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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, die einen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und abgibt.
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HINTERGRUND
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Eine Hochdruckpumpe hat einen Kolben, der sich hin und her bewegt, um einen Kraftstoff in einer Druckbeaufschlagungskammer mit Druck zu beaufschlagen. Wenn der Kolben nach unten gleitet, wird der Kraftstoff in eine Druckbeaufschlagungskammer durch einen Ansaugdurchgang hindurch gesaugt. Wenn der Kolben nach oben gleitet, wird eine dosierte Kraftstoffmenge mit Druck beaufschlagt, um durch einen Abgabedurchgang abgegeben zu werden.
JP 2004-138062 A zeigt solch eine Hochdruckpumpe, in der ein Zylinder, der mit einem Gehäuse in Eingriff ist, ein Durchgangsloch hat, durch das ein Kolben gleitbar eingesetzt ist. Die Druckbeaufschlagungskammer ist zwischen einer Innenwand des Gehäuses und einer Außenwand des Kolbens definiert.
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Es ist erforderlich geworden, dass eine Hochdruckpumpe eine große Menge von Kraftstoff mit einem hohen Druck abgibt. Ein Gehäuse, das eine hohe Druckkraft von einer Druckbeaufschlagungskammer empfängt, sollte eine ausreichende Dicke haben, um der hohen Druckkraft zu widerstehen. In der Hochdruckpumpe, die in
JP 2004-138062 A gezeigt ist, ist das Gehäuse dick und schwer. Darüber hinaus, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer höher wird, ist eine höhere Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Zylinder erfordert. Falls der Zylinder mit dem Gehäuse fest eingreift, um die Dichtung zwischen diesen zu erhöhen, ist es wahrscheinlich, dass eine Außenfläche des Zylinders beschädigt wird, wenn er in das Gehäuse eingesetzt wird. Diese Beschädigung an dem Zylinder kann die Dichtung zwischen diesen verschlechtern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckpumpe mit einer Gestaltung vorzusehen, in der ein Gewicht eines Gehäuses verringert ist und eine Dichtung zwischen einem Zylinder und einem Gehäuse gewährleistet ist.
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Eine Hochdruckpumpe hat einen Kolben, einen Zylinder und ein Gehäuse. Der Kolben führt eine Hin- und Herbewegung durch. Der Zylinder hat einen Bodenabschnitt, einen zylindrischen Abschnitt und einen zylindrischen Abschnitt mit großem Durchmesser. Des Weiteren hat der Zylinder eine Zylinderinnenwand, an der der Kolben hin und her gleiten kann. Der Zylinder definiert eine Druckbeaufschlagungskammer zwischen der Zylinderinnenwand, einer obersten Fläche des Kolbens und einer Innenfläche des Bodenabschnitts. Der Zylinder hat einen Ansauganschluss und einen Abgabeanschluss, die mit der Druckbeaufschlagungskammer verbunden sind. Das Gehäuse hat ein kleines Eingriffsloch, mit dem Außenwände des Bodenabschnitts und des zylindrischen Abschnitts durch Presspassen im Eingriff sind. Das Gehäuse hat ein großes Eingriffsloch, mit dem eine Außenwand des zylindrischen Abschnitts mit großem Durchmesser durch Presspassen im Eingriff ist.
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Während eines Druckbeaufschlagungshubs der vorstehenden Hochdruckpumpe empfangen eine Zylinderinnenwand und ein Kolben einen Kraftstoffdruck von der Druckbeaufschlagungskammer. Des Weiteren empfängt das Gehäuse keinen Kraftstoffdruck von der Druckbeaufschlagungskammer. Darüber hinaus hat der Zylinder den zylindrischen Abschnitt und den zylindrischen Abschnitt mit großem Durchmesser. Wenn der zylindrische Abschnitt mit großem Durchmesser in das große Eingriffsloch eingesetzt wird, wird der zylindrische Abschnitt des Zylinders nicht mit dem Gehäuse in Kontakt gebracht. Somit wird eine Beschädigung des zylindrischen Abschnitts beschränkt. Die hohe Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Zylinder und dem Gehäuse kann gewährleistet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das Vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
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2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in 1;
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3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 1;
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4A, 4B, 4C sind schematische Querschnittsansichten zum Erklären eines Verfahrens, in dem ein Zylinder an einem unteren Gehäuse der Hochdruckpumpe montiert wird;
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5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
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7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
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8A ist eine Vorderansicht eines Fixierungsbauteils;
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8B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIIIb-VIIIb in 8A;
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9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Hochdruckpumpe gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;
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10A ist eine Vorderansicht eines Fixierungsbauteils;
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10B ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie Xb-Xb in 10A;
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11 ist eine Vorderansicht eines Fixierungsbauteils gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
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12 ist eine Vorderansicht eines Fixierungsbauteils gemäß der anderen Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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1 bis 3 stellen eine Hochdruckpumpe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform dar. Die Hochdruckpumpe 1 führt Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) durch eine Niederdruckpumpe (nicht gezeigt) heraus gepumpt wird, zu einer Druckbeaufschlagungskammer. Dann wird der Kraftstoff, der in der Druckbeaufschlagungskammer mit Druck beaufschlagt wird, zu einem Kraftstoffspeicher (nicht gezeigt) zugeführt. Der Hochdruckkraftstoff in dem Kraftstoffspeicher wird in eine Brennkammer durch einen Kraftstoffinjektor eingespritzt. Die Hochdruckpumpe 1 hat einen Körperabschnitt 10, einen Kraftstoffzufuhrabschnitt 30, einen Kolbenabschnitt 50, einen Kraftstoffansaugabschnitt 70 und einen Kraftstoffabgabeentlastungsabschnitt 90. In der folgenden Beschreibung wird auf die obere Seite von 1 als „oben“, „nach oben“ oder „obere“ Bezug genommen, und auf die untere Seite von 1 wird als „unten“, „nach unten“ oder „untere“ Bezug genommen.
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Der Körperabschnitt 10 hat ein unteres Gehäuse 11, einen Zylinder 13 und ein oberes Gehäuse 15. Das untere Gehäuse 11 hat: einen zylindrischen Zylinderhalteabschnitt 111; einen ringförmigen Flanschabschnitt 112, der von dem unteren Teil des Zylinderhalteabschnitts 111 vorsteht; und einen zylindrischen Eingriffsabschnitt 113, der mit einer Maschine (nicht gezeigt) im Eingriff ist. Der Zylinderhalteabschnitt 111 hat ein Eingriffsloch 121 mit großem Durchmesser, in das der Zylinder 13 presseingesetzt ist.
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Der Flanschabschnitt 112 hat eine Vielzahl von Kraftstoffwegen 114, durch die Kraftstoff strömt. Wie in 3 gezeigt ist, hat der Flanschabschnitt 112 Bolzen bzw. Schraubendurchgangslöcher 117, durch die ein Bolzen bzw. eine Schraube (nicht gezeigt) so eingesetzt ist, dass der Flanschabschnitt an der Maschine fixiert ist.
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Der Zylinderhalteabschnitt 111 und der zylindrische Eingriffsabschnitt 113 sind geschliffen, um mit der Maschine in Eingriff zu sein. Das untere Gehäuse 11 ist aus Edelstahl hergestellt.
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Der Zylinder 13 hat eine Innenwandfläche 131, an der der Kolben 51 gleitet. Die Innenwandfläche 131 definiert eine Druckbeaufschlagungskammer 14 in Verbindung mit einer obersten Fläche 511 des Kolbens 51. Wenn der Kolben 51 in dem Zylinder 13 nach oben gleitet, wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 14 mit Druck beaufschlagt. Der Zylinder 13 hat einen Ansauganschluss 141 und einen Abgabeanschluss 142, die mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 in Verbindung sind. Der Ansauganschluss 141 und der Abgabeanschluss 142 sind symmetrisch in Bezug auf eine Achse des Kolbens 51 angeordnet.
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Die Härte des Zylinders ist durch eine Wärmebehandlung, wie Anlassen, erhöht, um ein Festfressen und eine Abnutzung aufgrund eines Gleitens des Kolbens 51 zu unterdrücken.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist das obere Gehäuse 15 im Wesentlichen in einer Form eines rechteckigen Spats, der sich in eine Richtung erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Achse des Zylinders 13 ist. Das obere Gehäuse 15 ist unabhängig von dem unteren Gehäuse 11 ausgebildet. Das obere Gehäuse 15 hat ein Presseinsetzloch 151, durch das hindurch der Zylinder 13 eingesetzt ist. Das obere Gehäuse 15 und der Zylinder 13 sind fluiddicht in Kontakt miteinander. Obwohl das obere Gehäuse 15 und das untere Gehäuse 11 in der vorliegenden Ausführungsform miteinander in Kontakt sind, ist es nicht immer erfordert, dass sie miteinander in Kontakt sind.
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Das obere Gehäuse 15 hat einen gestuften Ansaugdurchgang 152 und mehrere Verbindungsdurchgänge 153. Der Ansaugdurchgang 152 geht durch das obere Gehäuse 15 in eine Richtung entgegengesetzt zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 in solch einer Weise hindurch, um mit dem Ansauganschluss 141 verbunden zu sein. Die Verbindungsdurchgänge 153 erstrecken sich senkrecht von dem Ansaugdurchgang 152. Der Ansaugdurchgang 152 und die Verbindungsdurchgänge 153 sind mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 durch den Ansauganschluss 141 verbunden.
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Das obere Gehäuse 15 hat einen gestuften Abgabedurchgang 154, der durch das obere Gehäuse 15 in einer Längsrichtung von diesem in Richtung zu der entgegengesetzten Seite zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 in Bezug auf den Abgabeanschluss 142 hindurchgeht. Der Abgabedurchgang 154 ist mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 über den Abgabeanschluss 142 verbunden.
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Das vorstehende Presseinsetzloch 151, der Ansaugdurchgang 152, die Verbindungsdurchgänge 153 und der Abgabedurchgang 154 sind durch Bearbeitung des oberen Gehäuses 15 ausgebildet. Solange dieses Loch und diese Durchgänge in dem oberen Gehäuse 15 ausgebildet werden können, kann das obere Gehäuse 15 dünn gemacht werden, um dessen Gewicht zu verringern.
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Nachstehend wird der Kraftstoffzufuhrabschnitt 30 beschrieben.
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Der Kraftstoffzufuhrabschnitt 30 hat eine Abdeckung 31, einen Pulsierungsdämpfer 33 und einen Kraftstoffeinlass 35.
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Die Abdeckung 31 ist becherförmig. Die Abdeckung 31 nimmt einen obersten Abschnitt des Zylinders 13 und das obere Gehäuse 15 auf. Die Abdeckung 31 ist aus einem flachen Abschnitt 311 und einem zylindrischen Abschnitt 312 gebildet. Der flache Abschnitt 311 schließt einen oberen Abschnitt des zylindrischen Abschnitts 312. Der zylindrische Abschnitt 312 ist aus einem ersten zylindrischen Abschnitt 321, einem achteckigen Abschnitt 322 und einem zweiten zylindrischen Abschnitt 323 gebildet.
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Der erste und der zweite zylindrische Abschnitt 321, 323 haben einen kreisförmigen Querschnitt. Ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 321 ist kleiner als der des zweiten zylindrischen Abschnitts 323.
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Der achteckige Abschnitt 322 hat einen achteckigen Querschnitt. Der achteckige Abschnitt 322 hat vier Paare flacher Wände. Ein minimales Innenmaß des achteckigen Abschnitts ist größer als ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 321. Ein maximales Innenmaß des achteckigen Abschnitts ist kleiner als ein Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 323. Der erste zylindrische Abschnitt 321 und der zweite zylindrische Abschnitt 323 sind mit dem achteckigen Abschnitt 322 durch gekrümmte Wände verbunden, was eine Steifigkeit der Abdeckung 31 erhöht.
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Der achteckige Abschnitt 322 hat ein erstes Durchgangsloch 325 und ein zweites Durchgangsloch 326, die einander gegenüberliegen. Ein Ansaugventilkörper 72 ist in das erste Durchgangsloch 325 eingesetzt. Ein Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91 ist in das zweite Durchgangsloch 326 eingesetzt.
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Des Weiteren hat der achteckige Abschnitt 322 ein drittes Durchgangsloch 327 umfänglich benachbart zu dem zweiten Durchgangsloch 326, wie in 3 gezeigt ist. Ein Basisabschnitt des Kraftstoffeinlasses 35 ist in das dritte Durchgangsloch 327 eingesetzt. Die Abdeckung 31 ist aus Edelstahl hergestellt. Solange ein Kraftstoffkanal 32 im Inneren der Abdeckung 31 definiert werden kann, kann die Abdeckung 31 dünn gemacht werden, um deren Gewicht zu verringern.
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Die Abdeckung 31, der Flanschabschnitt 112, der Ansaugventilkörper 72, das Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91 und der Kraftstoffeinlass 35 sind jeweils durch Schweißen verbunden. Die Abdeckung 31 definiert der Kraftstoffkanal 32 in sich. Der Kraftstoffkanal 32 ist mit den Verbindungsdurchgängen 153 verbunden. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffkanal 32 wird zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 über die Verbindungsdurchgänge 153 zugeführt.
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Ein Pulsierungsdämpfer 33 ist in dem Kraftstoffkanal 32 angeordnet. Der Pulsierungsdämpfer 33 ist durch Zusammenfügen der Umfangsrandabschnitte von zwei Membranen 331, 332 gestaltet. Der Pulsierungsdämpfer 33 ist zwischen einem oberen Stützbauteil 341 und einem unteren Stützbauteil 342 angeordnet, um an einer Innenwand des ersten zylindrischen Abschnitts 321 fixiert zu sein. Ein Gas eines vorbestimmten Drucks ist im Inneren des Pulsierungsdämpfers 33 eingekapselt. Der Pulsierungsdämpfer 33 verformt sich elastisch gemäß einer Änderung des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffkanal 32, wodurch eine Kraftstoffdruckpulsierung in dem Kraftstoffkanal 32 verringert wird. Die Abdeckung 31 funktioniert als ein Gehäusebauteil für den Pulsierungsdämpfer 33.
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Der Kolbenabschnitt 50 wird nachstehend beschrieben. Der Kolbenabschnitt 50 hat einen Kolben 51, einen Öldichtungshalter 52, einen Federsitz 53, eine Kolbenfeder 54 und dergleichen. Der Kolben 51 hat einen Abschnitt 512 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 513 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 512 mit großem Durchmesser gleitet an der Innenwand 131 des Zylinders 13. Der Abschnitt 513 mit kleinem Durchmesser ist in einen Öldichtungshalter 52 eingesetzt.
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Der Öldichtungshalter 52 ist an einem Ende des Zylinders 13 platziert und hat: einen Basisabschnitt 521, der an dem Umfang des Abschnitts 512 mit kleinem Durchmesser des Kolbens 51 positioniert ist; und einen Presspassungsabschnitt 522, der in den Eingriffsabschnitt 113 des unteren Gehäuses 11 presseingesetzt ist.
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Der Basisabschnitt 521 hat eine ringförmige Dichtung 523 in sich. Die Dichtung 523 ist aus einem Ring, der im Inneren angeordnet ist, und einem O-Ring gebildet, der außerhalb angeordnet ist. Die Dicke eines Kraftstoffölfilms um den Abschnitt 512 mit kleinem Durchmesser des Kolbens 51 wird durch die Dichtung 523 eingestellt, und das Entweichen von Kraftstoff zu der Maschine wird unterdrückt. Der Basisabschnitt 521 hat eine Öldichtung 525 an einem vorderen Ende von sich. Die Dicke eines Ölsfilms um den Abschnitt 512 mit kleinem Durchmesser herum des Kolbens 51 wird durch die Öldichtung 525 gesteuert, und ein Ölentweichen wird unterdrückt.
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Der Presspassungsabschnitt 522 ist ein Abschnitt, der sich zylindrisch um den Basisabschnitt 521 herum erstreckt. Der sich erstreckende zylindrische Abschnitt hat einen „U-förmigen“ Abschnitt. Ein ausgesparter Abschnitt 526, der zu dem Presspassungsabschnitt 522 korrespondiert, ist in dem unteren Gehäuse 11 ausgebildet. Der Öldichtungshalter 52 ist so presseingepasst, dass der Presspassungsabschnitt 522 an die Innenwand des ausgesparten Abschnitts 526 presseingesetzt ist.
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Ein Federsitz 53 ist an einem Ende des Kolbens 51 vorgesehen. Das vordere Ende des Kolbens 51 ist mit einem Stößel (nicht gezeigt) in Kontakt. Die Außenfläche des Stößels liegt an einem Nocken an, der an einer Nockenwelle montiert ist, und der Stößel wird gemäß dem Nockenprofil durch die Drehung der Nockenwelle in der Axialrichtung hin und her bewegt.
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Ein Ende der Kolbenfelder 54 ist mit dem Federsitz 53 in Eingriff, und das andere Ende der Kolbenfeder 54 ist mit dem Presspassungsabschnitt 522 in Eingriff. Als eine Folge funktioniert die Kolbenfeder 54 als eine Rückstellfeder für den Kolben 51 und spannt den Kolben 51 vor, um an dem Stößel anzuliegen.
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Mit diesem Aufbau wird der Kolben 51 gemäß der Drehung der Nockenwelle hin und her bewegt. Zu dieser Zeit wird die volumetrische Kapazität der Druckbeaufschlagungskammer 14 durch die Bewegung des Abschnitts 511 mit großem Durchmesser des Kolbens 51 variiert.
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Der Kraftstoffansaugabschnitt 70 wird nachstehend beschrieben.
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Der Kraftstoffansaugabschnitt 70 hat einen Ansaugventilabschnitt 71 und eine elektromagnetische Antriebseinheit 81. Der Ansaugventilabschnitt 71 hat einen Ansaugventilkörper 72, einen Sitzkörper 73, ein Ansaugventilbauteil 74, einen ersten Federhalter 75, eine erste Feder 76 und dergleichen. Der Ansaugventilkörper 72 ist an das obere Gehäuse 15 durch Presseinpassen in den Ansaugdurchgang 152 gefügt. Der Ansaugventilkörper 72 definiert in sich eine Ansaugkammer 711. Die Ansaugkammer 711 ist mit dem Kraftstoffkanal 32 durch die Verbindungsdurchgänge 153 verbunden. Der zylindrische Sitzkörper 73 ist in der Ansaugkammer 711 platziert. Ein Ventilsitz 731 (siehe 3), an dem das Ansaugventilbauteil 74 anliegen kann, ist an dem Sitzkörper 73 ausgebildet.
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Das Ansaugventilbauteil 74 ist im Inneren des Sitzkörpers 73 in solch einer Weise angeordnet, um sich in der Ansaugkammer 711 hin und her zu bewegen. Wenn das Ansaugventilbauteil 74 nicht auf dem Ventilsitz 731 sitzt, fluidverbindet es die Ansaugkammer 711 und die Druckbeaufschlagungskammer 14. Wenn das Ansaugventilbauteil 74 auf dem Ventilsitz 731 sitzt, fluidunterbricht es die Ansaugkammer 711 und die Druckbeaufschlagungskammer 14. Der erste Federhalter 75 ist in der Ansaugkammer 711 angeordnet. Eine erste Feder 76 ist im Inneren des ersten Federhalters 75 in solch einer Weise vorgesehen, um das Ansaugventilbauteil 74 in Richtung zu dem Ventilsitz 731 vorzuspannen.
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Ein elektromagnetisches Stellglied 81 ist aus einem festen Kern 83, einem bewegbaren Kern 84 und einer Nadel 86 gebildet. Der bewegbare Kern 84 ist gleitbar im Inneren des Ansaugventilkörpers 72 angeordnet. Ein Ende der Nadel 86 ist mit dem bewegbaren Kern 84 verbunden. Die Nadel 86 ist durch einen zweiten Federhalter 852, der an der Innenwand des Ansaugventilkörpers 72 fixiert ist, hin und her bewegbar gestützt. Ein Anschlag 861 der Nadel 86 kann mit dem zweiten Federhalter 862 in Kontakt gebracht werden. Eine zweite Feder 851 ist im Inneren des zweiten Federhalters 852 in solch einer Weise vorgesehen, um die Nadel 86 zu dem Ansaugventilbauteil 74 hin vorzuspannen. Die zweite Feder 851 spannt den bewegbaren Kern 84 in der Ventilöffnungsrichtung mit einer Kraft vor, die größer ist als eine Kraft, mit der die Feder 76 das Ansaugventilbauteil 74 in der Ventilschließrichtung vorspannt.
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Der feste Kern 83 ist im Inneren eines Verbinders 891 angeordnet. Der Verbinder 891 hat eine Spule 87 und einen Anschluss 892 zum Erregen der Spule 87. Wenn die Spule 87 erregt wird, wird eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 83 und dem bewegbaren Kern 84 erzeugt. Der bewegbare Kern 84 und die Nadel 86 werden zu dem festen Kern 83 angezogen, so dass sich der Ansaugventilkörper 74 auf den Sitzkörper 73 setzt, um den Ansaugdurchgang zu schließen. Wenn die Spule 87 nicht erregt ist, spannt die zweite Feder 851 den bewegbaren Kern 84 und die Nadel 86 in Richtung zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 vor, so dass der Ansaugdurchgang geöffnet ist.
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Dann wird nachstehend der Kraftstoffabgabeentlastungsabschnitt 90 im Detail beschrieben. Der Kraftstoffabgabeentlastungsabschnitt 90 hat ein Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91, einen Ventilkörper 92, ein Abgabeventilbauteil 94 und ein Entlastungsventilbauteil 96. Das Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91 ist in den Abgabedurchgang 154 presseingesetzt, der in dem oberen Gehäuse 15 ausgebildet ist. Das Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91 nimmt den Ventilkörper 92, das Abgabeventilbauteil 94 und das Entlastungsventilbauteil 96 auf.
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Der Ventilkörper 92 ist becherförmig und hat eine Öffnung in Richtung zu der Druckbeaufschlagungskammer 14. Der Ventilkörper 92 hat einen Abgabedurchgang 95 und einen Entlastungsdurchgang 97. Diese Durchgänge 95, 97 sind nicht miteinander verbunden. Der Abgabedurchgang 95 erstreckt sich radial nach außen. Auch der Entlastungsdurchgang 97 erstreckt sich radial nach außen.
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In dem Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91 ist das Abgabeventilbauteil 94 benachbart zu einer Bodenwand des Ventilkörpers 92 angeordnet. Ein Abgabeventilfederhalter 945 hält eine Abgabeventilfeder 943. Die Abgabeventilfeder 943 spannt das Abgabeventilbauteil 94 vor.
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Das Entlastungsventilbauteil 96 ist in dem Kraftstoffabgabeentlastungsgehäuse 91 angeordnet. Das Entlastungsventilbauteil 96 ist in Richtung zu dem Entlastungsdurchgang 97 durch eine Entlastungsventilfeder 963 vorgespannt.
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Nachstehend wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe 1 beschrieben.
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(I) Ansaughub
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Wenn sich der Kolben 51 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt durch eine Drehung der Nockenwelle nach unten bewegt, erhöht sich die volumetrische Kapazität der Druckbeaufschlagungskammer 14 und der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 14 nimmt ab. Der Abgabedurchgang 95 ist durch das Abgabeventilbauteil 94 geschlossen. Zu dieser Zeit, da die Spule 87 noch nicht erregt worden ist, ist der bewegbare Kern 85 zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 hin durch die Vorspannkraft der zweiten Feder 85 bewegt. Die Nadel 86 spannt das Ansaugventilbauteil 74 zu dem ersten Federhalter 75 hin vor, um den geschlossenen Ventilzustand aufrechtzuerhalten. Somit wird der Kraftstoff in die Druckbeaufschlagungskammer 14 von der Ansaugkammer 711 durch den Ansauganschluss 141 hindurch angesaugt.
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(II) Dosierungshub
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Wenn sich der Kolben 51 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt durch eine Drehung der Nockenwelle nach oben bewegt, wird die volumetrische Kapazität der Druckbeaufschlagungskammer 14 verringert. Die Erregung der Spule 87 ist bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt gestoppt. Das Ansaugventilbauteil 74 ist in dem offenen Zustand. Somit wird ein Teil des Kraftstoffs, der in die Druckbeaufschlagungskammer 14 in dem Ansaughub 121 gesaugt wird, zu der Ansaugkammer 711 zurückgeführt. Wenn die Erregung der Spule 87 zu dem vorbestimmen Startzeitpunkt begonnen wird, während sich der Kolben 51 nach oben bewegt, wird eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem festen Kern 83 und dem bewegbaren Kern 84 erzeugt. Wenn diese magnetische Anziehungskraft größer wird als eine resultierende Kraft aus den Vorspannkräften der zweiten Feder 851 und der ersten Feder 76 werden der bewegbare Kern 84 und die Nadel 86 in Richtung zu dem festen Kern 83 bewegt, und die Vorspannkraft der Nadel 86 gegen das Ansaugventilbauteil 74 wird aufgehoben. Als eine Folge setzt sich das Ansaugventilbauteil 74 auf den Ventilsitz 731, der an dem Sitzkörper 73 ausgebildet ist.
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(III) Druckbeaufschlagungshub
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Nachdem das Ansaugventilbauteil 74 geschlossen ist, erhöht sich der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 14 mit einer Aufwärtsbewegung nach oben des Kolbens 51. Wenn die Kraftstoffdruckkraft, die auf das Abgabeventilbauteil 94 ausgeübt wird, größer wird als die folgende resultierende Kraft, wird das Abgabeventilbauteil 94 geöffnet. Die resultierende Kraft ist eine Resultierende aus der Druckkraft von Kraftstoff in dem Kraftstoffabgabeanschluss 99 und der Vorspannkraft der Abgabeventilfeder 943. Dadurch wird Hochdruckkraftstoff, der in der Druckbeaufschlagungskammer 14 mit Druck beaufschlagt wird, von dem Kraftstoffauslass 99 durch den Abgabeanschluss 142 hindurch abgegeben. Wie vorstehend beschrieben ist, wiederholt die Hochdruckpumpe 1 den Ansaughub, den Dosierungshub und den Druckbeaufschlagungshub. Der angesaugte Kraftstoff wird mit Druck beaufschlagt und in den Kraftstoffspeicher durch den Kraftstoffauslass 99 abgegeben.
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Wenn der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffspeicher geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wird das Entlastungsventil geschlossen. Jedoch kann der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffspeicher aufgrund einer Fehlfunktion erhöht sein. Wenn die Kraftstoffdruckkraft, die auf das Entlastungsventilbauteil 96 ausgeübt wird, einen bestimmten Wert übersteigt, wird das Entlastungsventilbauteil 96 zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 hin bewegt, und das Entlastungsventil 95 wird geöffnet. Der bestimmte Wert entspricht der Summe aus der Kraft, die auf das Entlastungsventilbauteil 96 ausgeübt wird, und der Vorspannkraft der Entlastungsventilfeder 963. Als eine Folge ist die Strömung von Kraftstoff von dem Kraftstoffabgabeanschluss 99 zu der Druckbeaufschlagungskammer 14 gestattet.
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Eine Gestaltung des Zylinders 13 wird nachstehend detaillierter beschrieben.
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Der Zylinder 13 ist aus einem flachen Abschnitt (Bodenabschnitt) 132, einem zylindrischen Abschnitt 133 und einem zylindrischen Abschnitt 134 mit großem Durchmesser gebildet. Ein Außendurchmesser „d1“ des zylindrischen Abschnitts 133 ist kleiner als ein Außendurchmesser „d2“ des zylindrischen Abschnitts 134 mit großem Durchmesser. Der zylindrische Abschnitt 134 mit großem Durchmesser ist in ein großes Eingriffsloch 121 des Zylinderhalteabschnitts 111 presseingesetzt.
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Ein Innendurchmesser eines kleinen Eingriffslochs 151 ist kleiner als der des großen Eingriffslochs 121. Der zylindrische Abschnitt 133 ist in das kleine Eingriffsloch 151 eingesetzt. Der zylindrische Abschnitt 133 hat den Ansauganschluss 141 und den Abgabeanschluss 142. Der Ansauganschluss 141 ist mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 in Verbindung. Des Weiteren ist der Abgabeanschluss 142 mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 in Verbindung. Der Ansauganschluss 141, der Abgabeanschluss 142, der Ansaugdurchgang 152 und der Abgabedurchgang 154 definieren einen Kraftstoffdurchgang.
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Ein Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 133, der durch einen Pfeil „A“ in 2 gekennzeichnet ist, ist konstant. Der zylindrische Abschnitt 133 ist in das kleine Eingriffsloch 151 ohne einen Freiraum bzw. Abstand zwischen diesen eingesetzt.
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Der zylindrische Abschnitt 134 mit großem Durchmesser hat einen ringförmigen Vorsprung 135, der mit einem Zylinderkontaktabschnitt 118 des Zylinderhalteabschnitts 111 in Kontakt ist, wodurch eine Bewegung des Zylinders 13 beschränkt ist.
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Wenn der Zylinder 13 an dem unteren Gehäuse 11 montiert wird, wird der flache Abschnitt 132 des Zylinders in das kleine Eingriffsloch 151 des oberen Gehäuses 15 eingesetzt, wie in 4A gezeigt ist. Der zylindrische Abschnitt 134 mit großem Durchmesser wird in das große Eingriffsloch 121 eingesetzt, bis der ringförmige Vorsprung 135 mit dem Zylinderkontaktabschnitt 118 in Kontakt gebracht ist, wie in 4B und 4C gezeigt ist. Der flache Abschnitt 132 und die Außenwand des zylindrischen Abschnitts 133 sind mit dem unteren Gehäuse 11 nicht in Kontakt.
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Während des Druckbeaufschlagungshubs empfangen die Zylinderinnenwand 131 und der Kolben 51 einen Kraftstoffdruck von der Druckbeaufschlagungskammer 14. Des Weiteren empfängt das obere Gehäuse 15 keinen Kraftstoffdruck von der Druckbeaufschlagungskammer 14. Deshalb kann das obere Gehäuse 15 dünn gemacht werden. Des Weiteren, da das Gehäuse aus einem oberen Gehäuse 15 und dem unteren Gehäuse 11 gebildet ist, können die Formen von diesen vereinfacht werden. Das Gewicht des Gehäuses kann verringert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Zylinder aus dem flachen Abschnitt 132, dem zylindrischen Abschnitt 133 und dem zylindrischen Abschnitt 134 mit großem Durchmesser gebildet. Wenn der zylindrische Abschnitt 134 mit großem Durchmesser in das große Eingriffsloch 121 eingesetzt wird, werden der flache Abschnitt 132 und der zylindrische Abschnitt 133 nicht mit dem unteren Gehäuse 11 in Kontakt gebracht. Somit wird beschränkt, dass der flache Abschnitt 132 und der zylindrische Abschnitt 133 beschädigt werden. Die hohe Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem flachen Abschnitt 132, dem zylindrischen Abschnitt 133 und dem kleinen Eingriffsloch 151 kann gewährleistet werden.
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Des Weiteren ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Innendurchmesser des großen Eingriffslochs 121 größer als der des kleinen Eingriffslochs 151. Somit, wenn der zylindrische Abschnitt 134 mit großem Durchmesser in das große Eingriffsloch 121 eingesetzt wird, kann mit Sicherheit vermieden werden, dass die Innenfläche des großen Eingriffslochs 121 mit der Außenfläche des zylindrischen Abschnitts 133 in Kontakt gebracht wird.
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Das obere Gehäuse 15 hat den Ansaugdurchgang 152, der mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 durch den Ansauganschluss 141 und den Abgabedurchgang 154 in Verbindung ist, der mit der Druckbeaufschlagungskammer 14 durch den Abgabeanschluss 142 in Verbindung ist. Darüber hinaus ist der Außendurchmesser „d1“ des zylindrischen Abschnitts 133 konstant. Somit kann die Außenfläche des zylindrischen Abschnitts 133 in engen Kontakt mit der Innenfläche des kleinen Eingriffslochs 151 gebracht werden. Die Dichtung kann zwischen dem oberen Gehäuse 15 und dem Zylinder 13 gewährleistet werden.
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Des Weiteren, da die Außenfläche des zylindrischen Abschnitts 133 mit der Innenfläche des kleinen Eingriffslochs 151 ohne einen Freiraum in engen Kontakt gebracht werden kann, kann vermieden werden, dass ein Totvolumen in dem Ansaugdurchgang 152 und dem Abgabedurchgang 154 gebildet wird.
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Der Zylinder 13 hat den ringförmigen Vorsprung 13, der mit dem Zylinderhalteabschnitt 111 in Kontakt ist, wodurch eine Bewegung des Zylinders beschränkt ist.
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[Zweite Ausführungsform]
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In der folgenden zweiten bis fünften Ausführungsform sind die im Wesentlichen gleichen Teile und Komponenten wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und die gleiche Beschreibung wird nicht wiederholt.
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Mit Bezug auf 5 wird nachstehend eine Hochdruckpumpe 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Das untere Gehäuse 16 der Hochdruckpumpe 2 hat einen Zylinderhalteabschnitt 161, der unabhängig von dem Flanschabschnitt 162 ausgebildet ist. Der Zylinderhalteabschnitt 161 hat das große Eingriffsloch 121. Der Zylinderhalteabschnitt 161 ist zwischen dem Flanschabschnitt 162 und dem oberen Gehäuse 15 angeordnet. Da jede Komponente, die das untere Gehäuse 16 bildet, eine einfache Form hat, kann das untere Gehäuse 16 leicht hergestellt werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Mit Bezug auf 6 wird nachstehend eine Hochdruckpumpe 3 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Die Hochdruckpumpe 3 hat einen Zylinder 17, dessen eines öffnendes Ende durch ein Deckelbauteil 172 geschlossen ist. Die Innenwandfläche des Zylinders kann leicht von dessen beiden öffnenden Enden geschliffen werden.
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[Vierte Ausführungsform]
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Mit Bezug auf 7, 8A und 8B wird nachstehend eine Hochdruckpumpe 4 gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. Der Zylinder 18 ist mit einem Fixierungsbauteil 181 als einem vorstehenden Abschnitt versehen. Wie in 8A und 8B gezeigt ist, ist das Fixierungsbauteil 181 ein Sprengring, dessen Querschnitt ein Kreis ist. Vor Vorsehen des Fixierungsbauteils 181 werden die Außenflächen des zylindrischen Abschnitts 133 und des zylindrischen Abschnitts 134 mit großem Durchmesser geschliffen.
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[Fünfte Ausführungsform]
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Mit Bezug auf 9, 10A und 10B wird nachstehend eine Hochdruckpumpe 5 gemäß einer fünften Ausführungsform beschrieben. Der Zylinder 19 ist mit einem Fixierungsbauteil 191 als einem vorstehenden Abschnitt versehen. Wie in 10A und 10B gezeigt ist, ist das Fixierungsbauteil 191 ein Sprengring, dessen Querschnitt viereckig ist. Vor Vorsehen des Fixierungsbauteils 191 werden die Außenflächen des zylindrischen Abschnitts 133 und des zylindrischen Abschnitts 134 mit großem Durchmesser geschliffen.
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[Andere Ausführungsform]
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Die Hochdruckpumpe kann als eine Fluidpumpe verwendet werden, die ein Fluid zu einer Vorrichtung abgibt, die anders als eine Maschine ist. Als der vorstehende Abschnitt, der an dem Zylinder vorgesehen ist, kann ein Fixierungsbauteil 201, das in 11 gezeigt ist, oder ein Fixierungsbauteil 211, das in 12 gezeigt ist, angewendet werden.
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Der Zylinder und der Zylinderhalteabschnitt können durch Schrumpfpassen oder Expansionspassen verbunden sein. Des Weiteren können der Zylinder und das obere Gehäuse durch Schrumpfpassen oder Expansionspassen verbunden sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden.
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Während eines Druckbeaufschlagungshubs einer Hochdruckpumpe (1) empfangen eine Zylinderinnenwand (131) und ein Kolben (51) einen Kraftstoffdruck von der Druckbeaufschlagungskammer (14). Des Weiteren empfängt ein oberes Gehäuse (15) keinen Kraftstoffdruck von der Druckbeaufschlagungskammer (14), so dass dessen Dicke dünn gemacht werden kann. Ein Zylinder (13) ist aus einem Bodenabschnitt (132), einem zylindrischen Abschnitt (133) und einem zylindrischen Abschnitt (134) mit großem Durchmesser gebildet. Wenn der zylindrische Abschnitt (134) mit großem Durchmesser in ein großes Eingriffsloch (121) eingesetzt wird, werden der Bodenabschnitt (132) und der zylindrische Abschnitt (133) nicht mit einem unteren Gehäuse (11) in Kontakt gebracht. Eine hohe Flüssigkeitsdichtigkeit zwischen dem Bodenabschnitt (132), dem zylindrischen Abschnitt (133) und einem kleinen Eingriffsloch (151) kann gewährleistet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004-138062 A [0002, 0003]
