DE4317751A1 - Kraftstoff-Druckregler - Google Patents
Kraftstoff-DruckreglerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Druck
regler und insbesondere einen Kraftstoff-Druckregler für
eine Brennkraftmaschine
Bei vielen Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung
ist es wünschenswert, den flüssigen Kraftstoff der Ein
spritzdüse bzw. Einspritzdüsen mit einem Druck zuzuführen,
der sich so ändert, daß er relativ zu dem Druck der Ver
brennungsluft in der Ansaugleitung konstant ist. Sowohl der
Druck der Verbrennungsluft wie auch der Durchsatz des der
Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs ändern sich in
Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl, Last und anderen
Betriebsparametern.
Es wurde bereits eine Vielzahl von Kraftstoff-Druckreglern
entwickelt, von denen einer in der US-A-4,627,463 gezeigt
ist. Dieser Druckregler hat eine allgemein ebene, flexible
Membran, die zwischen zwei Kammern angeordnet und auf einer
Seite dem Druck der Ansaugleitung und auf der anderen Seite
dem Druck des flüssigen Kraftstoffs ausgesetzt ist. Der
Strom von Kraftstoff durch einen Auslaß der Kraftstoffkammer
wird von einer Ventileinrichtung mit einer Ventilkugel ge
regelt. Die Ventilkugel befindet sich in einem von der Mem
bran getragenen Käfig und wird von einer Druckfeder, die in
der Ansaugdruckkammer angeordnet ist, in Anlage mit einem
den Auslaß umgebenden Ventilsitz gedrückt. Die Ventilkugel
wird in dem Käfig so gehalten, daß sie lediglich seitlich in
einer zu der Membran parallelen Ebene geringfügig verschoben
werden kann.
Im Betrieb halten diese Druckregler keine gleichförmige und
konstante Druckdifferenz aufrecht. Vielmehr ändert sich die
Druckdifferenz mit dem Kraftstoffdurchsatz, und er fällt ab,
wenn der Kraftstoffverbrauch ansteigt. Außerdem sprechen
diese vorbekannten Druckregler nur sehr verzögert auf rasche
Änderungen des Drucks in der Luft-Ansaugleitung und des
Durchsatzes an, die durch rasche Änderungen der Last, des
Bedarfs oder anderer Betriebsparameter der Brennkraftmaschi
ne erzeugt werden. Im günstigsten Fall betrugen die Ände
rungen des nominellen Ausgangsdrucks dieser vorbekannten
Druckregler ungefähr 0,206 bar (3 Φ) bis 0,274 bar (4 Φ).
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin
dung sind in den Patentansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Druckregler sorgt für einen
im wesentlichen konstanten Kraftstoffdruck über seinem nor
malen Betriebsbereich, wobei sein Regelventil eine Totgang
verbindung mit der Membran besitzt, so daß sich die Membran
innerhalb vorgegebener Grenzen axial, seitlich bzw. radial
und schwenkbar bezüglich des Ventilelements bewegen kann,
während dieses am Ventilsitz anliegt. Um das Ansprechverhal
ten des Druckreglers zu verbessern, ist der Auslaß, durch
den der Kraftstoff um das Ventilelement herumfließt, vor
zugsweise mit einer gedrosselten Öffnung versehen, um bei
ansteigendem Kraftstoffdurchsatz auf das Ventilelement eine
Kraft zu erzeugen, die die Tendenz hat, den Anstieg der
Kraft auszugleichen, der auf das Ventilelement von der der
Membran vorspannenden Feder ausgeübt wird, wenn sich das
Ventil öffnet.
Um eine verbesserte Einrichtung zum Regeln des Betriebszyk
lus der Kraftstoffpumpe zu bilden, ist vorzugsweise ein
impulsbreiten modulierter Regelkreis mit einem Schalter
vorgesehen, der durch Öffnen und Schließen des Ventils
betätigt wird, um die Abgabemenge der den Kraftstoff dem
Druckregler zuzuführenden Pumpe zu regeln.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Kraftstoff-Druckregler
zeichnet sich durch aus durch eine verbesserte Regelung des
Ausgangsdrucks, eine im wesentlichen konstante Ausgangs
druckdifferenz über seinem normalen Betriebsbereich der
Durchsatzänderungen, ein erhebliches verbessertes Ansprech
verhalten auf Änderungen des Abgabedurchsatzes und Änderun
gen des Strömungsmitteldrucks, der auf der kraftstofffreien
Seite der Membran angelegt wird. Darüber hinaus besitzt der
erfindungsgemäße Kraftstoff-Druckregler einen vereinfachten
konstruktiven Aufbau; er läßt sich wirtschaftlich herstellen
und zusammenbauen, besitzt eine hohe Lebensdauer und erfor
dert keine Wartung.
Anhand der Zeichnung werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Kraftstoff-Druckreglers,
bei dem die Ventilkugel seines Regelventils in der
Schließstellung dargestellt ist;
Fig. 1A eine Schnittansicht des Druckreglers in Fig. 1,
bei der die Membran in einer schrägen Lage relativ
zur Längsachse des Reglers und seiner in Fig. 1
gezeigten Lage dargestellt ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausfüh
rungsform des Druckreglers in Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbei
spiels eines Druckreglers, bei der die Ventil
kugel des Regelventils in der Schließstellung und
ein elektrischer Halter in seinem leitenden Zu
stand dargestellt sind;
Fig. 4 eine halbschematische Darstellung des Druckreg
lers der Fig. 3 in einer Anlage zum Zuführen von
Kraftstoff, der in eine Brennkraftmaschine ein
gespritzt wird;
Fig. 5 ein Blockdiagramm der elektronischen Pumpenre
gelschaltung der Fig. 4.
Fig. 1 und 1A zeigen einen erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoff-Druckregler 10 mit einem Ventil 12, das von einer
Membran 14 betätigt wird. Beide sind in einem Gehäuse 16 an
geordnet, das von einem Körper 18 und einer Kappe 20 gebil
det wird. Die Membran 14 und das Gehäuse 16 bilden eine
erste Kammer 22 für flüssigen Kraftstoff auf einer Seite der
Membran 14 und eine zweite Kammer 24 auf der anderen Seite
der Membran 14. Die Kappe 20 weist einen Kanal 26 auf, der
mit der Kammer 24 kommuniziert und durch einen Flansch 28
mit einer Umbiegung 30 befestigt ist, die während des Zu
sammenbaues um den Körper 18 herumgebördelt wird.
Die Membran 14 besitzt einen relativ dünnen und flexiblen
zentralen Abschnitt 32 und eine in Umfangsrichtung kontinu
ierliche Umfangsrippe 34, die von einer Nut 36 in dem Körper
18 aufgenommen und darin durch die Kappe 20 gehalten wird,
um eine Strömungsmitteldichtung zwischen ihnen und der Mem
bran 14 zu bilden. Um eine flexiblere und leichter anspre
chende Membran zu schaffen, ist sie mit einem in Umfangs
richtung kontinuierlichen Balg bzw. Ausbuchtung 38 versehen,
die eine im wesentlichen axiale, radiale und schwenkbare
Verschiebung bzw. Bewegung der Membran 14 ermöglicht. Vor
zugsweise besteht die Membran 14 aus einem flexiblen Ela
stomer wie z. B. einem Fluorsilikongummi oder vorzugsweise
einem Acronytrilbutaden-Gummi und kann durch einen in das
Elastomere eingebetteten Faserstoff versteift sein.
Flüssiger Kraftstoff wird der Kammer 22 durch eine ring
förmige Ausnehmung 39 und in Umfangsrichtung beabstandete
Einlaßöffnungen 40 im Körper 18 zugeführt. Wenn das Ventil
12 öffnet, wird flüssiger Kraftstoff aus der Kammer 22 durch
einen Auslaßkanal 42 im Körper 18 abgegeben. Das Ventil 12
besitzt eine sphärische Ventilkugel 44, die an einem sphä
risch ausgebildeten Ventilsitz 46 in einer Hülse 48 anliegt,
welche in eine Gegenbohrung 50 in dem Auslaßkanal 42 ein
gepreßt ist, um die Abgabe von Kraftstoff zu verhindern,
wenn das Ventil 12 geschlossen ist.
Wie anhand eines Vergleichs der Fig. 1 und 1A verständlich
wird, wurde festgestellt, daß, wenn unter Druck stehender
Kraftstoffin der Kammer 22 die Membran 14 bewegt, diese
Bewegung nicht immer die gleiche ist, sondern sich vielmehr
von einem zum nächsten Mal und bei Massenproduktion der
Druckregler von einem Regler zum nächsten ändert. Die Be
wegung der Membran 14 variiert in axialer und seitlicher,
radialer Richtung bzw. in einer Ebene, die im wesentlichen
senkrecht auf der Längsachse 52 des Druckreglers steht. Die
Bewegung verändert auch den Neigungswinkel durch Kippen,
Schrägstellen, Schwenken oder Verformen der Membran derart,
daß die Ebene der Membran nicht senkrecht zur Längsachse
verläuft. Bei vorbekannten Druckreglern hat diese ungleich
förmige Bewegung der Membran einen nachteiligen Einfluß auf
das Betriebsverhalten des Druckreglers aufgrund von Ände
rungen der Hubbewegung der Ventilkugel bzw. eines anderen
Ventilgliedes, was zu Änderungen im Auslaßdruck beiträgt,
wenn sich die Menge des durch die Kammer strömenden Kraft
stoffs ändert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Schwierigkei
ten durch eine Totgangverbindung der Membran mit der Ventil
kugel überwunden, was die Möglichkeit bietet, daß sich die
Membran axial, radial und schwenkbar relativ zu der Ventil
kugel bewegt und die Ventilkugel auf ihrem Ventilsitz er
forderlichenfalls dreht, ehe sie zum Öffnen des Ventils von
der Membran vom Ventilsitz abgehoben wird. Diese Totgang
verbindung wird durch eine Scheibe 54 gebildet, die von
einem Käfig 56 lose aufgenommen wird. Die Scheibe 54 ist an
der Ventilkugel 44 befestigt und der Käfig 56 ist an der
Membran 14 befestigt, um sich mit dieser zu bewegen. Vor
zugsweise hat die Scheibe 54 ein geringfügig unterdimen
sioniertes zentrales Loch und ist mit Preßsitz auf der
Ventilkugel aufgesetzt, so daß sie sich gemeinsam bewegen.
Der Käfig 56 besitzt ein hutförmiges Gehäuse 58 mit einer
"Krone", die eine Oberseite 60 besitzt, und einer zylin
drischen Seitenwand 62 sowie einen in Umfangsrichtung kon
tinuierlichen Flansch 64 mit einem nach unten gedrehten Rand
66, über den ein nach oben gebogener Rand 70 eines Halte
rings 72 mit Preßsitz gelegt ist, um die Scheibe 54 lose im
Käfig 56 zu halten.
Der Haltering 72 besitzt ein überdimensioniertes Loch 74,
das so groß ist, daß die Ventilkugel 44 nicht an dem Halte
ring 72 anliegt, wenn der Käfig 56 aus der Mitte relativ zu
der am Ventilsitz anliegenden Ventilkugel 44 soweit ver
schiebt, daß der Käfig 56 an der Seitenwand 76 der Kammer 22
anliegt. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des Randes 66
des Käfigs 56 um soviel größer als der Außendurchmesser der
Scheibe 54, daß, wenn der Käfig 56 relativ zu der am Ven
tilsitz anliegenden Ventilkugel aus der Mitte radial weit
genug verschoben wird, der Käfig 56 auf die Wand 76 der
Kammer 22 aufschlägt, ohne den Umfang der Scheibe 54 zu
berühren, was die Ventilkugel gegenüber ihrem Ventilsitz
verschieben würde.
Vorzugsweise ist der in Längsrichtung bzw. axiale Richtung
verlaufende Abstand zwischen den Innenflächen des Randes des
Käfigs 56 um soviel größer als die Gitterscheibe 54, daß,
wie in in Fig. 1A gezeigt, eine Schrägstellung, Schwenkbe
wegung, Schaufelbewegung oder Umlaufbewegung der Membran und
des Käfigs die Ventilkugel 44 nicht verstellt, wenn sie an
ihrem Ventilsitz 46 anliegt, und die Ventilkugel allenfalls
gegenüberliegende Seiten der Scheiben 54 an diametral gegen
überliegenden Stellen berührt und dadurch gedreht wird, wäh
rend sie in Anlage mit dem Ventilsitz verbleibt, so daß die
Scheibe 54 parallel zu dem Rand des Käfigs 56 ist.
Die Krone 62 des Käfigs 56 ragt durch ein zentrales Loch in
der Membran 14, die an dem Käfig 56 abgedichtet befestigt
ist durch einen Haltering 78 mit einem nach oben gebogenen
Rand und einem zentralen Loch. Der Haltering 78 sitzt im
zusammengebauten Zustand mit Preßsitz auf der Krone 62 und
liegt an der Membran 14 an, um sie gegen den Flansch 64
abzudichten. Die Membran 14 und der Käfig 56 werden in
Richtung auf den Ventilsitz 46 elastisch durch eine Druck
feder 80 vorgespannt, die in der Kammer 24 angeordnet ist
und an dem Haltering 78 und der Kappe anliegt. Die Feder 80
wird in koaxialer Ausrichtung der Längsachse 52 von einer
Ringschulter 82 in der Kappe gehalten, und der Käfig 56 ist
koaxial ausgerichtet zu der Feder 80 durch den nach oben ge
bogenen Rand des Halteringes 78.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wer
den die Ventilkugel 44 und die Scheibe 54 elastisch in Rich
tung auf das offene Ende des Käfigs 56 durch eine getrennte,
relativ kleine und leichtgewichtige Druckfeder 84 gedrückt,
die zwischen der Ventilkugel 44 und der Oberseite 60 des
Käfigs 60 abgestützt ist. Dies verringert die erhöhte Kraft,
die auf die Ventilkugel beim Öffnen des Ventils bzw. beim
Abheben der Ventilkugel ausgeübt wird, da die Feder 84 eine
wesentlich kleinere Federrate und Gesamtkraft als die die
Membran 14 vorspannende, wesentlich größere Feder 80 be
sitzt.
Die Feder 84 stellt ferner sicher, daß bei geschlossenem
Ventil eine anfängliche Bewegung der Membran und des Käfigs
in radialer, axialer und Schwenkrichtung die Ventilkugel
nicht vom Ventilsitz abhebt und die Ventilkugel allenfalls
dreht, so daß die Scheibe 54 parallel zu dem Haltering 78
ist und an ihm anliegt, wenn die Ventilkugel 44 anfangs vom
Ventilsitz 46 abgehoben wird. Die Feder 84 stellt ferner
sicher, daß bei geöffnetem Ventil die Ventilkugel 44 und die
Scheibe 54 sich in einer stabilen Position befinden, wobei
die Unterseite der Scheibe 54 an dem Haltering 72 anliegt,
und daß der anfängliche Schließvorgang des Ventils stabil
ist, da die Ventilkugel eine Sitzlage einnimmt, wenn sie
zuerst den Ventilsitz 46 berührt, obwohl die Membran und der
Käfig sich weiter axial, radial und orbital bewegt, und daß
ein wiederholtes Öffnen und Schließen des Ventils stabil und
wiederholbar ist.
Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise wird bei
geöffnetem Ventil die erhöhte Kraft, die auf die Ventilkugel
44 wegen der axialen Verschiebung der Membranfeder 80 durch
den die Ventilkugel vom Ventilsitz abhebenden Kraftstoff zu
mindest teilweise ausgeglichen durch eine entgegengesetzte
Kraft, die durch eine gedrosselte Öffnung 86 im Auslaßkanal
42 erzeugt und auf die Ventilkugel 44 ausgeübt wird. Um
diese Gegenkraft zu erzeugen, ist der kleinste Querschnitt
der gedrosselten Öffnung 86 (Venturikanal) wesentlich klei
ner als der Querschnitt des Öffnungsbereichs des Ventilsit
zes 46, durch den der Kraftstoff fließt. Für eine spezielle
Druckreglerkonstruktion kann der minimale Querschnitt der
gedrosselten Öffnung berechnet werden und ist teilweise
abhängig von der Federkonstanten der Membranfeder 80 und dem
axialen Hub, um den die Ventilkugel 44 von ihrem Ventilsitz
46 abgehoben wird, wenn das Ventil zur Herstellung des
maximalen Kraftstoff-Durchsatzes geöffnet wird. Dieser Be
reich kann auch empirisch bestimmt werden. Typischerweise
beträgt die minimale Querschnittsfläche der gedrosselten
Öffnung 86 ungefähr 1/10 bis 1/2, üblicherweise 1/5 bis 4/10
der Querschnittsfläche des Öffnungsbereichs des Ventilsitzes
46.
Je nach dem speziellen Kraftstoff-Einspritz- und -Regelsy
stem der Brennkraftmaschine, mit dem der Druckregler ver
wendet wird, kommuniziert die Kammer 24 durch den Kanal 26
entweder mit der Atmosphäre, um unterschiedliche atmosphä
rische Bedingungen, unter denen die Brennkraftmaschine ar
beitet, auszugleichen, mit der Verbrennungsluft-Ansauglei
tung, um eine im wesentlichen konstante Kraftstoff-Druck
differenz zum Zuführen von Kraftstoff zu den Kraftstoffein
spritzdüsen oder dergleichen zu erzeugen, oder mit einer
Druckluftquelle oder einer anderen Gasquelle, um den Druck
zu ändern bzw. zu regeln, unter dem der flüssige Kraftstoff
den Kraftstoffeinspritzdüsen in Abhängigkeit unterschied
licher Anforderungen, Last oder anderen Betriebsparametern
der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
Bei einigen Kraftstoffanlagen können Zustände auftreten, bei
denen der Gasdruck in der Kammer 24 den Druck des Kraft
stoffs bzw. Strömungsmittel in der Kraftstoffkammer 22 so
weit übersteigt, daß nach Schließen des Ventils 12 der Balg
38 bzw. der gefaltete Bereich der Membran 14 in Richtung auf
die Kraftstoffkammer 22 gedrängt wird und dazu neigt, in die
Kammer 22 hinein umgestülpt zu werden. Beispielsweise könnte
bei einigen Kraftstoffanlagen unter bestimmten Bedingungen
der auf die Kammer 24 übertragene Druck 5,5 bar (80 psig)
betragen, und der Druck in der Kammer 22 könnte auf Atmos
phärendruck verringert sein. Vorzugsweise, jedoch nicht not
wendigerweise wird diese Umstülpung des Balges 38 bzw. ge
falteten Bereichs der Membran 14 durch die Position und
Kontur eines ringförmigen Wandabschnittes 88 des Körpers 18
verhindert, der das Ausmaß begrenzt, um das der gefaltete
Abschnitt der Membran 14 in Richtung auf die Kammer 22 ver
schoben werden kann. Der Wandabschnitt 88 liegt im allge
meinen unter dem Balg 38, und bei normalem Betrieb ist er zu
dem Balg 38 beabstandet. Wenn jedoch der auf die Membran 14
wirkende Differenzdruck den Balg 38 axial in Richtung auf
den Ventilsitz 46 drückt, legt sich der Balg 38 an den Wand
abschnitt 88 an, welcher damit seine Axialbewegung begrenzt
und ein Umstülpen des Balges 38 verhindert. Wenn der gefal
tete Abschnitt 38 wiederholt umgestülpt und in die Kammer 22
getrieben würde, könnte die Membran 14 beschädigt werden,
was ihre Lebensdauer entsprechend verringern würde.
Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines
Kraftstoff-Druckreglers 90, bei dem sämtliche Bauteile, die
mit denen des Druckreglers der Fig. 1 und 1A identisch sind,
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wurden. Der Druck
regler 90 besitzt ein modifiziertes Ventil 12′, bei dem eine
halbsphärische Ventilkugel 92 an einer Seite einer Scheibe
94 befestigt ist, die innerhalb des Käfigs 56 angeordnet
ist. Beide Stirnflächen der Scheibe 94 sind im wesentlichen
flach bzw. eben und parallel zueinander. Der Käfig 56 hat
ein modifiziertes Gehäuse 58 mit einer durchmesserkleineren
rohrförmigen Wand 98, in der ein rohrförmiger Kolben 100 mit
einem flachen geschlossenen Ende 102 gleitend gelagert ist.
Der Kolben 100 wird mit seinem geschlossenen Ende elastisch
in Anlage mit der oberen ebenen Stirnseite 96 der Scheibe 94
gedrückt, und zwar durch eine Druckfeder 104, die von dem
Kolben 100 aufgenommen wird.
Die axiale Bewegung der Ventilkugel 92 und der Scheibe 94 im
Käfig 56 wird von der Feder 104 und dem Kolben 100 gedämpft.
Wenn sich im Betrieb flüssiger Kraftstoff in dem Kolben 100
aus der Kammer 22 befindet, wirkt der Kolben 100 als hydrau
lischer Dämpfer für die Axialbewegung der Ventilkugel 92 und
Scheibe 94 im Käfig 56 aufgrund eines Gleitsitzes des Kol
bens 100 in der Krone 98 des Käfigs 56. Falls erwünscht,
kann der Kolben 100 und die hydraulische Dämpfungsanordnung
auch in Verbindung mit der sphärisch ausgebildeten Ventil
kugel 44 und der Scheibe 54 des Druckreglers der Fig. 1
verwendet werden.
Im Betrieb sorgen der Kolben 100 und die Feder 104 dafür,
daß die Membran 14 und der Käfig 56 sich radial und schwenk
bar relativ zu der Ventilkugel 92 und der Scheibe 94 ähnlich
wie bei dem Druckregler der Fig. 1 bewegen können. Die Feder
104 und der Kolben 100 verstärken die Tendenz der Ventil
kugel 92 und der Scheibe 94, bei geschlossenem Ventil auf
dem Ventilsitz gemeinsam mit der Schwenk-, Orbital- oder
Schrägbewegung der Membran und des Käfigs eine entsprechende
Schwenk- bzw. Schaukelbewegung auszuüben.
Typischerweise werden die Druckregler 10 und 90 in die
Kraftstoffanlage einer Brennkraftmaschine in der Weise ein
gesetzt, daß das freie Ende des Körpers 16 in eine Kupplung
(nicht gezeigt) eingesetzt wird. Die Kupplung verbindet den
Auslaß einer Kraftstoffpumpe mit dem Kraftstoffeinlaß 39 des
Druckreglers, und den Druckregler-Auslaß 42, den der Kraft
stoff mit geregeltem Druck verläßt, mit einem Kraftstoff
verteilersystem der Brennkraftmaschine, wie z. B. einer
Kraftstoffverteilerschiene für mehrere Kraftstoffeinspritz
düsen. Je nach der Art der Regelanlage wird der mit der
Kammer 24 kommunizierende Kanal 26 entweder mit der Atmos
phäre der Verbrennungsluft-Ansaugleitung oder einer Druck
luftquelle verbunden.
Im Betrieb ist das Ventil 12 bzw. 12′ des Druckreglers 10
bzw. 90 vor Erregen der Kraftstoffpumpe und noch vor dem
Anlassen der Brennkraftmaschine normalerweise geschlossen,
und zwar durch die Kraft, die von der Membranfeder 80 er
zeugt wird. Wenn der Druck des der Kammer zugeführten
Kraftstoffs genügend ansteigt, bewegt sich die Membran 14
vom Ventilsitz 46 weg, während die Ventilkugel 44 bzw. 92 in
Anlage mit dem Ventilsitz 46 bleibt, und zwar aufgrund der
Kraft, die von der Feder 84 bzw. 104 auf sie ausgeübt wird.
Wenn der Kraftstoffdruck weiter ansteigt und die Membran 14
sich vom Ventilsitz 46 weiter weg bewegt, berührt der Halte
ring 72 die untere Stirnseite der Scheibe 78 bzw. 94, und
falls die Scheibe 78 bzw. 94 nicht schon parallel zur Ebene
des Halterings 72 ist, wird bei einer weiteren Bewegung der
Membran und des Käfigs die Scheibe gedreht, während die
Ventilkugel in Anlage mit dem Ventilsitz 46 verbleibt, so
daß die Scheibe 78 bzw. 94 im wesentlichen über ihren ge
samten Umfang parallel zu dem Haltering 72 ist und an ihm
anliegt, wobei eine weitere Bewegung der Membran und des
Käfigs die Ventilkugel vom Ventilsitz abhebt. Bei Abheben
der Ventilkugel fließt der Kraftstoff zwischen dem Ven
tilsitz und der Ventilkugel durch den Auslaß 42 mit gere
geltem und im wesentlichen konstantem Druck. Die gedrosselte
Öffnung 86 verringert den Druckabfall, der von dem Kraft
stoffstrom durch den Auslaß 42 herrührt, auf ein Minimum,
und erzeugt eine auf die Ventilkugel 44 bzw. 92 wirkende
Kraft, die dem Anstieg der Kraft entgegengerichtet ist,
welche von der Membranfeder 80 auf die Ventilkugel ausgeübt
wird, wenn sich die Ventilkugel vom Ventilsitz weiter weg
bewegt, da hierbei der Durchsatz des Kraftstoffes durch den
Auslaß größer wird.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drucksreglers 10′
mit einem elektrischen Schalter 108, der durch Öffnen und
Schließen des Ventils 12 betätigt wird, um ein Signal zur
Regelung der Betriebsweise einer Kraftstoffpumpe zu erzeu
gen. Der Schalter 108 besitzt einen unteren Schaltkontakt,
der von dem Ventilsitz 46 der Hülse 48′ gebildet wird, und
einen oberen Schaltkontakt, der von der Ventilkugel 44 ge
bildet wird.
Vorzugsweise besitzt die Hülse 48′ einen Ringflansch 110,
der vom oberen Ende der Hülse radial abgeht und aus einem
elektrisch leitenden Material, wie z. B. Messing oder Stahl
besteht. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Ring
flansches 110 so groß, daß selbst dann, wenn der nach oben
gebogene Rand 70 des Halterings 72 an der Seitenwand 76
anliegt, der Haltering 72 immer noch an dem Flansch um
seinen gesamten Umfang herum anliegt, wenn der Käfig 56
durch die Feder 80 voll ausgefahren ist. Ein elektrischer
Leitungsdraht 116 ist mit dem Ringflansch 110 und somit mit
dem von dem Ventilsitz 46 gebildeten unteren Schaltkontakt
verbunden. Der von der Ventilkugel 44 gebildete obere
Schaltkontakt ist mit einem Leitungsdraht 118 elektrisch
verbunden, und zwar durch die Kappe 20, die Feder 80, den
Haltering 78, das Gehäuse 58, die Feder 84 und die Ventil
kugel 44, die sämtlich aus einem elektrisch leitenden Ma
terial wie z. B. Stahl bestehen.
Fig. 4 zeigt eine Kraftstoffzuführanlage 122 mit einem
Druckregler 10′ für eine Brennkraftmaschine 124. Die Kraft
stoffzuführanlage 122 besitzt Kraftstoffeinspritzdüsen 126,
die mit einer Kraftstoffsammelschiene 128 verbunden sind,
einen Kraftstofftank 130, eine elektrische Kraftstoffpumpe
132 (vorzugsweise innerhalb des Tanks) und einen Steuerkreis
134 zum Steuern der Drehzahl eines elektrischen Motors 136
der Kraftstoffpumpe und somit des Kraftstoffdurchsatzes (der
Kraftstoffabgabemenge).
Der elektronische Steuerkreis 134 ist in Fig. 5 genauer dar
gestellt. Das Fahrzeugleistungssystem, das durch eine Batte
rie 140 angedeutet ist, versorgt eine Spannungsleitung 142
mit Leistung, die mit dem Pumpenmotor 136 verbunden ist. Ein
Spannungsregler 144 gibt eine geregelte Spannung von der
Leitung 142 an den Schalter 108 des Druckreglers 10′ an
einen Speicher 146 und einen Impulsbreitenmodulator 148
(PWM) ab. Die Kontakte des Schalters 108 erzeugen ein Signal
für den Speicher 146, der eine hohe Eingangsimpedanz hat, um
eine Bogenbildung und Stromabzug durch die Schaltkontakte zu
vermindern. Der Ausgang des Speichers 146 ist mit einem Ein
gang eines Summierpunktes 150 verbunden, der einen Steuer
eingang für den Impulsbreitenmodulator 148 erzeugt. Der
Ausgang des Impulsbreitenmodulators 148 ist mit einer
Leistungsschaltstufe 152 verbunden, die den Strom durch den
Motor 136 steuert. Die Verbindungsstelle von Motor 136 und
Leistungsschaltstufe 152 ist mit einem Eingang eines zweiten
Summierpunktes 154 verbunden, die einen zweiten Eingang von
der Systemleitung 142 und eine Bezugsspannung als dritten
Eingang von einem Widerstand 156 oder dergleichen empfängt.
Der Ausgang des Summierpunktes 154 liefert den zweiten Ein
gang für den Summierpunkt 150.
Im Betrieb spricht der Schalter 108 des Druckreglers auf den
Pumpenauslaßdruck an, um zwischen dem leitenden und nicht
leitenden Zustand bei dem vorgegebenen Pumpenauslaßdruck,
der durch die Feder und Membran des Druckreglers bestimmt
wird, umgeschaltet zu werden. Der Impulsbreitenmodulator 148
wird durch den Schalter 108 in der Weise gesteuert, daß
gepulste Gleichstromenergie an dem Pumpenmotor 136 bei einem
ersten durchschnittlichen Spannungspegel angelegt wird, wenn
der Druckschalter leitend ist, und bei einem zweiten kleine
ren durchschnittlichen Spannungspegel, wenn der Druckschal
ter nicht leitend ist. Auf diese Weise wird elektrische Lei
stung dem Pumpenmotor bei einem verringerten, jedoch von
Null verschiedenen Pegel zugeführt, wenn der Pumpenauslaß
druck größer ist als der Schwellenwert des Schalters 108.
Der zweite kleinere durchschnittliche Spannungspegel ist der
Bezugspannung proportional, die durch den Widerstand 156
bestimmt wird. Der impulsbreiten Modulator wird ferner
teilweise durch die Systemspannung gesteuert, so daß die
Pumpenmotorerregung im wesentlichen konstant bleibt, und
zwar unabhängig von kleineren Spannungsschwankungen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung bleibt die Frequenz der an dem Pumpenmotor 136
angelegten gepulsten Gleichstromenergie konstant, während
der Taktzyklus zwischen einem ersten Taktzyklus, wenn der
Pumpenauslaßdruck unterhalb des Schwellenwertes des Schal
ters liegt, und einem zweiten kleineren, jedoch von Null
verschiedenen Taktzyklus, wenn der Pumpenauslaßdruck größer
ist als der Schwellenwert des Schalters, umschaltet. Die
Modulationsfrequenz und die beiden Taktzyklen (Taktverhält
nisse) sind durch die Auslegung des impulsbreiten Modulators
148 vorgegeben, wenngleich sie auch gegebenenfalls ver
stellbar gemacht werden können. Auf diese Weise wird die der
Pumpe zugeführte elektrische Energie automatisch reduziert,
wenn der Kraftstoffauslaßdruck zu groß wird, wodurch die
Abnutzung der Pumpe und die Wärmedissipation durch die Pumpe
verringert werden. Die Pumpe arbeitet jedoch weiter auf dem
niedrigeren Niveau, wodurch potentielle Trägheitsprobleme
eliminiert werden, wenn eine höhere Pumpenabgabe erforder
lich ist. Die hohe Eingangsimpedanz des Speichers 146 be
grenzt den durch die Kontakte des Schalters 108 fließenden
Stroms, wie bereits erwähnt, wodurch Verluste und Bogen
bildung an den Schaltkontakten verringert werden.
Da der Schalter 108 übereinstimmend mit dem Ventil 12 des
Druckreglers öffnet und schließt, wirkt er der Neigung der
Kraftstoffpumpe entgegen, den geregelten Kraftstoffdruck am
Ausgang des Druckreglers zu "übersteuern" und zu "untersteu
ern". Der Druckregler 10′ arbeitet im wesentlichen in der
gleichen Weise wie der Druckregler 10 beim Regeln und Steu
ern des Drucks des vom Druckregler abgegebenen Kraftstoffs.
Druckregler gemäß der vorliegenden Erfindung haben ein er
hebliches verbessertes Ansprechverhalten auf rasche Änderun
gen des Durchsatzes des vom Druckregler abgegebenen Kraft
stoffes und eine erheblich verbesserte Regelung des Drucks
des vom Druckregler abgegebenen Kraftstoffs. Beispielsweise
betrug bei erfindungsgemäß ausgebildeten Druckreglern mit
einem konstanten Auslaßdruck eines Nennwertes von 2,76 bar
(40 psig) die Ist-Druckänderung bzw. der Ist-Druckabfall
lediglich 0,034 bis 0,041 bar (0,5 bis 0,6 psi) über den
gesamten Änderungsbereich des Kraftstoffdurchsatzes von 0
bis 120 l/h (30 Gallonen pro Stunde). Dieser Druckregler war
entsprechend der Offenbarung der Fig. 1 ausgebildet, und
zwar mit einem Kugeldurchmesser von 0,713 cm (0,281 Zoll),
einem Scheibendurchmesser von 1,37 cm (0,542 Zoll) und einer
Scheibendicke von 0,152 cm (0,060 Zoll), einem Innendurch
messer der ringförmigen Tasche des Käfigs, in dem die
Scheibe aufgenommen wird, von 0,153 cm (0,602 Zoll) und
einer axialen Höhe von 0,254 cm (0,100 Zoll), einer Nenn
kraft der Membran-Druckfeder von 8,6 kg (19 pound) bei ge
schlossenem Ventil und einer Federkonstanten von 1,54 bar
(22,3 psi). Die Kugelfeder erzeugte bei geschlossenem Ven
til, wenn der Käfig, wie in Fig. 1 gezeigt, an der Scheibe
anliegt, eine Kraft von 0,90 kg (1,99 pound), die Federkon
stante betrug 0,365 bar (5,3 psi), der Ventilsitz hatte eine
Querschnittsfläche von 0,2043 cm2 (0,03167 Zoll2) und die
ge-drosselte Öffnung hatte an der engsten Stelle eine
Querschnittsfläche von 0,02697 cm2 (0,0418 Zoll2).
Claims (24)
1. Kraftstoff-Druckregler mit einem Gehäuse (16),
einer Membran (14), die zusammen mit dem Gehäuse eine erste
Kammer (22) und eine zweite Kammer (24) bildet, einem von
der zweiten Kammer (24) aus dem Gehäuse (16) herausführenden
Kanal (26), einem Kraftstoff-Einlaß (39, 40) für die erste
Kammer (22), einem Kraftstoff-Auslaß (42) für die erste Kam
mer (22), einem Ventilsitz (46), der dem Kraftstoff-Auslaß
(42) zugeordnet ist und eine ungefähr kreisförmige Sitzflä
che aufweist, einer ersten Feder (82), die in der zweiten
Kammer (24) angeordnet ist und die Membran (14) axial in
Richtung auf den Ventilsitz (46) vorspannt, einem Käfig
(56), der von der Membran (14) getragen wird, einem Ventil
element (12) mit einer Außenfläche, die komplementär zu dem
Ventilsitz (46) ausgebildet und mit diesem in Dichtungsan
lage bewegbar ist, wobei das Ventilelement (12) von dem
Käfig (56) getragen wird und von der Membran (14) axial in
eine Schließstellung, in der es an dem Ventilsitz (46) an
liegt, und in eine Öffnungsstellung, in der es zu dem Ven
tilsitz (46) beabstandet ist, bewegbar ist, einem elek
trischen Schalter (108) mit einem ersten Kontakt aus elek
trisch leitendem Material, der in der ersten Kammer (22)
fest angeordnet ist, einem zweiten Kontakt aus elektrisch
leitendem Material, der mit der Membran (14) und dem Käfig
(56) bewegbar ist, so daß sich der erste und zweite Kontakt
bei geschlossenem Ventil in leitendem Zustand und bei geöff
netem Ventil in nicht leitendem Zustand befinden, und einem
Impulsbreitenmodulator (148), der mit dem Schalter (108)
gekoppelt ist, um gepulste Gleichstromenergie an einen elek
trischen Motor (136) einer Kraftstoffpumpe anzulegen, und
zwar mit einer ersten Frequenz und einem ersten Taktzyklus,
wenn sich der Schalter (108) in seinem leitenden Zustand
befindet, und mit einer zweiten von Null verschiedenen
Frequenz und/oder einem zweiten von Null verschiedenen
Taktzyklus, die kleiner sind als die erste Frequenz und/oder
der erste Taktzyklus, wenn sich der Schalter (108) in seinem
nicht leitenden Zustand befindet, derart, daß die an den
Pumpenmotor (136) angelegte elektrische Leistung verringert
wird, wenn der dem Regler zugeführte Pumpenauslaßdruck den
Schalter (108) öffnet.
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die ersten und zweiten Frequenzen und Takt
zyklen in dem Impulsbreitenmodulator (148) voreingestellt
sind.
3. Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und zweite Frequenz identisch
sind.
4. Druckregler nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreiten
modulator (148) Strombegrenzungsmittel aufweist, die mit dem
Schalter (108) verbunden sind, um den vom Schalter in seinem
leitenden Zustand geleiteten Strom zu begrenzen.
5. Druckregler mit einem Gehäuse (16), einer Membran
(14), die zusammen mit dem Gehäuse eine erste Kammer (22)
und eine zweite Kammer (24) bildet, einem von der zweiten
Kammer (24) aus dem Gehäuse (16) herausführenden Kanal (26),
einem Kraftstoff-Einlaß (39, 40) für die erste Kammer (22),
einem Kraftstoff-Auslaß (42) für die erste Kammer (22),
einem Ventilsitz (46), der dem Kraftstoff-Auslaß (42) zuge
ordnet ist und eine ungefähr kreisförmige Sitzfläche auf
weist, einer ersten Feder (82), die in der zweiten Kammer
(24) angeordnet ist und die Membran (14) axial in Richtung
auf den Ventilsitz (46) vorspannt, einem Käfig (56), der von
der Membran (14) getragen wird, einem Ventilelement (12),
das einen äußeren Abschnitt mit einer sphärischen Fläche
aufweist, die komplementär zu dem Ventilsitz (46) ausge
bildet und mit diesem in Dichtungsanlage bewegbar ist, wobei
das Ventilelement (12) von dem Käfig (56) getragen wird und
von der Membran (14) axial in eine Schließstellung, in der
es an dem Ventilsitz (46) anliegt und in eine Öffnungs
stellung, in der es zu dem Ventilsitz (46) beabstandet ist,
bewegbar ist, einer zweiten Feder (84), die von dem Käfig
(56) getragen wird und das Ventilelement (12) axial in Rich
tung auf den Ventilsitz (46) relativ zu dem Käfig (56) vor
spannt, einem Trägerelement (54), das von dem Ventilelement
getragen wird, um sich gemeinsam mit diesem zu bewegen, und
das radial zu der Längsachse des Ventilelements vorsteht,
wobei das Ventilelement eine Kugel (44) aufweist, das Trä
gerelement eine Scheibe (54) aufweist, die den mittleren
Abschnitt der Kugel (44) umgibt, bezüglich der Kugel radial
nach außen vorsteht und an der Kugel befestigt ist, um sich
gemeinsam mit dieser zu bewegen, der Käfig einen Innenraum
aufweist, in dem das Trägerelement (54) aufgenommen wird,
der Innenraum und das Trägerelement so dimensioniert und
ausgebildet und angeordnet sind, daß sie eine Totgangver
bindung zwischen der Membran (14) und dem Ventilelement (12)
bilden, so daß die Membran, wenn das Ventilelement an dem
Ventilsitz anliegt, sich axial, radial und schwenkbar inner
halb vorgegebener Grenzen relativ zu dem Ventilelement be
wegen kann, ohne von dem Ventilsitz abzuheben und bei einer
axialen Bewegung der Membran weg vom Ventilsitz das Ventil
element aus seiner Schließstellung in seine voll geöffnete
Stellung bewegt wird, und einem elektrischen Schalter (108)
mit einem ersten Kontakt aus elektrisch leitendem Material,
der in der ersten Kammer (22) fest angeordnet ist, einem
zweiten Kontakt aus elektrisch leitendem Material, der mit
der Membran (14) und dem Käfig (56) bewegbar ist, so daß
sich der erste und zweite Kontakt bei geschlossenem Ventil
in leitendem Zustand und bei geöffnetem Ventil in nicht
leitendem Zustand befinden, und einem Impulsbreitenmodula
tor (148), der mit dem Schalter (108) gekoppelt ist, um
gepulste Gleichstromenergie an einen elektrischen Motor
(136) einer Kraftstoffpumpe anzulegen, und zwar mit einer
ersten Frequenz und einem ersten Taktzyklus, wenn sich der
Schalter (108) in seinem leitenden Zustand befindet, und mit
einer zweiten von Null verschiedenen Frequenz und/oder einem
zweiten von Null verschiedenen Taktzyklus, die kleiner sind
als die erste Frequenz und/oder der erste Taktzyklus, wenn
sich der Schalter (108) in seinem nicht leitenden Zustand
befindet, derart, daß die an den Pumpenmotor (136) angelegte
elektrische Leistung verringert wird, wenn der dem Regler
zugeführte Pumpenauslaßdruck den Schalter (108) öffnet.
6. Druckregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die ersten und zweiten Frequenzen und Taktzyklen in
dem Impulsbreitenmodulator (148) voreingestellt sind.
7. Druckregler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste und zweite Frequenz identisch
sind.
8. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der impulsbreiten Modulator
(148) Strombegrenzungsmittel aufweist, die mit dem Schalter
(108) verbunden sind, um den vom Schalter in seinem leiten
den Zustand geleiteten Strom zu begrenzen.
9. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontakt die Oberseite
eines einstückig angeformten Ringflansches (110) ist, der
sich von dem Ventilsitz (46) aus radial nach außen er
streckt.
10. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontakt die Unter
seite des Käfigs (56) ist.
11. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement eine Scheibe
(54) aufweist, die an dem Ventilelement befestigt ist, um
sich gemeinsam mit diesem zu bewegen, und die einen maxi
malen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser
des Käfig-Innenraums ist, und eine axiale Dicke besitzt, die
kleiner ist als die axiale Erstreckung des Käfig-Innenraums
angrenzend am Umfang der Scheibe (54).
12. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (54) zwei ebene
Stirnflächen hat, die zueinander beabstandet sind und paral
lel zueinander verlaufen, und daß der Käfig-Innenraum zwei
ebene Stirnflächen besitzt, die axial zueinander beabstandet
sind und parallel zueinander verlaufen und die den Umfang
der Scheibe überlappen, welcher sich zwischen den ebenen
Stirnflächen des Käfig-Innenraums befindet.
13. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
gekennzeichnet durch eine gedrosselte Öffnung (86), die in
dem Kraftstoff-Auslaß (42) stromab des Ventilsitzes (46)
angeordnet ist und einen minimalen Querschnittsbereich in
der Größenordnung von 1/10 bis 1/2 des Querschnittsbereichs
des Ventilsitzes (46) hat.
14. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran (14) min
destens einen in Umfangsrichtung kontinuierlichen Balg (38)
enthält.
15. Druckregler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Balg (38) radial außerhalb des Käfigs (56) die
sen umgebend angeordnet ist, und daß das Gehäuse (16) in der
zweiten Kammer (24) einen in Umfangsrichtung kontinuierli
chen Wandabschnitt (88) aufweist, der zu dem Balg (38) der
Membran (14) axial ausgerichtet und normalerweise zu diesem
beabstandet ist und so ausgebildet und angeordnet ist, daß
die Membran (14) an dem Wandabschnitt (88) anliegt, um ein
Umstülpen des Balges (38) zu verhindern, wenn der in der
zweiten Kammer (24) auf die Membran (14) wirkende Strömungs
mitteldruck größer ist als der auf die Membran (14) wirkende
Strömungsmitteldruck in der ersten Kammer (22).
16. Druckregler mit einem Gehäuse (16), einer Membran
(14), die zusammen mit dem Gehäuse eine erste Kammer (22)
und eine zweite Kammer (24) bildet, einem von der zweiten
Kammer (24) aus dem Gehäuse (16) herausführenden Kanal (26),
einem Kraftstoff-Einlaß (39, 40) für die erste Kammer (22),
einem Kraftstoff-Auslaß (42) für die erste Kammer (22),
einem Ventilsitz (46), der dem Kraftstoff-Auslaß (42) zuge
ordnet ist und eine ungefähr kreisförmige Sitz fläche auf
weist, einer ersten Feder (82), die in der zweiten Kammer
(24) angeordnet ist und die Membran (14) axial in Richtung
auf den Ventilsitz (46) vorspannt, einem Käfig (56), der von
der Membran (14) getragen wird, einem Ventilelement (12),
das einen äußeren Abschnitt mit einer sphärischen Fläche
aufweist, die komplementär zu dem Ventilsitz (46) ausgebil
det und mit diesem in Dichtungsanlage bewegbar ist, wobei
das Ventilelement (12) von dem Käfig (56) getragen wird und
von der Membran (14) axial in eine Schließstellung, in der
es an dem Ventilsitz (46) anliegt und in eine Öffnungsstel
lung, in der es zu dem Ventilsitz (46) beabstandet ist, be
wegbar ist, einer zweiten Feder (84), die von dem Käfig (56)
getragen wird und das Ventilelement (12) axial in Richtung
auf den Ventilsitz (46) relativ zu dem Käfig (56) vorspannt,
einem Trägerelement (54), das von dem Ventilelement getragen
wird, um sich gemeinsam mit diesem zu bewegen, und das
radial zu der Längsachse des Ventilelements vorsteht, wobei
das Ventilelement einen halbkugelförmigen Körper (92) auf
weist, das Trägerelement eine Scheibe (94) aufweist, die an
dem halbkugelförmigen Körper (92) befestigt ist und von die
sem radial nach außen vorsteht, um sich mit diesem gemeinsam
zu bewegen, wobei der Käfig (56) einen Innenraum besitzt,
der das Trägerelement aufnimmt, der Innenraum und das Trä
gerelement (54) so dimensioniert und ausgebildet und ange
ordnet sind, daß sie eine Totgangverbindung zwischen der
Membran (14) und dem Ventilelement (12′) bilden, so daß die
Membran (14), wenn das Ventilelement am Ventilsitz (46) an
liegt, sich axial, radial und schwenkbar innerhalb vorgege
bener Grenzen relativ zu dem Ventilelement bewegen kann,
ohne vom Ventilsitz abzuheben, und das Ventilelement, wenn
sich die Membran vom Ventilsitz axial wegbewegt aus seiner
Schließstellung in Richtung auf seine voll geöffnete Stel
lung bewegt wird, wobei der Käfig (56) eine Tasche enthält,
die mit der ersten Kammer (22) kommuniziert, um flüssigen
Kraftstoff aus der ersten Kammer (22) aufzunehmen, wobei ein
Kolben (100) in der Tasche gleitbar gelagert ist, an dem
Ventilelement anliegt und so ausgebildet und angeordnet ist,
daß er einen hydraulischen Dämpfer für die axiale Bewegung
des Ventilelements relativ zu dem Käfig bildet, wobei der
Kolben (100) so ausgebildet und angeordnet ist, daß sich der
Kolben bezüglich des Trägerelements (96) radial und schwenk
bar bewegen kann, und einem elektrischen Schalter (108) mit
einem ersten Kontakt aus elektrisch leitendem Material, der
in der ersten Kammer (22) fest angeordnet ist, einem zweiten
Kontakt aus elektrisch leitendem Material, der mit der Mem
bran (14) und dem Käfig (56) bewegbar ist, so daß sich der
erste und zweite Kontakt bei geschlossenem Ventil in leiten
dem Zustand und bei geöffnetem Ventil in nicht leitendem
Zustand befinden, und einem Impulsbreitenmodulator (148),
der mit dem Schalter (108) gekoppelt ist, um gepulste
Gleichstromenergie an einen elektrischen Motor (136) einer
Kraftstoffpumpe anzulegen, und zwar mit einer ersten Fre
quenz und einem ersten Taktzyklus, wenn sich der Schalter
(108) in seinem leitenden Zustand befindet, und mit einer
zweiten von Null verschiedenen Frequenz und/oder einem
zweiten von Null verschiedenen Taktzyklus, die kleiner sind
als die erste Frequenz und/oder der erste Taktzyklus, wenn
sich der Schalter (108) in seinem nicht leitenden Zustand
befindet, derart, daß die an den Pumpenmotor (136) angelegte
elektrische Leistung verringert wird, wenn der dem Regler
zugeführte Pumpenauslaßdruck den Schalter (108) öffnet.
17. Druckregler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß daß die ersten und zweiten Frequenzen und Taktzyk
len in dem Impulsbreitenmodulator (148) voreingestellt sind.
18. Druckregler nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste und zweite Frequenz identisch
sind.
19. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der impulsbreiten Modulator
(148) Strombegrenzungsmittel aufweist, die mit dem Schalter
(108) verbunden sind, um den vom Schalter in seinem lei
tenden Zustand geleiteten Strom zu begrenzen.
20. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (104) in der
Tasche angeordnet ist und den Kolben (100) axial in Richtung
auf das Ventilelement (12′) und das Ventilelement (12′) in
Richtung auf den Ventilsitz (46) relativ zu dem Käfig (56)
vorspannt.
21. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (80) eine auf
die Membran (14) wirkende Kraft erzeugt, die größer ist als
die von der zweiten Feder (104) auf das Ventilelement (12′)
wirkende Kraft, und daß die erste Feder (80) eine größere
Federrate als die zweite Feder (104) besitzt.
22. Druckregler nach einem der Ansprüche 5 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitenmodulator (148)
Strombegrenzungsmittel aufweist, die mit dem Schalter (108)
verbunden sind, um den vom Schalter in seinem leitenden
Zustand geleiteten Strom zu begrenzen.
23. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontakt die Oberseite
eines einstückig angeformten Ringflansches (110) ist, der
sich von dem Ventilsitz (46) aus radial nach außen er
streckt.
24. Druckregler nach einem der Ansprüche 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontakt die Unter
seite des Käfigs (56) ist.
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