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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Kolbenpumpe. Genauer gesagt gehört diese Erfindung zu einer kraftbetriebenen Kolbenpumpe für ein hydraulisches Bremsgerät für ein Fahrzeug, das mit einem Antiblockierbremssystem (ABS), einer elektronischen Stabilitätssteuerung (ESC), einer Traktionssteuerung (TRC) und desgleichen ausgestattet ist.
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HINTERGRUND
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Bekannte Kolbenpumpen, die jeweils für ein hydraulisches Bremsgerät für ein Fahrzeug verwendet wurden, sind in den Dokumenten
JP 2001-508 854 A (Quelle 1)
DE 10 12005 034 571 A1 (Quelle 2),
DE 100 53 992 A1 (Quelle 3),
DE 694 07 348 T2 (Quelle 4) und
DE 487 139 A (Quelle 5) offenbart.
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Ein Verfahren zum Betrieb einer Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus der Quelle 5 bekannt. Eine Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 2 ist aus der Quelle 4 bekannt.
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Gemäß der in der Quelle 1 offenbarten Kolbenpumpe ist ein ringförmiger Körper an einem Außenumfang eines Kolbens angebracht, der durch eine Nocke angetrieben wird, um so eine hin- und hergehende Bewegung durchzuführen. Der Körper ist axial auf dem Kolben verschiebbar (das heißt gleitfähig) und wird durch eine Feder zu einer Seite hin gedrückt. Der Körper und der Kolben sind in einen Hydraulikblock (präzise gesagt einen Zylinder, der an dem Hydraulikblock ausgebildet ist) eingeführt, während entsprechende Endabschnitte des Körpers und des Kolbens einer selben Pumpenkammer (das heißt einer Verdrängungskammer) zugewandt sind.
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Gemäß der offenbarten Kolbenpumpe bildet der Kolben eine erste Pumpe, während der Körper eine zweite Pumpe bildet. In Fällen, in denen eine durch einen Druck innerhalb der Pumpenkammer verursachte Schubkraft kleiner als eine Vorspannkraft der Feder ist, bewegt sich der Körper zusammen mit dem Kolben. Andererseits wird in Fällen, in denen die durch den Druck innerhalb der Pumpenkammer verursachte Schubkraft größer als die Vorspannkraft der Feder ist, der Körper zu seinem Bewegungsendabschnitt hin gedrückt, der sich in einer Richtung weg von der Pumpenkammer befindet.
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Das heißt, bis der Druck in der Pumpenkammer einen vorbestimmten Wert erreicht (das heißt der Pumpenabgabedruck ist niedrig), werden die erste Pumpe und die zweite Pumpe zusammen betrieben. Wenn der Druck in der Pumpenkammer den vorbestimmten Wert überschreitet (das heißt der Pumpenabgabedruck ist hoch), wird die Betätigung der zweiten Pumpe gestoppt und nur die erste Pumpe wird betätigt. Dementsprechend wird ein Pumpenabgabevolumen zwischen Fällen verändert, in denen der Pumpenabgabedruck hoch und niedrig ist.
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In derselben Weise wie die Kolbenpumpe in der Quelle 1 wird gemäß den Kolbenpumpen, die jeweils in den Quellen 2 und 3 offenbart sind, der Betrieb der zweiten Pumpe angehalten, wenn der Druck in der Pumpenkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet, obgleich die Aufbauten der Kolbenpumpen in den Quellen 1, 2 und 3 geringfügig voneinander verschieden sind.
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Die in jeder der Quellen 1, 2 und 3 offenbarte Kolbenpumpe kann das Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines niedrigen Pumpenabgabedrucks im Vergleich zu dem Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines hohen Abgabedrucks ohne einen Anstieg einer Leistung eines Motors erhöhen, der die Kolbenpumpe antreibt (das heißt eines Kolbenantriebsmotors). Dementsprechend kann zum Beispiel bei der ABS Steuerung ein Fluid, das in einem Behälter gespeichert ist (das heißt ein Bremsfluid), schnell gepumpt werden. Zusätzlich dazu kann bei der ESC-Steuerung, der TRC-Steuerung und desgleichen ein Ansprechverhalten einer Druckbeaufschlagung des Radzylinderdrucks verbessert werden, um dadurch jede Steuerleistung zu verbessern.
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Wie dies vorstehend genannt ist, kann die Kolbenpumpe, die in jeder der Quellen 1, 2 und 3 offenbart ist, das Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines niedrigen Pumpenabgabedrucks im Vergleich zu dem Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines hohen Abgabedrucks ohne einen Anstieg einer Leistung des Kolbenantriebsmotors erhöhen, um dadurch das Ansprechverhalten der ABS-Steuerung, der ESC-Steuerung und desgleichen zu verbessern. Allerdings muss der Druck in der Pumpenkammer infolge der Veränderung des Pumpenabgabevolumens nicht stabil sein.
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Das heißt, der Druck in der Pumpenkammer, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert wird (das heißt der Betrieb der zweiten Pumpe angehalten wird), wird auf der Basis einer Summe einer Last der Feder, die den Körper vorspannt, und eines Gleitwiderstands des Körpers bestimmt. In diesem Fall ist der Gleitwiderstand des Körpers abhängig von einer Größe des Gleitabschnitts, einer Temperatur und desgleichen variabel. Dementsprechend verändert sich der Druck in der Pumpenkammer dann, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert wird, infolge der Veränderung des Gleitwiderstands des Körpers, was die Stabilität der Hydrauliksteuerung negativ beeinflussen kann.
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Es gibt somit einen Bedarf für eine Kolbenpumpe, die ein Pumpenabgabevolumen ohne einen Anstieg einer Leistung eines Pumpenantriebsmotors erhöhen kann, wenn ein Pumpenabgabedruck niedrig ist, und einen Druck in einer Pumpenkammer stabilisieren kann, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Kolbenpumpe eine erste Kolbenpumpe, die einen ersten Kolben und eine erste Pumpenkammer aufweist, ein Antriebsgerät zum Antreiben der ersten Kolbenpumpe und eine zweite Kolbenpumpe mit einem zweiten Kolben und einer zweiten Pumpenkammer, die eine ringförmige Form hat, um den ersten Kolben zu umgeben, wobei der zweite Kolben so arbeitet, dass er einer Betätigung des ersten Kolbens folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe des Weiteren einen Druckfreisetzungskanal, der in Verbindung mit der zweiten Pumpenkammer ausgebildet ist, und ein Ablassventil hat, das an dem Druckfreisetzungskanal vorgesehen ist und einen oberen Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe definiert, wobei dann, wenn ein Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe gleich wie oder geringer als der obere Grenzabgabedruck ist, ein Abgabefluid der zweiten Kolbenpumpe zu einem Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe hinzugefügt wird, um in eine Auslassöffnung zu strömen, und dann, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, das Abgabefluid der zweiten Kolbenpumpe durch das Ablassventil zu dem Druckfreisetzungskanal freigesetzt wird und nur das Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe zu der Auslassöffnung strömt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Kolbenpumpe eine erste Kolbenpumpe, die eine erste Pumpenkammer aufweist, welche durch einen ersten Zylinder und einen ersten Kolben definiert ist, wobei ein Endabschnitt von diesem der ersten Pumpenkammer zugewandt ist, ein Antriebsgerät zum Antreiben der ersten Kolbenpumpe und eine zweite Kolbenpumpe mit einer zweiten Pumpenkammer, welche durch einen zweiten Zylinder und einen zweiten Kolben definiert ist, wobei ein Endabschnitt von diesem der zweiten Pumpenkammer zugewandt ist, wobei die zweite Pumpenkammer eine ringförmige Form hat und an einer Außenumfangsseite des ersten Kolbens ausgebildet ist, wobei der zweite Kolben eine ringförmige Form hat und an dem Außenumfang des ersten Kolbens angeordnet ist, wobei der zweite Kolben eine hin- und hergehende Bewegung durchführt, indem er einer Betätigung des ersten Kolbens folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe des Weiteren einen Druckfreisetzungskanal, der in Verbindung mit der zweiten Pumpenkammer ausgebildet ist, und ein Ablassventil hat, das an dem Druckfreisetzungskanal vorgesehen ist und einen oberen Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe definiert, wobei die erste Kolbenpumpe und die zweite Kolbenpumpe jeweils Einlassventile aufweisen, wobei ein Ausgang der zweiten Pumpenkammer mit der ersten Pumpenkammer durch das Einlassventil der ersten Kolbenpumpe verbunden ist, wobei der Druckfreisetzungskanal mit dem Ausgang der zweiten Pumpenkammer verbunden ist.
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Gemäß der vorstehenden Erfindung wird die zweite Kolbenpumpe nicht gestoppt und sogar dann in Betrieb gehalten, wenn ihr Abgabedruck ansteigt, was von den vorstehenden Quellen 1 bis 3 verschieden ist. In diesem Fall wird allerdings dann, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, das Ablassventil geöffnet. Dann wird das Fluid, das aus der zweiten Kolbenpumpe abgegeben wird, durch das im offenen Zustand befindliche Ablassventil zu dem Druckfreisetzungskanal freigesetzt, das heißt nicht zu der Auslassöffnung geschickt, um dadurch das Pumpenabgabevolumen zu ändern. Dementsprechend wird der Druck in der zweiten Pumpenkammer auf der Basis des oberen Grenzabgabedrucks des Ablassventils bestimmt, das an dem Druckfreisetzungskanal angeordnet ist. Der obere Grenzabgabedruck des Ablassventils wird auf der Basis der Last der Feder bestimmt, die den Ventilkörper in der geschlossenen Richtung vorspannt. Somit wird der Druck in der zweiten Pumpenkammer davon abgehalten, durch eine Größe eines Kontakts des zweiten Kolbens mit dem ersten Kolben, eine Temperatur und desgleichen beeinflusst zu werden, was zu keinerlei Veränderungen des Drucks in der zweiten Pumpenkammer, insbesondere und letztendlich des Drucks des aus der ersten Kolbenpumpe zu der Auslassöffnung abgegebenen Fluids, infolge einer Veränderung des Pumpenabgabevolumens führt.
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Zusätzlich dazu strömt in Fällen, in denen der Abgabedruck der zweiten Pumpenkammer den oberen Grenzabgabedruck des Ablassventils überschreitet, das Fluid, welches nur von der ersten Kolbenpumpe abgegeben wurde, in die Auslassöffnung. Somit wird die Fähigkeit zum Abgeben einer großen Menge von Fluid bei einem hohen Druck nicht benötigt, was einen Anstieg der Leistung des Pumpenantriebsmotors verhindert.
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Gemäß der Kolbenpumpe, die in den vorstehenden Quellen 1 bis 3 offenbart ist, ist zudem eine Querschnittsfläche der Pumpenkammer (das heißt der Verdrängungskammer) gleich einer Summe einer Querschnittsfläche des Kolbens und einer Querschnittsfläche des Körpers. Somit wird in Fällen, in denen die Betätigung des Körpers gestoppt wird, das Fluid in der Pumpenkammer durch den Kolben komprimiert, der die kleinere Querschnittsfläche als die der gesamten Pumpenkammer hat, was zu einer Verringerung der Pumpeneffizienz führt. Andererseits sind gemäß den Ausführungsbeispielen eine Querschnittsfläche des ersten Kolbens und eine Querschnittsfläche der ersten Pumpenkammer zueinander gleich. Somit kann die Verringerung der Pumpeneffizienz dann, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert wird, vermieden werden. Zusätzlich dazu ermöglicht das Ausbleiben einer Verringerung der Pumpeneffizienz eine weitere Verkleinerung der Kolbenpumpe mit einem kleinen Kolbendurchmesser.
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Das Abgabefluid aus der zweiten Kolbenpumpe wird durch das Einlassventil der ersten Kolbenpumpen an die erste Pumpenkammer geschickt und strömt durch das Auslassventil der ersten Kolbenpumpe in die Auslassöffnung.
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Der zweite Kolben ist an der Außenumfangsseite des ersten Kolbens angeordnet, um relativ zu diesem axial bewegbar zu sein, wobei der erste Kolben einen Anschlag an einem Außenumfang aufweist, um eine axiale Relativbewegung zwischen dem zweiten Kolben und dem ersten Kolben so zu beschränken, dass sie gleich wie oder kleiner als ein Hub des ersten Kolbens ist, und ein Gleitwiderstand zwischen dem zweiten Kolben und dem zweiten Zylinder ist so spezifiziert, dass er größer als ein Gleitwiderstand zwischen dem zweiten Kolben und dem ersten Kolben ist.
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Der erste Kolben weist einen Flansch an dem Außenumfang zum Pressen des zweiten Kolbens bei einem Kompressionsvorgang auf.
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Das Einlassventil der zweiten Kolbenpumpe wird mit Hilfe des Flanschs geöffnet und geschlossen, um einen Kontakt mit dem zweiten Kolben herzustellen und ihn von diesem zu lösen.
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Eine Innenumfangsfläche des zweiten Kolbens und eine Außenumfangsfläche des ersten Kolbens formen einen Spalt zwischen sich.
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Der zweite Kolben weist einen Schlitz an einer Innenumfangsseite auf, mit dessen Hilfe ein Ausgang der zweiten Pumpenkammer mit einem Einlasskanal der ersten Kolbenpumpe in Verbindung steht.
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Das Abgabefluid aus der zweiten Pumpenkammer, das freigesetzt wird, indem es durch den Pumpenfreisetzungskanal hindurchtritt, strömt zurück zu einer Eingansseite der zweiten Pumpenkammer.
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Der Druckfreisetzungskanal und das Ablassventil sind im Inneren des ersten Kolbens angeordnet.
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Der zweite Kolben ist durch eine Pfannendichtung ausgebildet, die aus Harz oder Gummi gemacht ist.
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Das Ablassventil hat einen ersten Ventilabschnitt, der geöffnet wird, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, und einen zweiten Ventilabschnitt, der bei einem niedrigeren Druck als dem Druck zum Öffnen des ersten Ventilabschnitts geöffnet wird, und ein Fluid, das durch den ersten Ventilabschnitt in dem offenen Zustand hindurchtritt, bringt den zweiten Ventilabschnitt dazu, sich zu öffnen, wobei der zweite Ventilabschnitt ausgebildet ist, um einen Öffnungsgrad des ersten Ventilabschnitts dazu zu bringen, sich zu erhöhen.
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Das Ablassventil hat einen Ventilkörper mit einer ersten Druckaufnahmefläche und einer zweiten Druckaufnahmefläche, die eine größere Fläche als eine Fläche der ersten Druckaufnahmefläche hat, einen Ventilsitz mit dem der Ventilkörper in Kontakt kommt und von dem er sich löst, und eine Feder zum Vorspannen des Ventilkörpers in einer geschlossenen Richtung, wobei der erste Ventilabschnitt durch den Ventilkörper den Ventilsitz gebildet wird, der zweite Ventilabschnitt durch den Ventilkörper und eine Innenumfangsfläche einer Bohrung gebildet wird, in die der Ventilkörper eingeführt ist, die erste Druckaufnahmefläche den Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe in einem Fall aufnimmt, in dem der erste und der zweite Ventilabschnitt beide geschlossen sind, die zweite Druckaufnahmefläche einen Druck des Fluids aufnimmt, das durch den ersten Ventilabschnitt in einem Fall hindurchtritt, in dem der erste Ventilabschnitt geöffnet ist.
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Ein erster Zylinder, in den der erste Kolben eingeführt ist, und ein zweiter Zylinder, in den der zweite Kolben eingeführt ist, sind einstückig an dem Zylinderbauteil ausgebildet.
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Die Kolbenpumpe weist zudem eine Förderpumpe mit dem zweiten Kolben, eine dritte Pumpenkammer, die an einer entgegengesetzten Seite der zweiten Pumpenkammer relativ zu dem zweiten Kolben vorgesehen ist, ein Einlassventil zum Öffnen und Schließen eines Eingangs der dritten Pumpenkammer und ein Auslassventil zum Öffnen und Schließen eines Ausgangs der dritten Pumpenkammer auf, wobei die Förderpumpe ein Fluid in der dritten Pumpenkammer mit Druck beaufschlagt, um in einem Fall zwangsweise zu der ersten Pumpenkammer geschickt zu werden, in dem sich die erste und die zweite Kolbenpumpe in einem Ansaugvorgang befinden.
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Das Ablassventil veranlasst das Abgabefluid aus der zweiten Pumpenkammer, das freigesetzt wird, indem es durch den Druckfreisetzungskanal hindurchtritt, in die dritte Pumpenkammer zu strömen.
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Der zweite Zylinder ist durch einen bewegbaren Zylinder gebildet, der an einer Außenumfangsseite des zweiten Kolbens angeordnet ist, um axial bewegbar zu sein, und in den der zweite Kolben eingeführt ist, um axial gleitfähig zu sein, wobei der zweite Kolben, von dem ein axiales Ende der zweiten Pumpenkammer zugewandt ist, während das andere axiale Ende der dritten Pumpenkammer zugewandt ist, und der bewegbare Zylinder und ein Gehäuse zum Aufnehmen des ersten und zweiten Kolbens Einlassventile bilden, die an einem Eingang der zweiten Pumpenkammer bzw. an einem Eingang der dritten Pumpenkammer angeordnet sind, wobei die Einlassventile mit Hilfe einer axialen hin- und hergehenden Bewegung des bewegbaren Zylinders wechselweise geöffnet und geschlossen werden, wobei der erste und der zweite Kolben einen Ventilabschnitt, der an einem Ausgang der zweiten Pumpenkammer angeordnet ist, und ein Auslassventil bilden, das an dem Ausgang der dritten Pumpenkammer angeordnet ist, wobei der Ventilabschnitt und das Auslassventil mit Hilfe einer axialen Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben wechselweise geöffnet und geschlossen werden, wobei das Auslassventil geöffnet wird und der Ventilabschnitt geschlossen wird, so dass das Fluid innerhalb der dritten Pumpenkammer in einem Fall zu der ersten Pumpenkammer geschickt wird, in dem sich die erste und die zweite Kolbenpumpe in dem Ansaugvorgang befinden.
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Ein fixierter Zylinder ist an einer Außenumfangsseite des bewegbaren Zylinders vorgesehen, wobei der fixierte Zylinder ausgeschnittene Abschnitte aufweist, mit deren Hilfe sich die zweite und die dritte Pumpenkammer jeweils in Verbindung mit der Einlassöffnung befindet, und eine Bewegung des bewegbaren Zylinders durch den fixierten Zylinder geführt wird.
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Ein Ventilabschnitt von jedem der Einlassventile, die an dem Eingang von jeder der zweiten Pumpenkammer und der dritten Pumpenkammer vorgesehen sind, werden mit Hilfe des bewegbaren Zylinders geöffnet und geschlossen, um einen Kontakt mit einem Dichtungsbauteil herzustellen und sich von diesem zu lösen, das an dem Gehäuse vorgesehen ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehenden und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen verständlich.
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Querschnittsansicht der in der 1 dargestellten Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen Todpunkt bewegt;
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3A ist eine Endansicht eines zweiten Kolbens der in der 1 dargestellten Kolbenpumpe;
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3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in der 3A;
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4 ist eine Querschnittsansicht eines Ablassventils gemäß einem weiteren Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Querschnittsansicht der in der 5 dargestellten Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen Todpunkt bewegt;
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7 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 ist eine Querschnittsansicht der in der 7 dargestellten Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen Todpunkt bewegt;
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9 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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10 ist eine Querschnittsansicht der in der 9 dargestellten Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen Todpunkt bewegt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben. Eine Kolbenpumpe gemäß einem in der 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel hat ein Zylinderbauteil 2, eine erste Kolbenpumpe 3, eine zweite Kolbenpumpe 4, ein Ablassventil 5 und eine exzentrische Nocke 6, die allesamt in einem Pumpengehäuse 1 aufgenommen sind, das eine Einlassöffnung 1a und eine Auslassöffnung 1b aufweist. Die Kolbenpumpe weist auch einen Elektromotor (nicht gezeigt) zum Antreiben der exzentrischen Nocke 6 auf. Der Elektromotor und die exzentrische Nocke 6 bilden zusammen ein Antriebsgerät, mit dessen Hilfe die erste und die zweite Kolbenpumpe 3 und 4 angetrieben werden.
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Das Zylinderbauteil 2 hat einen ersten Zylinder 2a und einen zweiten Zylinder 2b, der einen größeren Durchmesser als den des ersten Zylinders 2a hat. Dann sind zwei Pumpenkammern, die später erklärt sind, jeweils durch den ersten und den zweiten Zylinder 2a und 2b definiert. Wie dies in der 1 dargestellt ist, sind der erste und der zweite Zylinder 2a und 2b an dem Zylinderbauteil 2 einstückig ausgebildet, um dadurch eine leichte Bearbeitung zu erzielen und eine Konzentrizität sicher zu stellen.
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Die erste Kolbenpumpe 3 hat eine erste Pumpenkammer 7, einen ersten Kolben 8, ein Einlassventil 10, ein Auslassventil 11 und eine Rückstellfeder 12. Die erste Pumpenkammer 7 ist durch den ersten Zylinder 2a definiert. Ein axiales Ende und das andere Ende des ersten Kolbens 8 sind jeweils in den ersten Zylinder 2a und eine Führungsbohrung 1c eingeführt, die an dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, so dass das eine Ende des ersten Kolbens 8 der ersten Pumpenkammer 7 zugewandt ist. Das Einlassventil 10 ist an einer Eingansseite (das heißt nahe eines Einlasskanals 9) der ersten Pumpenkammer 7 angeordnet, während das Auslassventil 11 an einer Ausgangsseite der ersten Pumpenkammer 7 angeordnet ist. Die Rückstellfeder 12 drückt den ersten Kolben 8 von einem oberen Todpunkt, der in der 2 dargestellt ist, zu dem der erste Kolben 8 gedrückt wurde, um sich durch die exzentrische Nocke 6 zu bewegen, zurück zu einem unteren Todpunkt, der in der 1 dargestellt ist. Das andere Ende des ersten Kolbens 8 ist in eine Luftkammer 1b eingeführt, die an dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, während der erste Kolben 8 und die Führungsbohrung 1c durch ein Dichtungsbauteil 13 abgedichtet sind. Das andere Ende des ersten Kolbens 8 stellt einen Kontakt mit einem Außenumfang der exzentrischen Nocke 6 her, die in der Luftkammer 1b angeordnet ist. Da der erste Kolben 8 ein Fluid in der ersten Pumpenkammer 7 komprimiert, wenn er sich in der 1 nach rechts bewegt, ist eine rechte Endseite jedes Bauteils zusätzlich zu dem ersten Kolben 8 in der 1 als ein vorderes Ende definiert und eine linke Endseite ist als ein hinteres Ende definiert. Für die weiteren Ausführungsbeispiele ist eine Richtung der Kolbenpumpe in derselben Weise wie das erste Ausführungsbeispiel erklärt.
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Das Einlassventil 10 der ersten Kolbenpumpe 3 ist ein bekanntes Ventil, das einen kugelförmigen Ventilkörper 10a, einen Ventilsitz 10b, mit dem der Ventilkörper 10a in Kontakt kommt oder sich von diesem löst, und eine Feder 10c aufweist, die den Ventilkörper 10a in einer geschlossenen Richtung vorspannt, so dass der Ventilkörper 10a gegen den Ventilsitz 10b gepresst wird. Eine Halterung 8a, die aus Harz gemacht ist und den Ventilsitz 10b und den Dichtungsabschnitt (das heißt die Lippendichtung in der 1) 14 zum Abdichten eines Außenumfangs aufweist, ist an der vorderen Endseite des ersten Kolbens 8 angeordnet. Das Einlassventil 10 ist im Inneren der Halterung 8a angeordnet.
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Das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 ist auch ein bekanntes Ventil, das einen kugelförmigen Ventilkörper 11a, einen Ventilsitz 11b, mit dem der Ventilkörper 11a einen Kontakt herstellt oder sich von diesem löst, und eine Feder 11c aufweist, die den Ventilkörper 11a in einer geschlossenen Richtung vorspannt, so dass der Ventilkörper 11a gegen den Ventilsitz 11b gedrückt wird. Die Feder 11c ist durch eine Halterung 15 gestützt, die an dem Zylinderbauteil 2 zum Beispiel durch Presspassen montiert ist. Gemäß solch einem Aufbau ist das Auslassventil 11 an dem Zylinderbauteil 2 vorab angebaut, so dass die Zusammenbauleistung des Auslassventils 11 verbessert wird. Alternativ dazu kann die Halterung 15 allerdings weggelassen werden und eine Reaktionskraft der Feder 11c kann durch eine Kappe 16 aufgenommen werden, die zum Abdecken und Verschließen eines Baulochs des Pumpengehäuses 1 vorgesehen ist.
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Die zweite Kolbenpumpe 4 hat eine zweite Pumpenkammer 17, die durch den zweiten Zylinder 2b definiert ist, einen zweiten Kolben 18, dessen vorderes Ende der zweiten Pumpenkammer 17 zugewandt ist, ein Einlassventil 19 zum Öffnen und Schließen eines Eingangs der zweiten Pumpenkammer 17 und ein Auslassventil, das später beschrieben ist.
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Der zweite Kolben 18 ist durch eine Pfannendichtung ausgebildet, die aus flexiblem Harz oder Gummi gemacht ist, das geformt werden kann und günstig ist.
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Der zweite Kolben 18 ist in einer ringförmigen Nut 8b zusammengebaut, die an einem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet ist, so dass der zweite Kolben 18 relativ zu dem ersten Kolben 8 axial bewegbar ist. Ein Dichtungsabschnitt 18a, der in einem Außenumfang des zweiten Kolbens 18 ausgebildet ist, stellt einen engen Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des zweiten Zylinders 2b her. Dann ist ein Spalt als ein Fluidkanal zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Zylinders 2b und einer Außenumfangsfläche des ersten Kolbens 8 ausgebildet. Der zweite Kolben 18 führt eine hin- und hergehende Bewegung aus, indem er einer Bewegung des ersten Kolbens 8 folgt.
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Anschläge 20 sind einander zugewandt an dem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet, um eine relative Bewegung des zweiten Kolbens 18 zu dem ersten Kolben 8 in einer axialen Richtung so zu beschränken, dass sie gleich wie oder geringer als ein Hub des ersten Kolbens 8 ist. In der 1 ist der Anschlag 20 auf der rechten Seite durch eine Seitenfläche der ringförmigen Nut 8b ausgebildet. Der Anschlag 20 auf der linken Seite der 1 ist durch die andere Seitenfläche der ringförmigen Nut 8b und einen Flansch 21 ausgebildet, der an dem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet ist. Das Drücken des ersten Kolbens 18 wird durch den Flansch 21 bei einem Kompressionsvorgang der Kolbenpumpe durchgeführt. Somit wird der zweite Kolben sicher gepresst, um dadurch die Betriebssicherheit der zweiten Kolbenpumpe 4 zu verbessern. Der Abstand, um den sich der zweite Kolben 18 zusammen mit dem ersten Kolben 8 bewegt (das heißt der Hub), wird durch Subtrahieren der relativen Bewegung des zweiten Kolbens 18 zu dem ersten Kolben 8 von dem Hub des ersten Kolbens 8 erhalten.
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Ein Ventilabschnitt des Einlassventils 19 der zweiten Kolbenpumpe 4 ist durch entsprechende Abschnitte des ersten Kolbens 8 und des zweiten Kolbens 18 gebildet. Insbesondere ist der Ventilabschnitt durch eine Endfläche des Flanschs 21, der an dem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet ist, und ein hinteres Ende des zweiten Kolbens 18 (das heißt das linke Ende in der 1) gebildet, das von der zweiten Pumpenkammer 17 weg positioniert ist. Der zweite Kolben 18 ist in den zweiten Zylinder 2b eingeführt. Dann ist ein Gleitwiderstand zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem zweiten Zylinder 2b so spezifiziert, dass er größer als der zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem ersten Kolben 8 ist. Die relative Bewegung zwischen dem ersten Kolben 8 und dem zweiten Kolben 18 bringt den Flansch 21 dazu, einen Kontakt mit dem zweiten Kolben 18 herzustellen oder sich von diesem zu lösen, um dadurch den Ventilabschnitt des Einlassventils 19 zu öffnen oder zu schließen. Somit wird das Einlassventil 19 mit einem Ventilöffnungsdruck von Null betätigt, was zu einem exzellenten Ansprechverhalten der Ventilöffnung und zu einem breiten Einlasskanal führt. Gemäß der Kolbenpumpe des ersten Ausführungsbeispiels ist ein Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten Kolbens 18 und der Außenumfangsfläche des ersten Kolbens 8 ausgebildet, und daher ist der Gleitwiderstand zwischen diesen als Null spezifiziert. Folglich muss der Gleitwiderstand zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem zweiten Zylinder 2b nicht signifikant groß sein. Energieverlust verursacht durch den Gleitwiderstand kann minimiert werden. Zusätzlich dazu ist mit dem vorstehenden Aufbau des Einlassventils 19 der Aufbau der zweiten Kolbenpumpe 4 vereinfacht, um dadurch eine Kostenreduktion, eine Verkleinerung der Kolbenpumpe und desgleichen zu erwarten.
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Wie dies in den 3A und 3B gezeigt ist, sind zahlreiche Schlitze 18b an dem Innenumfang des zweiten Kolbens 18 in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet. Dann befindet sich mit Hilfe der Schlitze 18b ein Ausgang der zweiten Pumpenkammer 17 in Verbindung mit dem Einlasskanal 9, der mit der ersten Pumpenkammer 7 verbunden ist. Die Schlitze 18b können durch eine Matrize ausgebildet werden, wenn der zweite Kolben 18 ausgeformt wird. Somit kann ein Verbindungskanal zwischen der zweiten Pumpenkammer 17 und dem Einlasskanal 9 leicht ausgebildet werden, um dadurch einen einfachen Aufbau, eine Produktivitätsverbesserung, eine Kostenreduktion und desgleichen der Kolbenpumpe zu erwarten.
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Das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegebene Fluid (das heißt das Abgabefluid) wird durch das Einlassventil 10 der ersten Kolbenpumpe 3 zu der ersten Pumpenkammer 7 geschickt und wird dann durch das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 aus der Auslassöffnung 1b abgegeben. Gemäß solch einem Aufbau wird das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 auch als das Auslassventil der zweiten Kolbenpumpe 4 verwendet, um dadurch eine Reduktion der Bearbeitungsmannstunden und Kosten, eine Verkleinerung der Kolbenpumpe und desgleichen zu erzielen.
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Obwohl das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 wünschenswerter Weise als das Auslassventil der zweiten Kolbenpumpe 4 verwendet wird, ist dies nicht erforderlich. Ein Kanal zum Verbinden der zweiten Kolbenpumpe 17 mit der Auslassöffnung 1b kann an dem Zylinderbauteil 2 ausgebildet sein. Dann kann ein Auslassventil, das denselben Aufbau wie den des Auslassventils 11 hat, an dem Kanal angeordnet sein, durch den das Fluid, welches aus der zweiten Pumpenkammer 17 abgegeben wird, zu der Auslassöffnung 1b geschickt wird, ohne durch die erste Pumpenkammer 7 zu laufen.
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Das Ablassventil 5 ist zum Freisetzen des Fluids vorgesehen, das aus der zweiten Pumpenkammer 17 abgegeben wird, wenn ein Pumpenabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 einen oberen Grenzabgabedruck überschreitet. Entsprechend der Kolbenpumpe des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Ablassventil im Inneren des ersten Kolbens 8 angeordnet. Ein Druckfreisetzungskanal 22, der mit der zweiten Pumpenkammer 17 verbunden ist, ist auch im Inneren des ersten Kolbens 8 vorgesehen. Dann ist ein Ablassventil 5 an dem Druckfreisetzungskanal 22 angeordnet. Das in der 1 dargestellte Ablassventil 5 hat einen Ventilkörper 5a, einen Ventilsitz 5b und eine Feder 5c zum Drücken des Ventilkörpers 5a gegen den Ventilsitz 5b. Ein Ventilabschnitt des Ablassventils 5 ist zwischen dem Ventilkörper 5a und dem Ventilsitz 5b ausgebildet. Wenn der Ventilabschnitt geöffnet wird, wird das Fluid durch einen Spalt freigesetzt, der zwischen einer Bohrung 8c, welche im Inneren des ersten Kolbens 8 ausgebildet ist, und einem Außenumfang des Ventilkörpers 5a definiert ist. Dementsprechend erzielen der Druckfreisetzungskanal 22 und das Ablassventil 5, die im Inneren des ersten Kolbens 8 angeordnet sind, eine Effizienz zur Raumverwendung und zur weiteren Verkleinerung der Kolbenpumpe.
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Der Druckfreisetzungskanal 22 ist in solch einer Weise ausgebildet, dass das durch den Druckfreisetzungskanal 22 freigesetzte Fluid zurück zu einer Eingangsseite der zweiten Pumpenkammer 17 strömt, wie dies in der 1 dargestellt ist. Solch ein Aufbau ist wünschenswert, da verhindert wird, dass der Druckfreisetzungskanal 22 kompliziert oder verlängert ist. Alternativ dazu kann allerdings eine Ausstoßöffnung (nicht gezeigt), die mit einem Behälter (nicht gezeigt) verbunden ist, welcher als eine Bremsfluidzufuhrquelle dient, an dem Pumpengehäuse 1 vorgesehen sein. Dann kann der Druckfreisetzungskanal 22 mit dem Ausstoßanschluss durch einen Spalt verbunden sein, der um den ersten Kolben 8 herum ausgebildet ist.
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Gemäß der so ausgebildeten Kolbenpumpe wird der erste Kolben 8 durch die exzentrische Nocke 6 angetrieben, um sich von dem unteren Todpunkt, welcher in der 1 dargestellt ist, zu dem oberen Todpunkt zu bewegen, der in der 2 dargestellt ist. Wenn der erste Kolben 8 einmal den oberen Todpunkt erreicht, wird der erste Kolben 8 mit Hilfe der Rückstellfeder 12 zurück zu dem unteren Todpunkt gedrückt. Solch ein Vorgang wird wiederholt durchgeführt. Der zweite Kolben 18 folgt der vorstehenden Betätigung des ersten Kolbens 8, so dass die Abgabe und das Ansaugen des Fluids mit Hilfe der ersten Kolbenpumpe 3 und der zweiten Kolbenpumpe 4 durchgeführt wird. In Fällen, in denen der Pumpenabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 niedriger als der obere Grenzabgabedruck ist, der durch das Ablassventil 5 definiert ist, wird das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegebene Fluid zu dem aus der ersten Kolbenpumpe 3 abgegebenen Fluid hinzugefügt, um in die Auslassöffnung 1b zu strömen. Wenn das aus der zweiten Pumpenkammer 17 abgegebene Fluid in die Auslassöffnung 1b strömt, wird das Einlassventil 10 der ersten Kolbenpumpe 3 geöffnet, so dass das Fluid durch das offene Einlassventil 10 laufen kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das Einlassventil 19 der zweiten Kolbenpumpe 4 geschlossen, um so eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung 1a und dem Einlasskanal 9 zu blockieren. Die erste Kolbenpumpe 3 wird dementsprechend tatsächlich betätigt.
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Andererseits wird in Fällen, in denen der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, der durch das Ablassventil 5 definiert ist, das Ablassventil 5 geöffnet. Dann wird das Fluid, das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegeben wird, durch das in dem offenen Zustand befindliche Ablassventil 5 freigesetzt. Folglich strömt nur das Fluid, das von der ersten Kolbenpumpe 3 abgegeben wurde, in die Auslassöffnung 1b. Der Druck in der zweiten Pumpenkammer 17 zu diesem Zeitpunkt ist gleich dem oberen Grenzabgabedruck, der durch das Ablassventil 5 definiert ist. Ein Effekt durch den Gleitwiderstand der zweiten Kolbenpumpe 18 ist beseitigt und daher wird die Schwankung des Drucks der zweiten Pumpenkammer 17, insbesondere und letztlich die Abweichung des Abgabedrucks der ersten Kolbenpumpe 3, infolge einer Veränderung eines Pumpenabgabevolumens verhindert.
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Der kugelförmige Ventilkörper 5a des in der 1 dargestellten Ablassventils 5 kann durch einen tellerartigen Ventilkörper ersetzt werden. Zusätzlich dazu kann, wie dies in der 4 dargestellt ist, das Ablassventil 5 einen flach geformten Ventilkörper 5aii haben, der mit Hilfe eines Unterschieds der Drücke, die auf die entsprechenden Flächen des Ventilkörpers 5aii aufgebracht werden, verformt werden kann, so dass sich der Ventilkörper 5aii von einer Sitzfläche des Ventilsitzes 5b löst und öffnet. Solch ein Ablassventil kann an einem Kanal angeordnet sein, der an dem Zylinderbauteil 2 ausgebildet ist, um sich von der zweiten Pumpenkammer 17 zu dem Außenumfang des Zylinderbauteils 2 zu erstrecken.
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Die 5 und 6 veranschaulichen ein zweites Ausführungsbeispiel der Kolbenpumpe. Die Kolbenpumpe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat ein weiter vorteilhaftes Ablassventil. Das in der 5 dargestellte Ablassventil 5 hat einen kugelförmigen Ventilkörper 5ai mit einem größeren Außendurchmesser als dem des Ventilkörpers in der 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, den Ventilsitz 5b, mit dem der Ventilkörper 5a einen Kontakt herstellt oder von dem er sich löst, und die Feder 5c, die den Ventilkörper 5ai in eine geschlossene Richtung vorspannt, so dass der Ventilkörper 5ai gegen den Ventilsitz 5b gedrückt wird. Der Ventilkörper 5ai hat eine erste Aufnahmefläche mit einer Fläche, die durch die Formel n × (A/2)2 erhalten wird, und eine zweite Druckaufnahmefläche, die eine Fläche hat, die durch eine Formel von n × (B/2)2 erhalten wird. Die Fläche der zweiten Druckaufnahmefläche ist größer als die Fläche der ersten Druckaufnahmefläche. Ein erster Ventilabschnitt v1 ist durch den Ventilkörper 5ai und den Ventilsitz 5b gebildet. Ein zweiter Ventilabschnitt v2 ist durch den Ventilkörper 5ai und die Bohrung 8c gebildet, in die der Ventilkörper 5ai eingeführt ist. Der zweite Ventilabschnitt v2 ist in solch einer Weise ausgebildet, dass der Ventilkörper 5ai ausreichend in die Bohrung 8c eingeführt ist, die im Inneren des Kolbens 8 ausgebildet ist, und dass ein Spalt, der zwischen einem Außenumfang des Ventilkörpers 5ai und einer Innenfläche der Bohrung 8c ausgebildet ist, klein gemacht ist.
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Gemäß dem so aufgebauten Ablassventil 5, das in der 5 dargestellt ist, wird der erste Ventilabschnitt v1 und der zweite Ventilabschnitt v2 jeweils in einem geschlossenen Zustand beibehalten, während der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 gleich wie oder geringer als der obere Grenzabgabedruck ist. Während dieser Zeit nimmt der Ventilkörper 5ai den Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 5 an der ersten Aufnahmefläche auf.
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Andererseits scheitert in Fällen, in denen ein Fluiddruck, welcher auf die erste Druckaufnahmefläche aufgebracht wird, den oberen Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpen 4 überschreitet, die Vorspannkraft der Feder 5c daran, eine Schubkraft zu übersteigen, die durch den Fluiddruck erzeugt wird. Dann löst sich der Ventilkörper 5ai von dem Ventilsitz 5b, um den ersten Ventilabschnitt v1 zu öffnen. Entsprechend wird das Fluid, das durch den ersten Ventilabschnitt v1 hindurchtritt, auf die zweite Druckaufnahmefläche des Ventilkörpers 5ai aufgebracht, um dadurch den zweiten Ventilabschnitt v2 zu öffnen. Da die Fläche der zweiten Druckaufnahmefläche größer als die der ersten Druckaufnahmefläche ist, wird der zweite Ventilabschnitt v2 mit dem niedrigeren Druck als dem zum Öffnen des ersten Ventilabschnitts v1 geöffnet. Im Folgenden wird der Druck zum Öffnen des ersten Ventilabschnitts v1 als ein Ventilöffnungsdruck P1 bezeichnet und der Druck zum Öffnen des zweiten Ventilabschnitts v2 wird als ein Ventilöffnungsretentionsdruck P2 bezeichnet. Wenn der Ventilabschnitt v2 offen ist, erhöht sich ein Anhebebetrag des Ventilkörpers 5ai, um dadurch einen Öffnungsgrad des ersten Ventilabschnitts v1 zu erhöhen. Wenn der erste Ventilabschnitt v1 vollständig geöffnet ist und somit das Fluid ausreichend durch den ersten Ventilabschnitt v1 hindurchtritt, ist eine Last des Motors, der die Pumpe antreibt, (das heißt des Pumpenantriebsmotors), während das Abgabefluid aus der zweiten Pumpenkammer 17 freigesetzt wird, klein und ein Energieverlust in Verbindung mit dem Betrieb des Ablassventils 5 wird klein gemacht. Der vorstehend genannte Ventilöffnungsretentionsdruck P2 kann extrem kleiner als der Ventilöffnungsdruck P1 gemacht sein. Zum Beispiel kann P2 etwa 0,36 MPa betragen, wenn P1 gleich 5 MPa ist. In diesem Fall ist der Ventilöffnungsretentionsdruck P2 in etwa 7% des Ventilöffnungsdrucks P1, um dadurch Anstiege der Motorlast und des Energieverbrauchs in einem Maße zu verringern, dass sie ignoriert werden können.
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Die 7 und 8 veranschaulichen ein drittes Ausführungsbeispiel der Kolbenpumpe. Das Ablassventil gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist von dem des zweiten Ausführungsbeispiels verschieden. Das Ablassventil 5 in der 7 wird erzielt, indem der kugelförmige Ventilkörper 5ai des Ablassventils in der 5 durch einen tellerartigen Ventilkörper ersetzt wird. Die Formen von beiden Ventilkörpern sind voneinander verschieden, aber ihre Funktionen sind identisch. Somit sind dem Ventilkörper in der 7 dieselben numerischen Bezugszeichen wie jene in der 5 zugewiesen. Der Ventilkörper 5ai des Ablassventils 5 in der 7 weist auch den ersten Druckaufnahmeabschnitt und den zweiten Druckaufnahmeabschnitt auf, der eine größere Fläche als die des ersten Druckaufnahmeabschnitts hat. Der erste Ventilabschnitt v1 ist durch den Ventilkörper 5ai und den Ventilsitz 5b gebildet. Der zweite Ventilabschnitt v2 ist durch den Ventilkörper 5ai und die Bohrung 8c gebildet, die an dem ersten Kolben 8 ausgebildet ist. Nachdem der erste Ventilabschnitt v1 geöffnet wird, wird der zweite Ventilabschnitt v2 durch den niedrigeren Fluiddruck (das heißt den Ventilöffnungsretentionsdruck P2) als den Ventilöffnungsdruck P1 des ersten Ventilabschnitts v1 geöffnet, so dass die Belastung des Pumpenantriebsmotors verringert ist. Der tellerartige Ventilkörper stellt einen engeren Kontakt mit dem Ventilsitz 5b her als der kugelförmige Ventilkörper. Bei einer Fokussierung auf die Abdichtleistung des Druckfreisetzungskanals 22 wird der tellerartige Ventilkörper vorteilhafter Weise für das Ablassventil 5 verwendet.
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Die 9 und 10 veranschaulichen ein viertes Ausführungsbeispiel der Kolbenpumpe. Die Kolbenpumpe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird erhalten, indem das Einlassventil 19 des zweiten Ausführungsbeispiels durch das in den 9 und 10 Veranschaulichte ersetzt wird. Zusätzlich dazu ist eine Förderpumpe 25 zum Zuführen des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 bei einem Ansaugvorgang der Kolbenpumpe vorgesehen, bei dem sich der erste Kolben 80 von dem oberen Todpunkt zu dem unteren Todpunkt bewegt. Im Folgenden sind die Unterschiede in den 9 und 10 von der 5 erklärt.
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Wie dies in der 9 dargestellt ist, ist der zweite Zylinder 2b durch einen fixierten Zylinder S2, der an dem Zylinderbauteil 2 gehalten ist, und einen beweglichen Zylinder S1 gebildet, der in das Innere des fixierten Zylinders S2 in solch einer Weise eingeführt ist, dass er diesem gegenüber axial gleitfähig ist. Der zweite Kolben 18 ist in den beweglichen Zylinder S1 so eingeführt, dass er gegenüber diesem axial gleitfähig ist. Der Gleitwiderstand zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem beweglichen Zylinder S1 ist größer als der zwischen dem beweglichen Zylinder S1 und dem fixierten Zylinder S2. Ein Ventilabschnitt des Einlassventils 19 ist zwischen dem Zylinderbauteil 2 und einem vorderen Ende (das heißt der rechten Endseite in der 9) des beweglichen Zylinders S1 ausgebildet. Der fixierte Zylinder S2 dient als eine Bewegungsführung des beweglichen Zylinders S1 und als ein wünschenswertes Element zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Kolbenpumpe (allerdings kein notwendiges Element). Der fixierte Zylinder S2 hat einen ausgeschnittenen Abschnitt 23 mit Hilfe dessen sich die zweite Pumpenkammer 17 durch den Ventilabschnitt des Einlassventils 19 in Verbindung mit dem Einlassanschluss 1a des Pumpengehäuses 1 befindet. Der bewegliche Zylinder S1 bewegt sich zusammen mit dem zweiten Kolben 18, um die hin- und hergehende Bewegung in der axialen Richtung durchzuführen, um dadurch den Ventilabschnitt des Einlassventils 19 dazu zu bringen, sich zu öffnen oder zu schließen. Der Ventilabschnitt des Einlassventils 19 wird geöffnet oder geschlossen, während der bewegliche Zylinder S1 einen Kontakt mit einem Dichtungsbauteil 26 herstellt oder sich von diesem löst. In diesem Fall ist das Dichtungsbauteil 26 allerdings nicht notwendigerweise vorgesehen. Ein Material des beweglichen Zylinders S1 kann entweder Metall oder Harz sein. In Fällen, in denen der metallische bewegliche Zylinder S1 verwendet wird, kann der Ventilabschnitt des Einlassventils 19 durch einen Kontakt von zwei metallischen Bauteilen geschlossen werden, was zulässig ist.
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Die Förderpumpe 25, die durch die Verwendung des zweiten Kolbens 18 realisiert ist, weist den zweiten Kolben 18, eine dritte Pumpenkammer 27, ein Einlassventil 28 und ein Auslassventil 29 auf. Die dritte Pumpenkammer 27 ist in der Rückseite des zweiten Kolbens 18 (das heißt an einer entgegengesetzten Seite der zweiten Pumpenkammer 17 relativ zu dem zweiten Kolben 18) vorgesehen. Das Einlassventil 28 öffnet oder schließt einen Eingang der dritten Pumpenkammer 27. Das Auslassventil 29 öffnet oder schließt einen Ausgang der dritten Pumpenkammer 27. Ein Gehäuse zum Aufnehmen des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18 (das heißt das in der 9 dargestellte Gehäuse ist durch das Pumpengehäuse 1, das Zylinderbauteil 2 und den Deckel 16 gebildet) und der bewegliche Zylinder S1 bilden das Einlassventil 19, das an der Eingangsseite der zweiten Pumpenkammer 17 vorgesehen ist, und das Einlassventil 28, das an der Eingangsseite der dritten Pumpenkammer 27 vorgesehen ist. Die Einlassventile 19 und 28 werden mit Hilfe der hin- und hergehenden Bewegung des beweglichen Zylinders S1 wechselweise geöffnet oder geschlossen, das heißt das Einlassventil 19 wird geöffnet, wenn das Einlassventil 28 geschlossen wird, und das Einlassventil 19 wird geschlossen, wenn das Einlassventil 28 geöffnet wird. Zudem bilden der erste und der zweite Kolben 8 und 18 einen Ventilabschnitt 31, der in einer Ausgangsseite der zweiten Pumpenkammer 17 vorgesehen ist, und das Auslassventil 29, das an der Ausgangsseite der dritten Pumpenkammer 27 vorgesehen ist. Der Ventilabschnitt 31 und das Auslassventil 29 werden mit Hilfe der axialen Relativbewegung des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18 wechselweise geöffnet oder geschlossen, das heißt der Ventilabschnitt 31 wird geöffnet, wenn das Auslassventil 29 geschlossen wird, und der Ventilabschnitt 31 wird geschlossen, wenn das Auslassventil 29 geöffnet wird.
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Das Einlassventil 28 in der 9 ist zwischen einem Dichtungsbauteil 30, das im Inneren des Pumpengehäuses 1 ausgebildet ist, und einem hinteren Ende des beweglichen Zylinders S1 ausgebildet. In diesem Fall ist das Dichtungsbauteil 30 allerdings nicht erforderlich. Das heißt, das Einlassventil 28 kann zwischen dem beweglichen Zylinder S1 und dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet sein. Der fixierte Zylinder S2 hat einen ausgeschnittenen Abschnitt 24 (der anstelle dessen auch ein Loch sein kann), mit Hilfe dessen sich die dritte Pumpenkammer 27 mit der Einlassöffnung 1a in Verbindung befindet, wenn das Einlassventil 28 offen ist.
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Der Ventilabschnitt des Auslassventils 29 ist in der selben Weise wie das Einlassventil 19 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel durch die Endfläche des Flanschs 21, der an dem ersten Kolben 8 ausgebildet ist, und das hintere Ende des zweiten Kolbens 18 (das heißt das linke Ende in der 1) gebildet, das entfernt von der zweiten Pumpenkammer 17 positioniert ist. Ein Hub des Auslassventils 29 zum Öffnen und Schließen (das heißt eine Relativbewegung des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18) gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu dem des Auslassventils 29 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel klein, was ein von diesem verschiedener Punkt ist.
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Zudem ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der zweite Kolben 18 nicht mit den Schlitzen 18b ausgebildet, die an dem zweiten Kolben 18 in den 1, 5 und 7 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Der Ventilabschnitt 31 ist zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem ersten Kolben 8 ausgebildet. Der Ventilabschnitt 31 ist zum Öffnen und Schließen des Ausgangs der zweiten Pumpenkammer 17 vorgesehen. Der Öffnungs- und Schließvorgang des Ventilabschnitts 31 wird in einer entgegengesetzten Weise zu der des Auslassventils 29 durchgeführt, das heißt der Ventilabschnitt 31 wird geöffnet, wenn das Auslassventil 29 geschlossen wird, und der Ventilabschnitt 31 wird geschlossen, wenn das Auslassventil 29 geöffnet wird.
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Gemäß der Kolbenpumpe des vierten Ausführungsbeispiels, die in der 9 und 10 dargestellt ist, wird der Hub des zweiten Kolbens 18 durch Subtrahieren des Hubs des beweglichen Zylinders S1 und der Relativbewegung des ersten oder zweiten Kolbens 8 und 18 (das heißt ein Öffnungs- und Schließhub für jedes aus dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31) aus dem Hub des ersten Kolbens 8 erhalten. Der Öffnungs- und Schließhub von jedem aus dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31 kann klein sein. Da die Druckkraft auf das Fluid aufgebracht wird, das aus der zweiten Pumpenkammer 17 und der dritten Pumpenkammer 27 dem Einlasskanal 9 zugeführt wird, wird sogar dann, wenn der Öffnungs- und Schließhub von jedem aus dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31 etwa 0,2 mm beträgt, eine exzellente Pumpleistung sichergestellt. Gemäß der Kolbenpumpe des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Öffnungs- und Schließhub von jedem aus dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31 als 0,2 mm spezifiziert. Zusätzlich dazu ist der Öffnungs- und Schließhub des beweglichen Zylinders S1 als 0,5 mm spezifiziert und der wesentliche Hub des zweiten Kolbens 18 ist als 1,7 mm spezifiziert. Diese Zahlenwerte sind nur Beispiele.
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Gemäß der so aufgebauten Kolbenpumpe des vierten Ausführungsbeispiels bewegt sich in einem Abgabevorgang der ersten und zweiten Kolbenpumpe 3 und 4, bei dem sich der erste Kolben 8 von dem in der 9 dargestellten unteren Todpunkt zu dem in der 10 dargestellten oberen Todpunkt bewegt, wird das Auslassventil 29 zuerst geschlossen (zu diesem Zeitpunkt ist der Ventilabschnitt 31 geöffnet). Danach wird der bewegliche Zylinder S1 zwangsläufig mit Hilfe des zweiten Kolbens 18, der beginnt, der Bewegung des ersten Kolbens 8 zu folgen, gedrückt, um sich in der 9 in einer Richtung nach rechts zu bewegen, wodurch das Einlassventil 28 geöffnet wird. In solch einem Zustand bewegen sich der erste und der zweite Kolben 8 und 18 weiter in der 9 in der Richtung nach rechts, um dadurch das Ansaugen des Fluids zu der dritten Pumpenkammer 27 zu beginnen. Dann wird das Einlassventil 19 geschlossen und die weiter fortlaufende Bewegung des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18 bringt das Fluid in der ersten und der zweiten Pumpenkammer 7 und 17 dazu, komprimiert und zu der Auslassöffnung 1b geführt zu werden, wie dies in der 10 veranschaulicht ist.
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Bei dem Ansaugvorgang der ersten und zweiten Kolbenpumpe 3 und 4, bei denen der erste Kolben 8 von dem in der 10 dargestellten oberen Todpunkt zu dem in der 9 dargestellten unteren Todpunkt zurückkehrt, wird das Einlassventil 10 zuerst geöffnet. Während das Fluid zu der Pumpenkammer 7 gesaugt wird, wird der erste Kolben 8 in einer Richtung nach links in der 10 verschoben, um dadurch den ersten Ventilabschnitt 31 zu schließen (zu diesem Zeitpunkt ist das Auslassventil 29 geöffnet). Danach beginnt der zweite Kolben 18, der Bewegung des ersten Kolbens 8 zu folgen, und anschließend bewegt sich der bewegliche Zylinder S1 in der Richtung nach links in der 10 in Verbindung mit der Bewegung des zweiten Kolbens 18, um dadurch das Einlassventil 19 zu öffnen. Folglich wird das Fluid auch zu der zweiten Pumpenkammer 17 gesaugt.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Förderpumpe 25 zudem betätigt, um das Fluid in der dritten Pumpenkammer 27 durch den zweiten Kolben 18 mit Druck zu beaufschlagen. Das mit Druck beaufschlagte Fluid wird zwangsweise durch den Ventilabschnitt des Auslassventils 29 in dem offenen Zustand zu der ersten Pumpenkammer 7 geschickt. Infolge dieses Unterstützungsvorgangs wird die Saugleistung des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 verbessert, um dadurch eine Verringerung der Abgabeeffizienz der Kolbenpumpe zu vermeiden, die aus einer Verschlechterung des Fließverhaltens des Fluids resultiert.
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Das Saugen des Fluids zu der zweiten Pumpenkammer 17 ist sogar mit der hohen Viskosität des Fluids relativ gleichmäßig, die durch eine niedrige Umgebungstemperatur und desgleichen erzeugt wird, da das Einlassventil 19 zwangsweise geöffnet wird. Andererseits wird das Saugen des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 durch das Einlassventil 10 durchgeführt, das durch die Feder 12 in der geschlossenen Richtung vorgespannt ist. Somit neigt das Saugen des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 dazu, mit der hohen Viskosität des Fluids unzureichend zu sein. Folglich kann sich das Abgabevolumen des Fluids aus der ersten Kolbenpumpe 3 verringern. In diesem Fall bringt der vorstehend genannte Unterstützungsvorgang, der durch die Förderpumpe 25 durchgeführt wird, das Fluid dazu, zwangsläufig zu der ersten Pumpenkammer 7 zugeführt zu werden. Daher wird die Verringerung des Pumpenabgabevolumens der ersten Pumpenkammer 7, das heißt des ersten Kolbens 3, verhindert, so dass das in dem Behälter gespeicherte Fluid bei die ABS-Steuerung bei der niedrigen Temperatur schneller gesaugt wird und das Ansprechverhalten der Druckbeaufschlagung des Radzylinderdrucks bei der ESC-Steuerung verbessert ist.
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Ein Betrieb, welcher durchgeführt wird, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, der durch das Ablassventil 5 gemäß der Kolbenpumpe des vierten Ausführungsbeispiels definiert ist, ist im Folgenden erklärt. In diesem Fall wird das Fluid, das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegeben wird, durch das Ablassventil 5 freigesetzt. Nur das aus der ersten Kolbenpumpe 3 abgegebene Fluid strömt durch die Auslassöffnung 1b. Da das Ablassventil 5 des vierten Ausführungsbeispiels denselben Aufbau wie das des zweiten Ausführungsbeispiels hat, das heißt, wenn das Ablassventil 5 einmal geöffnet ist, verringert sich der Druck zum Beibehalten des Ablassventils 5 in dem offenen Zustand (Ventilöffnungsretentionsdruck P2), kann die Erhöhung der Last des Pumpenantriebsmotors in Verbindung mit dem Anstieg des Abgabedrucks des zweiten Kolbens 4 minimiert werden.
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Das Fluid, das durch das Ablassventil 5 freigesetzt wurde, strömt in die dritte Pumpenkammer 27, um dadurch das Fluid dazu zu bringen, dazu zu neigen, in der dritten Pumpenkammer 27 gespeichert zu werden. Im Vergleich zu einem Zustand bevor der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, ist das Saugen des Fluids der dritten Pumpenkammer 27 daher exzellenter. Folglich wird ein Effekt zum Verhindern der Verringerung des Fluidabgabevolumens der Kolbenpumpe 3 verbessert, um dadurch zum Beispiel das Ansprechverhalten der Druckbeaufschlagung des Radzylinderdrucks bei der niedrigen Temperatur bei der ESC-Steuerung zu verbessern.
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Eine Kolbenpumpe mit einer ersten Kolbenpumpe (3) mit einer ersten Pumpenkammer (7), einer zweiten Kolbenpumpe (4) mit einer zweiten Pumpenkammer (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe des Weiteren einen Druckfreisetzungskanal (22) und ein Ablassventil (5) aufweist, das einen oberen Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe (4) definiert, wobei dann, wenn ein Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe (4) gleich wie oder geringer als die obere Grenze ist, ein Abgabefluid der zweiten Kolbenpumpe (4) zu einem Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe (3) hinzugefügt wird, so dass es in eine Auslassöffnung (1b) strömt, und dann, wenn der Abgabedruck die obere Grenze überschreitet, das Abgabefluid der zweiten Kolbenpumpe (4) zu dem Druckfreisetzungskanal (22) hin freigesetzt wird und ausschließlich das Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe (3) zu der Auslassöffnung (1b) strömt.
