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RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Keine.
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TECHNISCHES GEBIET DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Stößelanordnung und insbesondere auf eine integrierte Stößelanordnung mit einem einteiligen Körper.
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HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
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Typischerweise werden Stößel als Mechanismus verwendet, um das Anheben von Ventilen in einem Ventiltrieb eines Motors und das Pumpen von Kraftstoff in einer Kraftstoffpumpe zu erleichtern. Eine vorhandene Stößelanordnung schließt einen Außenmantel mit einem Hohlraum ein, der dazu konfiguriert ist, einen Träger für eine Walze aufzunehmen, so dass der Träger in den Hohlraum eingepresst wird. Während des Betriebs kann aufgrund einer unerwünschten Bewegung des Trägers in den Mantel die Rechtwinkligkeit der Stößelanordnung beeinträchtigt werden. Da beispielsweise der Mantel und der Träger getrennt in der Stößelanordnung eingebaut sind, kann die unerwünschte Bewegung des Trägers eine gekippte Ausrichtung der Stößelanordnung verursachen. Solche Positionsfehler der Stößelanordnung verursachen über einen längeren Zeitraum auch Verzerrungen des Mantels und/oder des Trägers. Ferner können die Positionsfehler im Zusammenhang mit einer Schmiermittelzufuhrbohrung in dem Mantel zu einer verringerten Schmiermittelströmungsfläche in der Stößelanordnung führen. Beispielsweise kann die Schmiermittelzufuhrbohrung aufgrund von durch die Positionsfehler erzeugten Rückständen blockiert sein. Ein weiteres Problem des getrennt eingebauten Mantels und Trägers besteht darin, dass die unerwünschte Bewegung des Trägers einen Kontaktdruck in der Stößelanordnung aufgrund einer Kontaktspannung erhöht, die durch die unerwünschte Bewegung des Trägers und der Walze erzeugt wird. Daher ist es wünschenswert, die Positionsfehler und den Kontaktdruck der Stößelanordnung zu verringern oder zu beseitigen. Dementsprechend gibt es Möglichkeiten, eine verbesserte Stößelanordnung zu entwickeln, die das Anheben der Ventile effizienter durchführen kann.
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KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Stößelanordnung bereitgestellt, die in mechanischen Ausrüstungen zur Anwendung kommt. In der Stößelanordnung ist ein Stößelkörper mit einer zylindrischen Form enthalten, der einen unteren Trägerabschnitt und einen oberen Mantelabschnitt mit einem Hohlraum einschließt, der durch eine Innenwand des oberen Mantelabschnitts und eine Oberseite des unteren Trägerabschnitts definiert ist. Der untere Trägerabschnitt und der obere Mantelabschnitt sind einstückig als einteilige Einheit ausgebildet. Eine Stütze erstreckt sich von der Oberseite des unteren Trägerabschnitts nach oben und ist dazu konfiguriert, einen dem Stößelkörper zugeordneten Spitzenkontaktdruck zu verringern.
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In einem Beispiel weist der untere Trägerabschnitt einen im Wesentlichen festen Körper auf.
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In einem anderen Beispiel ist die Stütze im Wesentlichen in einer Mitte der Oberseite des unteren Trägerabschnitts positioniert.
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In einem weiteren Beispiel ist die Stütze eine zylindrische Säule.
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In noch einem weiteren Beispiel ist eine Schmiermittelzufuhrnut an einer Außenwand des Stößelkörpers angeordnet und dazu konfiguriert, ein Schmiermittel aufzunehmen. In einer Variante ist das Schmiermittel ein Öl oder ein Kraftstoff. In einer anderen Variante erstreckt sich die Schmiermittelzufuhrnut kontinuierlich zwischen dem oberen Mantelabschnitt und dem unteren Trägerabschnitt. In einer weiteren Variante schließt die Schmiermittelzufuhrnut eine Zufuhrbohrung ein, die dazu konfiguriert ist, das Schmiermittel an die Stößelanordnung zu liefern.
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In einem weiteren Beispiel ist mindestens eine Entlüftungsöffnung in dem unteren Trägerabschnitt des Stößelkörpers angeordnet, um das Entweichen einer Druckluft in dem Hohlraum zu erleichtern.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Stößelanordnung bereitgestellt, die in mechanischen Ausrüstungen zur Anwendung kommt. Die Stößelanordnung schließt einen Stößelkörper mit einem unteren Trägerabschnitt mit einer Öffnung ein, die auf einer Bodenfläche des unteren Trägerabschnitts ausgebildet ist, und einem oberen Mantelabschnitt mit einem Hohlraum, der durch eine Innenwand des oberen Mantelabschnitts und einer Oberseite des unteren Trägerabschnitts definiert ist. Der untere Trägerabschnitt und der obere Mantelabschnitt sind einstückig als einteilige Einheit ausgebildet. Ferner schließt die Stößelanordnung eine Walze mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form und einer Länge in Längsrichtung, die kleiner als ein Außendurchmesser des Stößelkörpers ist, wobei die Walze so konfiguriert ist, dass sie in die Öffnung des unteren Trägerabschnitts eingeführt wird, und einen Ring, der so konfiguriert ist, dass er die Bewegung der Walze einschränkt, ein.
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In einem Beispiel schließt der untere Trägerabschnitt des Stößelkörpers eine eingerückte radiale Auflagefläche ein. In einer Variante ist der Ring so konfiguriert, dass er eine Außenfläche der eingerückten radialen Auflagefläche zumindest teilweise umgibt. In einer anderen Variante wird der Ring auf die Außenfläche der eingerückten radialen Auflagefläche aufgepresst. In einer weiteren Variante ist eine sich radial erstreckende Rippe an der Außenfläche der eingerückten radialen Auflagefläche ausgebildet und dazu konfiguriert, die Bewegung des Rings einzuschränken.
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In einem anderen Beispiel sind beide einander gegenüberliegenden Längsenden der Walze von einer Innenfläche des Rings umgeben.
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In noch einem weiteren Beispiel ist der Ring so konfiguriert, dass er die Walze horizontal in der Öffnung quer zu einer Längsachse des Stößelkörpers ausrichtet.
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In einem weiteren Beispiel ist ein Schlitz in dem oberen Mantelabschnitt des Stößelkörpers angeordnet. In einer Variante ist der Schlitz dazu konfiguriert, dass er einen Stift zum Unterstützen der Stößelanordnung aufnimmt. In einer anderen Variante ist der Schlitz eine längliche Öffnung, die zum Einführen des Stifts konfiguriert ist.
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In noch einer weiteren Variante ist ein Durchgang in dem unteren Trägerabschnitt angeordnet und dazu konfiguriert, ein Schmiermittel an die Walze abzugeben.
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Während mehrere Ausführungsformen offenbart sind, werden noch weitere Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstands für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die veranschaulichende Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands zeigt und beschreibt. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten.
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Figurenliste
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Die Merkmale dieser Offenbarung und die Art und Weise, wie sie erhalten werden, werden offensichtlicher und die Offenbarung selbst wird unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden, wobei gilt:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kraftstoffpumpe zur Verwendung mit einer Stößelanordnung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine perspektivische Vorderansicht der Kraftstoffpumpe von 1 mit einem weggeschnittenen Abschnitt, der einen Abschnitt der Stößelanordnung von 1 darstellt;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Stößelanordnung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine andere perspektivische Ansicht der Stößelanordnung von 3;
- 5 ist eine Querschnittsansicht der Stößelanordnung von 3;
- 6 ist eine Explosionsansicht der Stößelanordnung von 3;
- 7 ist eine Seitenansicht der Stößelanordnung von 3;
- 8 ist eine andere Seitenansicht der Stößelanordnung von 3;
- 9 ist eine Querschnittsansicht der Stößelanordnung von 7;
- 10 ist eine Querschnittsansicht der Stößelanordnung von 8; und
- 11 ist eine weitere Querschnittsansicht der Stößelanordnung von 3.
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Während Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen geeignet sind, wurden spezifische Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und werden nachstehend ausführlich beschrieben. Die Absicht ist jedoch nicht, die hierin beschriebenen besonderen Ausführungsformen einzuschränken. Im Gegenteil soll die Offenbarung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die in den durch die beigefügten Ansprüche definierten Umfang der Offenbarung fallen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es wird nun in 1-2 eine zur Verwendung mit einem Motor (nicht gezeigt) konfigurierte Kraftstoffpumpe 10 gezeigt. Die Kraftstoffpumpe 10 kann ein Außengehäuse 12 und mindestens ein Eingriffselement 14, zur Veranschaulichung ein Zahnrad, einschließen, das dazu konfiguriert ist, mit einem Abschnitt des Motors in Eingriff zu kommen. Zum Beispiel kann das Eingriffselement 14 so konfiguriert sein, dass es in ein Zahnrad eingreift oder mit diesem in Eingriff steht, das von der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors angetrieben wird, um der Kraftstoffpumpe 10 eine Dreh- oder andere Bewegung bereitzustellen, um darin Kraftstoff zum Motor zu pumpen.
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In einer Ausführungsform schließt die Kraftstoffpumpe 10 eine Stößelanordnung 100 (3) ein, die in einem Abschnitt des Außengehäuses 12 der Kraftstoffpumpe 10 positioniert ist. Die Stößelanordnung 100 der Kraftstoffpumpe 10 schließt einen Stößelkörper 108, eine Walze 110 und einen Ring 111 ein. Beispielsweise kann die Kraftstoffpumpe 10 auch einen zweiten Stößel 122 einschließen, der einen Stößelkörper 116 und eine Walze 126 einschließt. In einigen Ausführungsformen ist eine Verriegelungsstange oder ein Vorsprung 102, der an einer Halterung 106 angebracht ist, die mit einem Abschnitt des Motors oder der Kraftstoffpumpe 10 gekoppelt ist, in unmittelbarer Nähe zu einem flachen Abschnitt 104 der Stößelanordnung 100 positioniert.
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Eine beispielhafte Verriegelungsstange
102 und dazugehörige Komponenten sind in der internationalen Anmeldung Nr.
PCT/US2016/025150 (Internationale Veröffentlichung Nr.
WO 2016/175975 A1 ), eingereicht am 31. März 2016, mit dem Titel „PINLESS TAPPET IN A COMMON RAIL HIGH PRESSURE FUEL PUMP“ beschrieben und dargestellt, die hiermit durch Verweis in vollem Umfang für ihre gesamte Lehre und für alle Zwecke integriert ist.
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Es wird nun auf die Stößelanordnung 100 von 3-5 Bezug genommen, die dazu konfiguriert ist, verschiedenen Komponenten eines Fahrzeugs eine lineare Bewegung zu verleihen. Beispielsweise kann die Stößelanordnung 100 in mechanischen Ausrüstungen wie Motoren oder zugehörigem Zubehör des Fahrzeugs dazu verwendet werden, einer Schubstange eine lineare Bewegung basierend auf der Drehbewegung von einer Nockenwelle zu verleihen. In einem anderen Beispiel kann die Stößelanordnung 100 auch in Fluidkraftsystemen, Ventilsystemen, Kraftstoffsystemen und Hydraulikpumpenanwendungen eingesetzt werden. Die Stößelanordnung 100 kann auch mit einer Kraftstoffpumpe und/oder einem Ventiltrieb für einen Motor verwendet werden.
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In einer Ausführungsform schließt die Stößelanordnung 100 den Stößelkörper 108, die Walze 110 und den Ring 111 ein. Der Stößelkörper 108 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form und schließt einen Hohlraum 150 ein, der dazu konfiguriert ist, ein Vorspannelement (nicht gezeigt), wie beispielsweise eine Feder aufzunehmen. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Stößelanordnung mit einem Stößelmantel und einem in den Mantel gepressten Träger schließt die Stößelanordnung 110 einen Mantel und einen Träger ein, die zusammen als eine einzige Einheit (d. h. Stößelkörper 108) integriert sind. Zum Beispiel, wie in 5 gezeigt, schließt der Stößelkörper 108 einen unteren Trägerabschnitt 152 mit einer Oberseite 154 und einer Unterseite 156 (4) ein. Der untere Trägerabschnitt 152 weist einen im Wesentlichen festen Körper auf.
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Ferner schließt der Stößelkörper 108 einen oberen Mantelabschnitt 158 mit einem Hohlraum 150 ein, der durch eine Innenwand 160 des oberen Mantelabschnitts 158 und die Oberseite 154 des unteren Trägerabschnitts 152 definiert ist. Insbesondere sind der obere Mantelabschnitt 158 und der untere Trägerabschnitt 152 des Stößelkörpers 108 einstückig als einteilige oder einstückige Einheit ausgebildet.
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Eine Stütze 162 erstreckt sich von der Oberseite 154 des unteren Trägerabschnitts 152 nach oben und ist dazu konfiguriert, das Vorspannelement, wie beispielsweise eine Stange oder ein anderes mechanisches Mittel zum Steuern von Ventilen oder Kraftstoffdrücken, zu tragen und einen dem Stößelkörper 108 zugeordneten Spitzenkontaktdruck z. B. zwischen der Walze 110 und dem Hohlraum 150, in den die Walze 110 eingesetzt ist, zu verringern. Die Stütze 162 ist im Wesentlichen in einer Mitte oder nahe der Mitte der Oberseite 154 des unteren Trägerabschnitts 152 positioniert. In einer Ausführungsform ist die Stütze 162 eine zylindrische Säule, aber es kann ein anderer geeigneter Vorsprung, wie beispielsweise eine Kuppel, in Betracht gezogen werden, um verschiedenen Anwendungen zu entsprechen. In einer Ausführungsform kann eine Höhe der Stütze 162 ungefähr 5 Millimeter betragen und ein Außendurchmesser der Stütze 162 kann ungefähr 9 Millimeter betragen, es werden jedoch auch andere geeignete Abmessungen in Betracht gezogen, um für unterschiedliche Anwendungen geeignet zu sein. In einer Ausführungsform ist die Stütze 162 derart konfiguriert, dass die Kontaktdrücke zwischen der Walze 110 und dem Stößelkörper 108 während des Betriebs verringert werden.
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Wie in 1 und 3 gezeigt, ist eine Schmiermittelzufuhrnut 164 an einer Außenwand 166 des Stößelkörpers 108 angeordnet und so konfiguriert, dass sie ein Schmiermittel, wie etwa ein Öl oder einen Kraftstoff aufnimmt. In einer Ausführungsform beginnt ein Ende der Schmiermittelzufuhrnut 164 zumindest teilweise am oberen Mantelabschnitt 158 des Stößelkörpers 108 und ein gegenüberliegendes Ende der Schmiermittelzufuhrnut 164 endet zumindest teilweise am unteren Trägerabschnitt 152 des Stößelkörpers 108. Somit erstreckt sich die Schmiermittelzufuhrnut 164 kontinuierlich zwischen dem oberen Mantelabschnitt 158 und dem unteren Trägerabschnitt 152. Die Schmiermittelzufuhrnut 164 schließt eine Zufuhrbohrung 168 ein, die dazu konfiguriert ist, das Schmiermittel über einen optionalen Durchgang 170 (5) zur Walze 110 zu befördern. In einem Beispiel wird das Schmiermittel von einem Motorblock des Fahrzeugs zur Vorschubnut 164 gefördert. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Größe, Form oder Position der Zufuhrbohrung 168 in Abhängigkeit von einem Typ des Schmiermittels variieren. In einigen Ausführungsformen schließt die Schmiermittelzufuhrnut 164 unter Umständen keine Zufuhrbohrung 168 ein.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, sind eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen 172 in dem unteren Trägerabschnitt 152 des Stößelkörpers 108 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform sind 4 Lüftungsschlitze 172 im unteren Trägerabschnitt 152 des Stößelkörpers 108 gezeigt, aber es kann eine beliebige Anzahl von Lüftungsschlitzen 172 verwendet werden, um verschiedenen Anwendungen zu entsprechen. In einer Ausführungsform beginnt ein Ende jeder Entlüftungsöffnung 172 an der Oberseite 154 des unteren Trägerabschnitts 152 und ein gegenüberliegendes Ende jeder Entlüftungsöffnung 172 endet an der Unterseite 156 des unteren Trägerabschnitts 152. In dieser Konfiguration kann eine Luftansammlung, die während des Betriebs der Stößelanordnung 100 in dem Hohlraum 150 komprimiert wird, über eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen 172 freigesetzt werden. Ferner sind eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen 172 eingeschlossen, um die Stößelmasse im Stößelkörper 108 zu verringern.
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In einer Ausführungsform ist ein Schlitz 174 in dem oberen Mantelabschnitt 158 des Stößelkörpers 108 angeordnet und so konfiguriert, dass er während des Betriebs einen Stift 182 (10) zur Unterstützung der Stößelanordnung 100 aufnimmt. In einem Beispiel weist der Schlitz 174 eine längliche vertikale Öffnung auf, die dazu konfiguriert ist, ein Einsetzen des Stifts aufzunehmen, so dass der Stift innerhalb der vertikalen Öffnung gleitend beweglich ist, um eine lineare Bewegung der Stößelanordnung 100 zu unterstützen. In einem anderen Beispiel ist der Stift 182 an einem Abschnitt des Motors oder der Kraftstoffpumpe 10 angebracht.
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Es wird nun auf 6-11 Bezug genommen, wobei die Walze 110 eine im Wesentlichen zylindrische Form und eine Länge in Längsrichtung aufweist, die kleiner als ein Außendurchmesser des Stößelkörpers 108 ist. In einer Ausführungsform schließt der untere Trägerabschnitt 152 des Stößelkörpers 108 eine Öffnung 176 ein, die auf der Bodenfläche 156 des unteren Trägerabschnitts 152 ausgebildet ist. Die Öffnung 176 des unteren Trägerabschnitts 152 ist dazu konfiguriert, ein Einsetzen der Walze 110 zu empfangen und aufzunehmen, so dass die Walze 110 während des Betriebs innerhalb der Öffnung 176 frei beweglich und/oder axial drehbar ist. Die Translationsbewegung entlang einer Längsachse der Walze 110 wird jedoch durch den Ring 111 begrenzt oder eingeschränkt.
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Insbesondere schließt der untere Trägerabschnitt 152 des Stößelkörpers 108 eine eingerückte radiale Auflagefläche 178 ein, die die Öffnung 176 zumindest teilweise umgibt. In einer Ausführungsform kann der Ring 111 ein Band sein, das eine Außenfläche der eingerückten Auflagefläche 178 zumindest teilweise umgibt. Beispielsweise kann der Ring 111 fest auf die Außenfläche der eingerückten Auflagefläche 178 des unteren Trägerabschnitts 152 des Stößelkörpers 108 aufgepresst werden. Eine sich radial erstreckende Rippe 180 ist an der Außenfläche der eingerückten Auflagefläche 178 ausgebildet und dazu konfiguriert, die Bewegung des Rings 111 während des Betriebs zu begrenzen oder einzuschränken.
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Im zusammengebauten Zustand sind beide einander gegenüberliegenden Längsenden der Walze 110 durch eine Innenfläche des Rings 111 umgeben. Somit ist der Ring 111 dazu konfiguriert, die Walze 110 horizontal in der Öffnung 176 quer zu einer vertikalen Längsachse des Stößelkörpers 108 auszurichten und auch eine axiale Bewegung der Walze 110 einzuschränken, die während des Betriebs in die Öffnung 176 des unteren Trägerabschnitts 152 eingesetzt wird. Es wird kein Stift verwendet, um die Bewegung der Walze 110 einzuschränken.
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In der detaillierten Beschreibung hierin geben Verweise auf „eine einzige Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. an, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft einschließen kann, aber nicht jede Ausführungsform muss notwendigerweise das besondere Merkmal, die besondere Struktur oder Eigenschaft einschließen. Darüber hinaus beziehen sich solche Sätze nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Wenn ferner ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, wird vorgetragen, dass einer fachkundigen Person mit dem Nutzen der vorliegenden Offenbarung bekannt ist, dass ein solches Merkmal, eine solche Struktur oder eine solche Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen, gleich ob explizit beschrieben oder nicht, beeinflusst wird. Nach dem Lesen der Beschreibung wird einer fachkundigen Person klar sein, wie die Offenbarung in alternativen Ausführungsformen implementiert werden kann.
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Es versteht sich auch, dass die Verwendung von orientierungsbezogenen Begriffen wie „oben“, „unten“, „obere/r/s“, „untere/r/s“, „nach oben“, „nach unten“, „vertikal“ und „horizontal“ hierin verwendet werden, um die Erläuterung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu unterstützen, und dass vorgesehen ist, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen auf eine beliebige Anzahl von Arten positioniert und orientiert werden können. In ähnlicher Weise werden Begriffe wie „Länge“ und „Breite“ auch zu Erläuterungszwecken verwendet, und ihre allgemeine Verwendung impliziert für sich allein nicht, dass eine Länge notwendigerweise größer als eine Breite ist.
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Zusätzlich sollte verstanden werden, dass die verschiedenen hierin in Betracht gezogenen Ausführungsformen wie in Verbindung mit Motoren und Kraftstoffpumpen verwendet werden (und selbst solche sein) können, obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt sind.
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Verschiedene Modifikationen und Ergänzungen können an den erörterten beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Während sich beispielsweise die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf bestimmte Merkmale beziehen, schließt der Umfang dieser Offenbarung auch Ausführungsformen mit unterschiedlichen Kombinationen von Merkmalen und Ausführungsformen ein, die nicht alle der beschriebenen Merkmale enthalten. Dementsprechend soll der Umfang der vorliegenden Offenbarung alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Varianten umfassen, die in den Umfang der Ansprüche fallen, zusammen mit allen Äquivalenten davon.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2016/025150 PCT [0021]
- WO 2016/175975 A1 [0021]
