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Technisches Gebiet
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Diese
Patentveröffentlichung
bezieht sich allgemein auf die Verringerung oder die Verhinderung
des Auftretens von Anhaftung in hydraulischen Vorrichtungen, und
insbesondere auf eine Antianhaftungsvorrichtung zum Verringern oder
Verhindern des Auftretens einer Anhaftung in einer Pumpe mit variabler
Verdrängung.
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Hintergrund
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In
einer Klasse von Strömungsmittelsystemen,
wie beispielsweise Common-Rail-Brennstoffsystemen
bzw. Brennstoffsystemen mit gemeinsamer Druckleitung für Verbrennungsmotoren,
liefert eine Pumpe mit variabler Verdrängung unter Druck gesetztes
Strömungsmittel
zu einer Common-Rail bzw. gemeinsamen Druckleitung, die dann das
unter Druck gesetzte Strömungsmittel
zu einer Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen überträgt. Diese Pumpen
mit variabler Verdrängung
halten die Common-Rail auf einem erwünschten Druck durch Verwendung
eines Überlaufventils,
um in steuerbarer Weise Strömungsmittel
zur Common-Rail oder zu einem Niederdruckreservoir zu verdrängen. Wenn
beispielsweise bei diesen Pumpen ein Kolben einen Pumphub in einer
Kammer ausführt,
läuft unter
Druck gesetztes Strömungsmittel,
welches aus der Kammer verdrängt
wird, entweder durch ein Rückschlagventil
zu der Common-Rail oder durch das Überlaufventil zum Niederdruckreservoir.
Wenn das Überlaufventil
offen ist, dann läuft
das unter Druck gesetzte Strömungsmittel
durch das Überlaufventil
und in das Niederdruckreservoir, was der Pfad mit dem geringsten
Widerstand ist. Wenn jedoch das Überlaufventil geschlossen
ist, steigt der Druck in der Kammer schnell an, und das unter Druck
gesetzte Strömungsmittel
wird durch das Rückschlagventil
und in die Common-Rail gedrückt.
Entsprechend liefert die Pumpe durch Steuerung der Frequenz, mit
der das Überlaufventil
sich zyklisch zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegt,
unter Druck gesetztes Strömungsmittel
zur Common-Rail, um die Stabilität
des Druckes darin aufrecht zu erhalten.
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Überlaufventile,
die in bekannten Pumpen mit variabler Verdrängung verwendet werden, weisen typischerweise
einen Ventilschaft auf, der mit einem elektromagnetbetätigten Anker
verbunden ist und sich durch einen mittleren Durchlass eines Ventilblockes
erstreckt. Ein Ventilsitz kann in einem Ende des Ventilblocks ausgeformt
sein, um eine Dichtungsfläche
aufzunehmen, die an einem Ende des Ventilschaftes ausgeformt ist.
Eine Kontaktfläche,
die in gegenüberliegender
Beziehung zum Anker liegt, kann am anderen Ende des Ventilblocks
geformt sein. Der Elektromagnet wird erregt und entregt, um den
Anker außer
Kontakt und in Kontakt mit der Kontaktfläche zu bewegen, und um die
Dichtungsfläche des
Ventilschaftes in dem Ventilsitz aufzusetzen und weg vom Ventilsitz
abzuheben. Oftmals weisen jedoch diese bekannten Pumpen einen ringförmigen Abstandshalter
auf, der zwischen der Kontaktfläche des
Ventilblocks und dem Anker gelegen ist. Der Abstandshalter ist typischerweise
am Anker befestigt und mit diesem bewegbar. Als solches stellt der
Abstandshalter und nicht der Anker einen Kontakt mit der Kontaktfläche des
Ventilblocks her.
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Das Überlaufventil
ist typischerweise offen, wenn der Elektromagnet entregt ist. In
dieser Position ruhen der Anker und der ringförmige Abstandshalter an der
Kontaktfläche
des Ventilblocks, und die Ventilanordnung steht um eine Distanz
aus der anderen Seite des Ventilblocks hervor, so dass eine Öffnung zwischen
der Dichtungsfläche
und dem Ventilsitz existiert. Das Überlaufventil ist typischerweise
geschlossen, wenn der Elektromagnet erregt ist. Wenn er erregt ist,
bewirkt der Elektromagnet, dass sich der Anker einschließlich des
Abstandshalters nach oben weg von der Kontaktfläche des Ventilblocks bewegt. Diese
Aufwärtsbewegung
des Ankers trennt den Abstandshalter von der Kontaktfläche und
zieht die Ventilanordnung zurück
in den Ventilblock, was bewirkt, dass die Dichtungsfläche am Ventilsitz
aufsitzt. Wenn der Elektromagnet entregt ist, ist daher das Überlaufventil
offen, und kein Brennstoff wird zur Common-Rail geliefert. Wenn
andererseits der Elektromagnet erregt ist, ist das Überlaufventil
geschlossen, und Brennstoff wird zur Common-Rail geliefert.
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Während diese
bekannten Pumpen mit variabler Verdrängung für viele Zwecke geeignet sind, sind
sie nicht immer gut zur Anwendung bei modernen hydraulisch betätigten Brennstoffsystemen
geeignet, die erfordern, dass eine Brennstofflieferung zur Common-Rail
mit hoher Präzision
und mit schnellen Ansprechzeiten variiert wird, die in Mikrosekunden
gemessen werden. Beispielsweise können diese bekannten Pumpen
mit variabler Verdrängung
nicht gut zur Anwendung bei modernen Brennstoffsystemen unter Bedingungen
von kaltem Wetter geeignet sein, wie beispielsweise wenn der Motor
einen Kaltstart ausführt.
Dies kommt daher, dass bei kalten Temperaturen das unter Druck gesetzte
Strömungsmittel
viskos wird, was bewirkt, dass ein Anhaftungsphänomen auftritt, wo der Abstandshalter
die Kontaktfläche
des Ventilblocks berührt.
Dieses Anhaftungsphänomen
verhindert oder verzögert
die Fähigkeit
des Ankers, einschließlich
des Abstandshalters, sich von der Kontaktfläche des Ventilblockes zu lösen. Dieses
Anhaftungsphänomen
wird manchmal als Anhaftung bezeichnet, was durch eine relativ dünne, jedoch
stark viskose Strömungsmittelschicht
zwischen dem Abstandshalter und der Kontaktfläche verursacht wird. Durch
Verringerung der Ansprechzeit des Ankers verhindert eine Anhaftung
die Fähigkeit
der Pumpe, die Frequenz zu steuern, mit der sich das Überlaufventil
zyklisch zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegt. Entsprechend
kann die Anhaftung eine Instabilität des Rail-Druckes zur Folge
haben.
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Es
sei bemerkt, dass die vorangegangene Besprechung des Hintergrundes
alleine dazu vorgesehen ist, um dem Leser zu helfen. Sie soll nicht
die Offenbarung oder die Ansprüche
einschränken
und soll somit nicht so aufgefasst werden, dass sie irgendein spezielles
Element eines früheren
Systems als ungeeignet zur Anwendung anzeigt, noch ist beabsichtigt,
irgendein Element derart zu bezeichnen, dass es notwendig ist, um
die hier beschriebenen Beispiele oder ähnliche Beispiele auszuführen.
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Zusammenfassung
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Die
Offenbarung beschreibt gemäß einem Aspekt
einen Abstandshalter zur Anwendung bei einer Strömungsmittelvorrichtung, wie
beispielsweise einer Pumpe, um das Auftreten von Anhaftung in einer
solchen Vorrichtung zu verhindern oder zu reduzieren. In einem Ausführungsbeispiel
hat die Pumpe ein Ventilglied, welches mit einem bewegbaren Glied verbunden
ist und sich durch ein stationäres
Glied erstreckt, welches einen Ventilsitz hat, um eine Dichtungsfläche des
Ventilgliedes aufzunehmen. Das bewegbare Glied ist zu dem stationären Glied
hin und weg davon bewegbar, um die Dichtungsfläche des Ventilgliedes auf dem
Ventilsitz aufzusetzen und von diesem abzuheben. Der Abstandshalter
ist im Allgemeinen ringförmig,
wobei erste und zweite zueinander weisende Oberflächen durch
eine Dicke getrennt sind. Der Abstandshalter ist zwischen dem bewegbaren
Glied und dem stationären
Glied positioniert, so dass die erste Stirnseite des Abstandshalters
mit dem bewegbaren Glied in Kontakt zu bringen ist, und dass die
zweite Stirnseite mit dem stationären Glied in Kontakt zu bringen
ist. Der Abstandshalter hat eine erste Strömungsmittelaufnahmenut, die
in mindestens einer der ersten und zweiten Stirnseiten ausgeformt
ist. in einem Ausführungsbeispiel
ist eine Vielzahl von Strömungsmittelaufnahmenuten
umlaufend um eine Außenkante
des Abstandshalters beabstandet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Common-Rail-Brennstoffsystems
gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist
eine geschnittene Ansicht einer Pumpe, die in dem Brennstoffsystem
der 1 verwendet wird;
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3 ist
eine vergrößerte geschnittene
Ansicht eines Überlaufsteuerventils,
welches in der Pumpe der 2 verwendet wird; und
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Antianhaftungsabstandshalters,
der in der Pumpe der 2 verwendet wird.
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Detaillierte Beschreibung
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Diese
Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um zu verringern
oder zu verhindern, dass eine Anhaftung in hydraulischen Vorrichtungen
auftritt. Insbe sondere bezieht sie sich auf einen Antianhaftungsabstandshalter,
um eine Anhaftung in einer Pumpe mit variabler Verdrängung zu
verringern oder zu verhindern, die in einem Brennstoffsystem verwendet
werden kann, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu einer Common-Rail
zu liefern. Der Antianhaftungsabstandshalter kann durch das Verringern
oder Verhindern einer Anhaftung die Effektivität der Pumpe steigern und dadurch
die Stabilität
des Strömungsmitteldrucks
in der Rail bzw. gemeinsamen Druckleitung vergrößern.
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Mit
Bezug auf 1 weist ein Brennstoffsystem 10 eine
Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen 22 auf, die
jeweils mit einer Hochdruckbrennstoff-Rail bzw. Hochdruckbrennstoff-Druckleitung 20 über einen
einzelnen Verzweigungsdurchlass 21 verbunden sind. Die
Hochdruckbrennstoff-Rail 20 wird mit Hochdruckbrennstoff
von einer Strömungsmittelvorrichtung 16 beliefert,
wie beispielsweise von einer Pumpe mit variabler Verdrängung, die
mit relativ niedrigem Strömungsmitteldruck
von einer Brennstofftransferpumpe 14 beliefert wird. Die
Brennstofftransferpumpe 14 zieht Brennstoff von einem Brennstofftank 12 an,
der auch strömungsmittelmäßig mit den
Brennstoffeinspritzvorrichtungen 22 über einen Leckrückleitungsdurchlass 23 verbunden
ist. Das Brennstoffsystem 10 wird in seinem Betrieb in
herkömmlicher
Weise durch ein elektronisches Steuermodul 18 gesteuert,
welches mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung 28 der
Pumpe 16 über
eine Steuerverbindungsleitung 29 verbunden ist, und welches
mit den einzelnen Brennstoffeinspritzvorrichtungen 22 über andere
(nicht gezeigte) Verbindungsleitungen verbunden ist. Wenn es in
Betrieb ist, bestimmen Steuersignale, die vom elektronischen Steuermodul 18 erzeugt
werden, wann und wieviel Brennstoff, der von der Pumpe verdrängt wird,
in die Common-Rail 20 gedrückt wird, genauso wie wann
und für
welche Dauer die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 22 arbeiten.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 weist
die Hochdruckpumpe 16 einen Hochdruckauslass 30 auf,
der strömungsmittelmäßig mit
der Hochdruck-Rail 20 verbunden ist, einen Niederdruckauslass 32,
der strömungsmittelmäßig mit
dem Brennstofftank 12 verbunden ist, und einen Einlass 33,
der strömungsmittelmäßig mit
der Brennstofftransferpumpe 14 verbunden ist. Die Pumpe 16 weist
einen ersten Stö ßel bzw.
Plunger 45 auf, der positioniert ist, um sich in einer
ersten Pumpkammer 46 eines ersten Zylinders 44 hin
und her zu bewegen und einen zweiten Stößel 55, der positioniert
ist, um sich in einer zweiten Pumpkammer 56 eines zweiten
Zylinders 54 hin und her zu bewegen. Die ersten und zweiten
Zylinder 44, 54 können Teile eines gemeinsamen
Pumpengehäuses 40 sein.
Erste und zweite Nocken 34, 35 sind betreibbar,
um zu bewirken, dass die Stößel 45, 55 sich
außer
Phase zueinander hin und her bewegen. Jede der Nocken 34, 35 kann
drei Ansätze bzw.
Nockenvorsprünge
aufweisen, so dass einer der Stößel 45 oder 55 einen
Pumphub ungefähr
zu dem Zeitpunkt ausführt,
zu dem eine der Brennstoffeinspritzvorrichtungen 22 Brennstoff
einspritzt. Somit werden die Nocken 34, 35 vorzugsweise
zur Drehung direkt durch den Motor angetrieben, und zwar mit einer
Rate, die vorzugsweise die Pumpaktivität mit der Brennstoffeinspritzaktivität in herkömmlicher
Weise synchronisiert.
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Wenn
der Stößel 45 seinen
Rückzugshub ausführt, wird
frischer Niederdruckbrennstoff in die Pumpkammer 46 über ein
erstes Einlassrückschlagventil 48 von
einer Niederdruckgalerie bzw. Niederdruckleitung 37 gezogen,
die strömungsmittelmäßig mit
dem Einlass 33 verbunden ist. Genauso wird, wenn der Stößel 55 seinen
Rückzugshub
ausführt, frischer
Niederdruckbrennstoff in die zweite Pumpkammer 56 über ein
zweites Einlassrückschlagventil 58 von
der gemeinsam verwendeten Niederdruckgalerie 37 gezogen.
Wenn der erste Stößel 45 seinen Pumphub
ausführt,
wird Strömungsmittel
von der Pumpkammer 46 entweder in die Niederdruckgalerie 37 über den
ersten Überlaufdurchlass 41 und
das Überlaufsteuerventil 38 verdrängt, oder
in die Hochdruckgalerie 39 über das erste Auslassrückschlagventil 47.
Genauso wird, wenn der zweite Stößel 55 seinen
Pumphub ausführt,
Brennstoff von der zweiten Pumpkammer 56 entweder in die
Niederdruckgalerie 37 über
den zweiten Überlaufdurchlass 51 und das Überlaufsteuerventil 38 verdrängt, oder
in die Hochdruckgalerie 39 über das zweite Auslassrückschlagventil 57.
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Mit
Bezug auf 3 sieht das Überlaufsteuerventil 38 eine
Struktur vor, die viele Merkmale gemeinsam mit bekannten Ventilen
dieser Bauart hat. Beispielsweise weist das Überlaufsteuerventil 38 ein Überlaufventilglied 60 auf,
welches einen Schaft 61 und eine hydraulische Verschlussfläche 62 aufweist. Der
Schaft 61 erstreckt sich durch einen Ventilblock 43,
und die Oberfläche 62 kann
in einem Ventilsitz 63 sitzen, der im Ventilblock 43 ausgeformt
ist, um das Überlaufsteuerventil 38 zu
schließen.
Das Überlaufventilglied 60 ist
normalerweise nach unten zu seiner offenen Position hin über eine
Vorspannfeder 64 vorgespannt. Dies erzeugt, wie in 3 gezeigt,
eine Öffnung 65 zwischen
der Verschlussfläche 62 des Ventilglieds 60 und
dem Ventilsitz 63 des Ventilblocks 43. Jedoch
kann das Überlaufventilglied 60 nach oben
bewegt werden, um die Verschlussfläche 62 im Ventilsitz 63 aufzusetzen
und dadurch die Öffnung 65 zu
schließen.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel
weist eine elektrische Betätigungsvorrichtung 28,
wie beispielsweise ein Elektromagnet, einen Anker 36 auf,
der angebracht ist, um sich mit dem Überlaufventilglied 60 zu
bewegen. Der Fachmann wird erkennen, dass die elektrische Betätigungsvorrichtung 28 eine
Vielzahl von Formen annehmen könnte, die
Piezo-Betätigungsvorrichtungen
und/oder Piezo-Biegebetätigungsvorrichtungen
aufweisen, jedoch nicht darauf eingeschränkt sind.
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Das Überlaufsteuerventil 38 steuert
die Verdrängung
von beiden Stößeln 45, 55.
Um diese Steuerung zu erleichtern, ist ein Wechselventil 80 zwischen
den Stößelpumpkammern 46, 56 und
dem Überlaufsteuerventil 38 gelegen.
Die Pumpwirkung des ersten Stößels 45 kombiniert
mit der Einlasswirkung des zweiten Stößels 55 drückt das
Wechselventil 80 zu einer Position, die einen Strömungsmitteleintritt
in den füllenden
Stößel 55 blockiert,
während
ein offener Pfad zwischen der Pumpkammer 45 und dem Überlaufsteuerventil 38 vorgesehen
ist. Die Betätigungsvorrichtung 28 kann
erregt werden, um das Überlaufsteuerventil 38 zu
einer geschlossenen Position zu bewegen, beispielsweise um das Ventilglied 60 und
den Anker 36 nach oben zu bewegen, um die Dichtfläche 62 im
Sitz 63 aufzusetzen, und zwar zu jedem Zeitpunkt während des
Pumphubs des Pumpstößels 45.
Das Schließen
des Überlaufsteuerventils 38 leitet
eine Drucksteigerung in der Kammer 46 ein, die mit dem
Pumpstößel 45 assoziiert
ist, was bewirkt, dass das Auslassrückschlagventil 47 sich öffnet, wodurch
Hochdruckbrennstoff zur Hochdruckbrennstoff-Rail 20 geliefert
wird. Die Steigerung des Drucks hält das Wechselventil 80 geschlossen,
bis der Pumpstößel 45 sich
verlangsamt und am Ende seiner Bewegung stoppt, wobei zu dieser
Zeit eine Kraft von einem Vorspannele ment 64 das Ventilglied 60 und
den Anker 36 nach unten drücken kann, um das Überlaufsteuerventil 38 in
Vorbereitung des Pumphubs des zweiten Stößels 55 zu öffnen.
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Wenn
der zweite Stößel 55 die
Betriebszustände
von Füllen
auf Pumpen umschaltet, und wenn der erste Stößel 45 von Pumpen
auf Füllen
umschaltet, bewegt das Wechselventil 80 sich zur anderen Seite
seines Hohlraums, was einen Strömungsmitteleintritt
in den zweiten Stößel 45 blockiert
und den Pfad zwischen dem ersten Stößel 55 und dem Überlaufsteuerventil 38 öffnet, was
gestattet, dass das Überlaufsteuerventil 38 die
Verdrängung
der zweiten Stößelkammer 56 steuert.
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Wiederum
mit Bezug auf 1 drehen sich die Nocken 34, 35,
wenn das Brennstoffsystem 10 in Betrieb ist, was bewirkt,
dass die Stößel 45, 55 sich in
den jeweiligen Zylindern 44, 54 außer Phase
zueinander hin und her bewegen. Wenn der erste Stößel 45 seinen
Pumphub ausführt,
wird der zweite Stößel 55 seinen
Rückzugshub
ausführen.
Dieser Vorgang wird über
das Wechselventilglied 80 ausgenutzt, um entweder die erste
Pumpkammer 46 oder die zweite Pumpkammer 56 mit
dem Überlaufsteuerventil 38 zu
verbinden. Wenn einer der Stößel 45 oder 55 seinen
Pumphub beginnt, wird Strömungsmittel
anfänglich
von der geeigneten Pumpkammer 46 oder 56 durch
das Überlaufsteuerventil 38 zur
Niederdruckgalerie 37 verdrängt.
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Wenn
der Wunsch besteht, einen hohen Druck aus der Pumpe 16 mit
variabler Verdrängung auszugeben,
wird die elektrische Betätigungsvorrichtung 28 erregt,
um das Ventilglied 60 und den Anker 36 nach oben
zu bewegen und das Überlaufsteuerventil 38 zu
schließen,
indem die Sitzfläche 62 im Ventilsitz 63 aufsitzt.
Dies bewirkt, dass Strömungsmittel
in der Pumpkammer 46 oder 56 über das jeweilige Rückschlagventil 47 oder 57 in
die Hochdruckgalerie 39 und dann in die Hochdruck-Rail 20 gedrückt wird.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Zeitsteuerung mit welcher die
elektrische Betätigungsvorrichtung 28 erregt
wird, und das Ansprechen der Bewegung des Ankers 36 bestimmt,
welcher Anteil des von dem Stößel 45 oder 55 verdrängten Strömungsmittels
in die Hochdruckgalerie 39 und in die Rail 20 gedrückt wird,
und welcher andere Anteil zurück
zur Nieder druckgalerie 37 verdrängt wird. Dieser Betrieb dient
als Mittel, durch welches Druck in der Hochdruck-Rail 20 aufrecht
erhalten und gesteuert werden kann.
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Um
das Öffnen
und Schließen
des Überlaufsteuerventils 38 zu
erleichtern, welches die Volumen- und Flussrate des Strömungsmittelflusses
zur Rail 20 steuert, um dadurch eine Stabilität des Rail-Druckes aufrecht
zu erhalten, ist ein Antianhaftungsabstandshalter 42 zwischen
einer Kontaktfläche 49 des
Ventilblocks 43 und dem Anker 36 vorgesehen. Der
Abstandshalter 42 verringert oder verhindert, dass eine Anhaftung
zwischen dem Ventilblock 43 und dem Anker 36 auftritt,
und indem er dies. tut, steigert er die Ansprechfähigkeit
der Bewegung des Ankers 36 durch Verringerung der Menge
an Zeit und Energie, die erforderlich ist, damit der Anker 36 sich
vom Ventilblock 43 löst.
Der Abstandshalter 42 ruht auf einer Schulter 52 des Überlaufventilgliedes 60,
und entsprechend bewegt sich der Abstandshalter 42 mit dem
Anker 36 und dem Ventilglied 60. Wie in 3 gezeigt,
liegt der Abstandshalter 42 an der Kontaktfläche 49 des
Ventilblocks 43 an, wenn das Überlaufsteuerventil 38 offen
ist. Wenn sich jedoch das Überlaufsteuerventil 38 zur
geschlossenen Position bewegt, hebt das sich bewegende Ventilglied 60 den Abstandshalter 42 von
der Kontaktfläche 49 ab.
Wie unten genauer beschrieben, ist der Abstandshalter 42 konfiguriert,
um die Anhaftung zwischen dem Abstandshalter 42 und dem
Ventilblock 43 zu verringern oder zu eliminieren und dadurch
das Ausmaß der Zeit
zu verringern, die erforderlich ist, um das Überlaufsteuerventil 38 zu
schließen.
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Mit
Bezug auf 4 hat der Antianhaftungsabstandshalter 42 einen
im Allgemeinen ringförmigen
Körper
mit ersten und zweiten Stirnseiten 83, 84 und
Innen- und Außendurchmessern 85, 86.
Die ersten und zweiten Stirnseiten 83, 84 sind
durch eine Dicke 87 getrennt, und die inneren und äußeren Durchmesser 85, 86 sind
um einen Abstand 88 getrennt. Der Abstandshalter 42 hat
eine äußere konzentrische
Kante 96 und eine innere konzentrische Kante 97,
die einen Durchlass 98 definiert, der sich über die gesamte
Dicke 87 des Abstandshalters 42 erstreckt. Der
Abstandshalter 42 ist zwischen dem bewegbaren Glied, beispielsweise
dem Anker 36, und dem stationären Glied positioniert, beispielsweise
dem Ventilblock 43, so dass die erste Stirnseite 83 mit
dem Anker 36 zu verbinden ist und die zweite Stirnseite 84 mit
dem Ventilblock 43 zu verbinden ist und der Schaft 61 des
Ventilgliedes 60 läuft
durch den Durchlass 98. Der Abstandshalter 42 hat
eine Vielzahl von Strömungsmittelaufnahmenuten 90,
die in der zweiten Stirnseite 84 ausgeformt sind und umlaufend
um die Außenkante 96 beabstandet
sind. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Nuten 90 um
die Außenkante 96 um
jeweils 90° beabstandet. Es
sei jedoch bemerkt, dass der Abstandshalter 42 an der Kontaktfläche 49 befestigt
sein kann, und der Anker 36 sich in Kontakt und außer Kontakt
zu dem Abstandshalter 42 bewegen kann. Es sei bemerkt, dass
in dieser Anordnung die Nuten 90 in der ersten Stirnseite 83 ausgeformt
sein können,
um eine Anhaftung zwischen dem Anker und dem Abstandshalter 42 zu
verringern, der in diesem Ausführungsbeispiel
an dem Ventilblock 43 befestigt ist.
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Die
Nuten 90 erstrecken sich axial von der zweiten Stirnseite 84 über einen
Teil 91 der Dicke 87. Zusätzlich erstrecken sich die
Nuten 90 radial nach innen von der äußeren Kante 96 über einen
Teil 92 der Distanz 88. Weil die Nuten 90 sich
radial über
einen Teil 92 der Distanz 88 erstrecken anstatt über die gesamte
Distanz 88, ist ein ringförmiger Kontaktbereich, der
im Allgemeinen durch die gestrichelte Linie 93 bezeichnet
ist, zum Anlegen der Schulter 52 des Ventilgliedes 60 vorgesehen.
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Die
Nuten 90 verringern durch eine Verringerung der Oberfläche der
zweiten Stirnseite 84 die Kontaktfläche zwischen dem Abstandshalter 42 und der
Kontaktfläche 49 des
Ventilblocks 43. Weil die Anhaftung direkt in Beziehung
zur Kontaktfläche steht,
verringert die Verringerung der Kontaktfläche die Anhaftung. Zusätzlich zur
Verringerung der Kontaktfläche
verringern die Nuten 90 die Anhaftung dadurch, dass sie
eine Oberfläche 94 vorsehen,
gegen die unter Druck gesetzter Brennstoff eine Hubkraft erzeugen
kann, die die Anhaftung versetzt. Wenn beispielsweise das Überlaufventil 38 offen
ist und der Abstandshalter 42 am Ventilblock 43 anliegt,
arbeiten die Oberfläche 49 und
jede Nut 90 zusammen, um eine Kammer mit einer Öffnung entlang
der Außenkante 96 des
Abstandshalters 42 zu erzeugen. Unter Druck gesetztes Strömungsmittel
von der Galerie 37 und/oder dem Einlass 33 kann
in jede der Kammern eintreten und eine Kraft erzeugen, die gegen
jede Oberfläche 94 wirkt.
Diese Versetzungskraft kombiniert mit der verringerten Kontaktfläche verringert oder
eliminiert die Anhaftung und verringert die Zeit und Energie, die
erforderlich sind, damit der Abstandshalter 42 einschließlich des
Ankers 36 und des Ventilgliedes 60 vom Ventilblock 43 freikommt
und das Überlaufventil 38 schließt. Entsprechend
verbessert der Abstandshalter 42 die Fähigkeit der Pumpe 16,
die Frequenz zu steuern, mit der sich das Überlaufventil 38 zyklisch
zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegt, und indem
er dies tut, hilft der Abstandshalter 42 der Pumpe 16,
die Stabilität des
Rail-Druckes aufrecht zu erhalten.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
industrielle Anwendbarkeit des hier beschriebenen Antianhaftungsabstandshalters
wird leicht aus der vorangegangenen Besprechung klar. Der Antianhaftungsabstandshalter
der vorliegenden Offenbarung findet mögliche Anwendung in jeglicher hydraulischer
Vorrichtung, in der eine bewegbare Komponente, die mit einem stark
viskosen Strömungsmittel
benetzt ist, in Kontakt mit dem Körper der Vorrichtung kommt.
Beispielsweise können
mit der Anhaftung assoziierte Probleme in hydraulischen Vorrichtungen
auftreten, in denen die bewegbare Komponente sich über ein
relativ kurze Distanz bewegt, sich relativ schnell bewegen muss
und Masseneigenschaften hat, die relativ gering sind. Somit kann
die vorliegende Offenbarung bei hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrichtungen
und/oder hydraulisch betätigten
Gasaustauschventilen eingesetzt werden, die erfordern, dass sich
relativ leicht gewichtige bewegliche Komponenten über eine
relativ kurze Distanz mit extrem schnellen Geschwindigkeiten in
Anwesenheit von etwas bewegen, welches ein hoch viskoses Öl sein kann.
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Es
wird klar sein, dass die vorangegangene Beschreibung Beispiele des
offenbarten Systems und der offenbarten Technik vorsieht. Es wird
jedoch in Betracht gezogen, dass andere Ausführungen der Offenbarung im
Detail von den vorangegangenen Beispielen abweichen können. Alle
Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele davon sollen auf das
spezielle an diesem Punkt besprochene Beispiel Bezug nehmen und
sollen nicht irgendwelche Einschränkungen bezüglich des Umfangs der Offenbarung
im Allgemeinen mit sich bringen. Alle Hinweise bezüglich einer
Unterscheidung und Ablehnung bezüglich
gewisser Merkmale sollen anzeigen, dass diese Merkmale weniger bevorzugt
sind, jedoch nicht, dass diese vom Umfang der Offenbarung vollständig ausgeschlossen
sind, außer
wenn dies in anderer Weise gesagt wird.
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Die
Wiedergabe von Bereichen von Werten hier sollen alleine als ein
kurzes Verfahren dienen, einzeln jeden getrennten Wert zu erwähnen, der
in diesen Bereich fällt,
außer
wenn dies hier anders gesagt wird, und jeder getrennte Wert ist
in der Beschreibung ebenfalls mit eingeschlossen, wie wenn er einzeln
hier genannt worden wäre.
Alle hier beschriebenen Verfahren können in irgendeiner geeigneten
Reihenfolge ausgeführt
werden, außer
wenn dies in anderer Weise hier angezeigt wird oder in anderer Weise
klar durch den Zusammenhang in Abrede gestellt wird. Entsprechend
umfasst diese Offenbarung alle Modifikationen und äquivalenten
Ausführungen
des in den hier angefügten
Ansprüchen
genannten Gegenstandes, wie dies durch das anwendbare Gesetz gestattet
wird. Darüber
hinaus wird jegliche Kombination der oben beschriebenen Elemente in
allen möglichen
Variationen durch die Offenbarung mit eingeschlossen, außer wenn
dies in anderer Weise hier angezeigt wird oder klar der Zusammenhang diesem
widerspricht.
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Zusammenfassung
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PUMPE MIT VARIABLER VERDRÄNGUNG MIT
ANTIANHAFTUNGSVORRICHTUNG
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Ein
Abstandshalter zur Anwendung bei einer Strömungsmittelvorrichtung, wie
beispielsweise einer Pumpe, ist vorgesehen, um das Auftreten einer
Anhaftung zu verhindern oder zu verringern. Der Abstandshalter hat
einen im Allgemeinen ringförmigen Körper, der
erste und zweite Stirnseiten hat, die um eine Dicke getrennt sind.
Der Abstandshalter ist zwischen einem bewegbaren Glied der Pumpe
und einem stationären
Glied der Pumpe positioniert, so dass die erste Stirnseite des Abstandshalters
mit dem bewegbaren Glied in Kontakt zu bringen ist und die zweite
Stirnseite mit dem stationären
Glied in Kontakt zu bringen ist. Der Abstandshalter hat mindestens
eine Strömungsmittelaufnahmenut,
die in mindestens einer der ersten und zweiten Stirnseiten ausgeformt
ist.