zweiten Schraubenfeder 106 kleiner sein als die Druckkraft der ersten Schraubenfeder 97, so dass eine Verbesserung der Genauigkeit des Ventilöffnungsvorgangs des Unterdruck-Druckentlastungsventils 62 erreicht werden kann.
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Ferner können in der vorstehend genannten Ausführungsform das erste Dichtungselement 108 und das zweite Dichtungselement 110 zu dem Dichtungselement 95 als ein einzelnes Dichtungselement integriert werden und das Dichtungselement 95 kann an dem ersten Dichtungselement 80 angeordnet werden (vgl. die 2 und 3). Daher können eine Verminderung der Anzahl von Komponenten des Dichtungselements sowie eine Verbesserung in Bezug auf die Einfachheit der Montage an dem ersten Ventilelement 80 erreicht werden.
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Ferner kann die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 den Dampfdurchgang 31 für eine Verbindung zwischen dem Kraftstofftank 15 und dem Behälter 34 und das Schließventil 38 umfassen, das zum Öffnen und Schließen des Dampfdurchgangs 31 betrieben werden kann. Darüber hinaus kann das Schließventil 38 das elektrische Ventil 52, das zum Einstellen der Flussrate elektrisch gesteuert wird, den Umgehungsdurchgang 54 zum Umgehen des elektrischen Ventils 52 und das Strömungssteuerventil 56, das in dem Umgehungsdurchgang 54 angeordnet ist, umfassen (vgl. die 1). Daher kann die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 das Strömungssteuerventil 56 aufweisen, in dem ein potenzielles nach oben Drehen der zweiten Dichtlippe 116 des zweiten Dichtungselements 110 gehemmt ist, so dass eine Verbesserung in Bezug auf die Abdichtungseigenschaften erreicht wird.
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[Zweite Ausführungsform]
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Eine zweite Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform und kann sich von der ersten Ausführungsform nur in Bezug auf den Aufbau des Strömungssteuerventils 56, insbesondere des Dichtungselements 95 und der ersten Schraubenfeder 97, unterscheiden. In der 10 werden Elemente, die einigen der Elemente der ersten Ausführungsform entsprechen, sich jedoch von diesen unterscheiden, mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente der ersten Ausführungsform bezeichnet, wobei jedoch der Buchstabe „A“ an die letzte Stelle jedes Bezugszeichens angehängt wird. Die anderen Komponenten, die mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähnlich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet und eine unnötige Beschreibung wird weggelassen. Wie es in der 10 gezeigt ist, kann der Durchmesser einer zweiten Dichtlippe 116A eines zweiten Dichtungselements 110A kleiner sein als der Durchmesser der zweiten Dichtlippe 116 des zweiten Dichtungselements 110 der ersten Ausführungsform (vgl. die 2). Ferner kann der Durchmesser einer rippenförmigen Vorwölbung 118A eines Dichtungselements 95A kleiner sein als der Durchmesser der rippenförmigen Vorwölbung 118 des Dichtungselements 95 der ersten Ausführungsform (vgl. die 2). Insbesondere kann der Durchmesser der rippenförmigen Vorwölbung 118A so eingestellt werden, dass er mit dem Schraubendurchmesser der zweiten Schraubenfeder 106 identisch oder im Wesentlichen identisch ist. Als Ergebnis kann die Druckkraft der zweiten Schraubenfeder 106 wirksam auf die rippenförmige Vorwölbung 118A des zweiten Dichtungselements 110A ausgeübt werden, wodurch die Abdichtungseigenschaften der rippenförmigen Vorwölbung 118A verbessert werden können.
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Ferner kann das erste Dichtungselement 108A eine rippenförmige Vorwölbung 120 umfassen, die eine ähnliche Form wie die rippenförmige Vorwölbung 118A aufweisen kann. Ferner kann der Schraubendurchmesser der ersten Schraubenfeder 97A größer sein als derjenige der ersten Schraubenfeder 97 der ersten Ausführungsform. Insbesondere kann der Schraubendurchmesser der ersten Schraubenfeder 97A so eingestellt werden, dass er mit dem Durchmesser der rippenförmigen Vorwölbung 120 des ersten Dichtungselements 108A identisch ist oder im Wesentlichen identisch ist. Als Ergebnis kann die Druckkraft der ersten Schraubenfeder 97A wirksam auf die rippenförmige Vorwölbung 118A des ersten Dichtungselements 108A ausgeübt werden, wodurch die Abdichtungseigenschaften der rippenförmigen Vorwölbung 118A verbessert werden können. Mit der Zunahme des Schraubendurchmessers der ersten Schraubenfeder 97A kann der Durchmesser des äußeren röhrenförmigen Abschnitts 86 des ersten Ventilelements 80 vergrößert werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Eine dritte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben. Auch diese Ausführungsform ist eine Modifizierung der ersten Ausführungsform und kann sich von der ersten Ausführungsform nur in Bezug auf den Aufbau des Strömungssteuerventils 56, insbesondere des Dichtungselements 95, unterscheiden. In der 11 werden daher Elemente, die einigen der Elemente der ersten Ausführungsform entsprechen, sich jedoch von diesen unterscheiden, mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Elemente der ersten Ausführungsform bezeichnet, wobei jedoch der Buchstabe „B“ an die letzte Stelle jedes Bezugszeichens angehängt wird. Die anderen Elemente, die mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähnlich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform bezeichnet und eine unnötige Beschreibung wird weggelassen. Wie es in der 11 gezeigt ist, kann in dieser Ausführungsform ein Dichtungselement 95B eines Strömungssteuerventils 56B ein erstes Dichtungselement 108A und ein zweites Dichtungselement 110B umfassen, die in der radialen Richtung voneinander getrennt sind. D.h., jedes der zwei Dichtungselemente 108B und 110B ist als unabhängiges Dichtungselement ausgebildet.
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[Vierte Ausführungsform]
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Eine vierte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Modifizierung der dritten Ausführungsform. In der 12 werden daher entsprechende Elementkomponenten, die mit denjenigen der dritten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie in der dritten Ausführungsform bezeichnet und eine unnötige Beschreibung wird weggelassen. Wie es in der 12 gezeigt ist, kann sich in einem Strömungssteuerventil 56C dieser Ausführungsform ein erstes Dichtungselement 108C eines Dichtungselements 95C von dem ersten Dichtungselement 108B dahingehend unterscheiden, dass die Ausrichtung des ersten Dichtungselements 108C umgedreht ist, so dass der Basisabschnitt 112 auf der unteren Seite der ersten Lippe 113 angeordnet ist. In diesem Zusammenhang kann der Basisabschnitt 112 an dem ersten Ventilsitz 72 des Ventilgehäuses 58 angebracht sein. Daher kann die erste Dichtlippe 113 den ersten Ventilabschnitt 87 des ersten Ventilelements 80 elastisch kontaktieren.
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[Fünfte Ausführungsform]
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Eine fünfte Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Modifizierung der vierten Ausführungsform. In der 13 werden daher entsprechende Elementkomponenten, die mit denjenigen der vierten Ausführungsform identisch sind oder diesen ähnlich sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie in der dritten Ausführungsform bezeichnet und eine unnötige Beschreibung wird weggelassen. Wie es in der 13 gezeigt ist, kann sich in einem Strömungssteuerventil 56D dieser Ausführungsform ein zweites Dichtungselement 110D eines Dichtungselements 95D von dem zweiten Dichtungselement 110B dahingehend unterscheiden, dass das zweite Dichtungselement 110D umgedreht ist, so dass der Basisabschnitt 115 auf der unteren Seite der zweiten Dichtlippe 116 und der rippenförmigen Vorwölbung 118 angeordnet ist. In diesem Zusammenhang kann der Basisabschnitt 115 an dem zweiten Ventilabschnitt 102 des zweiten Ventilelements 82 angebracht sein. Daher können die zweite Dichtlippe 116 und die rippenförmige Vorwölbung 118 den zweiten Ventilsitz 92 des ersten Ventilelements 80 elastisch kontaktieren.
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[Mögliche Modifizierungen]
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Die vorstehenden Ausführungsformen können auf verschiedene Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann das Strömungssteuerventil 56 (56A, 56B, 56C, 56D) nicht nur für die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung 12 verwendet werden, sondern auch für andere Maschinen und Vorrichtungen, die eine Steuerung des Strömens eines Fluids erfordern. Ferner kann als elektrisches Ventil 52 ein elektromagnetisches Ventil verwendet werden. Beispielsweise kann das elektromagnetische Ventil ein elektromagnetisches Solenoid umfassen und kann so ausgebildet sein, dass es im nicht-angeregten Zustand geschlossen ist und bei der Anregung geöffnet wird. Ferner können die Dichtlippe und die rippenförmige Vorwölbung des Dichtungselements so angeordnet sein, dass sie in der radialen Richtung voneinander beabstandet sind.
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Die verschiedenen Beispiele, die vorstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben worden sind, sollen für die Erfindung repräsentativ sein und folglich nicht beschränkend sein. Die detaillierte Beschreibung soll einem Fachmann die Herstellung, Verwendung und/oder Ausführung verschiedener Aspekte der vorliegenden Lehren angeben und folglich den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Ferner kann jede(s) der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die vorstehend offenbart sind, getrennt oder mit anderen Merkmalen und Lehren angewandt und/oder genutzt werden, um verbesserte Strömungssteuerventile und/oder Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung bereitzustellen.
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Darüber hinaus müssen die verschiedenen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der vorstehenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, zur Ausführung der Erfindung im breitesten Sinn nicht erforderlich sein und sie werden stattdessen gelehrt, um repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Ferner können verschiedene Merkmale der vorstehend beschriebenen repräsentativen Beispiele sowie der nachstehenden verschiedenen unabhängigen und abhängigen Patentansprüche in einer Weise kombiniert werden, die nicht spezifisch und explizit angegeben ist, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren bereitzustellen.
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Alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Patentansprüchen offenbart sind, sollen als informativ, instruktiv und/oder repräsentativ offenbart sein und können somit getrennt und unabhängig voneinander aufgefasst werden. Darüber hinaus sollen auch alle Wertebereiche und/oder Angaben von Gruppen von Elementen mögliche Zwischenwerte und/oder Zwischenelemente für den Zweck der ursprünglichen schriftlichen Offenbarung sowie für den Zweck der Beschränkung des beanspruchten Gegenstands umfassen.
