DE102007020804A1 - Vehicle hydraulic unit e.g. for braking, has electric motor to drive radial piston pump which oscillates radial piston pumps - Google Patents

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Abstract

The hydraulic power units has an electric motor to drive a radial piston pump which oscillates the radial piston pumps (6, 7, 8, 9). A body (4) houses further electro hydraulic components, such as electro-hydraulic valves (10-21), storage devices (22, 23), and an ECU. Arranged between electric pumps and pistons is a hollow, motor-powered pump rotor (3) with a controller provided. The pump rotor (3) radially encompasses the outside of the host body (4) with pumps pistons arranged in spaces, canals and or electro-hydraulic valves (10-21).

Description

Bekannte Fahrzeughydraulikaggregate für Bremsanlagen weisen üblicherweise einen mechanisch kommutierten Elektromotor auf, der als eigenständiges Baumodul an eine Hydraulikeinheit (HCU, Aufnahmekörper) für elektrohydraulische Bauteile – wie insbesondere elektrohydraulische Ventile – angeflanscht ist, und zum Antrieb einer Radialkolbenpumpe, umfassend zwei einander gegenüber liegende Pumpenkolben, dient. In diesem Zusammenhang ist typischerweise jeweils eine Kolbenpumpe jeweils einem Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage zugeordnet. Auf einer, dem Elektromotor gegenüber liegenden, Seite ist an der Hydraulikeinheit eine Elektronikeinheit (ECU, Regeleinheit) befestigt, welche zur elektrischen Ansteuerung vom Elektromotor sowie der elektrohydraulischen Ventile dient. Vereinfacht ausgedrückt sind die verschiedenen Module in mehreren Ebenen gewissermaßen übereinander geschichtet angeordnet, was erfordert, das jedes Modul als eigenständig handhabbare Baueinheit mit einem Gehäuse und mit mechanischen und elektrischen Schnittstellen zum Anschluss an ein oder mehrere Nachbarmodule ausgerüstet ist. Ein derartig gestaltetes Aggregat geht exemplarisch aus der DE 43 20 001 A1 hervor.Known vehicle hydraulic units for brake systems usually have a mechanically commutated electric motor, which is flanged as a stand-alone module to a hydraulic unit (HCU, receiving body) for electro-hydraulic components - such as in particular electro-hydraulic valves - and for driving a radial piston pump, comprising two pump pistons lying opposite one another , In this context, a piston pump is typically assigned in each case to a brake circuit of the vehicle brake system. On one, the electric motor opposite side, an electronic unit (ECU, control unit) is attached to the hydraulic unit, which is used for electrical control of the electric motor and the electro-hydraulic valves. In simple terms, the various modules are stacked in several levels, so to speak, which requires that each module is equipped as a self-contained unit with a housing and with mechanical and electrical interfaces for connection to one or more neighboring modules. Such a designed unit is an example of the DE 43 20 001 A1 out.

Um eine kleine, leichtgewichtige Bauform zu ermöglichen, ist bei einem Aggregat gemäß EP 0 728 645 A2 vorgesehen, ECU und HCU neben einander anzuordnen. Ein Rotor von einem Elektromotor ist zentral innerhalb einer Ausnehmung von der HCU angeordnet. Die ECU verschließt den Elektromotor, und Kohlebürsten zur elektrischen Versorgung des Elektromotors sind auf einer Platine von dem elektrischen Regler befestigt. Durch diese Maßnahmen soll eine kleine, leichtgewichtige und einfache Struktur erzielt werden, und elektrische Stromleitungen können eingespart werden.In order to allow a small, lightweight design, is in an aggregate according to EP 0 728 645 A2 provided to arrange ECU and HCU side by side. A rotor of an electric motor is centrally located within a recess of the HCU. The ECU closes the electric motor, and carbon brushes for supplying electric power to the electric motor are mounted on a board of the electric controller. By these measures, a small, lightweight and simple structure is to be achieved, and electrical power lines can be saved.

Aus der EP 853 727 B1 ist es zur Begrenzung radialer Abmessungen des Aggregates bekannt, dass ein Stator eines Elektromotors topfförmig ausgebildet ist, und dass ein Wandbereich dieses Statortopfes einen Außenumfang von einem Pumpengehäuse umfasst.From the EP 853 727 B1 For limiting radial dimensions of the unit, it is known that a stator of an electric motor is cup-shaped, and that a wall portion of this stator cup comprises an outer periphery of a pump housing.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeughydraulikaggregat mit einer Radialkolbenpumpe in abgeänderter Bauweise vorzuschlagen, das eine weitergehende Miniaturisierung ermöglicht.It An object of the present invention is a vehicle hydraulic unit to propose with a radial piston pump in a modified design, which allows for further miniaturization.

Die Aufgabe wird mit Hilfe einer Radialkolbenpumpe gelöst, bei der zwischen Elektromotor und Pumpenkolben ein hohler, motorgetriebener Pumpenrotor versehen ist, welcher eine nach radial innen weisende Steuerkontur zur Beaufschlagung der Pumpenkolben aufweist, und dass der Rotor den Aufnahmekörper radial außen umgreift, welcher die Pumpenkolben, Verdrängungsräume, Kanäle und/oder elektrohydraulisch steuerbaren Ventile aufnimmt. Im Unterschied zu bekannten Exzentergetrieben von Fahrzeughydraulikaggregaten wird eine Pumpenläuferanordnung vorgeschlagen, welche das rotatorisch festgelegte Pumpengehäuse mit dessen hydraulisch wirksamen Bauelementen von außen umgreift. Erfindungsgemäß wird von einfachen, wellenfesten Exzenteranordnungen Abstand genommen.The Task is solved with the help of a radial piston pump, at the between electric motor and pump piston a hollow, motor driven Pump rotor is provided, which has a pointing radially inward Control contour for acting on the pump piston has, and that the rotor surrounds the receiving body radially on the outside, which the pump piston, displacement chambers, channels and / or Electro-hydraulically controllable valves absorbs. In difference become known Exzentergetrieben of vehicle hydraulic units proposed a pump rotor assembly which the rotational fixed pump housing with its hydraulically effective Surrounding components from the outside. According to the invention from simple, wave-proof eccentric arrangements refrained.

Der Pumpenrotor ist drehfest mit einem Rotor des Elektromotors verbunden, der bevorzugt Permanentmagneten trägt. Radial außerhalb des Rotors befinden sich statisch festgelegte Wicklungen, die ein Bestandteil der ECU sind. Durch die radial äußere Anordnung der Wicklungen kann deren Wärmeentwicklung im Betrieb effektiv an die Umgebung abgegeben werden.Of the Pump rotor is rotatably connected to a rotor of the electric motor, which preferably carries permanent magnets. Radially outside of the rotor are statically fixed windings, the one Part of the ECU. Due to the radially outer arrangement The windings can effectively heat their heat during operation be delivered to the environment.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Steuerkontur eine periodisch-sinusförmige Formgebung zur Zwangssteuerung der Pumpenkolben. Das Fördervolumen der Pumpenkolben wird durch den konkreten Verlauf der Steuerkontur, wie insbesondere durch deren Steigung, sowie durch die Antriebsdrehzahl vom Pumpenrotor bestimmt.In Another embodiment of the invention, the control contour has a periodic-sinusoidal Shaping for positive control of the pump piston. The delivery volume the pump piston is determined by the specific course of the control contour, in particular by their slope, as well as by the drive speed determined by the pump rotor.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerkontur so ausgebildet, dass pro Umdrehung an jedem Pumpenkolben mehrere Phasenwechsel vollzogen werden, so dass jeder Pumpenkolben je Antriebsdrehung mehrfach wechselnde Ansaug- und Ausschubbewegungen ausführt. Durch die Übersetzung wird es ermöglicht, die Laufruhe des Aggregates zu erhöhen, weil mit vergleichsweise geringen Drehzahlen des Elektromotors hohe Drücke und Förderströme erzielt werden können.In preferred embodiment of the invention is the control contour designed so that per revolution on each pump piston several Phase changes are performed so that each pump piston per drive rotation repeatedly changing suction and Ausschubbewegungen performs. The translation will allow the Smooth running of the unit increase, because with comparatively low speeds of the electric motor high pressures and flow rates can be achieved.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Aufnahmekörper rotationssymmetrisch ausgebildet, und nimmt in entsprechenden Aufnahmebohrungen mehrere stromlos offene und stromlos geschlossene Ventile auf. Die Aufnahmebohrungen für die Ventile sind auf einer oder auf mehreren Stirnseiten vom Pumpengehäuse sowie rechtwinklig zu Aufnahmebohrungen für die Pumpenkolben angeordnet. Die Aufnahmebohrungen der Pumpenkolben sind gegenüber der Steuerkontur platziert.In Advantageous embodiment of the invention is the receiving body formed rotationally symmetrical, and takes in corresponding mounting holes several normally open and normally closed valves on. The Mounting bores for the valves are on one or on several end faces of the pump housing and at right angles arranged to receiving bores for the pump piston. The Mounting bores of the pump pistons are opposite to the control contour placed.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung hervor. In der Zeichnung ist ein Fahrzeughydraulikaggregat im Schnitt gezeigt.details The invention will become apparent from the following description with reference to the drawings out. In the drawing, a vehicle hydraulic unit is in section shown.

Fahrzeughydraulikaggregate 1 finden insbesondere für elektronisch geregelte Fahrzeugbremsanlagen Verwendung. Ein derartiges Fahrzeughydraulikaggregat 1 – nachstehend kurz Aggregat – verfügt über einen Elektromotor mit einem Stator 2 und einem Rotor. Der Stator 2 umfasst Wicklungen, während der Rotor Permanentmagnete trägt, und drehfest mit einem Pumpenrotor 3 gekoppelt ist. Zwischen Rotor und Stator 2 sind Lagermittel vorgesehen, um einen definierten Luftspalt zwischen diesen Bauteilen zu garantieren.Vehicle hydraulic units 1 find particular use for electronically controlled vehicle brake systems. Such a vehicle hydraulic unit 1 - hereafter aggregate - has an electric motor with a stator 2 and a rotor. The stator 2 includes windings, while the rotor carries permanent magnets, and rotationally fixed with a pump rotor 3 is coupled. Between rotor and stator 2 Bearing means are provided to guarantee a defined air gap between these components.

Wie aus der Figur zu ersehen ist, verfügt das Aggregat im Querschnitt über eine kreisrunde Grundform. Pumpenrotor 3 und ein Aufnahmekörper (HCU) 4 wie auch der Stator 2 des Elektromotors sind im Querschnitt kreis – oder zumindest kreisringförmig.As can be seen from the figure, the unit has a circular basic shape in cross section. pump rotor 3 and a receiving body (HCU) 4 as well as the stator 2 of the electric motor are circular in cross-section or at least circular.

Beginnend von radial außen ist der Stator 2 vorgesehen, welcher, zumindest in einem Bereich jenseits der Schnittebene, elektrische Wicklungen des Elektromotors trägt. Durch diese Anordnung sind wesentliche elektrische Bauelemente, wie insbesondere ein Statorblechpaket und die elektrischen Wicklungen des Elektromotors besonders nahe an einer elektronischen Regeleinheit (ECU) angesiedelt, so dass die elektrische Verbindung zur ECU sehr kurz gehalten werden kann. Der Raumbedarf für eine Kabeldurchführung innerhalb vom Aufnahmekörper 4 kann entfallen. Weiterhin erhält der Elektromotor durch diese Bauweise einen verhältnismäßig großen Durchmesser, wodurch das zur Verfügung gestellte Drehmoment gesteigert wird.Starting from radially outside is the stator 2 provided, which, at least in an area beyond the cutting plane, carries electrical windings of the electric motor. By this arrangement, essential electric components, such as a stator lamination stack and the electric windings of the electric motor are located particularly close to an electronic control unit (ECU), so that the electrical connection to the ECU can be kept very short. The space required for a cable feedthrough within the receiving body 4 can be omitted. Furthermore, the electric motor is replaced by this design a relatively large diameter, whereby the torque provided is increased.

Radial innerhalb des Stators 2 ist der kreisringförmige Pumpenrotor 3 vorgesehen, der als wesentliches Element zur Bereitstellung von einem Getriebe dient. Zu diesem Zweck weist eine nach radial innen weisende Wandungsseite eine Steuerkontur 5 zur Beaufschlagung von Pumpenkolben 6, 7, 8, 9 auf. Zur Darstellung der Steuerkontur 5 dient eine kurvenscheibenartig gekrümmte Innenwandung vom hohlzylindrischen Pumpenrotor 3. Die Innenwandung ist unregelmäßig oder regelmäßig, bevorzugt periodisch wie insbesondere sinusförmig geformt. Die Steuerkontur 5 ist weiterhin mit Vorteil derart ausgebildet, dass pro Pumpenrotorumdrehung je Pumpenkolben 6, 7, 8, 9 mehrere Phasenwechsel vollzogen werden, so dass jeder Pumpenkolben 6, 7, 8, 9 pro Pumpenrotorumdrehung zwangsläufig mehrfach wechselnde Ansaug- und Ausschubbewegungen ausführt. Folglich wird es nach Art einer getrieblichen Übersetzung ermöglicht, auf der Grundlage einer vergleichsweise geringen Drehzahl des Elektromotors, dennoch eine hohe Oszillationsfrequenz der Pumpenkolben 6, 7, 8, 9 hervorzurufen. Mit anderen Worten gelingt es mit Hilfe von dem beschriebenen Getriebe, anhand vergleichsweise geringem Aufwand eine Übersetzung zu ermöglichen, wobei das Übersetzungsverhältnis anhand der Kurvengeometrie vorgebbar ist.Radial inside the stator 2 is the annular pump rotor 3 provided, which serves as an essential element for providing a transmission. For this purpose, a radially inwardly facing wall side has a control contour 5 for applying pump piston 6 . 7 . 8th . 9 on. To display the control contour 5 serves a curved disk-like curved inner wall of the hollow cylindrical pump rotor 3 , The inner wall is irregular or regular, preferably periodically shaped in particular sinusoidal. The control contour 5 is further advantageously designed such that per pump rotor revolution per pump piston 6 . 7 . 8th . 9 several phase changes are performed so that each pump piston 6 . 7 . 8th . 9 per pump rotor revolution inevitably performs multiple alternating intake and Ausschubbewegungen. Consequently, it is possible in the manner of a gear ratio, on the basis of a comparatively low speed of the electric motor, yet a high oscillation frequency of the pump piston 6 . 7 . 8th . 9 cause. In other words, it is possible with the help of the described transmission, to enable a translation with comparatively little effort, wherein the gear ratio can be predetermined based on the curve geometry.

Entsprechend den Grundsätzen der Getriebelehre folgt das genannte Übersetzungsverhältnis einem linearen oder nichtlinearen Zusammenhang. Zur weiteren Beeinflussung des Förderverhalten der Radialkolbenpumpe dient daher die konkrete Formgebung wie insbesondere Kurvengradienten an der Steuerkontur 5 selbst, wodurch auch nichtlineare getriebekinematische Bewegungsumwandlungen ermöglicht werden können.According to the principles of transmission theory, said transmission ratio follows a linear or nonlinear relationship. For further influencing the delivery behavior of the radial piston pump, therefore, the specific shaping, in particular curve gradients, on the control contour is used 5 itself, which also enables non-linear transmission kinematical motion transformations.

Radial innerhalb von dem Pumpenrotor 3 befindet sich der zylindrisch-kreisförmige Aufnahmekörper 4 zur Aufnahme von den elektrohydraulisch wirksamen Bauteilen wie insbesondere elektrohydraulischen Ventilen 10–21, den Pumpenkolben 6–9, Verdrängungsräume, Kanäle, Druckmittelspeicher 22, 23, Drucksensoren und ähnlichem mehr vorgesehen. Zu diesem Zweck sind in dem Aufnahmekörper 4 entsprechende Aufnahmebohrungen vorgesehen. Die elektrohydraulischen Ventile 10–22 sind prinzipiell vom stromlos geschlossenen oder vom stromlos offenen Typ, und deren Aufnahmebohrungen sind auf einer Stirnseite des Aufnahmekörpers 4 rechtwinklig zu Aufnahmebohrungen für die Pumpenkolben 6–9 angesiedelt. Wie zu ersehen ist, beaufschlagen die federvorgespannten Pumpenkolben 6–9 die Steuerkontur 5 von radial innen. Zu diesem Zweck sind die Aufnahmebohrungen der Pumpenkolben 6–9 gegenüber der Steuerkontur 5 angeordnet.Radial inside of the pump rotor 3 is the cylindrical-circular receiving body 4 for receiving the electrohydraulically active components, in particular electrohydraulic valves 10 - 21 , the pump piston 6 - 9 , Displacement chambers, channels, accumulator 22 . 23 , Pressure sensors and the like more. For this purpose are in the receiving body 4 provided corresponding mounting holes. The electrohydraulic valves 10 - 22 are in principle of normally closed or normally open type, and their receiving bores are on a front side of the receiving body 4 perpendicular to mounting holes for the pump piston 6 - 9 settled. As can be seen, act on the spring-biased pump piston 6 - 9 the control contour 5 from radially inside. For this purpose, the mounting holes of the pump piston 6 - 9 opposite the control contour 5 arranged.

Auf einer den Aufnahmebohrungen für die Ventile 10–21 gegenüberliegenden Stirnseite des Aufnahmekörpers 4 befinden sich Anschlussbohrungen für Leitungen, die zu Radbremsen führen, sowie Anschlussbohrungen für Leitungen die zu einem Bremsbetätigungsaggregat (Hauptzylinder) führen.On one of the mounting holes for the valves 10 - 21 opposite end face of the receiving body 4 There are connection holes for lines that lead to wheel brakes, as well as connection holes for lines that lead to a brake actuation unit (master cylinder).

11
FahrzeughydraulikaggregatVehicle hydraulic unit
22
Statorstator
33
Pumpenrotorpump rotor
44
Aufnahmekörperreceiving body
55
Steuerkonturcontrol contour
66
Pumpenkolbenpump pistons
77
Pumpenkolbenpump pistons
88th
Pumpenkolbenpump pistons
99
Pumpenkolbenpump pistons
10–2110-21
elektrohydraulisches Ventilelectrohydraulic Valve
2222
DruckmittelspeicherAccumulator
2323
DruckmittelspeicherAccumulator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4320001 A1 [0001] DE 4320001 A1 [0001]
  • - EP 0728645 A2 [0002] - EP 0728645 A2 [0002]
  • - EP 853727 B1 [0003] - EP 853727 B1 [0003]

Claims (7)

Fahrzeughydraulikaggregate für Bremsanlagen, mit einem Elektromotor zum Antrieb von einer Radialkolbenpumpe mit radial gerichtet oszillierenden Pumpenkolben (6, 7, 8, 9), und einem Aufnahmekörper (4) für weitere elektrohydraulische Bauteile, wie insbesondere elektrohydraulische Ventile (10–21), Kanäle, Druckmittelspeicher (22, 23) oder ähnlichem, und umfassend eine Elektronikeinheit (ECU), welche zur elektrischen Ansteuerung vom Elektromotor sowie zur elektrischen Ansteuerung der elektrohydraulischen Ventile (10–21) vorgesehen ist, und elektrisch mit Teilen von diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Elektromotor und Pumpenkolben (6, 7, 8, 9) ein hohler, motorgetriebener Pumpenrotor (3) vorgesehen ist, welcher eine nach radial innen weisende Steuerkontur (5) zur Beaufschlagung durch die Pumpenkolben (6, 7, 8, 9) aufweist, und dass der Pumpenrotor (3) den Aufnahmekörper (4) radial außen umgreift, welcher die Pumpenkolben (6, 7, 8, 9), Verdrängungsräume, Kanäle und/oder elektrohydraulische Ventile (10–21) aufnimmt.Vehicle hydraulic power units for brake systems, comprising an electric motor for driving a radial piston pump with radially directed oscillating pump pistons ( 6 . 7 . 8th . 9 ), and a receiving body ( 4 ) for further electrohydraulic components, in particular electrohydraulic valves ( 10 - 21 ), Channels, accumulator ( 22 . 23 ) or the like, and comprising an electronic unit (ECU), which for the electrical control of the electric motor and for the electrical control of the electro-hydraulic valves ( 10 - 21 ) is provided, and is electrically connected to parts of these, characterized in that between the electric motor and the pump piston ( 6 . 7 . 8th . 9 ) a hollow, motor driven pump rotor ( 3 ) is provided, which a radially inwardly facing control contour ( 5 ) to be acted upon by the pump pistons ( 6 . 7 . 8th . 9 ), and that the pump rotor ( 3 ) the receiving body ( 4 ) radially surrounds the outside, which the pump piston ( 6 . 7 . 8th . 9 ), Displacement chambers, channels and / or electrohydraulic valves ( 10 - 21 ). Fahrzeughydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenrotor (3) drehfest mit einem Rotor des Elektromotors verbunden ist, und dass der Rotor Permanentmagneten trägt.Vehicle hydraulic unit according to claim 1, characterized in that the pump rotor ( 3 ) is rotatably connected to a rotor of the electric motor, and that the rotor carries permanent magnets. Fahrzeughydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb des Rotors ein Stator (2) des Elektromotors vorgesehen ist, und dass der Stator (2) elektrische Wicklungen trägt.Vehicle hydraulic unit according to claim 1, characterized in that radially outside the rotor, a stator ( 2 ) of the electric motor is provided, and that the stator ( 2 ) carries electrical windings. Fahrzeughydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkontur (5) als kurvenscheibenartig gekrümmte Innenwandung vom hohlzylindrischen Pumpenrotor (3) ausgebildet ist, und eine unregelmäßige oder regelmäßige, eine periodische wie insbesondere sinusförmig geformte Formgebung aufweist.Vehicle hydraulic unit according to claim 1, characterized in that the control contour ( 5 ) as a curved disk-like curved inner wall of the hollow cylindrical pump rotor ( 3 ), and has an irregular or regular, a periodic, in particular sinusoidally shaped shaping. Fahrzeughydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkontur (5) derart gestaltet ist, dass eine einzige Umdrehung des Pumpenrotors (3) mehrere Bewegungsrichtungswechsel jedes Pumpenkolbens (6, 7, 8, 9) hervorruft.Vehicle hydraulic unit according to claim 1, characterized in that the control contour ( 5 ) is designed such that a single revolution of the pump rotor ( 3 ) several movement direction change of each pump piston ( 6 . 7 . 8th . 9 ). Fahrzeughydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (4) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.Vehicle hydraulic unit according to claim 1, characterized in that the receiving body ( 4 ) is rotationally symmetrical. Fahrzeughydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekörper (4) zwei gegenüberliegende Stirnseiten aufweist, und dass auf einer der Stirnseiten die Aufnahmebohrungen für die elektrohydraulischen Ventile (10–21) angeordnet sind, und dass auf der anderen, gegenüber liegenden Stirnseite Aufnahmebohrungen für Leitungen zur Verbindung mit Radbremsen und/oder Aufnahmebohrungen zur Verbindung mit einem Bremsbetätigungsaggregat vorgesehen sind.Vehicle hydraulic unit according to claim 1, characterized in that the receiving body ( 4 ) has two opposite end faces, and that on one of the end faces the receiving bores for the electro-hydraulic valves ( 10 - 21 ) are arranged, and that on the other, opposite end side receiving bores for lines for connection to wheel brakes and / or receiving bores are provided for connection to a brake actuation unit.
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Citations (6)

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DE3701857A1 (en) * 1987-01-23 1988-08-04 Teves Gmbh Alfred RADIAL PISTON PUMP
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