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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffversorgungssystem
gemäß dem Oberbegriff
aus Anspruch 1.
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Mechanische
Pumpen, in denen ein Diaphragma veranlasst wird, sich in reziproker
Weise zu bewegen, oder Rollenzellenpumpen, Drehkolbenpumpen oder
elektromagnetische Pumpen, etc., in denen eine elektromagnetische
Kraft einen Plunger zur Durchführung
eines Pumpvorgangs anregt, sind als Fluid (Zwangsförder)-Pumpen
zum Zwangsfördern
von Heizkraftstoff, Motorenkraftstoff oder anderen Fluiden nach
Stand der Technik wohlbekannt.
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Bei
mit Dieselmotor ausgerüsteten
Fahrzeugen ist die in 7 dargestellte Anordnung wohlbekannt
als Kraftstoffversorgungssystem zum Versorgen eines Motors mit Kraftstoff
und als Kraftstoffersorgungssystem zum Versorgen eines Zusatzheizers mit
Kraftstoff zwecks Anwendung in Heizern, wie z.B. Heißluft- und
Heißwasserheizern.
Dieses Kraftstoffversorgungssystem umfasst einen Kraftstoffversorgungsweg,
welcher Kraftstoff ermöglicht,
aus einem mit Leichtöl
gefüllten
Kraftstofftank 1 via eine Kraftstoffpumpe 2 zum
Zwangsfördern
von Motorenkraftstoff und via eine Injektionspumpe 3 zu
einer Kraftstoffverbrennungskammer eines Motors 4 zu gelangen,
und einen Kraftstoffversorgungsweg, welcher Kraftstoff ermöglicht,
zu einem Zusatzheizer 6 via eine Kraftstoffpumpe 5 zu
gelangen, die eine Fluidpumpe bildet, welche Kraftstoff für den Heizer
aus dem Kraftstofftank 1 zwangsfördert.
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Die
Auslassseite der Kraftstoffpumpe 5 ist nämlich direkt
mit einer Einlassleitung 7 verbunden, die vom Kraftstofftank 1 ausgeht,
und die Auslassseite der Kraftstoffpumpe 5 ist mit einer
Ablassleitung 8 verbunden, die mit dem Zusatzheizer 6 kommunikativ
in Verbindung steht.
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Deshalb
kann die Kraftstoffpumpe 5 eine gewünschte Kraftstoffmenge ablassen,
ohne dem Einfluss der Kraftstoffpumpe 2 oder der Einspritzpumpe 3 ausgesetzt
zu sein.
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Im
obengenannten Kraftstoffversorgungssystem, dargestellt durch die
zweipunktierte und gestrichelte Linie in 7, wird,
um eine Vereinfachung des Rohrsystems und der allgemeinen Merkmale, etc.
zu erreichen, ein Kraftstoffversorgungssystem betrachtet, bei dem
eine Einlassleitung 7' mit
der stromab gelegenen Seite der Kraftstoffpumpe 2 verbunden
ist, wobei diese Einlassleitung 7' an die Einlassseite der Kraftstoffpumpe 5 angeschlossen
ist, um den Zusatzheizer 6 mit Kraftstoff zu versorgen.
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Jedoch
kommt es bei dieser Art von Kraftstoffversorgungssystem infolge
der Betriebscharakteristiken der Kraftstoffpumpe 2 oder
der Einspritzpumpe 3 zu Druckfluktuationen in der Einlassleitung 7'. Dies bewirkt,
dass die Menge des aus der Kraftstoffpumpe 5 abgelassenen
Kraftstoffs unter dem Einfluss dieser Druckfluktuationen variiert.
Deshalb wird dem Zusatzheizer 6 entgegen den Erfordernissen
keine gleichbleibende Kraftstoffmenge zugeführt, weshalb die Heizcharakteristiken
instabil sind.
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US 4 187 813 bezieht sich
auf ein Kraftstoffversorgungssystem für einen internen Verbrennungsmotor,
das über
eine Kraftstoffeinspritzpumpe zum Fördern einer kontrollierten
Kraftstoffmenge verfügt,
die in einen Motor einzuspritzen ist.
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Zur
Lösung
der zuvor erwähnten
Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein
Kraftstoffversorgungssystem zu bieten, umfassend einen Kraftstoffversorgungsweg,
welcher Kraftstoff ermöglicht,
aus einem Kraftstofftank zu einer Verbrennungskammer eines Motors
via eine Kraftstoffpumpe und eine Einspritzpumpe zu gelangen, und
einen Kraftstoffversorgungsweg, welcher Kraftstoff ermöglicht,
zu einem Zusatzheizer via eine Fluidpumpe zu gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Fluidpumpe eine Zwangsförderpumpe
besitzt, welche Fluid aus einer Einlassleitung einlässt, die
von der stromab gelegenen Seite der Kraftstoffpumpe abzweigt, und
welche Fluid mit einem gewünschten
Druck in Richtung einer Ablassleitung ablässt, und ein Öffnungs-
und Verschlussventil (100; 200; 300),
das angeordnet ist, um einen Weg der Ablassleitung zu schließen und
um einen Weg der Ablassleitung zu öffnen, wenn der Druck eines
Fluids, das in Richtung der Ablassleitung abgelassen wird, einen
vorgegebenen Druck überschreitet,
wobei der Druck eines Fluids innerhalb der Einlassleitung in eine
Richtung wirkt, die dem Druck des Ablassfluids am Öffnungs- und Verschlussventil
entgegengesetzt ist.
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Eine
Fluidpumpe der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Zwangsförderpumpe
zum Einlassen von Fluid aus einer Einlassleitung und zum Ablassen von
Fluid mit einem gewünschten
Druck in Richtung einer Ablassleitung; und ein Öffnungs- und Verschlussventil,
das in solch einer Weise angeordnet ist, dass es in eine Richtung
drängt
und einen Weg der Ablassleitung schließt und einen Weg der Ablassleitung öffnet, wenn
der Druck von in Richtung der Ablassleitung abgelassenem Fluid einen
vorgeschriebenen Druck übertrifft.
Der Fluiddruck in der Einlassleitung wirkt in einer Richtung, die
dem Druck des Ablassfluids am Öffnungs-
und Verschlussventil entgegengesetzt ist.
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Diesem
Aufbau gemäß wird der
Druck von aus der Einlassleitung eingelassenem Fluid durch die Zwangsförderpumpe
auf einen gewünschten
Druck erhöht
und das Fluid in Richtung der Ablassleitung abgegeben. Daraufhin öffnet das Öffnungs-
und Verschlussventil den Weg, wenn der Druck des abgelassenen Fluids
einen vorgeschriebenen Druck übersteigt,
und das Fluid wird der stromab gelegenen Seite zugeführt.
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Während dieser
Zeit wirkt der Druck des Fluids in der Einlassleitung in einer Richtung,
die den Weg schließt.
Selbst wenn der Druck in der Einlassleitung fluktuiert, wirken derartige
Druckfluktuationen sowohl in Öffnungs-
als auch in Verschlussrichtung des Öffnungs- und Verschlussventils
und heben einander dementsprechend auf. Darum öffnet sich das Öffnungs-
und Verschlussventil aufgrund eines vorgeschriebenen Ablassdrucks,
ohne durch Druckfluktuationen in der Einlassleitung beeinflusst
zu werden, weshalb die abgelassene Fluidmenge gleichbleibend ist.
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Bei
Obigem wird ein Aufbau verwendet, bei dem die Einlassleitung in
kommunikativer Verbindung mit einer stromab gelegenen Seite der
Kraftstoffpumpe zum Zwangsfördern
von Motorenkraftstoff steht.
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Diesem
Aufbau gemäß kann die
Fluidpumpe eine gleichbleibende Menge abgelassenen Kraftstoffs an
das gewünschte
Objekt (z.B. einen Zusatzheizer) liefern, ohne dass sie dem Einfluss
von Druckfluktuationen unterworfen ist, die auf der stromab gelegenen
Seite der Kraftstoffpumpe zum Zwangsfördern von Motorenkraftstoff
auftreten.
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Beim
obigen Aufbau wird eine Struktur verwendet, in der das Öffnungs-
und Verschlussventil einen sich ungehindert hin- und herbewegenden
Kolben aufweist, der in solch einer Weise geformt ist, dass der
Druck des Ablassfluids an dem einen Ende desselben wirkt und dass
die Druckkraft der Feder und der Druck des Fluids in der Einlassleitung
an dem anderen Ende desselben wirken.
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Diesem
Aufbau gemäß wirkt
der Druck des abgelassenen Fluids auf das eine Ende des Kolbens, während der
Druck des Fluids in der Einlassleitung und eine Druckkraft einer
Feder auf das andere Ende wirken. Während dieser Zeit wirken Druckfluktuationen
in der Einlassleitung auf beide Seiten des Kolbens und heben sich
dementsprechend einander auf. Deshalb kann der Kolben den Weg öffnen und
schließen,
indem er lediglich das Verhältnis
zwischen der im Voraus eingestellten Druckkraft der Feder und der Ablasskraft
des Fluids nutzt.
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Bei
Obigem wird ein Aufbau verwendet, in dem das Öffnungs- und Verschlussventil
ein Diaphragma zum Öffnen
und Schließen
des Wegs der Ablassleitung besitzt, das in solch einer Weise geformt
ist, dass der Druck des Ablassfluids an einer Oberfläche auf
der einen Seite wirkt und dass die Druckkraft der Feder und der
Druck des Fluids in der Einlassleitung an einer Oberfläche auf
der anderen Seite wirken.
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Diesem
Aufbau gemäß wirkt
der Druck des abgelassenen Fluids an einer Oberfläche auf
der einen Seite des Diaphragmas, während der Druck des Fluids
in der Einlassleitung und eine Druckkraft einer Feder an der Oberfläche auf
der anderen Seite wirken. Während
dieser Zeit wirken die Druckfluktuationen in der Einlassleitung
auf Oberflächen
auf beiden Seiten des Diaphragmas und heben sich dementsprechend
einander auf. Deshalb kann das Diaphragma den Weg öffnen und
schließen,
indem es lediglich das Verhältnis
zwischen der im Voraus eingestellten Druckkraft der Feder und der
Ablasskraft des Fluids nutzt. Insbesondere sind die Seite der Ablassleitung
und die Seite der Einlassleitung durch das Diaphragma vollständig getrennt.
Dies bedeutet, dass Lecks (ein Aussickern) zwischen den Seiten ganz verhindert
werden können
(kann) und dass sich eine gleichbleibendere Ablassmenge gewährleisten
lässt.
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Beim
oben verwendeten Aufbau verfügt
das Öffnungs-
und Verschlussventil über
Bälge,
die dergestalt geformt sind, dass sie sich ungehindert ausdehnen
und zusammenziehen, und über
eine Dichtung zum Öffnen
und Schließen
des Wegs der Ablassleitung, die an einem Ende der Bälge in einer Weise
gebildet wird, dass der Druck des Ablassfluids an einer Oberfläche auf
der einen Seite wirkt und dass die Druckkraft der Feder und der
Druck des Fluids in der Einlassleitung an einer Oberfläche auf
der anderen Seite wirken.
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Diesem
Aufbau gemäß wirkt
der Druck des abgelassenen Fluids an einer Oberfläche auf
der einen Seite des Diaphragmas, während der Druck des Fluids
in der Einlassleitung und eine Druckkraft einer Feder an der Oberfläche auf
der anderen Seite wirken. Während
dieser Zeit wirken Druckfluktuationen in der Einlassleitung auf
Oberflächen
auf beiden Seiten der Dichtung, die den gleichen Beaufschlagungsbereich
haben, und heben sich dementsprechend einander auf. Deshalb ziehen
sich die Bälge
zusammen und dehnen sich aus, indem sich lediglich das Verhältnis zwischen
der im Voraus eingestellten Druckkraft der Feder und der Ablasskraft
des Fluids nutzen, um den Weg zu öffnen und zu schließen. Insbesondere
sind die Seite der Einlassleitung und die Seite der Ablassleitung
durch die Bälge
und die Dichtung vollständig
getrennt. Deshalb können
Lecks (kann ein Aussickern) zwischen den beiden Seiten ganz verhindert
werden; es ist einfach, den Bereich der Druckbeaufschlagung für die Aus lassseite
und die Einlassseite an der Dichtung gleich anzulegen, weshalb sich
eine gleichbleibendere Ablassmenge gewährleisten lässt.
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1 ist
eine Skizzendarstellung eines Systems, die eine der vorliegenden
Erfindung entsprechende Fluidpumpe zeigt.
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2 ist
eine Darstellung, welche die theoretische Funktionsweise eines Öffnungs- und Verschlussventils
veranschaulicht, welches Teil der Fluidpumpe ist, wobei 2(a) den Zustand des Öffnungs- bzw. Verschlussventils
zeigt, wenn die Zwangsförderpumpe
nicht in Betrieb ist, und 2(b) den
Zustand des Öffnungs-
und Verschlussventils zeigt, wenn die Zwangsförderpumpe in Betrieb ist.
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3 ist
eine Querschnittdarstellung, die eine Zwangsförderpumpe veranschaulicht,
welche Teil einer Fluidpumpe ist.
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4 ist
eine Darstellung, welche Ablasscharakteristiken einer Fluidpumpe
zeigt.
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5 ist
eine Skizzendarstellung eines Systems, die eine weitere Ausführungsform
einer Fluidpumpe der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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6 ist
eine Skizzendarstellung eines Systems, die noch eine weitere Ausführungsform
einer Fluidpumpe der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Skizzendarstellung eines Systems, die eine Fluidpumpe eines
Kraftstoffversorgungssystems nach Stand der Technik veranschaulicht.
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Beim
Folgenden handelt es sich um eine Beschreibung, die auf die beigefügten Zeichnungen
von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung Bezug nimmt.
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1 bis 3 zeigen
eine erste Ausführungsform
der Fluidpumpe der vorliegenden Erfindung, wobei 1 eine
Darstellung eines Systems, 2 eine Darstellung
zur Veranschaulichung des Systembetriebs und 3 die Darstellung
einer Zwangsförderpumpe
im Querschnitt ist.
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Bei
der in dieser Ausführungsform
verwendeten Fluidpumpe handelt es sich um jene, die eingesetzt wird,
um einen Zusatzheizer eines mit Dieselmotor ausgerüsteten Fahrzeugs
mit Kraftstoff zu versorgen. Wie aus 1 hervorgeht,
umfasst das Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung
einen motorseitigen Versorgungsweg, um Kraftstoff aus einem mit
Leichtkraftstoff gefüllten Kraftstofftank 10 via
eine Kraftstoffpumpe 20 und eine Einspritzpumpe 30 einer
Verbrennungskammer eines Motors 40 zuzuführen, und
ferner einen heizerseitigen Versorgungsweg, der sich auf der stromab gelegenen
Seite der Kraftstoffpumpe 20 befindet und von der stromauf
gelegenen Seite der Einspritzpumpe 30 abzweigt, um Kraftstoff
via eine Fluidpumpe 50 zu einem Zusatzheizer 60 zu
leiten.
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Die
Fluidpumpe 50 setzt sich zusammen aus einer elektromagnetischen
Pumpe 90, die eine Druckförderpumpe bildet, und aus einem Öffnungs- und
Verschlussventil 100, das einen Weg der Ablassleitung 80 öffnet und
schließt.
Die stromauf gelegene Seite (Einlassseite) der elektromagnetischen
Pumpe 90 ist mit einer Einlassleitung 70 verbunden,
die von der stromab gelegenen Seite der Kraftstoffpumpe 20 abzweigt,
und die stromab gelegene Seite (Auslassseite) der elektromagnetischen
Pumpe 90 ist mit einer Ablassleitung 80 verbunden,
die mit dem Zusatzheizer 60 kommunikativ in Verbindung
steht. Ein Ende des Öffnungs-
und Verschlussventils 100 ist auf halbem Weg entlang der
Ablassleitung 80 (zwischen einer stromauf gelegenen Ablassleitung 81 und
einer stromab gelegenen Ablassleitung 82) angeschlossen,
und das andere Ende ist mit der Einlassleitung 70 verbunden.
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Wie
aus 1 und 2 ersichtlich, ist nämlich das Öffnungs-
und Verschlussventil 100 geschaffen aus einem Kolben 100,
der einen Ventilkörper
bildet, der so angeordnet ist, dass er sich innerhalb einer Zylinderbohrung 101 ungehindert
hin- und herbewegt, aus einer Feder 120, um den Kolben 110 in
eine Richtung zu drängen,
die den Weg der Ablassleitung 80 schließt (durch Blockieren zwischen der
stromauf gelegenen Ablassleitung 81 und der stromab gelegenen
Ablassleitung 82) und aus einem Kommunikationsweg 130,
der an einer seitlichen Oberfläche
der Zylinderbohrung 101 angelegt ist und mit der stromab
gelegenen Ablassleitung 82 kommunikativ in Verbindung steht.
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Ein
Ende der Zylinderbohrung 101 steht in kommunikativer Verbindung
mit der stromauf gelegenen Ablassleitung 81, und das andere
Ende der Zylinderbohrung 101 steht in kommunikativer Verbindung
mit der Einlassleitung 70.
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Der
Druck des aus der elektromagnetischen Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 durch
die stromauf gelegene Ablassleitung 81 abgelassenen Kraftstoffs (abgelassenen
Fluids) wirkt auf eine Endoberfläche 111 an
einem Ende des Kolbens 110, und der Druck des Kraftstoffs
(Fluids) in der Einlassleitung 70 und die Druckkraft der
Feder 120 wirken auf eine weitere Endoberfläche 112 des
Kolbens 110 (der Druck des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 wirkt
in einer zum Druck des Ablasskraftstoffs entgegengesetzten Richtung).
Deshalb bleibt der Kolben 110 in einer Position, in der
sich die von beiden Seiten wirkenden Kräfte im Gleichgewicht befinden.
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Erläutert wird
nun die Funktionsweise des Öffnungs-
und Verschlussventils 100, wie in 2(a) dargestellt;
wenn die elektromagnetische Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 nicht
in Betrieb ist oder wenn der Druck von aus der elektromagnetischen Pumpe
(Zwangsförderpumpe) 90 abgelassenem Kraftstoff
ein vorgeschriebenes Level unterschreitet, wird der Kolben 110 durch
die Druckkraft der Feder 120 in einer Verschlussrichtung
bewegt und die Ablassleitung 80 geschlossen.
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Im
Folgenden wird davon ausgegangen, dass P den Vordruck der elektromagnetischen
Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 und
Ps den Kraftstoffdruck in der Einlassleitung 70 darstellt;
wenn die elektromagnetische Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 arbeitet
und der Druck des abgelassenen Kraftstoffs ein vorgeschriebener
Druck (P + Ps) ist oder höher,
bewegt sich der Kolben 110 so, dass er der Druckkraft der
Feder 120 standhält,
und der Kommunikationsweg 130 der Ablassleitung 80 wird
geöffnet. Zu
diesem Zeitpunkt wirkt, wie aus 2(b) hervorgeht,
ein Druck P + Ps des abgelassenen Kraftstoffs auf eine Endoberfläche 111 des
Kolbens 110, und der Druck Ps des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 und die
Druckkraft der Feder 120 wirken auf die Oberfläche 112 am
anderen Ende des Kolbens 110.
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Der
Druck Ps des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 wirkt
von beiden Seiten des Kolbens 110 aus und hebt sich deshalb
auf. Dies bedeutet, dass nur der Druck P und die Druckkraft der
Feder 120 auf den Kolben 110 wirken. Deshalb bewegt
sich der Kolben 110 aufgrund des Gleichgewichts von Druck
P und Druckkraft zu einer im Voraus festgelegten Position, und eine
vorgeschriebene Menge Kraftstoff wird zu der stromab gelegenen Ablassleitung 82 hin
abgelassen.
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Wenn
eine Druckfluktuation ΔP
im Kraftstoff in der Einlassleitung 70 auftritt, wirkt
ein Druck P + (Ps + ΔP)
von in die stromauf gelegene Ablassleitung 81 abgelassenem
Kraftstoff auf eine Endoberfläche 111 des
Kolbens 110 und ein Druck (Ps + ΔP) von Kraftstoff in der Einlassleitung 70 wirkt
auf die andere Endoberfläche 112 des
Kolbens 110. Deshalb hebt sich der Kraftstoffdruck (+ ΔP) in der
Einlassleitung 70, wie im obigen Fall, selbst auf.
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Folglich
verschafft die elektromagnetische Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 eine
gleichbleibende Menge abgelassenen Kraftstoffs, ohne von Druckfluktuationen
des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 beeinflusst zu
werden. Die Fluidpumpe 50 kann darum klein ausfallen und
von einfacher Struktur sein, was ein Ergebnis dessen darstellt,
dass das Öffnungs-
und Verschlussventil 100 aus einem in der Zylinderbohrung 101 gleitenden
Kolben 110 und einer Feder 120 konstruiert ist.
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Bei
der elektromagnetischen Pumpe 90, welche die Zwangsförderpumpe
bildet, handelt es sich um eine Pumpe bekannten Aufbaus. Wie aus 3 ersichtlich,
umfasst die elektromagnetische Pumpe 90 ein einlassseitiges
Rohr 90a, ein Außenjoch 90b und
ein Endjoch 90c, eine elektromagnetische Spule 90d,
ein auslassseitiges Rohr 90e, eine Hülse 90f einen Plunger 91,
der so in die Hülse 90f eingeführt ist, dass
er darin ungehindert gleiten kann, eine Schraubenfeder 92,
die den Plunger 91 in Richtung der stromauf gelegenen Seite
drängt,
ein Einlassventil 93 zum Öffnen und Schließen eines
Wegs 91a in dem Plunger 91, eine Schraubenfeder 94,
um das Einlassventil 93 in eine Schließrichtung zu drängen, ein
Ablassventil 95 und schließlich eine Schraubenfeder 96, um
das Ablassventil 95 in eine Schließrichtung zu drängen, etc.
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Wenn
die elektromagnetische Spule 90d unter Strom gesetzt wird,
bewegt sich der Plunger 91 zur stromab gelegenen Seite,
und durch diese Bewegung komprimierter Kraftstoff wirkt der Druckkraft
der Schraubenfeder 96 entgegen, um das Ablassventil 95 zu öffnen, so
dass der Kraftstoff der Ablassleitung 80 via das auslassseitige
Rohr 90e zugeführt
wird. Wenn hingegen das Anregen der elektromagnetischen Spule 90d eingestellt
wird, schließt
das Ablassventil 95 den Weg aufgrund der Druckkraft der Schraubenfeder 96,
und der Plunger 91 bewegt sich aufgrund der Druckkraft
der Schraubenfeder 92 zur stromauf gelegenen Seite hin.
Zu diesem Zeitpunkt ist am Rand des Einlassventils 93 der
Druck der stromab gelegenen Seite niedriger als der Druck der stromauf
gelegenen Seite. Deshalb öffnet
sich das Einlassventil 93 entgegen der Druckkraft der Schraubenfeder 94,
und Kraftstoff wird in Stromab-Richtung eingelassen. Folglich ermöglicht diese
Sequenz von Vorgängen
das Ablassen einer vorgeschriebenen Kraftstoffmenge.
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Bei 4 handelt
es sich um ein Schaubild, welches die Ablasscharakteristiken bei
Veränderung des
Kraftstoffdrucks in der Einlassleitung 70 darstellt. 4 zeigt
Merkmale der Ablasscharakteristiken nach Stand der Technik, wenn
lediglich die elektromagnetische Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 nach Stand
der Technik durch die Einlassleitung 7' angeschlossen ist, dargestellt
durch die zweipunktierte und gestrichelte Linie in 7;
ferner veranschaulicht 4 Merkmale der vorliegenden
Erfindung bezüglich
Ablasscharakteristiken der Fluidpumpe 50 der vorliegenden
Erfindung, wobei das Öffnungs-
und Verschlussventil 100 der elektromagnetischen Pumpe 90 hinzugefügt ist.
Hinsichtlich der Merkmale der vorliegenden Erfindung werden Ablasscharakteristiken
bezüglich
des Differierens des freien Raums (Abstand) zwischen dem Kolben 110 des Öffnungs-
und Verschlussventils 100 und der Zylinderbohrung 101 dargestellt,
d.h. es werden Schaubilder für
einen großen
freien Raum (z.B. von annähernd
15 μm) und
einen kleinen freien Raum (z.B. von annähernd 5 μm) gezeigt.
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Wie
aus den Ergebnissen klar hervorgeht, ist in Übereinstimmung mit der Fluidpumpe 50 der
vorliegenden Erfindung die Ablassmenge im Wesentlichen unverändert, selbst
wenn der Druck in der Einlassleitung 70 fluktuiert.
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5 ist
eine Darstellung, die eine weitere Ausführungsform einer Fluidpumpe
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine Fluidpumpe 50' dieser Ausführungsform
umfasst die elektromagnetische Pumpe 90, welche die Zwangsförderpumpe
bildet, und ein Öffnungs-
und Verschlussventil 200 vom Diaphragma-Typ.
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Wie
aus 5 hervorgeht, beinhaltet das Öffnungs- und Verschlussventil 200 ein
Diaphragma 210, das eine Aufteilung in einen auslassseitigen Raum
und in einen einlassseitigen Raum schafft, und eine Feder 220,
welche das Diaphragma 210 zum auslassseitigen Raum hin
drängt.
Eine stromauf gelegene Ablassleitung 81 und eine stromab
gelegene Ablassleitung 82 sind mit dem auslassseitigen
Raum verbunden, und eine Dichtung 211, die über dem
Diaphragma 210 gebildet wird, öffnet und schließt eine Öffnung 81a der
stromaufgelegenen Ablassleitung 81. Demgegenüber befindet
sich die Feder 220 am einlassseitigen Raum, und die Einlassleitung 70 ist ebenfalls
mit dem einlassseitigen Raum verbunden.
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Der
Druck des aus der elektromagnetischen Pumpe 90 abgelassenen
Kraftstoffs (abgelassenen Fluids) wirkt auf eine Seitenfläche des
Diaphragmas 210, und die Druckkraft der Feder 220 und
der Kraftstoffdruck in der Einlassleitung 70 wirken auf
die andere Seitenfläche
des Diaphragmas 210 (der Druck des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 wirkt
in einer Richtung entgegen dem Druck des abgelassenen Kraftstoffs).
Dann öffnet
sich die Dichtung 211 und schließt den Weg der Ablassleitung 80 in Übereinstimmung
mit dem Verhältnis
der Kräfte,
die von beiden Seiten aus wirken.
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Wenn
bei der Fluidpumpe 50',
die das Öffnungs-
und Verschlussventil 200 mit der obigen Konfiguration besitzt,
ebenso wie bei der Fluidpumpe 50 eine Druckfluktuation ΔP im Kraftstoff
in der Einlassleitung 70 auftritt, wirkt der Druck P +
(Ps + ΔP)
des abgelassenen Fluids in der stromab gelegenen Ablassleitung 81 auf
eine Seitenfläche
des Diaphragmas 210 und der Druck (Ps + ΔP) des Kraftstoffs
in der Einlassleitung 70 wirkt auf die andere Seitenfläche des
Diaphragmas 210. Der Druck (P + ΔP) des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 kann
deshalb dadurch aufgehoben werden, dass in Reaktion auf Unterschiede
im Bereich der Beaufschlagungsfläche eine
Regulierung vorgenommen wird.
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Folglich
verschafft die elektromagnetische Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 eine
gleichbleibende Menge abgelassenen Kraftstoffs, ohne durch Druckfluktuationen
des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 beeinflusst zu
werden. Insbesondere sind der auslassseitige Raum und der einlassseitige
Raum durch das Diaphragma 210 vollständig getrennt. Darum tritt
kein Leck (Aussickern) zwischen den beiden Seiten auf, und es lässt sich
eine gleichbleibendere Ablasscharakteristik erzielen.
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Bei 6 handelt
es sich um eine Darstellung, die noch eine weitere Ausführungsform
einer Fluidpumpe der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine
Fluidpumpe 50'' dieser Ausführungsform umfasst
die elektromagnetische Pumpe 90, welche die Zwangsförderpumpe
bildet, und ein Öffnungs- und
Verschlussventil 300 von jenem Typ mit Bälgen.
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Wie
aus 6 ersichtlich, beinhaltet das Öffnungs- und Verschlussventil 300 die
Bälge 310,
die eine Aufteilung in einen auslassseitigen Raum und in einen einlassseitigen
Raum schaffen und sich zudem ungehindert in einer Richtung ausdehnen
und zusammenziehen, und ferner eine Feder 320, welche die
Bälge 310 zum
auslassseitigen Raum hin drängt. Eine
stromauf gelegene Ablassleitung 81 und eine stromab gelegene
Ablassleitung 82 sind mit dem auslassseitigen Raum verbunden,
und eine Dichtung 311, die an einem oberen Ende der Bälge 310 gebildet
wird, öffnet
und schließt
einen Öffnungsbereich der
stromauf gelegenen Ablassleitung 81. Dagegen befindet sich
die Feder 320 am einlassseitigen Raum, und die Einlassleitung 70 ist
an den einlassseitigen Raum angeschlossen.
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Der
Druck des aus der elektromagnetischen Pumpe 90 abgelassenen
Kraftstoffs (abgelassenen Fluids) wirkt auf die obere Außenfläche der
Dichtung 311, die am oberen Ende der Bälge 310 positioniert ist,
und die Druckkraft der Feder 320 und der Druck des Kraftstoffs
in der Einlassleitung 70 wirken auf die untere Seitenfläche der
Bälge 310 (der
Druck des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 wirkt in
einer Richtung entgegen dem Druck des abgelassenen Kraftstoffs).
Dann öffnet
sich die Dichtung 311 und schließt den Weg der Ablassleitung 80 in Übereinstimmung
mit dem Verhältnis
der Kräfte,
die von beiden Seiten aus wirken.
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Wenn
bei der Fluidpumpe 50'', die das Öffnungs-
und Verschlussventil 300 mit dem obigen Aufbau besitzt,
ebenso wie bei den zuvor erwähnten
Fluidpumpen 50 und 50' eine Druckfluktuation ΔP im Kraftstoff
in der Einlassleitung 70 auftritt, wirkt der Druck P +
(Ps + ΔP)
des abgelassenen Kraftstoffs in der stromauf gelegenen Ablassleitung 81 auf
eine Seiten fläche
(die obere Außenfläche) der
Dichtung 311, und der Druck (Ps + ΔP) des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 wirkt
auf die andere Seitenfläche (die
untere Außenfläche) der
Dichtung 311. Bei diesem Aufbau ist der Bereich der Beaufschlagungsfläche der
Einlassseite und der Auslassseite der Dichtung 311 der
gleiche. Deshalb wird der Druck (P + ΔP) des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 an
der Grenze der Dichtung 311 negiert.
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Folglich
verschafft die elektromagnetische Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 eine
gleichbleibende Menge abgelassenen Kraftstoffs, ohne durch Druckfluktuationen
des Kraftstoffs in der Einlassleitung 70 beeinflusst zu
werden. Insbesondere sind der auslassseitige Raum und der einlassseitige
Raum durch die Bälge 310 und
die Dichtung 311 vollständig getrennt.
Deshalb tritt kein Leck (Aussickern) zwischen den beiden Seiten
auf, und es lässt
sich eine gleichbleibendere Ablasscharakteristik erzielen.
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In
den obigen Ausführungsformen
ist eine elektromagnetische Pumpe 90 vom Plunger-Typ veranschaulicht,
die als Zwangsförderpumpe
eingesetzt wird, die einen Teil der Fluidpumpen 50, 50' und 50'' bildet; jedoch ist die vorliegende
Erfindung in dieser Hinsicht keinesfalls begrenzt, und andere mechanische
oder elektrische Fluidpumpen (Zwangsförderpumpen) nach Stand der
Technik sind ebenfalls einsetzbar.
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In
den obigen Ausführungsformen
wird ein Kraftstoffversorgungssystem zur Versorgung eines Zusatzheizers 60 mit
Kraftstoff als Kraftstoffversorgungssystem dargestellt, bei dem
die Fluidpumpen 50, 50' und 50'' zur
Anwendung kommen; aber die vorliegende Erfindung ist in dieser Hinsicht
keinesfalls begrenzt, und das Bereitstellen des Kraftstoffsystems
ist nicht mit der Beeinflussung von Druckfluktuationen etc. in der
Einlassleitung etc. verbunden; bezüglich des Fluids herrscht keine
Beschränkung
auf Leichtöl,
und es besteht bei Versorgungssystemen, die der Versorgung mit Fluid
dienen, ebenfalls die Möglichkeit,
als Kraftstoff verwendetes Benzin, als Arbeitsmedium verwendetes Öl oder Wasser, Wasserdampf
oder auch Gas (Dampf) etc. einzusetzen.
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Ferner
werden Teile, die von der elektromagnetischen Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 getrennt geformt
werden, als Einlassleitung 70 und Ablassleitung 80 gefertigt,
die an die Fluidpumpen 50, 50' und 50'' angeschlossen
sind; jedoch ist die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht keinesfalls
begrenzt. Beispielsweise können
Wege, die der Einlassleitung und der Ablassleitung entsprechen,
integral mit der elektromagnetischen Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 gebildet
werden, so dass die vorliegende Erfindung weiterhin Fluidpumpen
umfas sen kann, bei denen die Öffnungs-
und Verschlussventile 100, 200 und 300 integral
mit der elektromagnetischen Pumpe (Zwangsförderpumpe) 90 vorgesehen
sind.
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Gemäß der Fluidpumpe
der vorliegenden Erfindung wird eine Zwangsförderpumpe zum Einlassen von
Fluid aus einer Einlassleitung und zum Ablassen von Fluid mit einem
gewünschten
Druck in Richtung einer Ablassleitung geboten, und ein Öffnungs-
und Verschlussventil ist in solch einer Weise angeordnet, dass es
in eine Richtung drängt,
um einen Weg der Ablassleitung zu schließen und um einen Weg der Ablassleitung
zu öffnen,
wenn der Druck des in Richtung der Ablassleitung abgelassenen Fluids
einen vorgeschriebenen Druck überschreitet.
Durch Gewährleisten,
dass der Fluiddruck in der Einlassleitung dem Druck des abgelassenen Fluids
in Hinblick auf ein Öffnungs-
und Verschlussventil entgegenwirkt, kann die Versorgung mit Fluid
in der gewünschten
gleichbleibenden Menge erfolgen, wobei es nicht zu einer Beeinflussung
durch Fluktuationen kommt oder diese beseitigt wird, und zwar selbst
bei Fluidversorgungssystemen, in denen Druckfluktuationen auf der
Seite der Einlassleitung auftreten. Insbesondere im Fall der Anwendung
auf ein System zur Versorgung eines Heizers mit Kraftstoff, bei
dem ein in der Mitte abzweigender Weg, entlang einem System zur
Versorgung eines auf einem Fahrzeug montierten Motors mit Kraftstoff,
als Einlassleitung verwendet wird, kann Kraftstoff einem Heizer
in konstanter Weise zugeführt
werden, ohne dass der Einfluss von Druckfluktuationen infolge von Vibrationen
etc. im Kraftstoffversorgungssystem in Kauf zu nehmen ist.
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Ferner
kann dadurch, dass ein Öffnungs- und
Verschlussventil, das die Fluidpumpe darstellt, aus einem Kolben
und einer Feder, etc. gebildet wird, eine Vorrichtung kleiner und
einfacher gestaltet werden, und durch Fertigen des Öffnungs-
und Verschlussventils aus einem Diaphragma oder aus Bälgen, etc.
wird ein Leck zwischen der Auslassseite und der Einlassseite verhindert,
und es lässt
sich eine gleichbleibendere Ablasscharakteristik erzielen.