EP1395750A1 - High pressure fuel pump for a fuel system on a direct injection internal combustion engine, fuel system and internal combustion engine - Google Patents

High pressure fuel pump for a fuel system on a direct injection internal combustion engine, fuel system and internal combustion engine

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Publication number
EP1395750A1
EP1395750A1 EP02732376A EP02732376A EP1395750A1 EP 1395750 A1 EP1395750 A1 EP 1395750A1 EP 02732376 A EP02732376 A EP 02732376A EP 02732376 A EP02732376 A EP 02732376A EP 1395750 A1 EP1395750 A1 EP 1395750A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insert
fuel pump
flow channel
pressure fuel
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02732376A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Markus Braun
Silvia Gulden
Igor Luchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1395750A1 publication Critical patent/EP1395750A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1087—Valve seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M59/464—Inlet valves of the check valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
    • F04B1/0456—Cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/102—Disc valves

Definitions

  • High-pressure fuel pump for a fuel system of a direct-injection internal combustion engine * fuel system and internal combustion engine
  • the invention first relates to a 'Hpc-h uman- fuel pump for a fuel system of a direct injection internal combustion engine, with a housing, with a low pressure inlet, with a delivery chamber in which the fuel is compressed, with an insert, which the delivery chamber to the low pressure inlet limited, the insert has at least one radial flow channel and the insert is supported axially on the housing, and with a high pressure outlet.
  • Such a high pressure fuel pump is known from the market. It is a 3-cylinder radial piston pump. It is used to compress the fuel to the high pressure in direct-injection internal combustion engines.
  • the piston of the radial piston pump defining a pumping chamber, which during a suction stroke * a low pressure inlet is filled with fuel.
  • the fuel in the delivery chamber is compressed in the delivery chamber during a compression stroke.
  • the pressure of the fuel in the delivery chamber is a certain level reached, the fuel is discharged through a pressure valve to a high pressure outlet.
  • An insert is present between the low-pressure inlet and the delivery chamber, which is arranged coaxially to the delivery chamber and on which a piston spring is supported.
  • a plurality of inclined flow channels extend radially outward through the wall of the annular insert, through which the fuel flows from the low-pressure inlet into the delivery chamber.
  • the object of the present invention is to develop a high-pressure fuel pump of the type mentioned at the outset in such a way that it can be built more cheaply, and can have a longer service life.
  • the introduction of the radial through bores into the use of the known high-pressure fuel pump is relatively time-consuming and requires expensive processing.
  • that is in an axial that is in an axial.
  • the recess provided in the end face of the insert can be made extremely easily, since this area is easily accessible from the outside. As a result, the manufacturing costs of the high-pressure fuel pump according to the invention are reduced.
  • the radial flow channel is produced by milling in the axial end face of the insert. Such a milling is inexpensive. Possibly. the processing can include a grinding operation.
  • At least three, in particular four, radial flow channels arranged in a star shape are present in the insert. This number of flow channels reduces the flow resistance during the intake phase of the high-pressure fuel pump. On the other hand, the number of flow channels does not noticeably weaken the contact surface between the insert and the housing.
  • High-pressure fuel pump has at least one radial flow channel a rectangular cross section. This is easy to insert by milling. In order to keep the stresses low during use, the corners of the radial flow channel are preferably rounded.
  • At least one radial flow channel may have a trough-shaped base. This is particularly advantageous with regard to the homogeneity of the voltages present in use.
  • the end of the insert facing away from the delivery chamber is supported in a recess in the housing. In this way, the insert is held securely in the radial direction.
  • the diameter of the recess in the housing is at least partially larger than the outer diameter of the insert, so that an annular space is present between the radial wall of the recess and the radially outer wall of the insert connects the radial flow channel with the low pressure inlet fluidly.
  • the recess in which the insert is supported is advantageously made in a separate housing part. This lowers manufacturing costs. This is taken into fuel pump high-pressure into account in that further development of the invention, in which 'the housing comprises a screw which closes a delivery chamber bore from the outside and in which the conveying chamber facing end face of the recess is present.
  • the invention also relates to a fuel system with a fuel tank, with at least one injection valve, which injects the fuel directly into the combustion chamber of an internal combustion engine, with at least one high-pressure fuel pump, and with a fuel manifold to which the injection valve is connected.
  • Such a fuel system is also known from the market.
  • the fuel is first delivered by an electric low-pressure fuel pump from the fuel tank to the high-pressure fuel pump. This continues to feed into the fuel ** - * 'manifold, which is also commonly referred to as "rail".
  • the fuel is stored under high pressure in the fuel manifold.
  • the invention further relates to an internal combustion engine with at least one combustion chamber into which the fuel is injected directly.
  • Such an internal combustion engine is also known from the market.
  • Gasoline or diesel can be used as fuel.
  • the direct injection of the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine has advantages in terms of emissions and consumption.
  • Figure 1 * a section through a high pressure fuel pump
  • Figure 2 is an enlarged view of detail II of Figure 1;
  • Figure 3 is a side view of a first
  • Figure 4 is a top view of the insert of Figure 3;
  • Figure 5 shows a section along the line V-V of Figure 4.
  • Figure 6 is a view similar to Figure 3 of a second
  • Figure 7 is a schematic representation of a
  • Internal combustion engine with a fuel system which comprises a high-pressure fuel pump according to FIG. 1.
  • a high-pressure fuel pump bears the reference number 10 overall. It is a radial piston pump with a total of three cylinders, of which only one cylinder with reference number 12 in FIG. 1 is visible.
  • the radial piston pump 10 comprises a housing 14. In the housing 14 there is a low pressure inlet 16 and a high pressure outlet 18.
  • the low-pressure inlet 16 and the high-pressure outlet 18 are connected via pressure valves 17 and 19 and flow channels (without reference numerals) to a delivery chamber 20 which, among other things, is limited by a delivery piston 22.
  • the delivery piston 22 is acted upon by a compression spring 24 against a cam 26.
  • the cam 26 is in turn attached to a shaft 28 which is driven by an internal combustion engine which is not visible in FIGS. 1 and 2.
  • the feed chamber 20 and also that space in which the delivery plunger is guided 22 are part of a delivery chamber bore 30 in the housing 14.
  • a delivery chamber bore 30 in the housing 14.
  • a recess 34 is made in the end face of the screw 32 facing the delivery chamber 20.
  • An insert 38 is clamped between the bottom of the recess 34 and a shoulder 36 of the delivery chamber bore 30.
  • the insert 38 has a bell-like outer shape with a collar section 40 with a larger diameter and a main section 42 which tapers upwards in FIGS. 1 to 3 and 5.
  • the diameter of the collar section 40 corresponds approximately to the diameter of the shoulder 36 of the delivery chamber bore 30, so that the insert 38 is centered securely with respect to the delivery chamber bore 30.
  • the insert 38 is a part that is rotationally symmetrical in shape, the longitudinal axis of which is aligned with the longitudinal axis of the delivery chamber bore 30.
  • the insert 38 has an end face 44 facing away from the delivery chamber 20, against which the bottom of the recess 34 in the screw 32 is pressed when the screw 32 is tightened.
  • the insert 38 is from an axial flow channel. 46 enforced.
  • Four radial grooves 48 are milled into the end face 44 distributed over the circumference.
  • the radial grooves 48 form flow channels which are fluidly connected to the axial flow channel 46.
  • the flow channels 48 have a rectangular cross section, the corners of the radial flow channels 48 being rounded.
  • the diameter of the recess 34 in the screw 32 is larger than the outer diameter of the main section 42 of the insert 38. In this way, an annular space 50 is formed between the radial wall of the recess 34 and the radially outer wall of the insert 38.
  • the radial flow channels 48 are connected to the low-pressure inlet 16 via this annular space 50.
  • the radial piston pump 10 shown in FIGS. 1 and 2 operates as follows: When the shaft 28 rotates, the delivery piston 22 is first moved axially towards the shaft 28 due to the action of the compression spring 24, that is to say it is moved downwards in FIGS. 1 and 2. As a result, fuel reaches the delivery chamber 20 via the low-pressure inlet 16, the inlet valve 17, the inlet channel, the annular space 50, the radial flow channels 48 in the insert 38, and the axial flow channel 46 in the insert 38. The outlet valve is closed during this intake stroke.
  • Hierdurc closes the inlet valve 17 and the fuel located in the delivery chamber 20 is compressed. If the Pressure in the delivery chamber 20 is approximately the pressure in the region of the high-pressure outlet 18, the outlet valve 19 opens and the fuel compressed in the delivery chamber 20 can flow out to the high-pressure outlet.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of an insert 38 which can be used in the high-pressure fuel pump 10.
  • Such parts and sections which are functionally equivalent to parts and sections of the insert 38 described in FIGS. 3 to 5 have the same reference numerals and are not explained again in detail.
  • the difference between the insert 38 shown in FIG. 6 and the insert 38 shown in FIGS. 3 to 5 relates to the design of the radial flow channels 48: While they had a rectangular cross section with rounded corners in the insert 38 shown in FIGS. 3 to 5, they have the insert 38 shown in FIG. 6 has a round trough-shaped base 52.
  • An internal combustion engine 54 is shown schematically in FIG. It comprises a fuel system 56. This in turn has a fuel tank 58, from which an electric low-pressure fuel pump 60 delivers fuel.
  • the electric low-pressure fuel pump 60 promotes a high-pressure fuel pump 10, which is formed like the figures 1 and 2 '.
  • the high-pressure outlet 18 of the high-pressure fuel pump 10 is connected to a fuel manifold 62. This is generally referred to as a "rail".
  • a total of four injection valves 64 are connected to the fuel manifold 62. These inject the fuel directly into combustion chambers 66.

Abstract

A high pressure fuel pump (10) is used for a direct injection internal combustion engine, comprising a housing (14, 32) and provided with a low pressure inlet (16) and a pumping chamber (20). The fuel is compressed in the pumping chamber (20) and an insert (38) is provided, which separates the pumping chamber (20) from the low pressure inlet (16). The insert (38) comprises at least one radial flow channel (48) and said insert (38) is axially supported by the housing (32). The high pressure fuel pump (10) further comprises a high pressure outlet (18). According to the invention, the production costs of the high pressure fuel pump (10) may be reduced, whereby the radial flow channel (48) is defined by a recess in an axial end face (44) of the insert (38).

Description

Hochdruck-Kraftstoffpumpe für ein Kraftstoffsystem einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine, * KraftstoffSystem sowie BrennkraftmaschineHigh-pressure fuel pump for a fuel system of a direct-injection internal combustion engine, * fuel system and internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft zunächst eine' Hpc-hdruck- Kraftstoffpumpe für ein KraftstoffSystem einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, mit einem Niederdruck-Einlass, mit einem Förderraum, in dem der Kraftstoff komprimiert wird, mit einem Einsatz, welcher den Förderraum zum Niederdruck-Einlass hin begrenzt, wobei der Einsatz mindestens einen radialen Strömungskanal aufweist und wobei sich der Einsatz axial an dem Gehäuse abstützt, und mit einem Hochdruck-Auslass.The invention first relates to a 'Hpc-hdruck- fuel pump for a fuel system of a direct injection internal combustion engine, with a housing, with a low pressure inlet, with a delivery chamber in which the fuel is compressed, with an insert, which the delivery chamber to the low pressure inlet limited, the insert has at least one radial flow channel and the insert is supported axially on the housing, and with a high pressure outlet.
Eine derartige Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist vom Markt her bekannt. Bei ihr handelt es sich um eine 3 -Zylinder- Radialkolbenpumpe . Sie wird zur Verdichtung des Kraftstoffes auf den bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen hohen Druck verwendet . Der Kolben der Radialkolbenpumpe begrenzt einen Förderraum, welcher während* eines Saughubes über einen Niederdruck-Einlass mit Kraftstoff gefüllt wird.Such a high pressure fuel pump is known from the market. It is a 3-cylinder radial piston pump. It is used to compress the fuel to the high pressure in direct-injection internal combustion engines. The piston of the radial piston pump defining a pumping chamber, which during a suction stroke * a low pressure inlet is filled with fuel.
Der sich im Förderraum befindliche Kraftstoff wird während eines Kompressionshubes im Förderraum komprimiert . Wenn der Druck des Kraftstoffs im Förderraum ein bestimmtes Niveau erreicht hat, wird der Kraftstoff über ein Druckventil zu einem Hochdruck-Auslass ausgestoßen.The fuel in the delivery chamber is compressed in the delivery chamber during a compression stroke. When the pressure of the fuel in the delivery chamber is a certain level reached, the fuel is discharged through a pressure valve to a high pressure outlet.
Zwischen dem Niederdruck-Einlass und dem Förderraum ist ein Einsatz vorhanden, welcher koaxial zum Förderraum angeordnet ist und an dem sich eine Kolbenfeder abstützt. Durch die Wand des ringförmigen Einsatzes erstrecken sich mehrere schrägverlaufende Strömungskanäle radial nach außen, durch die der Kraftstoff vom Niederdruck-Einlass her in den Förderraum strömt .An insert is present between the low-pressure inlet and the delivery chamber, which is arranged coaxially to the delivery chamber and on which a piston spring is supported. A plurality of inclined flow channels extend radially outward through the wall of the annular insert, through which the fuel flows from the low-pressure inlet into the delivery chamber.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Hochdruck- Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie preiswerter gebaut., werden kann und eine längere Lebensdauer aufweist .The object of the present invention is to develop a high-pressure fuel pump of the type mentioned at the outset in such a way that it can be built more cheaply, and can have a longer service life.
Diese Aufgabe wird bei einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der radiale Strömungskanal durch eine Ausnehmung in einer axialen Endfläche des Einsatzes begrenzt wird.This object is achieved in a high-pressure fuel pump of the type mentioned at the outset in that the radial flow channel is delimited by a recess in an axial end face of the insert.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das Einbringen der radialen Durchgangsbohrungen in den Einsatz der bekannten Hochdruck-Kraftstoffpumpe relativ zeitaufwendig ist und eine kostenintensive Bearbeitung erfordert. Demgegenüber ist die in einer axialen. Endfläche des Einsatzes vorgesehene Ausnehmung im Einsatz der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe äußerst einfach einbringbar, da dieser Bereich einfach von außen zugänglich ist. Hierdurch werden die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe gesenkt .According to the invention, it was recognized that the introduction of the radial through bores into the use of the known high-pressure fuel pump is relatively time-consuming and requires expensive processing. In contrast, that is in an axial. In the insert of the high-pressure fuel pump according to the invention, the recess provided in the end face of the insert can be made extremely easily, since this area is easily accessible from the outside. As a result, the manufacturing costs of the high-pressure fuel pump according to the invention are reduced.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass es bei dem Einsatz der bekannten Hochdruck-Kraf stoffpumpe immer wieder zur Rissbildung im Bereich der radial inneren Mündung der radialen Strömungskanäle kam. Dadurch, dass der radiale Strömungskanal beim Einsatz der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe einfach durch eine Ausnehmung in der axialen Endfläche des Einsatzes gebildet ist, wird der Spannungsverlauf im Einsatz homogener, was einer Rissbildung entgegenwirkt. Dies verlängert die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe.In addition, it was found that when using the well-known high-pressure fuel pump again and again Cracking occurred in the area of the radially inner mouth of the radial flow channels. Because the radial flow channel is simply formed by a recess in the axial end face of the insert when the high-pressure fuel pump according to the invention is used, the stress curve in the insert becomes more homogeneous, which counteracts crack formation. This extends the life of the high-pressure fuel pump according to the invention.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
In einer ersten Weiterbildung ist genannt, dass im Einsatz •ein durchgehender axialer Strömungskanal vorgesehen ist, dass der radiale Strömungkanal in der vom Förderraum abgewandten Endfläche des Einsatzes gebildet ist, und dass der radiale und der axiale Strömungskanal miteinander fluidverbunden sind. Dies ermöglich in der Ansaugphase eine strömungsoptimale Befüllung des Förderraumes.In a first development it is mentioned that in the insert • a continuous axial flow channel is provided, that the radial flow channel is formed in the end face of the insert facing away from the delivery space, and that the radial and the axial flow channel are fluidly connected to one another. This enables a flow-optimal filling of the delivery chamber in the suction phase.
Möglich ist dabei, dass der radiale Strömungskanal durch eine Ausfräsung in der axialen Endlfäche des. Einsatzes hergestellt ist. Eine derartige Ausfräsung ist preiswert. Ggf. kann die Bearbeitung einen Schleifarbeitsgang umfassen.It is possible that the radial flow channel is produced by milling in the axial end face of the insert. Such a milling is inexpensive. Possibly. the processing can include a grinding operation.
Vorgeschlagen wird ferner, dass in dem Einsatz mindestens drei, insbesondere vier sternförmig angeordnete radiale Strömungskanale vorhanden sind. Diese Anzahl von Strömungskanälen senkt den Strömungswiderstand während der Ansaugphase der Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Andererseits wird die Anpressfläche zwischen Einsatz und Gehäuse durch diese Anzahl von Strömungskanälen nicht merklich geschwächt .It is further proposed that at least three, in particular four, radial flow channels arranged in a star shape are present in the insert. This number of flow channels reduces the flow resistance during the intake phase of the high-pressure fuel pump. On the other hand, the number of flow channels does not noticeably weaken the contact surface between the insert and the housing.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe hat mindestens ein radialer Strömungskanal einen rechteckigen Querschnitt. Dieser ist durch Fräsen einfach einzubringen. Um die Spannungen im Einsatz gering zu halten,, sind die Ecken des radialen Strömungskanals vorzugsweise abgerundet.In a further embodiment of the invention High-pressure fuel pump has at least one radial flow channel a rectangular cross section. This is easy to insert by milling. In order to keep the stresses low during use, the corners of the radial flow channel are preferably rounded.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, dass mindestens ein radialer Strömungskanal eine wannenförmige Basis hat. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Homogenität der im Einsatz vorhandenen Spannungen vorteilhaft.Alternatively or in addition to this, it is also possible for at least one radial flow channel to have a trough-shaped base. This is particularly advantageous with regard to the homogeneity of the voltages present in use.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist das vom Förderraum abgewandte Ende des Einsatzes in einer Ausnehmung im Gehäuse abgestützt. Der Einsatz ist auf diese Weise in radialer Richtung sicher gehalten.In a particularly preferred development of the high-pressure fuel pump according to the invention, the end of the insert facing away from the delivery chamber is supported in a recess in the housing. In this way, the insert is held securely in the radial direction.
Um optimale Strömungsverhältnisse zu schaffen, ist es dabei vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Ausnehmung im Gehäuse mindestens bereichsweise größer ist als der Außendurchmesser des Einsatzes, so dass zwischen der radialen Wand der Ausnehmung und der radial äußeren Wand des Einsatzes ein Ringraum vorhanden ist, welcher den radialen Strömungskanal mit dem Niederdruck-Einlass fluidisch verbindet.In order to create optimal flow conditions, it is advantageous if the diameter of the recess in the housing is at least partially larger than the outer diameter of the insert, so that an annular space is present between the radial wall of the recess and the radially outer wall of the insert connects the radial flow channel with the low pressure inlet fluidly.
Die Ausnehmung, in welcher sich der Einsatz abstützt, wird vorteilhafterweise in ein .separates Gehäuseteil eingebracht. Dies senkt die Kosten bei der Herstellung. Dem wird bei jener Weiterbildung der erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffpumpe Rechnung getragen, bei welcher' das Gehäuse eine Schraube umfasst, welche eine Förderraumbohrung nach außen hin verschließt und in deren dem Förderraum zugewandter Stirnfläche die Ausnehmung vorhanden ist . Die Erfindung betrifft auch ein KraftstoffSystem mit einem Kraftstoffbehälter, mit mindestens einem Einspritzventil, welches den Kraftstoff direkt in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzt, mit mindestens einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, und mit einer Kraftstoff- Sammelleitung, an die das Einspritzventil angeschlossen ist .The recess in which the insert is supported is advantageously made in a separate housing part. This lowers manufacturing costs. This is taken into fuel pump high-pressure into account in that further development of the invention, in which 'the housing comprises a screw which closes a delivery chamber bore from the outside and in which the conveying chamber facing end face of the recess is present. The invention also relates to a fuel system with a fuel tank, with at least one injection valve, which injects the fuel directly into the combustion chamber of an internal combustion engine, with at least one high-pressure fuel pump, and with a fuel manifold to which the injection valve is connected.
Ein derartiges KraftstoffSystem ist ebenfalls vom Markt her bekannt. Üblicherweise wird dabei der Kraftstoff zunächst von einer elektrischen Niederdruck-Kraftstoffpumpe vom Kraf stoffbehälter zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe hin gefördert. Diese fördert weiter in die Kraftstoff**-*' Sammelleitung, welche allgemein auch als "Rail" bezeichnet wird. In der Kraftstoff-Sammelleitung wird der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert .Such a fuel system is also known from the market. Usually, the fuel is first delivered by an electric low-pressure fuel pump from the fuel tank to the high-pressure fuel pump. This continues to feed into the fuel ** - * 'manifold, which is also commonly referred to as "rail". The fuel is stored under high pressure in the fuel manifold.
Um die Herstellkosten für ein solches KraftstoffSystem zu senken und die Lebensdauer der Komponenten des KraftstoffSystems zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe nach der o.g. Art ausgebildet ist .In order to reduce the manufacturing costs for such a fuel system and to increase the service life of the components of the fuel system, it is proposed that the high-pressure fuel pump according to the above. Kind is trained.
Ferner betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, in den der Kraftstoff direkt eingespritzt wird.The invention further relates to an internal combustion engine with at least one combustion chamber into which the fuel is injected directly.
Auch eine solche Brennkraftmaschine ist vom Markt her bekannt. Als Kraftstoff kommt Benzin oder Diesel in Frage. Die direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine hat Emissions- und Verbrauchsvorteile.Such an internal combustion engine is also known from the market. Gasoline or diesel can be used as fuel. The direct injection of the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine has advantages in terms of emissions and consumption.
Um die Kosten der Brennkraftmaschine zu senken und die Lebensdauer zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sie ein Kraftstoffsystem der obigen Art aufweist. ZeichnungIn order to reduce the costs of the internal combustion engine and to increase the service life, it is proposed according to the invention that it has a fuel system of the above type. drawing
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawing. The drawing shows:
Figur 1* einen Schnitt durch eine Hochdruck- Kraftstoffpumpe ;Figure 1 * a section through a high pressure fuel pump;
Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des Details II von Figur 1;Figure 2 is an enlarged view of detail II of Figure 1;
Figur 3 eine Seitenansicht eines erstenFigure 3 is a side view of a first
Ausführungsbeispiels eines Einsatzes für die Hochdruck-Kraftstoffpumpe von Figur 1 ;Embodiment of an insert for the high pressure fuel pump of Figure 1;
Figur 4 eine Draufsicht auf den Einsatz von Figur 3 ;Figure 4 is a top view of the insert of Figure 3;
Figur 5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Figur 4;Figure 5 shows a section along the line V-V of Figure 4;
Figur 6 eine Ansicht ähnlich Figur 3 eines zweitenFigure 6 is a view similar to Figure 3 of a second
Ausführungsbeispiels eines Einsatzes für die Hochdruck-Kraftstoffpumpe von Figur 1; undEmbodiment of an insert for the high pressure fuel pump of Figure 1; and
Figur 7 eine schematische Darstellung einerFigure 7 is a schematic representation of a
Brennkraftmaschine mit einem KraftstoffSystem, welches eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe entsprechend Figur 1 umfasst.Internal combustion engine with a fuel system, which comprises a high-pressure fuel pump according to FIG. 1.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 trägt eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe insgesamt das Bezugszeichen 10. Bei ihr handelt es sich um eine Radialkolbenpumpe mit insgesamt drei Zylindern, von denen in Figur 1 nur ein Zylinder mit dem Bezugszeichen 12 sichtbar ist . Die Radialkolbenpumpe 10 umfasst ein Gehäuse 14. In dem Gehäuse 14 ist ein Niederdruck-Einlass 16 sowie ein Hochdruck-Auslass 18 vorhanden.In FIG. 1, a high-pressure fuel pump bears the reference number 10 overall. It is a radial piston pump with a total of three cylinders, of which only one cylinder with reference number 12 in FIG. 1 is visible. The radial piston pump 10 comprises a housing 14. In the housing 14 there is a low pressure inlet 16 and a high pressure outlet 18.
Der Niederdruck-Einlass 16 und der Hochdruck-Auslass 18 sind über Druckventile 17 und 19 und Strömungskanäle (ohne Bezugszeichen) mit einem Förderraum 20 verbunden, der u.a. durc einen Förderkolben 22 begrenzt wird. Der Förderkolben 22 wird von einer Druckfeder 24 gegen einen Nocken 26 beaufschlagt. Der Nocken 26 ist wiederum an einer Welle 28 befestigt, welcher von einer in den Figuren 1 und 2 nicht sichtbaren Brennkraftmaschine angetrieben wird.The low-pressure inlet 16 and the high-pressure outlet 18 are connected via pressure valves 17 and 19 and flow channels (without reference numerals) to a delivery chamber 20 which, among other things, is limited by a delivery piston 22. The delivery piston 22 is acted upon by a compression spring 24 against a cam 26. The cam 26 is in turn attached to a shaft 28 which is driven by an internal combustion engine which is not visible in FIGS. 1 and 2.
Der Förderraum 20 und auch jener Raum, in dem der Förderkolben 22 geführt ist, sind Teil einer Förderraumbohrung 30 im Gehäuse 14. Nach außen hin wird die Förderraumbohrung 30 durch eine ' Schraube 32 verschlossen. In die dem Förderraum 20 zugewandte Stirnfläche der Schraube 32 ist eine Ausnehmung 34 eingebracht. Zwischen dem Boden der Ausnehmung 34 und einem Absatz 36 der Förderraumbohrung 30 ist ein Einsatz 38 verspannt. Dessen genaue Ausbildung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 erläutert (in den Figuren 1 und 2 sind aus Darstellungsgründen nicht alle .Bezugszeichen eingetragen) : .The feed chamber 20 and also that space in which the delivery plunger is guided 22 are part of a delivery chamber bore 30 in the housing 14. By way is outside the conveying space bore closed by a 'screw 32 30th A recess 34 is made in the end face of the screw 32 facing the delivery chamber 20. An insert 38 is clamped between the bottom of the recess 34 and a shoulder 36 of the delivery chamber bore 30. Its precise design will now be explained with reference to FIGS. 3 to 5 (not all reference symbols are entered in FIGS. 1 and 2 for reasons of illustration):.
Der Einsatz 38 hat eine glockenartige Außenform mit einem Kragenabschnitt 40 mit größerem Durchmesser und einem Hauptabschnitt 42, welcher sich in den Figuren 1 bis 3 sowie 5 nach oben hin verjüngt. Der Durchmesser des Kragenabschnitts 40 entspricht in etwa dem Durchmesser des Absatzes 36 der Förderraumbohrung 30, so dass der Einsatz 38 sicher gegenüber der Förderraumbohrung 30 zentriert ist. Beim Einsatz 38 handelt es sich um ein von der Gestalt her rotationssymmetrisches Teil, dessen Längsachse mit der Längsachse der Förderraumbohrung 30 fluchtet. Der Einsatz 38 weist eine vom Förderraum 20 abgewandte Stirnfläche 44 auf, gegen die beim Anziehen der Schraube 32 der Boden der Ausnehmung 34 in der Schraube 32 gepresst wird. Der Einsatz 38 wird von einem axialen Strömungskanal. 46 durchsetzt. In die Stirnfläche 44 sind über den Umfang verteilt vier radiale Nuten 48 eingefräst. Die radialen Nuten 48 bilden Strömungskanäle, welche mit dem axialen Strömungskanal 46 fluidverbunden sind.The insert 38 has a bell-like outer shape with a collar section 40 with a larger diameter and a main section 42 which tapers upwards in FIGS. 1 to 3 and 5. The diameter of the collar section 40 corresponds approximately to the diameter of the shoulder 36 of the delivery chamber bore 30, so that the insert 38 is centered securely with respect to the delivery chamber bore 30. The insert 38 is a part that is rotationally symmetrical in shape, the longitudinal axis of which is aligned with the longitudinal axis of the delivery chamber bore 30. The insert 38 has an end face 44 facing away from the delivery chamber 20, against which the bottom of the recess 34 in the screw 32 is pressed when the screw 32 is tightened. The insert 38 is from an axial flow channel. 46 enforced. Four radial grooves 48 are milled into the end face 44 distributed over the circumference. The radial grooves 48 form flow channels which are fluidly connected to the axial flow channel 46.
In dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Einsatzes 38 haben die Strömungskanäle 48 rechteckigen Querschnitt, wobei die Ecken der radialen Strömungskanäle 48 abgerundet sind.. Der Durchmesser der Ausnehmung 34 in der Schraube 32 ist größer als der Außendurchmesser des Hauptabschnitts 42 des Einsatzes 38. Auf diese Weise ist zwischen der radialen Wand der Ausnehmung 34 und der radial äußeren Wand des Einsatzes 38 ein Ringraum 50 gebildet. Über diesen Ringraum 50 sind die radialen Strömungskanäle 48 mit dem Niederdruck-Einlass 16 verbunden.In the exemplary embodiment of an insert 38 shown in FIGS. 3 to 5, the flow channels 48 have a rectangular cross section, the corners of the radial flow channels 48 being rounded. The diameter of the recess 34 in the screw 32 is larger than the outer diameter of the main section 42 of the insert 38. In this way, an annular space 50 is formed between the radial wall of the recess 34 and the radially outer wall of the insert 38. The radial flow channels 48 are connected to the low-pressure inlet 16 via this annular space 50.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Radialkolbenpumpe 10 arbeitet folgendermaßen: Bei einer Drehung der Welle 28 wird der Förderkolben 22 aufgrund der Beaufschlagung durch die Druckfeder 24 zunächst axial zur Welle 28 hin, in den Figuren 1 und 2 also nach unten bewegt. Hierdurch gelangt Kraftstoff über den Niederdruck-Einlass 16, das Einlassventil 17, den Einlasskanal, den Ringraum 50, die radialen Strömungskanäle 48 im Einsatz 38, und den axialen Strömungskanal 46 im Einsatz 38 in den Förderraum 20. Das Auslassventil ist während dieses Ansaughubes geschlossen.The radial piston pump 10 shown in FIGS. 1 and 2 operates as follows: When the shaft 28 rotates, the delivery piston 22 is first moved axially towards the shaft 28 due to the action of the compression spring 24, that is to say it is moved downwards in FIGS. 1 and 2. As a result, fuel reaches the delivery chamber 20 via the low-pressure inlet 16, the inlet valve 17, the inlet channel, the annular space 50, the radial flow channels 48 in the insert 38, and the axial flow channel 46 in the insert 38. The outlet valve is closed during this intake stroke.
Nun wird im Verlauf der Drehung der Welle 28 der Förderkolben 22 auf den Einsatz 38 zubewegt. Hierdurc schließt das Einlassventil 17 und der sich im Förderraum 20 befindliche Kraftstoff wird komprimiert . Übersteigt der Druck im 'Förderraum 20 in etwa den Druck im Bereich des Hochdruck-Auslasses 18, öffnet das Auslassventil 19 und der im Förderraum 20 komprimierte Kraftstoff kann zum Hochdruck-Auslass hin abströmen.Now the delivery piston 22 is moved towards the insert 38 in the course of the rotation of the shaft 28. Hierdurc closes the inlet valve 17 and the fuel located in the delivery chamber 20 is compressed. If the Pressure in the delivery chamber 20 is approximately the pressure in the region of the high-pressure outlet 18, the outlet valve 19 opens and the fuel compressed in the delivery chamber 20 can flow out to the high-pressure outlet.
In Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Einsatzes 38 gezeigt, welcher in der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 10 verwendet werden kann. Solche Teile und Abschnitte, welche funktionsäquivalent zu Teilen und Abschnitten des in den Figuren 3 bis 5 beschriebenen Einsatzes 38 sind, tragen die gleichen Bezugszeichen und sind nicht nochmals im Detail erläutert.FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of an insert 38 which can be used in the high-pressure fuel pump 10. Such parts and sections which are functionally equivalent to parts and sections of the insert 38 described in FIGS. 3 to 5 have the same reference numerals and are not explained again in detail.
Der Unterschied zwischen dem in Figur 6 dargestellten und dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Einsatz 38 betrifft die Ausbildung der radialen Strömungkanäle 48: Während sie bei dem in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Einsatz 38 rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken hatten, haben sie bei dem in Figur 6 dargestellten Einsatz 38 eine runde wannenförmige Basis 52.The difference between the insert 38 shown in FIG. 6 and the insert 38 shown in FIGS. 3 to 5 relates to the design of the radial flow channels 48: While they had a rectangular cross section with rounded corners in the insert 38 shown in FIGS. 3 to 5, they have the insert 38 shown in FIG. 6 has a round trough-shaped base 52.
In Figur 7 ist eine Brennkraftmaschine 54 schematisch dargestellt. Sie umfasst ein KraftstoffSystem 56. Dieses wiederum weist einen Kraftstoffbehälter 58 auf, aus dem eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe 60 Kraftstoff fördert .An internal combustion engine 54 is shown schematically in FIG. It comprises a fuel system 56. This in turn has a fuel tank 58, from which an electric low-pressure fuel pump 60 delivers fuel.
Die elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe 60 fördert zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10, welche wie in' den Figuren 1 und 2 ausgebildet ist. Der Hochdruck-Auslass 18 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 ist mit einer Kraftstoff- Sammelleitung 62 verbunden. Diese wird im allgemeinen auch als "Rail" bezeichnet. An die Kraftstoff -Sammelleitung 62 sind insgesamt vier Einspritzventile 64 angeschlossen. Diese spritzen jeweils den Kraftstoff direkt in Brennräume 66 ein. The electric low-pressure fuel pump 60 promotes a high-pressure fuel pump 10, which is formed like the figures 1 and 2 '. The high-pressure outlet 18 of the high-pressure fuel pump 10 is connected to a fuel manifold 62. This is generally referred to as a "rail". A total of four injection valves 64 are connected to the fuel manifold 62. These inject the fuel directly into combustion chambers 66.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) für ein Kraftstoffsystem (56) einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine (54) , mit einem Gehäuse (14, 32) , mit einem Niederdruck-Einlass (16) , mit* einem Fδrderraum (20) , in dem der Kraftstoff komprimiert wird, mit einem Einsatz (38) , welcher den Förderraum (20) zum Niederdruck-Einlass (16) hin begrenzt, wobei der Einsatz (38) mindestens einen radialen Strömungskanal (48) aufweist und wobei sich der Einsatz (38) axial an dem Gehäuse (32) abstützt, und mit einem Hochdruck-Auslass (18) , dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Strömungskanal (48) durch eine Ausnehmung in einer axialen Endfläche (44) des Einsatzes (38) begrenzt wird.1. High-pressure fuel pump (10) for a fuel system (56) of a direct-injection internal combustion engine (54), with a housing (14, 32), with a low-pressure inlet (16), with * a delivery space (20) in which the Fuel is compressed, with an insert (38) which delimits the delivery space (20) towards the low-pressure inlet (16), the insert (38) having at least one radial flow channel (48) and the insert (38) being axially supported on the housing (32), and with a high-pressure outlet (18), characterized in that the radial flow channel (48) is delimited by a recess in an axial end face (44) of the insert (38).
2. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Einsatz (38) ein durchgehender axialer Strömungskanal (46) vorgesehen ist, dass der radiale Strömungskanal (48) in der vom Förderraum2. High-pressure fuel pump (10) according to claim 1, characterized in that a continuous axial flow channel (46) is provided in the insert (38) that the radial flow channel (48) in the from the delivery chamber
(20) abgewandten Endfläche (44) des Einsatzes (38) gebildet ist, und dass der radiale (48) und der axiale (46) Strömungskanal miteinander fluidverbunden sind.(20) facing end surface (44) of the insert (38) is formed, and that the radial (48) and the axial (46) flow channel are fluidly connected to each other.
3. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Strömungskanal (48) durch eine Ausfräsung in der axialen Endfläche (44) des Einsatzes (38) hergestellt ist. 3. High-pressure fuel pump (10) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the radial flow channel (48) is made by milling in the axial end face (44) of the insert (38).
4. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einsatz (38) insgesamt mindestens drei, insbesondere vier sternförmig angeordnete radiale Strömungskanäle (48) vorhanden sind.4. High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a total of at least three, in particular four radial flow channels (48) arranged in a star shape are present in the insert (38).
5. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein radialer Strömungskanal (48) rechteckigen Querschnitt hat .5. High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one radial flow channel (48) has a rectangular cross section.
6. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ecken des radialen Strömungskanals (48) abgerundet sind.6. High-pressure fuel pump (10) according to claim 5, characterized in that the corners of the radial flow channel (48) are rounded.
7. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,* dass mindestens ein radialer Strömungskanal (48) eine wannenförmige Basis (52) hat.7. High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in * that at least one radial flow channel (48) has a trough-shaped base (52).
8. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Förderraum (20) abgewandte Ende des Einsatzes (38) in einer Ausnehmung (34) im Gehäuse (32) abgestützt ist.8. High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the end of the insert (38) facing away from the delivery chamber (20) is supported in a recess (34) in the housing (32).
9. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druchmesser der Ausnehmung9. High-pressure fuel pump (10) according to claim 8, characterized in that the diameter of the recess
(34) im Gehäuse (32) mindestens bereichsweise größer ist als der Außendurchmesser des Einsatzes (38) , so dass zwischen der radialen Wand der Ausnehmung (34) und der radial äußeren Wand des Einsatzes (38) ein Ringraum. (50) vorhanden ist, welcher den radialen Strömungskanal (48) mit dem Niederdruck-Einlass (16) fluidisch verbindet.(34) in the housing (32) is at least partially larger than the outer diameter of the insert (38), so that an annular space is formed between the radial wall of the recess (34) and the radially outer wall of the insert (38). (50) is present, which fluidically connects the radial flow channel (48) to the low-pressure inlet (16).
10. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Schraube (32) umfasst, welche eine Förderraumbohrung (30) nach außen hin verschließt und in deren dem Förderraum (20) zugewandter Stirnfläche die Ausnehmung (34) vorhanden ist.10. High-pressure fuel pump (10) according to one of claims 8 or 9, characterized in that the Housing comprises a screw (32) which closes a delivery chamber bore (30) to the outside and in whose end face facing the delivery chamber (20) there is a recess (34).
11. Kraftstoffsystem (56) mit einem Kraftstoffbehälter (58) , mit mindestens einem Einspritzventil (64) , welches den Kraftstoff direkt in den Brennraum (66) einer Brennkraftmaschine (54) einspritzt, mit mindestens einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) , und mit einer Kraftstoff - Sammelleitung (62) , an die das Einspritzventil (64) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet* ist .11. Fuel system (56) with a fuel tank (58), with at least one injection valve (64) which injects the fuel directly into the combustion chamber (66) of an internal combustion engine (54), with at least one high-pressure fuel pump (10), and with a fuel manifold (62) to which the injection valve (64) is connected, characterized in that the high-pressure fuel pump (10) is designed according to one of claims 1 to 10 *.
12. Brennkraftmaschine (54) mit mindestens einem Brennraum (66) , in den der Kraftstoff direkt eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein KraftstoffSystem (56) nach Anspruch 11 aufweist . 12. Internal combustion engine (54) with at least one combustion chamber (66) into which the fuel is injected directly, characterized in that it has a fuel system (56) according to claim 11.
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