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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Umlaufpumpe mit höherem Abgabedruck und eine Bremsvorrichtung mit einer solchen Pumpe.
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Eine Umlaufpumpe, beispielsweise eine Innenzahnradpumpe wie z. B. eine Trochoidpumpe oder dergleichen weist eine Antriebswelle auf, die durch einen Motor angetrieben wird, einen Innenrotor und einen Außenrotor, die durch die Antriebswelle drehangetrieben werden, und ein Gehäuse zur Aufnahme der Antriebswelle und des Innen- und Außenrotors. Die in dem Gehäuse aufgenommenen Innen- und Außenrotoren bilden eine Mehrzahl von Zahnzwischenraumabschnitten, die durch Innenzähneabschnitte des Außenrotors und Außenzähneabschnitte des Innenrotors gebildet werden, welche miteinander in Eingriff stehen.
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Ein Sauganschluss und ein Druckanschluss sind separat auf entgegengesetzten Seiten einer Pumpenmittellinie, die durch die jeweiligen Rotationsachsen des Innen- und Außenrotors verläuft, angeordnet. Wenn die Antriebswelle zum Antrieb der Pumpe drehangetrieben wird, wird der Innenrotor durch die Antriebswelle auf einer Achse der Antriebswelle drehangetrieben und entsprechend der Drehung des Innenrotors der Außenrotor in der gleichen Richtung drehangetrieben, da die Innenzähneabschnitte des Außenrotors in Eingriff mit den Außenzähneabschnitten des Innenrotors stehen. Da die jeweiligen Volumina der Zahnzwischenraumabschnitte zwischen den Innen- und Außenzähneabschnitte bei jeder Umdrehung der drehenden Innen- und Außenrotoren verändert werden, wird Strömungsmittel vom Sauganschluss angesaugt und zum Druckanschluss hin abgegeben.
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Bei der oben erwähnten, herkömmlichen Pumpe besteht ein Nachteil bei. Erzeugung eines höheren Abgabedrucks darin, dass das Strömungsmittel bzw. Fluid wahrscheinlich von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite durch ein Zahnspitzenspiel zwischen den Außen- und Innenzähneabschnitten an dem Zahnzwischenraumabschnitt austritt, an dem das eingeschlossene Volumen des Bremsfluids maximal oder am größten ist, sowie durch einen Zahnspitzenspielraum zwischen den Außen- und Innenzähneabschnitten an dem Zahnzwischenraumabschnitt, an dem das eingeschlossene Volumen der Bremsfluids minimal oder am kleinsten ist.
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Falls jeder der oben stehend erwähnten Zahnspitzenspiele nahe Null wird, kann der höhere Abfuhrdruck wirkungsvoll erzeugt werden. Wenn jedoch eine große Menge der Pumpen mit zur Massenproduktion geeigneten Prozessen gefertigt werden, ist es in der Praxis auf Grund einer Fertigungstoleranz schwierig, bei allen Pumpen eine Abmessungsgenauigkeit zu erreichen, so dass jedes der Zahnspitzenspiele immer nahe Null ist. Dementsprechend existiert unvermeidlicher Weise eine Pumpe mit einem Zahnspitzenspiel größer als nahe Null, was sich nachteilig auf die Sicherstellung eines Soll-Abgabedrucks auswirkt.
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Die
DE 198 42 016 A1 betrifft eine Zahnringpumpe zum Pumpen von Fluiden, insbesondere für medizinische Anwendungen, die zwei miteinander kämmende, in einem Gehäuse mit Ansaug- und Austrittsöffnung drehbar angeordnete Rotoren aufweist. Zumindest ein Rotor umfasst einen elastisch verformbaren Zahneingriffsbereich, ist mit Übermass gefertigt und unter teilweiser Verformung des Zahneingriffsbereiches in dem Gehäuse montiert.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Umlaufpumpe mit einem höheren Abgabedruck zu schaffen, bei der Strömungsmittelverluste am Zahnspitzenspiel zwischen Außen- und Innenzahnradabschnitten begrenzt sind.
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Es ist eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine. Bremsvorrichtung mit einem Hydraulikkreis zu schaffen, in dem die oben stehend erwähnte Pumpe angeordnet ist. Die Umlaufpumpe ist wirkungsvoll, um den Strömungsmittel- bzw. Flüssigkeitsdruck an Radbremszylindern im Hydraulikkreis zu erhöhen.
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Mit der Erfindung wird eine Umlaufpumpe gemäß Anspruch 1 oder einem oder mehreren der Unteransprüche geschaffen. Weiterhin stellt die Erfindung eine Bremsvorrichtung mit einer solchen Umlaufpumpe bereit.
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Um die obenstehend genante Aufgabe zu erreichen, umfasst die Umlauf- bzw. Umlaufpumpe einem Außenrotor, der an seinem Innenumfang Innenzähne aufweist und einem Innenrotor, der an seinem Außenumfang Außenzähne aufweist, so dass die Außenzähne in Eingriff mit den Innenzähne stehen und so zwischen ihnen Zahnzwischenraumabschnitte gebildet werden, eine Antriebswelle, die zum Antrieb des Innenrotors an den Innenrotor angepasst ist, und ein Gehäuse, das einen Rotorraum aufweist, in dem der Innen- und Außenrotor mit einem Außenumfangsspiel bzw. -spielraum zwischen einer Innenumfangsoberfläche des Pumpenraums und einer Außenumfangsoberfläche des Außenrotors drehbar aufgenommen sind, und Saug- und Druckanschlüsse, die jeweils mit den Zahnzwischenraumabschnitten in Verbindung stehen, welche einen ersten eingeschlossenen Bereich aufweisen, dessen Zahnzwischenraumvolumen am größten ist, und einen zweiten eingeschlossenen Bereich, dessen Zahnzwischenraumvolumen am kleinsten ist.
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Mit der obenstehend erwähnten Umlaufpumpe wird Strömungsmittel am Sauganschluss angesaugt, durch die Zahnzwischenraumabschnitte verdichtet und am Druckanschluss abgegeben, wenn die Antriebswelle angetrieben wird, während der Strömungsmitteldruckunterschied zwischen dem Saug- und Druckanschluss durch ein Begrenzen der Bremsflüssigkeitsleckage bzw. -verlusts durch ein Zahnspitzenspiel bzw. -spielraum zwischen den Außen- und Innenzähnen beim ersten und zweiten eingeschlossenen Bereich aufrechterhalten wird. Der Außenrotor weist eine Verformungsunterstützungseinrichtung auf, die es dem Rotor ermöglicht, sich zu verformen, wenn das Strömungsmittel vom Druckanschluss abgeführt wird, so dass der Zahnspitzenspielraum von zumindest dem ersten oder zweiten eingeschlossenen Bereich verengt wird, was zu einem Ansteigen der Volumenausnutzung und des Abgabedrucks der Umlaufpumpe führt.
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Vorzugsweise verformt der Außenrotor stärker, wenn der Abgabe- bzw. Abfuhrdruck höher ist.
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Ein Betrag der Verformung des Außenrotors entsprechend des Anstiegs des Strömungsmittelabfuhrdrucks und jeder Betrag des Zahnspitzenspiels des ersten oder zweiten eingeschlossenen Bereichs bei einem Druck, bei dem kein Strömungsmittel abgeführt wird, werden im Voraus so eingestellt, dass eine Bedingung Q > QL erfüllt ist, wobei Q eine theoretische Strömungsmittelabgabemenge pro Umdrehung und QL ein Strömungsmittelverlust pro Umdrehung über sowohl den ersten als auch den zweiten eingeschlossenen Bereich ist.
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Wenn der Betrag des Zahnspitzenspiels des ersten oder zweiten eingeschlossenen Bereichs bei einem Druck, bei dem kein Strömungsmittel abgeführt wird, zu groß wird, oder der Betrag der Verformung des Außenrotors entsprechend des Anstiegs des Strömungsmittelabgabedrucks (Reduktionsmenge des Zahnspitzenspiels am ersten oder zweiten eingeschlossenen Bereich) in einem niedrigeren Abgabedruckbereich zu klein ist, stellt sich QL = Q (Betrag, bei dem kein Strömungsmittel abgeführt wird) in einem niedrigeren Druckbereich ein, da der Strömungsmittelverlustbetrag zu groß wird. In diesem Fall kann kein hoher Strömungsmittelabfuhr- bzw. -abgabedruck erreicht werden, da die Volumenausnutzung bzw. der Volumennutzungsgrad η 0% wird, bevor der Wendepunkt d erreicht wird, wie durch die Linien f oder h in 4 gezeigt.
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Wenn jedoch wie obenstehend beschrieben Q > QL erfüllt ist, fällt der Volumennutzungsgrad η zuerst ab, wenn der Strömungsmittelabfuhrdruck ansteigt, und steigt anschließend mit dem Strömungsmittelabfuhrdruck an, da der Volumennutzungsgrad η einen Wendepunkt d erreicht hat, b vor sich QL = Q einstellt, wie durch eine durchgezogene Linie c in 4 dargestellt, wodurch der höhere Strömungsmittelabfuhrdruck erzielt wird.
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In der Umlaufpumpe bildet der Außenumfangsspielraum Hochdruck- und Niederdruckaußenumfangskammern, die jeweils mit den Druck- und Sauganschlüssen in Verbindung stehen. Die Zahnzwischenraumabschnitte, die mit dem Sauganschluss in Verbindung stehen, weisen einen ersten, an den ersten eingeschlossenen Bereich grenzenden Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt auf, einen zweiten, an den zweiten eingeschlossenen Bereich grenzenden Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt und einen dritten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt, der zwischen dem ersten und dem zweiten eingeschlossenen Bereich vorgesehen ist. Der Strömungsmittelabfuhrdruck der ersten Hochdruckaußenumfangskammer wird auf eine erste Außenumfangsoberfläche, die radial außerhalb des ersten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts angeordnet ist und auf eine zweite Außenumfangsoberfläche des Rotors, die radial außerhalb des zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts an der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors angeordnet ist, aufgebracht. Deshalb werden die erste und die zweite Außenumfangsoberfläche radial nach innen gedrückt, um den Außenrotor aufgrund eines Druckunterschieds zwischen der Hochdruckaußenumfangskammer und den ersten und zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt zu verformen.
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Der Strömungsmittelansaugdruck der Niederdruckaußenumfangskammer wird auf eine dritte Außenumfangsoberfläche des Außenrotors aufgebracht, die radial außerhalb des dritten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts angeordnet ist. Deshalb ist der Außenrotor an der dritten Außenumfangsoberfläche leicht radial nach außen und an der ersten und zweiten Außenumfangsoberfläche leicht radial nach innen verformbar.
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Der Außenumfangsspielraum weist Dichtungselemente auf, um das Strömungsmittel am Strömen bzw. Fließen zwischen der Hoch- und Niederdruckaußenumfangskammern zu hindern.
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Vorzugsweise besteht die Verformungsunterstützungseinrichtung aus allen ausgehöhlten Zahngründen des Außenrotors, so dass die Zahngründe des Außenrotors radial weiter außen als ein Ort jeder Zahnspitze des Innenrotors liegen. Deshalb ist eine Dicke zwischen den Zahngründen des Außenrotors und seiner Außenumfangsoberfläche dünner.
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Die Verformungsunterstützungseinrichtung kann ein Anfasungsabschnitt an einer jedem Zahngrund zugeordneten Kante zwischen den durch die Innenumfangsoberfläche des Außenrotors gebildeten Kanten und den entsprechenden gegenüberliegenden Axialendoberflächen sein, eine Ausnehmung an einem axial nahe der Mitte gelegenen Punkt des Außenrotors, eine ringförmige Rille an einem axial nahe der Mitte gelegenen Punkt der Außenumfangsoberfläche, eine Mehrzahl von axialen Durchgangsbohrungen, die im Außenrotor vorgesehen sind, und eine Mehrzahl runder Bohrungen auf gegenüberliegenden Axialendoberflächen des Außenrotors.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie Betriebsverfahren und die Funktion der betroffenen Teile wird aus dem Studieren der folgenden ausführlichen Beschreibung, den angehängten Ansprüchen, und den Zeichnungen deutlich, die jeweils einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist:
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1 eine Skizze eines Rohrleitungssystems einer Bremsvorrichtung mit einer Umlaufpumpe gemäß der ersten Ausführungsform;
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2 eine Schnittansicht der Umlaufpumpe aus 1;
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3 eine entlang einer Linie III-III in 2 aufgenommene Schnittansicht;
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4 ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einem Zahnspitzenspiel oder einem Volumennutzungsgrad und einem Abfuhrdruck aufzeigt;
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5 ein Diagramm, das Berechnungswerte des Zahnspitzenspiels der im experimentellen Test verwendeten Pumpe aufzeigt;
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6 ein Diagramm, das Mess- und Berechnungswerte des Strömungsmittelverlustbetrags am Zahnspitzenspiel der im experimentellen Test verwendeten Pumpe aufzeigt;
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7 ein Diagramm, das Mess- und Berechnungswerte der Strömungsmittelabgabemenge der im experimentellen Test verwendeten Pumpe aufzeigt;
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8 eine schematische Schnittansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 eine entlang einer Linie IX-IX in 8 aufgenommene Querschnittsansicht;
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10 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der Umlaufpumpe in der Nähe eines Umfangsdichtungselements;
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11 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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12 eine entlang einer Linie XII-XII in 11 aufgenommene Querschnittsansicht;
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13 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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14 eine entlang einer Linie XIV-XIV in 13 aufgenommene Querschnittsansicht;
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15 eine Querschnittsansicht einer von der vierten Ausführungsform abgewandelten Umlaufpumpe;
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16 eine entlang einer Linie XVI-XVI in 15 aufgenommene Querschnittsansicht;
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17 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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18 eine entlang einer Linie XVIII-XVIII in 17 aufgenommene Querschnittsansicht;
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19 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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20 eine entlang einer Linie XX-XX in 19 aufgenommene Querschnittsansicht;
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21 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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22 ein entlang einer Linie XXII-XXII in 21 aufgenommene Querschnittsansicht;
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23 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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24 eine entlang einer Linie XXIV-XXIV in 23 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die anhängenden Figuren beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine Skizze eines Rohrleitungssystems einer Bremsvorrichtung, bei der eine Trochoidpumpe als Umlaufpumpe eingesetzt wird. Der grundlegende Aufbau der Bremsvorrichtung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird eine Bremsvorrichtung in einem Fahrzeug eingesetzt, das mit einem Hydraulikkreis eines diagonalen Rohrleitungssystems ausgestattet ist, welches eine erste Leitung aufweist, die Radzylinder eines vorderen rechten Rads und eines hinteren linken Rads verbindet, sowie eine zweite Leitung, die Radzylinder eines vorderen linken Rads und eines hinteren rechten Rads miteinander verbindet. Das Fahrzeug ist ein Vierradfahrzeug mit Frontantrieb.
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Wie in 1 gezeigt, ist ein Bremspedal 1 an einen Bremskraftverstärker angeschlossen. Der Verstärker 2 verstärkt eine Bremspedaldurchdrückkraft.
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Des Weiteren weist der Bremskraftverstärker 2 eine Stange zur Übertragung der verstärkten Durchdrückkraft an einen Hauptbremszylinder 3 auf. Der Hauptbremszylinder 3 erzeugt einen Hauptbremszylinderdruck, wenn die Stange einen in dem Hauptbremszylinder 3 angeordneten Hauptbremskolben anschiebt. Das Bremspedal 1, der Verstärker 2 und der Hauptzylinder 3 entsprechen einer Bremsflüssigkeitsdruckerzeugungsvorrichtung. Der Hauptzylinder 3 weist ein Hauptreservoir 3a zum Zuführen von Bremsflüssigkeit in den Hauptzylinder 3 oder zum Speichern von zusätzlicher Bremsflüssigkeit des Hauptzylinders 3 auf.
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Des Weiteren wird der Hauptzylinderdruck an einen Radzylinder 4 eines vorderen rechten Rads (FR) und einen Radzylinder 5 eines hinteren linken Rads (RL) über ein mit einer Funktion eines Antiblockierbremssystems (im Folgenden als ABS bezeichnet) ausgestattetes Bremsassistentensystem übertragen. In der folgenden Erläuterung wird die Bremsvorrichtung unter Bezugnahme auf den Hydraulikkreis der ersten Leitung beschrieben, die die Radzylinder eines vorderen rechten Rads (FR) und eines hinteren linken Rads (RL) beschrieben. Die Erläuterung der zweiten Leitung, die die Radzylinder eines vorderen linken Rads (FL) und eines hinteren rechten Rads (RR) verbindet, wird ausgelassen, da der Hydraulikkreis in der zweiten Leitung dem in der ersten Leitung entspricht.
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Die Bremsvorrichtung weist eine Leitung (Hauptleitung) A auf, die mit dem Hauptzylinder 3 verbunden ist. In der Hauptleitung A ist ein Proportionalventil (PV) 22 angeordnet. Die Hauptleitung A wird durch das Proportionalventil 22 in zwei Abschnitte unterteilt. Das heißt, die Hauptleitung A ist in eine erste Leitung A1, die sich vom Hauptzylinder 3 zum Proportionalventil 22 erstreckt, und eine zweite Leitung A2 eingeteilt, die sich vom Proportionalventil 22 zu den zugeordneten Radzylindern 4 und 5 erstreckt.
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Das Proportionalventil 22 hat eine Funktion der Übertragung eines Referenzdrucks einer Bremsflüssigkeit auf die stromabwärts gelegene Seite mit einer festgelegten Abschwächungsrate, wenn die Bremsflüssigkeit in der positiven Richtung fließt. Das heißt, durch gegensinniges Anschließen des Proportionalventils 22, wie in 1 gezeigt, wird der Druck der Bremsflüssigkeit auf Seiten der zweiten Leitung A2 der Referenzdruck.
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Des Weiteren verzweigt sich die zweite Leitung A2 in zwei Leitungen. Ein Druckanstiegssteuerventil 30 zur Steuerung eines Anstiegs des Bremsflüssigkeitsdrucks des Radzylinders 4 ist in eine der zwei Leitungen eingebaut und ein Druckanstiegssteuerungsventil 31 zur Steuerung eines Anstiegs des Bremsflüssigkeitsdrucks des Radzylinders 5 ist in die andere eingebaut.
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Das Druckanstiegssteuerventil 30 oder 31 ist ein Ventil mit zwei Stellungen, das zur Steuerung der Verbindungs- und Abschaltzustände durch eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden als ECU bezeichnet) geeignet ist. Wenn das Zweistellungsventil auf einen Verbindungszustand gestellt wird, kann der Hauptzylinderdruck oder Bremsflüssigkeitsdruck, der durch eine Pumpe 10 erzeugt wird, auf die zugeordneten Radzylinder 4 und 5 aufgebracht werden.
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Im normalen Bremsbetrieb, in dem ABS nicht durch eine ECU gesteuert wird, wird jedes der Druckanstiegssteuerventile 30 und 31 immer auf den Verbindungszustand gestellt. Sicherheitsventile 30a und 33a sind jeweils in Parallelschaltung zu den Druckanstiegssteuerventilen 30 und 31 eingebaut. Die Sicherheitsventile bzw. Überdruckventile 30a oder 31a ermöglichen es der Bremsflüssigkeit, schnell von den Radzylindern 4 oder 5 zu dem Hauptzylinder 3 zurückzukehren, wenn eine ABS-Steuerung durch Beenden der Durchdrückung des Bremspedals 1 abgeschlossen wurde.
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Druckreduktionssteuerventile 32 oder 33, die zur Steuerung von Verbindungs- und Abschaltzuständen durch eine ECU geeignet sind, sind in einer Leitung B angeordnet, die die zweite Leitung A2 zwischen den Druckanstiegssteuerventilen 30 oder 31 und dem Radzylinder 4 oder 5 und einen Reservoiranschluss 20a eines Reservoirs 20 verbindet. Bei einer normalen Bremsbetätigung werden die Druckreduktionssteuerventile 32 und 33 immer in einen abgeschnittenen Zustand gebracht.
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Eine Umlaufpumpe 10 ist in einer Leitung C angeordnet, die die Reservoiröffnung 20a des Reservoirs 20 und die zweite Leitung A2 zwischen dem Proportionalventil 22 und dem Druckanstiegssteuerventil 30 oder 31 verbindet. Sicherheitsventile 10a und 10b sind in der Leitung B auf beiden Seiten der Umlaufpumpe 10 angeordnet. Ein Motor 11 ist mit der Umlaufpumpe 10 verbunden, um die Umlaufpumpe 10 anzutreiben. Eine ausführliche Erläuterung der Umlaufpumpe 10 wird weiter unten gegeben.
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Ein Dämpfer 12 ist auf der Abfuhrseite der Umlaufpumpe 10 in der Leitung C angeordnet, um das Pulsieren der durch die Umlaufpumpe 10 gelieferten Bremsflüssigkeit abzumildern. Eine Hilfsleitung D ist eingebaut, um die Leitung C zwischen dem Reservoir 20 und der Umlaufpumpe 10 und den Hauptzylinder 3 zu verbinden. Die Umlaufpumpe 10 saugt die Bremsflüssigkeit der ersten Leitung A1 über die Hilfsleitung D an und führt sie in die zweite Leitung A2 ab, wodurch die Bremsflüssigkeitsdrücke der Radzylinder 4 und 5 höher als der Hauptzylinderdruck gemacht werden. Daraus folgt, dass die Radbremskräfte der Radzylinder 4 und 5 angehoben werden. Das Proportionalventil 22 dient zum Halten der Druckdifferenz zwischen dem Hauptzylinderdruck und dem Radzylinderdruck.
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Ein Steuerventil 34 ist in die Hilfsleitung D eingebaut. Das Steuerventil 34 wird bei der normalen Bremsbetätigung immer in den abgeschnittenen Zustand gebracht.
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Ein Sperr- bzw. Rückschlagsventil ist zwischen einem Anschlusspunkt der Leitung C und der Hilfsleitung D und dem Reservoir 20 angeordnet, um zu verhindern, dass das über die Hilfsleitung D gezogene Bremsfluid bzw. die über die Hilfsleitung D gezogene Bremsflüssigkeit in einer gegensinnigen Richtung zum Reservoir 20 fließt.
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Ein Steuerventil 40 ist zwischen dem Proportionalventil 22 und dem Druckanstiegssteuerventil 30 oder 31 in der zweiten Leitung A2 angeordnet. Das Steuerventil 40 wird normalerweise in einen Verbindungszustand gestellt. Das Steuerventil 40 wird jedoch in eine Druckunterschiedserzeugungszustand geschaltet, um den Druckunterschied zwischen dem Hauptzylinderdruck dem Radzylinderdruck aufrecht zu erhalten, wenn das Fahrzeug in Panik abgebremst wird oder eine Traktionssteuerung ausgeführt wird, so dass der Bremsflüssigkeitsdruck der Radzylinder 4 und 5 so gesteuert werden kann, dass er höher als der Hauptzylinderdruck wird.
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2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Umlaufpumpe 10. 3 zeigt eine entlang einer Linie III-III aus 2 aufgenommene Schnittansicht. Zuerst wird der Aufbau der Umlaufpumpe 10 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
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Ein Außenrotor 51 und ein Innenrotor 52 sind in einem Rotorraum 50a des Gehäuses 50 der Umlaufpumpe 10 aufgenommen. Der Außenrotor 51 und der Innenrotor 52 sind in dem Gehäuse 50 in einem Zustand zusammengebaut, in dem die jeweiligen Mittelachsen (Punkt X und Punkt Y in der Zeichnung) zueinander versetzt sind. Der Außenrotor 51 weist einen Innenzähneabschnitt 51a an seinem Innenumfang auf. Der Innenrotor 52 weist einen Außenzähneabschnitt 52a an seinem Außenumfang auf. Der Innenzähneabschnitt 51a des Außenrotors 51 und der Außenzähneabschnitt 52a des Innenrotors 52 stehen in Eingriff miteinander und bilden eine Mehrzahl von Zahnzwischenraumabschnitten 53. Wie aus der 2 deutlich wird, ist die Umlaufpumpe 10 eine Pumpe ohne Trennbleche (Sicheln) mit vielen trochoidartigen Zähnen, bei der die Zahnzwischenraumabschnitte 53 durch den Innenzähneabschnitt 51a des Außenrotors 51 und den Außenzähneabschnitt 52a des Innenrotors 52 gebildet werden. Der Innenrotor 52 und der Außenrotor 51 teilen eine Mehrzahl von Berühungspunkten (d. h. Berührungsflächen) an den Eingriffsflächen, um ein Drehmoment des Innenrotors 52 auf den Außenrotor 51 zu übertragen.
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Wie in 3 gezeigt, besteht das Gehäuse 50 aus einer ersten Seitenplatte 71 und einer zweiten Seitenplatte 72, die auf gegenüberliegenden Seiten des Außen- und Innenrotors 51 und 52 angeordnet sind, sowie einer Mittelplatte 73, die zwischen der ersten Seitenplatte 71 und der zweiten Seitenplatte 72 angeordnet ist. Die Mittelplatte 73 weist eine Bohrung auf, in der die Außen- und Innenrotoren 51 und 52 untergebracht sind. Die ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 und die Mittelplatte 73 bilden den Rotorraum 50a.
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Die ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 weisen jeweils an ihren Mittelabschnitten zentrale Bohrungen 71a und 72a auf, die mit dem Rotorraum 50a in Verbindung stehen. Die an den Innenrotor 52 angepasste Antriebswelle 54 ist in den zentralen Bohrungen 71a und 72a untergebracht. Der Außenrotor 51 und der Innenrotor 52 sind in der Bohrung der Mittelplatte 73 drehbar angeordnet. Das heißt, dass eine durch den Außenrotor 51 und den Innenrotor 52 gebildete, sich drehende Einheit drehbar im Rotorraum 50a des Gehäuses 50 untergebracht ist. Der Außenrotor 51 dreht mit einem Punkt X als Drehachse und der Innenrotor 52 dreht mit einem Punkt Y als Drehachse.
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Wenn eine durch beide jeweils den Drehachsen des Außenrotors 51 und des Innenrotors 52 entsprechenden Punkte X und Y, verlaufende Linie als eine Mittellinie Z der Umlaufpumpe 10 definiert wird, sind der Sauganschluss 60 und der Druckanschluss 61, die beide mit dem Rotorraum 50a in Verbindung stehen, auf den linken und rechten Seiten der Mittellinie Z in den ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 ausgeformt. Der Sauganschluss 60 und der Druckanschluss 61 sind jeweils an Positionen angeordnet, die mit einer Vielzahl von Zahnzwischenraumabschnitten 53 in Verbindung stehen. Die Bremsflüssigkeit von außen kann in die Zahnzwischenraumabschnitte 53 über den Sauganschluss 60 gesaugt werden und die Bremsflüssigkeit in den Zahnzwischenraumabschnitten 53 kann über den Druckanschluss 61 nach außen abgeführt werden.
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Es gibt einen Zahnzwischenraumabschnitt mit Maximalvolumen, an dem das Bremsflüssigkeitsvolumen am größten ist, und einen Zahnzwischenraumabschnitt mit Minimalvolumen, an dem das Bremsflüssigkeitsvolumen am kleinsten von allen Zahnzwischenraumabschnitten 53 ist. Erste und zweite eingeschlossene Bereiche 53a und 53b, die jeweils die Maximal- und Minimalvolumen-Zahnzwischenraumabschnitte sind, stehen weder mit dem Sauganschluss 60 noch mit dem Druckanschluss 61 in Verbindung. Die ersten und zweiten eingeschlossenen Bereiche 53a und 53b dienen dazu, die Druckdifferenz zwischen dem Saugdruck am Sauganschluss 60 und dem Abfuhrdruck am Druckanschluss 61 aufrecht zu erhalten.
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Ein ringförmiger Raum ist zwischen dem Außenumfang des Außenrotors 51 und dem Innenumfang der Mittelplatte 73 ausgebildet. Der ringförmige Raum ist in zwei Räume unterteilt, die eine Hochdruckaußenumfangskammer 50b und eine Niederdruckaußenumfangskammer 50c durch erste und zweite Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 (weiter unten im einzelnen beschrieben) bilden.
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Die erste Seitenplatte 71 weist einen Niederdruckverbindungsweg 71c zur Verwendung der Niederdruckaußenumfangskammer 50c mit dem Sauganschluss 60 auf, sowie erste und zweite Hochdruckverbindungswege 71d und 71e zum Verbinden der Hochdruckaußenumfangskammer 50b mit dem Druckanschluss 61. Der Verbindungsweg 71c ist an einer in Richtung von der Mittellinie Z zum Sauganschluss 60 hin um einen Winkel von ungefähr 90° nach vorne verlegten Position angeordnet, und auf den die Drehachse des Außenrotors 51 bildenden Punkt X zentriert.
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Der erste Hochdruckverbindungsweg 71c ist dazu ausgebildet, dass der Zahnzwischenraumabschnitt 53, der am nächsten zum ersten eingeschlossenen Bereich 53a unter der Mehrzahl von Zahnzwischenraumabschnitten 53 liegt, die mit dem Druckanschluss 61 in Verbindung stehen, dazu veranlasst wird, mit der Hochdruckaußenumfangskammer 50b in Verbindung zu kommen. Der zweite Hochdruckverbindungsweg 71e ist dazu ausgebildet, dass der Zahnzwischenraumabschnitt 53, der am nächsten zum zweiten eingeschlossenen Bereich 53b liegt unter der Mehrzahl von Zahnzwischenraumabschnitten 53, die mit dem Sauganschluss 61 in Verbindung stehen, dazu veranlasst wird, mit der Hochdruckaußenumfangskammer 50b in Verbindung zu kommen. Im einzelnen sind die ersten und zweiten Hochdruckverbindungswege 71d und 71e jeweils an in rechter und linker Richtung von der Mittellinie Z zum Druckanschluss 61 um einen Winkel von ungefähr 52,5° bei Zentrierung auf den Punkt X nach vorne verschobenen Positionen angeordnet.
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Aussparungsabschnitte 73d und 73e sind an einer Innenwand der Bohrung der Mittelplatte 73 an jeweils in die linke und rechte Richtung von der Mittellinie Z zum Druckanschluss 60 um einen Winkel von ungefähr 45° bei Zentrierung auf den Punkt X, verschobenen Positionen ausgebildet, wobei der Punkt X die Drehachse des Außenrotors 51 bildet. Die ersten und zweiten Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 sind jeweils in den Aussparungsabschnitten 73a und 73b eingebracht, um die Bremsflüssigkeit zurückzuhalten, von der Hochdruckaußenumfangskammer 50b zur Niederdruckaußenumfangskammer 50c zu fließen.
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Das erste Außenumfangsdichtungselement 80 ist an einem Zwischenpunkt zwischen dem Niederdruckverbindungsweg 71c und dem ersten Hochdruckverbindungsweg 71d angeordnet und befindet sich radial außerhalb des Sauganschlusses 60. Dementsprechend erstreckt sich die Hochdruckaußenumfangskammer 50b bis zu einer Position radial außerhalb eines ersten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53c in der Nähe des ersten eingeschlossenen Bereichts 53a unter der Mehrzahl von Zahnzwischenraumabschnitten 53, die mit dem Sauganschluss 60 in Verbindung stehen. Deshalb wird der Abfuhrdruck auf eine erste Außenumfangsoberfläche 51b aufgebracht, die radial außerhalb des ersten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53c an der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 angeordnet ist.
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Das zweite Außenumfangsdichtungselement 81 ist an einem Zwischenpunkt zwischen dem Niederdruckverbindungsweg 71c und dem zweiten Hochdruckverbindungsweg 71e angeordnet und befindet sich radial außerhalb des Sauganschlusses 60. Dementsprechend erstreckt sich die Hochdruckaußenumfangskammer 50b bis zu einer Position radial außerhalb eines zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53d in der Nähe des zweiten eingeschlossenen Bereichs 53b unter der Mehrzahl von Zahnzwischenraumabschnitten 53, die mit dem Sauganschluss 60 in Verbindung stehen. Deshalb wird der Abfuhrdruck auf eine zweite Außenumfangsoberfläche 51c aufgebracht, die radial außerhalb des zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53d an der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 angeordnet ist.
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Die Niederdruckaußenumfangskammer 50c ist radial außerhalb eines dritten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53e angeordnet, der bis auf den ersten und zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt 53c und 53d alle Zahnzwischenraumabschnitte 53 bildet, die mit dem Sauganschluss 60 in Verbindung stehen. Der Saugdruck wird auf eine dritte Außenumfangsoberfläche 51d aufgebracht, die radial außerhalb des dritten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53e an der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 angeordnet ist.
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Das erste oder zweite Außenumfangsdichtungselement 80 oder 81 wird durch ein rundes oder zylindrisches Gummielement 80a oder 81a und ein rechteckiges Harzelement 80b oder 81b gebildet. Das Harzelement 80b oder 81b besteht aus PTFE, PTFE mit Kohlefasern oder PTFE mit Graphit. Das Harzelement 80b oder 81b wird durch das Gummielement 80a oder 81a vorgespannt oder gedrückt, um in Kontakt mit dem Außenrotor 51 gebracht zu werden. Das heißt, dass – da die Abmessungsabweichung des Außenrotors 51 aufgrund von Fertigungsfehlern oder Ähnlichem unvermeidlich ist – das Gummielement 80a oder 81a mit einer elastischen Kraft, die Abmessungsabweichung abfangen kann, ausgestattet ist.
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Eine Breite des Harzelements 80b oder 81b ist kleiner als der Aussparungsabschnitt 73d oder 73e, so dass in Drehrichtung des Außenrotors 51 bis zu einer bestimmten Ausdehnung ein Zwischenraum existieren kann, wenn das Harzelement 80b oder 81b in dem Aussparungsabschnitt 73d oder 73e beherbergt ist. Das heißt, dass im Fall, dass die Breite des Harzelements 80b oder 81b gleich der Breite des Aussparungsabschnitts 73d oder 73e ist, es unwahrscheinlich ist, dass das Harzelement 80b oder 81b aus dem Aussparungsabschnitt 73d oder 73e hinausgeht, wenn das Harzelement 80b oder 81b einmal in den Aussparungsabschnitt 73d oder 73e durch eine unter Druck stehende Bremsflüssigkeitsströmung eingedrückt worden ist, welche durch den Betrieb der Pumpe entsteht. Falls jedoch das Harzelement 80b oder 81b bis zu einem bestimmten Grad mit einem Zwischenraum in dem Aussparungsabschnitt 73d oder 73e aufgenommen ist, so dass die Bremsflüssigkeit im Verhältnis zu dem Harzelement 80b oder 81b auf eine Seite des Gummielements 80a oder 81a eintreten kann, tritt das Harzelement 80b oder 81b leicht aus dem Aussparungsabschnitt 73d oder 73e heraus, da der Druck der Bremsflüssigkeit auf das Harzelement 80b oder 81b vor und zurück wirkt.
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Wie in 3 gezeigt, sind die ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 mit eingerillten Abschnitten 71b und 72b vorgesehen. Jeder der eingerillten Abschnitte 71b, 72b ist als ein die Antriebswelle 54 umgebender Ring ausgeformt, wie durch die zweifach gepunktete, einfach gestrichene Linie in 3 dargestellt. Im einzelnen ist die Mitte der eingerillten Abschnitte 71b oder 72b exzentrisch auf der Seite des Sauganschlusses 60 (auf einer linken Seite in der Zeichnung) bezogen auf die axiale Mitte der Antriebswelle 54 angeordnet. Der eingerillte Abschnitt 71b oder 72b verläuft durch einen Abschnitt zwischen dem Druckanschluss 61 und der Antriebswelle 54, des ersten eingeschlossenen Bereichs 53a und des zweiten eingeschlossenen Bereichs 53b und Abschnitten, an denen die ersten und zweiten Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 den Außenumfangs des Außenrotors 51 abdichten.
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Seitendichtungselemente 100 und 101 sind jeweils in den eingerillten Abschnitten 71b und 72b untergebracht. Das Seitendichtungselement 100 oder 101 umfasst einen O-Ring 100a oder 101a und ein ringförmiges Harzelement 100b oder 101b. Das Harzelement 100b oder 101b ist so angeordnet, dass es in Berührung mit dem Innenrotor 52, dem Außenrotor 51 und der Mittelplatte 73 steht und ist zur Ausführung der Dichtungsfunktion durch den O-Ring 100a oder 101a vorgespannt, der in Bezug zum Harzelement 100b oder 101b bodenseitig in dem eingerillten Abschnitt 71b oder 72b angeordnet ist. Das Harzelement 100b oder 101b ist aus PEEK oder PEEK mit Kohlenstoff hergestellt, was härter als das Material des Harzelements 80b oder 81b ist.
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Wie oben stehend erwähnt, dienen die Seitendichtungselemente 100 und 101 dazu, den Bremsflüssigkeitsaustausch zwischen dem Hochdruckdruckanschluss 61 und dem Niederdruckspielraum zwischen der Antriebswelle 54 und dem Innenrotor 52 oder den Niederdrucksauganschluss 60 durch entsprechende Spielräume zwischen den Axialendoberflächen des Innen- und Außenrotors 52 und 51 und den ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 abzudichten.
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Um die Spielräume zwischen den Axialendoberflächen des Innen- und Außenrotors 52 und 51 und den ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 wirksam abzudichten, erstreckt sich jedes der Seitendichtungselemente 100 und 101 vom ersten Außenumfangsdichtungselement 80 am Außenumfang des Außenrotors 51 über den ersten eingeschlossenen Bereich 53a, einen Abschnitt zwischen dem Druckanschluss 61 und der Antriebswelle 54, dem zweiten eingeschlossenen Bereich 53b, bis zum zweiten Außenumfangsdichtungselement 81 am Außenumfang des Außenrotors 51. Da das Seitendichtungselement 100 oder 101 nur die zum Zurückhalten des Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlusts zwischen Hoch- und Niederdruckabschnitten notwendigen Abschnitte abdichtet und deshalb den Außen- und Innenrotor 51 und 52 weniger stark berührt, ist der Berührungswiderstand des Seitendichtungselements 100 oder 101 kleiner, so dass der mechanische Verlust begrenzt werden kann.
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Als nächstes wird eine Erläuterung der Arbeitsweise der Bremsvorrichtung und der Umlaufpumpe 10 gegeben.
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Das in der Bremsvorrichtung vorgesehene Steuerventil 34 wird zweckmäßigerweise dann in einen Verbindungszustand gebracht, wenn es nötig ist, die Radzylinder 4 und 5 mit Hochdruckbremsflüssigkeit zu versorgen, z. B. wenn eine Bremskraft entsprechend der Durchdrückungskraft des Bremspedals 1 nicht erlangt werden kann oder wenn ein Betätigungsbetrag des Bremspedals 1 groß ist. Wenn das Steuerventil 34 in den Verbindungszustand geschaltet wird, wird der durch Durchdrückung des Bremspedals 1 erzeugte Hauptzylinderdruck auf die Umlaufpumpe 10 über die Hilfsleitung D aufgebracht.
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In der Umlaufpumpe 10 wird der Innenrotor 52 entsprechend der Drehung der Antriebswelle 54 durch Antreiben des Motors 11 drehangetrieben. Im Ansprechen auf die Drehung des Innenrotors 52 wird auch der Außenrotor 51 in der gleichen Richtung drehangetrieben, da der Innenzähneabschnitt 51a in Eingriff mit dem Außenzähneabschnitt 52a steht. Zu diesem Zeitpunkt wird jedes Volumen der Zahnzwischenraumabschnitte 53 während eines Zyklus, in dem der Außenrotor 51 und der Innenrotor 52 eine Umdrehung ausführen, von groß nach klein oder umgekehrt abgeändert. Deshalb wird die Bremsflüssigkeit vom Sauganschluss 60 angesaugt und vom Druckanschluss 61 zur zweiten Leitung A2 abgeführt. Die Drücke der Radzylinder können unter Verwendung der abgeführten Bremsflüssigkeit gesteigert werden.
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Auf diese Art kann die Umlaufpumpe 10 durch Drehantrieb des Außen- und Innenrotors 51 und 52 eine grundlegende Pumpenbetätigung ausführen, bei der die Bremsflüssigkeit vom Sauganschluss 60 angesaugt wird und vom Druckanschluss 61 abgeführt wird.
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Während der Pumpenbetätigung steht die Niederdruckaußenumfangskammer 50c unter durch von der durch den Niederdruckverbindungsweg 71c anzusaugenden Bremsflüssigkeit erzeugten Saugdruck und die Hochdruckaußenumfangskammer 50b unter durch von der durch die Hochdruckverbindungswege 71d und 71e abzuführenden Bremsflüssigkeit erzeugten Abfuhrdruck. Deshalb existiert am Außenumfang des Außenrotors 51 die Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckabschnitt, der mit dem Sauganschluss 60 in Verbindung steht, und dem Hochdruckabschnitt, der mit dem Druckanschluss 61 in Verbindung steht. Des Weiteren existieren am Spielraum zwischen der Axialendoberfläche des Außen- und Innenrotors 51 und 52 an den ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 sowohl Hoch- als auch Niederdruckabschnitte, was am unter Niederdruck stehenden Sauganschluss 60, den unter Niederdruck stehenden Spielraum zwischen der Antriebswelle 54 und dem Innenrotor 52, und dem unter Hochdruck stehenden Druckanschluss 61 liegt.
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Der Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlust vom Hochdruckabschnitt auf der Seite des Druckanschlusses 61 zum Niederdruckabschnitt auf der Seite des Sauganschlusses 60 am Außenumfang des Außenrotors 51 wird jedoch durch die Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 verhindert, die zwischen den Hoch- und Niederdruckaußenumfangskammern 50b und 50c abdichten. Des Weiteren dichten die Seitendichtungselemente 100 und 101 den Hochdruckabschnitt vom Niederdruckabschnitt am Spielraum zwischen den Axialendoberflächen des Innen- und Außenrotors 52 und 51 und den ersten und zweiten Seitenplatten 71 und 72 gegen Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverluste ab. Außerdem gibt es, da sich das Seitendichtungselement 100 oder 101 durch das Außenumfangsdichtungselement 80 oder 81 erstreckt, keinen Zwischenraum zwischen dem Seitendichtungselement 100 oder 101 und dem Außenumfangsdichtungselement 80 oder 81, so dass der Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlust von diesem Zwischenraum zurückgehalten werden kann.
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Die Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 sind derart wirkungsvoll, dass die Niederdruckaußenumfangskammer 50c einem Niederdruck ausgesetzt werden kann, welcher gleich dem Druck an den Zahnzwischenraumabschnitten 53 ist, die mit dem Sauganschluss 60 in Verbindung stehen, und die Hochdruckaußenumfangskammer 50b einem Hochdruck ausgesetzt werden kann, welcher der gleiche ist, wie der Druck der Zahnzwischenraumabschnitte 53, die mit dem Druckanschluss 61 in Verbindung stehen. Daraus folgt, dass die Drücke am Außen- und Innenumfang des Außenrotors 51 ausgeglichen sind, so dass der Betrieb der Pumpe stabil werden kann.
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Da, wie oben stehend erwähnt, die Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81, die zwischen den Hoch- und Niederdruckaußenumfangskammern 50b und 50c abdichten, radial außerhalb des Sauganschlusses 60 angeordnet sind, können die erste Außenumfangsoberfläche 51b, welche radial außerhalb des ersten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53c am Außenumfang des Außenrotors 51 angeordnet ist, und die zweite Außenumfangsoberfläche 51c, welche radial außerhalb des zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitts 53d am Außenumfangs des Außenrotors 51 angeordnet ist, zum druckseitigen Hochdruck hin angeordnet sein.
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Deshalb werden Abschnitte des Außenrotors 51, die der ersten und zweiten Außenumfangsoberfläche 51b und 51c entsprechen, radial nach innen gedrückt und verformt aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Hochdruckaußenumfangskammer 50b und dem ersten oder zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt 53c oder 53d. Dementsprechend vermindert ein Zahnspitzenspielraum zwischen dem Innenzähneabschnitt 51a des Außenrotors 51 und dem Außenzähneabschnitt 52a des Innenrotors 52 (nachstehend Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs genannt) vermindert werden, wodurch ein Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlust vom Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs verhindert oder verringert werden kann.
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4 zeigt Änderungen des Zahnspitzenspielraums des ersten eingeschlossenen Bereichs und Eigenschaften des Volumennutzungsgrades η bezogen auf den Abfuhrdruck P. Der Volumennutzungsgrad wird wie folgt ausgedrückt: η = QM/Q, wobei QM eine tatsächliche Flüssigkeitsabfuhrmenge pro Umdrehung eines durch die Außen- und Innenrotoren 51 und 52 gebildeten Rotorabschnitts ist und Q eine theoretische Flüssigkeitsabfuhrmenge pro Umdrehung des Rotorabschnitts ist.
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Da die Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 und die Seitendichtungselement 100 und 101 in abdichtendem Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 und jeweils den Axialendoberflächen des Außen- und Innenrotors 51 und 52 stehen, wird eine Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite durch die Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 und durch die Axialendoberflächen des Außen- und Innenrotors 51 und 52 zu einem kleineren Wert, der verglichen mit dem Wert der Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge durch den Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs vernachlässigbar ist.
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Wenn die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge den Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs während jeder Umdrehung des Rotorabschnitts als QL dargestellt wird, wird die Ist-Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge als QM = Q – QL ausgedrückt. In der Umlaufpumpe gemäß der ersten Ausführungsform sind der Volumennutzungsgrad η und der Flüssigkeitsabfuhrdruck höher, da die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL kleiner ist.
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Im Fall der herkömmlichen Pumpe, bei der der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs im wesentlichen konstant ist, fällt der Volumennutzungsgrad η im wesentlichen in einer graden Linie entsprechend dem Anstieg des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P ab, wie durch eine gestrichelte Linie a in 4 dargestellt. Dementsprechend kann mit der konventionellen Pumpe ein Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdruck P0 nicht erreicht werden, solange die Pumpe nicht mit höherer Abmessungsgenauigkeit gefertigt wird, um einen ausreichend kleinen Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs sicherzustellen.
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Bei der Pumpe gemäß der ersten Ausführungsform fällt der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs im wesentlichen in einer gerade Linie ab, um die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL entsprechend dem Anstieg eines Flüssigkeitsabfuhrdrucks P zu vermindern, wie durch eine durchgezogene Linie b in 4 dargestellt, aufgrund einer durch eine Druckdifferenz bzw. einen Druckunterschied zwischen der Hochdruckaußenumfangskammer 50b und dem ersten oder zweiten Niederdruckzahnzwischenraumabschnitt 53c oder 53d verursachten Verformung des Außenrotors 51.
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In einem Bereich, in dem der Flüssigkeitsabfuhrdruck P relativ niedrig ist, ist der Betrag des Abfalls der Flüssigkeitsundichtigkeitverlustmenge QL klein, da ein Verringerungsbetrag des Zahnspitzenspielraums des ersten eingeschlossenen Bereichs klein ist. Dementsprechend steigt die Flüssigkeitsverlustmenge QL an, während der Flüssigkeitsabfuhrdruck P ansteigt. In einem Bereich jedoch, in dem der Flüssigkeitsabfuhrdruck P relativ hoch ist, fällt die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL ab, während der Flüssigkeitsabfuhrdruck P ansteigt, weil der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs ausreichend klein wird, wobei – wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck P ausreichend angestiegen ist, so dass der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs null erreicht – die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL null wird.
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Nachdem der Volumennutzungsgrad η einmal abfällt, während der Flüssigkeitsabfuhrdruck P ansteigt, steigt deshalb der Volumennutzungsgrad η an, während der Flüssigkeitsabfuhrdruck P ansteigt, wie durch eine durchgezogene Linie c in 4 dargestellt, so dass der Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdruck P0 erreicht werden kann. Die in 4 gezeigte, charakteristische Kurve des Volumennutzungsgrads η weist einen Wendepunkt d auf, an dem sich der Volumennutzungsgrad η von fallend auf ansteigend ändert.
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Im Fall, dass der Abfallbetrag des Zahnspitzenspielraums des ersten eingeschlossenen Bereichs im Ansprechen auf das Ansteigen des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P auf einen kleinen Wert eingestellt ist, ist der Abfall der Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL aufgrund des Abfalls des Zahnspitzenspielraums des ersten eingeschlossenen Bereichs weiterhin klein, da der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs nicht ausreichend klein ist, auch wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck P relativ groß ist. Dementsprechend stellen sich QL = Q (theoretische Flüssigkeitsabfuhrmenge) und QM (Ist-Flüssigkeitsabfuhrmenge) = 0 im Druckbereich unterhalb des Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdrucks P0 ein, wobei das Ziel, den Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdruck P0 zu erreichen, verfehlt wird, da der Volumennutzungsgrad η 0% erreicht bevor er den Wendepunkt d erreicht, wie durch eine strich-punktierte Linie f in 4 dargestellt.
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Wie durch eine zweifach punktierte einfach gestrichelte Linie g in 4 dargestellt, stellt sich des Weiteren in einem Fall, bei dem der Zahnspitzenspielraum des ersten abgeschlossenen Bereichs in einem Zustand, in dem der Flüssigkeitsabfuhrdruck P null ist (im weiteren Anfangszahnspitzenspielraum des ersten abgeschlossenen Bereichs genannt), auf einen relativ großen Wert eingestellt wird, QL = Q in dem Druckbereich unterhalb des Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdrucks P0 ein, auch wenn der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs fällt, während der Flüssigkeitsabfuhrdruck P ansteigt, da die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL in einem solchen Niederdruckbereich zu groß ist. Dementsprechend wird der Volumennutzungsgrad η 0% bevor der Wendepunkt d erreicht wird, wie durch eine zweifach punktierte, einfach gestrichene Linie h in 4 gezeigt, so dass der Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdruck P0 niemals erreicht wird.
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Als Ergebnis der oben erwähnten Untersuchung wird gefolgert, dass der Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdruck P0 erreicht werden kann, wenn eine Verformungsbetrag des Außenrotors 51, der sich ansprechend auf einen Anstieg des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P ergibt (ein Abfallbetrag des Zahnspitzenspielraums des ersten eingeschlossenen Bereichs, der sich ansprechend auf den Anstieg des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P ergibt) und der Anfangszahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs geeignet eingestellt werden, so dass der Volumennutzungsgrad η den Wendepunkt d in einem Druckbereich unterhalb des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P0 erreicht, d. h. wenn die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL in einem Druckbereich unterhalb des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P0 kleiner als die theoretische Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge Q ist (QL < Q).
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Der auf den Anstieg des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P0 ansprechende Verformungsbetrag des Außenrotors 51 kann durch geeignetes Einstellen einer Radialdicke des Außenrotors 51 (Länge zwischen einem Zahngrund des Innenzähneabschnitts 51a und einer Außenumfangsoberfläche des Außenrotors), jeder umfangsseitigen Länge der ersten und zweiten Außenumfangsoberflächen 51b und 51c des Außenrotors 51 o. ä. abgestimmt werden.
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Als nächstes werden experimentelle Testergebnisse der Umlaufpumpe gemäß der ersten Ausführungsform beschreiben:
5 zeigt Berechnungswerte des Zahnspitzenspielraums des ersten eingeschlossenen Bereichs basierend auf Spezifikationen der in dem experimentellen Test verwendeten Pumpe. 6 zeigt Mess- und Berechnungswerte der Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge vom Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs. 7 zeigt Mess- und Berechungswerte der Flüssigkeitsabfuhrmenge. Durchgezogene und gestrichelte Linien in den 6 und 7 zeigen jeweils die Berechnungswerte und die Messwerte.
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Die Spezifikationen der in dem experimentellen Test verwendeten Pumpe sind unter der Bedingung definiert, dass der Ziel-Flüssigkeitsabfuhrdruck P0 20 Mpa beträgt. Der Anfangszahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs beträgt α μm. Der Durchmesser des Zahngrundkreises des Außenrotors 51 beträgt ø 18 mm. Der Durchmesser der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 beträgt ø 22 mm. Die ersten und zweiten Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 sind jeweils an in linke und rechte Richtung von der Mittellinie Z zum Sauganschluss 60 hin um einen Winkel von ca. 45° unter Zentrierung auf den Punkt X nach vorne verschobenen Positionen angeordnet. Entsprechend den dargelegten Spezifikationen wird vorausgesetzt, dass der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs null wird, wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck ca. 10 Mpa beträgt, wie in 5 gezeigt.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, stimmen die Messwerte mit den Berechnungswerten überein. Im einzelnen steigt die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL an und die Flüssigkeitsabfuhrmenge fällt gemäß dem Anstieg des Flüssigkeitsabfuhrdrucks P ab, wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck P von null auf ca. 2 Mpa ansteigt. Die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL fällt ab, und die Flüssigkeitsabfuhrmenge steigt an, wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck P über die ca. 2 Mpa hinaus ansteigt. Wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck ca. 10 Mpa erreicht, bei denen der Zahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs voraussichtlich null ist, wird die Flüssigkeitsundichtigkeitsverlustmenge QL null. Dementsprechend kann, sogar wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck größer als 10 Mpa ist und darüber hinaus 20 Mpa erreicht, eine ausreichende Flüssigkeitsabfuhrmenge erzielt werden.
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Die obenstehende Beschreibung der ersten Ausführungsform wurde unter der Annahme erstellt, dass der Zahnspitzenspielraum zwischen den Innen- und Außenzähneabschnitten 51a und 52a am zweiten eingeschlossenen Bereich 53b (im weiteren Zahnspitzenspielraum des zweiten eingeschlossenen Bereichs genannt) null ist und dass kein Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlust durch den Zahnspitzenspielraum des zweiten eingeschlossenen Bereichs erfolgt.
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Aufgrund einer Vielzahl von Zusammenbaubedingungen von Pumpenzubehörteilen kann jedoch ein Fall eintreten, dass der Anfangszahnspitzenspielraum des ersten eingeschlossenen Bereichs null ist, und auch der Zahnspitzenspielraum des zweiten eingeschlossenen Bereichs dann null ist, wenn der Flüssigkeitsabfuhrdruck P (nachstehend Anfangszahnspitzenspielraum des zweiten eingeschlossenen Bereichs genannt) nicht null ist. In diesem Fall werden die erste und die zweite Außenumfangsoberfläche 51b und 51c des Außenrotors 51 entsprechend dem Ansteigen des Flüssigkeitsabfuhrdruck zusammengedrückt und radial nach Innen verformt, so dass der Zahnspitzenspielraum des zweiten eingeschlossenen Bereichs sinkt und der Bremsflüssigkeitsverlust durch den Zahnspitzenspielraum des zweiten eingeschlossenen Bereichs verhindert oder verrringert wird.
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Des Weiteren kann aufgrund einer weiteren Vielzahl von Zusammenbaubedingungen von Pumpenzubehörteilen ein weiterer Fall eintreten, dass sowohl der Anfangszahnspitzenspielraum des ersten als auch des zweiten eingeschlossenen Bereichs nicht null ist. In diesem Fall werden die erste und die zweite Außenumfangsoberfläche 51b und 51c des Außenrotors 51 aufgrund des Anstiegs des Flüssigkeitsabfuhrdrucks zusammengedrückt und radial nach Innen verformt, so dass sowohl der Zahnspitzenspielraum des ersten als auch des zweiten eingeschlossenen Bereichs sinkt und der Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlust durch den Zahnspitzenspielraum des ersten und zweiten eingeschlossenen Bereichs verhindert oder verringert wird.
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Mit anderen Worten wird, gemäß der Pumpe der ersten Ausführungform, wenn ein Spielraum des Anfangszahnspitzenspielraum des ersten und zweiten eingeschlossenen Bereichs nicht null ist, dieser einen Spielraum durch die Verformung des Außenrotors 51 aufgrund des Anstiegs des Flüssigkeitsabfuhrdrucks verringert und, wenn die Spielräume von sowohl dem Zahnspitzenspielraum des ersten als auch des zweiten eingeschlossenen Bereichs nicht null sind, werden die beiden Spielräume durch die Verformung des Außenrotors 51 aufgrund des Anstiegs des Flüssigkeitsabfuhrdrucks verringert.
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(2. Ausführungsform)
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8 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Pumpe gemäß einer zweiten Ausführungform der vorliegenden Erfindung. In 8 zeigt eine strich-punktierte Linie die Harzelemente 100b und 101b der Seitendichtungselemente 100 und 101. 9 zeigt eine entlang einer Linie IX-IX aus 8 aufgenommene Querschnittsansicht. 10 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils in der Nähe eines ersten Außenumfangsdichtungselement 80 aus 8. Eine ausführliche Beschreibung des zweiten Außenumfangsdichtungselements 81, dessen Form im wesentlichen die gleiche wie die des ersten Außenumfangsdichtungselements 80 ist, wird nicht wiederholt.
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Die zweite Ausführungsform hat in dem Punkt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform, dass der Flüssigkeitsabfuhrdruck auf die erste und zweite Außenumfangsoberfläche 51b und 51c des Außenrotors 51 aufgebracht wird, um den Außenrotor 51 zu verformen, und dementsprechend die Zahnspitzenspielräume des ersten und zweiten eingeschlossenen Bereichs entsprechend des Anstiegs des Flüssigkeitsabfuhrdrucks zu verringern.
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Obwohl jedes der Seitendichtungselemente 100 und 101 als ein Ring ausgeformt ist, dessen Breite in Umfangsrichtung im wesentlichen gleich der Breite gemäß der ersten Ausführungsform ist, ist die Breite von jedem der Seitendichtungselemente 100 und 101 gemäß der zweiten Ausführungsform nicht gleich, sondern teilweise unterschiedlich, um eine wirksamere Dichtwirkung zu erzielen.
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Im einzelnen weist jedes der Harzelement 100b und 101b der Seitendichtungselemente 100 und 101 eine teilweise große Breite auf und hängt über alle Zahnzwischenraumabschnitte 53, die mit dem Druckanschluss 61 in Verbindung stehen, wie durch eine strich-punktierte Linie wie in 8 gezeigt.
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Wie in 9 gezeigt, weist das Harzelement 100b oder 101b an seinen dem Außen- und Innenrotor 51 und 52 zugewandten Oberflächen einen Stufenabschnitt auf, der durch einen Aussparungsabschnitt und einen hervorstehenden Abschnitt ausgebildet ist. Der hervorstehende Abschnitt berührt Teile des Außen- und Innenrotors 51 und 52 und der Mittelplatte 73. Der hervorstehende Abschnitt ist durch strich-punktierte Linien in 8 schattiert.
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Der hervorstehende Abschnitt des Harzelements 100b oder 101b, das zwischen der Antriebswelle 54 und dem Druckanschluss 61 angeordnet ist, berührt den Innenrotor 52. Da sowohl die Antriebswelle 54 als auch die Zahnzwischenraumabschnitte 53 auf der Seite des Sauganschlusses 60 radial innerhalb des ringförmigen Harzelements 100b, 101b angeordnet sind, kann der Bremsflüssigkeitsundichtigkeitsverlust von der Hochdruckseite des Druckanschlusses 61 zur Niederdruckseite des Spielraums zwischen der Antriebswelle 54 und dem Innenrotor 52 und zur Niederdruckseite des Sauganschlusses 60 verhindert werden.
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Der Aussparungsabschnitt des Harzelements 100b oder 101b hängt über die mit dem Druckanschluss 61 verbundenen Zahnzwischenraumabschnitte 53, so dass die mit dem Druckanschluss 61 verbundenen Zahnzwischenraumabschnitte 52 nicht durch das Harzelement 100b oder 101b abgedichtet werden. Wie in 9 gezeigt, stehen die Zahnzwischenraumabschnitte 50, die mit dem Druckanschluss 61 verbunden sind, auch mit der Hochdruckaußenumfangskammer 50b in Verbindung. Das heißt, dass der Aussparungsabschnitt des Harzelements 100b oder 101b, der über den mit dem Druckanschluss 61 verbundenen Zahnzwischenraumabschnitt 53 überhängt, einen Anschluss bzw. eine Öffnung bildet, die es dem mit dem Druckanschluss 61 verbundenen Zahnzwischenraumabschnitt 53 ermöglicht, mit der Hochdruckaußenumfangskammer 50b in Verbindung zu kommen. Dementsprechend wird die Hochdruckaußenumfangskammer 50b mit hohem Abfuhrdruck beaufschlagt.
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Der hervorstehende Abschnitt des Harzelements 100b oder 101b steht in Berührung mit Teilen des Innen- und Außenrotors 52 und 51 in der Nähe und um die ersten und zweiten eingeschlossenen Bereiche 53a und 53b herum, so dass die ersten und zweiten eingeschlossenen Bereiche 53a und 53b und die unmittelbar an die ersten und zweiten eingeschlossenen Bereiche 53a und 53b auf Seiten des Druckanschlusses 61 angrenzenden Zahnzwischenraumabschnitte 53, vollständig durch die Harzelemente 100b oder 101b versiegelt werden. Wie obenstehend erwähnt, werden zumindest zwei Zahnzwischenraumabschnitte 53 an sowohl dem ersten als auch dem zweiten eingeschlossenen Bereich 53a und 53b abgedichtet.
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Des Weiteren erstreckt sich der hervorstehende Abschnitt des Harzelementes 101b oder 100b vom Außenrotor 51, durch die zugeordneten Außenumfangsdichtungselemente 80 und 81 hindurch, zu einem radial außerhalb des Außenrotors 51 auf einer Seite des Sauganschlusses 60 befindlichen Abschnitt der Mittelplatte 73 hin, während er in Berührung mit dem Außenrotor 51, den Außenumfangsdichtungselementen 80 und 81 und der Mittelplatte 73 steht. Dementsprechend wird ein Spielraum zwischen den Axialendoberflächen des Außen- und Innenrotors 51 und 52 und den Seitenplatten 71 oder 72 durch die Seitendichtungselemente 100 und 101 in die Hochdruckabfuhrseite und die Niederdrucksaugseite zweigeteilt. Ein Spielraum zwischen der Innenumfangsoberfläche der Mittelplatte 72 und der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 wird in die Hochdruckabfuhrseite (die Hochdruckaußenumfangskammer 50b) und die Niederdrucksaugseite (die Niederdruckaußenumfangskammer 50c) aufgeteilt. Da eine Innenumfangsende der Harzelemente 100b oder 101b so angeordnet ist, dass sie radial außerhalb der Zahnzwischenraumabstände 53 auf Seiten des Sauganschlusses 60 verläuft, ist der Druck der Zahnzwischenraumabschnitte 53 auf Seiten des Sauganschlusses 60 gleich dem des Sauganschlusses 60.
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Wie oben stehend erwähnt, stehen nur zum Abdichten notwendige, beschränkte Abschnitte der Harzelemente 100b und 101b in Kontakt mit den Außen- und Innenrotoren 51 und 52.
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Des Weiteren sind die Innen- und Außenrotoren 52 und 51 so zusammengebaut, dass der erste abgeschlossene Bereich 53a durch die den Außen- und Innenrotor 51 und 52 berührenden Harzelemente 100b und 101b um den ersten eingeschlossenen Bereich 53a herum abgedichtet wird, wobei bei Antreiben der Pumpe eine in den ersten eingeschlossenen Bereich 53a abgegebene Bremsflüssigkeit dort verdichtet werden kann und die verdichtete Bremsflüssigkeit durch den ersten eingeschlossenen Bereich 53a fließen kann.
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Andererseits wird der Außenrotor 51 sowohl von der oberen als auch von der unteren Seite in der Zeichnung zusammengedrückt, da der hohe Abfuhrdruck auf die Außenumfangsoberflächen des Außenrotors 51 aufgebracht wird, die die ersten und zweiten eingeschlossenen Bereiche 53a und 53b umgeben, so dass die Zahnspitzenspielräume zwischen dem Innenzähneabschnitt 51a des Außenrotors 51 und dem Außenzähneabschnitt 52a des Innenrotors 52 verringert werden können. Diese Drucklast verursacht, wenn sie zu stark ist, wahrscheinlich eine ungewöhnliche Reibungsabnutzung der Innen- und Außenzähneabschnitte 51a und 52a.
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Die verdichtete bzw. komprimierte Bremsflüssigkeit durchläuft jedoch den ersten eingeschlossenen Bereich 53a und den unmittelbar neben dem ersten eingeschlossenen Bereich 53a gelegenen Zahnzwischenraumabschnitt 53, so dass ein Druck in einer Richtung der Expansion des Zahnspitszenspielraums zwischen den Innen- und Außenzähneabschnitten 51a und 52a wirkt. Deshalb wird die oben stehend erwähnte Last durch den Expansionsdruck teilweise aufgehoben, so dass die ungewöhnliche Reibungsabnutzung verhindert werden kann.
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Des Weiteren ist, da zumindest zwei Zahnzwischenraumabschnitte an sowohl dem ersten als auch dem zweiten eingeschlossenen Bereich 53a und 53b vollständig durch die Harzelemente 100b und 101b abgedichtet sind, die Dichtung zwischen der Hoch- und Niederdruckseite sogar dann sichergestellt, wenn ein Berührungspunkt (ein Dichtungspunkt) zwischen den Innen- und Außenzahnradsabschnitten 52a und 51a in der Nähe des ersten eingeschlossenen Bereichs 53a oder ein Drehmomentübertragungspunkt dazwischen an dem zweiten eingeschlossenen Bereich 53b aufgrund von Rotorabmessungs- oder Zusammenbaugenauigkeitsabweichungen verschoben wird oder schwankt.
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Eine erste Kante des Harzelements 80b oder 81b des ersten oder zweiten Außenumfangsdichtungselements 80 oder 81 hat an einer der Niederdruckaußenumfangskammer 50c zugewandten Position spitz zulaufende Oberflächen, ebenso wie eine zweite Kante des Harzelements an einer diagonal zur ersten Kante befindlichen Position.
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Das Gummielement 80a oder 81a berührt die spitz zulaufenden Oberfläche der zweiten Kante in einem Aussparungsabschnitt 73d oder 73e, so dass eine elastische Kraft des Gummielements 80a oder 81a nicht nur wirkt, um das Harzelement 80b oder 81b zum Außenumfang des Außenrotors 51 hinzudrücken, sondern auch um das Harzelement 80b oder 81b in enges Anliegen an einer Innenwand des Aussparungsabschnittes 73d oder 73e zu bringen. Des Weiteren wird, da die erste Kante eine spitz zulaufende Oberfläche aufweist, die erste Kante daran gehindert, in die Niederdruckaußenumfangskammer 50c einzuschneiden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Gemäß einer Pumpe einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering, so dass der Außenrotor 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P geeignet verformt wird. Die weiteren Merkmale und Konstruktionen der dritten Ausführungsform sind die gleichen wie die in der ersten oder zweiten Ausführungsform. 11 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der Umlaufpumpe in der Nähe des Außenrotors 51. 12 zeigt eine entlang einer Linie XII-XII aus 11 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Grundlegende Idee ist es, eine Form oder Abmessung eines Zahngrundes des Außenrotors basierend auf einem Ort (Eingriffslinie) der Zahnspitze des Innenrotors 52 zu bestimmen, wenn der Innenrotor 52 zusammen mit dem Außenrotor 51 dreht, und zwar solcher Art, dass der Zahngrund des Außenrotors 51 niemals in Eingriff mit der Zahnspitze des Innenrotors 52 an dem zweiten eingeschlossenen Bereich 52b kommt, aber ein Spielraum zwischen dem Zahngrund und des Außenrotors 51 und der Zahnspitze des Innenrotors 52 nicht zu groß ist.
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Gemäß der dritten Ausführungsform ist jedoch der Zahngrund 51b des Außenrotors 51 ausgehöhlt, um radial weiter außerhalb als eine Position (eine durch eine gestrichelte Linie in der Zeichnung gezeigte Position) angeordnet zu sein, die, wie oben stehend erwähnt, im wesentlichen basierend auf dem Ort der Zahnspitze des Innenrotors bestimmt ist. Dementsprechend ist eine Dicke (Länge) zwischen dem Zahngrund 51e des Außenrotors 51 und seiner Außenumfangsoberfläche dünner (kürzer) als gewöhnlich, so dass die Steifigkeit des Außenrotors relativ gering ist. Die Dicke zwischen dem Zahngrund 51e des Außenrotors 51 und seiner Außenumfangsoberfläche ist auf einen vorgegebenen Wert ausgelegt, um den Außenrotor 51 geeignet zu verformen.
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[Vierte Ausführungsform]
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Gemäß einer Pumpe einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering, so dass der Außenrotor 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P geeignet verformt wird. Die weiteren Merkmale und Konstruktionen der vierten Ausführungsform sind die gleichen wie die der ersten oder zweiten Ausführungsform. 13 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe in der Nähe des Außenrotors 51. 14 zeigt eine entlang einer Linie XIV-XIV aus 13 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Gemäß der vierten Ausführungsform weist der Außenrotor 51 einen angefasten Abschnitt 51g an einer jedem Zahngrund 51e zugeordneten Kante in den durch die Innenumfangsoberfläche des Außenrotors und seine gegenüberliegenden Axialendoberflächen gebildeten Kanten auf, so dass die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering ist. Der angefaste Abschnitt 51g, dessen Größe geeignet eingestellt ist, ermöglicht eine gewünschte Verformung des Außenrotors 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P.
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Obwohl es hinsichtlich eines Pumpennutzungsgrades nicht wünschenswert ist, den angefasten Abschnitt an der Kante der Zahnspitze oder am Zahnfuß des Außenrotors 51 vorzusehen, beeinflusst der an der dem Zahngrund 51e zugeordneten Kante vorgesehene angefaste Abschnitt 51g den Pumpennutzungsgrad nicht negativ.
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15 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe in der Nähe des Außenrotors 51. 16 zeigt eine entlang einer Linie XVI-XVI aus 15 aufgenommene Querschnittsansicht. Der abgefaßte Abschnitt 51g kann eine abgerundete Kante sein, wie in den 15 und 16 gezeigt.
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[Fünfte Ausführungsform]
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Gemäß einer Pumpe einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering, so dass der Außenrotor 51 sich im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P geeignet verformen kann. Die weiteren Merkmale und Konstruktionen der fünften Ausführungsform sind die gleichen wie die der ersten und zweiten Ausführungsform. 17 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe in der Nähe des Außenrotors 51. 18 zeigt eine entlang einer Linie XVIII-XVIII aus 17 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Gemäß der fünften Ausführungsform weist der Außenrotor 51 eine Ausnehmung 51h an einem axial in der Nähe des Mittelpunkts jedes Zahngrundes 51e gelegenen Punkt auf, so dass die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering ist. Die Ausnehmung 51h, deren Größe geeignet geschätzt ist, ermöglicht eine gewünschte Verformung des Außenrotors 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P.
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[Sechste Ausführungsform]
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Gemäß einer Pumpe einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering, so dass der Außenrotor 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P geeignet verformt wird. Die weiteren Merkmale und Konstruktionen der sechsten Ausführungsform sind die gleichen wie die der ersten oder zweiten Ausführungsform. 19 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe in der Nähe des Außenrotors 51. 20 zeigt eine entlang einer Linie XX-XX aus 19 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Gemäß der sechsten Ausführungsform weist der Außenring 51 eine ringförmige Rille 51i an einem axial nahe der Mitte gelegenen Punkt seiner Außenumfangsoberfläche auf, so dass die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering ist. Die ringförmige Rille 51i, deren Größe geeignet eingestellt ist, ermöglicht eine gewünschte Verformung des Außenrotors 51 im Ansprechen auf einen Anstieg des Abfuhrdrucks P.
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[Siebte Ausführungsform]
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Gemäß einer Pumpe einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering, so dass der Außenrotor 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P geeignet verformt wird. Die weiteren Merkmale und Konstruktionen der siebten Ausführungsform sind die gleichen wie die der ersten oder zweiten Ausführungsform. 21 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe in einer Nähe des Außenrotors 51. 22 zeigt eine entlang einer Linie XXII-XXII aus 22 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Gemäß der siebten Ausführungsform weist der Außenrotor eine Mehrzahl von axialen Durchgangsbohrungen 51j auf, so dass die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering ist. Die axialen Durchgangsbohrungen 51j, deren jeweilige Größe (Durchmesser) oder Stützzahl geeignet eingestellt ist, ermöglichen eine gewünschte Verformung des Außenrotors 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P.
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Um einen Abdichteffekt der Seitendichtungselemente 100 oder 101 (vergleiche 3) sicherzustellen, ist jeder Durchmesser der axialen Durchgangsbohrungen 51j kleiner als eine Breite der Seitendichtungselemente 100 oder 101.
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[Achte Ausführungsform]
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Gemäß einer Pumpe einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering, so dass der Außenrotor 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P geeignet verformt wird. Die weiteren Merkmale und Konstruktionen der achten Ausführungsform sind die gleichen wie die der ersten oder zweiten Ausführungsform. 23 zeigt eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer Umlaufpumpe in einer Nähe des Außenrotors 51. 24 zeigt eine entlang einer Linie XXIV-XXIV aus 24 aufgenommene Querschnittsansicht.
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Gemäß der achten Ausführungsform weist der Außenrotor eine Mehrzahl von runden Bohrungen bzw. Löchern 51k auf seinen gegenüberliegenden Axialendoberflächen auf, so dass die Steifigkeit des Außenrotors 51 relativ gering ist. Die runden Bohrungen 51k, deren jeweilige Größe (Durchmesser), Stückzahl oder Tiefe geeignet eingestellt sind, ermöglichen eine gewünschte Verformung des Außenrotors 51 im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks P.
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Um einen Abdichteffekt der Seitendichtungselemente 100 oder 101 (vergleiche 3) sicherzustellen, ist jeder Durchmesser der runden Bohrungen 51k kleiner als eine Breite der Seitendichtungselemente 100 oder 101.
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Gemäß der obenstehend erwähnten Ausführungsformen wird ein Abfuhrdruck auf gegebene Teile der Außenumfangsoberfläche des Außenrotors 51 aufgebracht, um den Außenrotor 51 zu verformen, wodurch die Zahnspitzenspielräume sowohl des ersten als auch des zweiten eingeschlossenen Bereichs im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks verringert werden. Anstatt des Abfuhrdrucks kann jedoch auch eine mechanische Last, wie beispielsweise Federvorspannkräfte, auf die gegebenen Teile des Außenumfangs des Außenrotors aufgebracht werden, um den Außenrotor zu verformen. Die mechanische Last, deren Wert proportional zum Anstieg des Abfuhrdrucks ist, dient zum Verringern der Zahnspitzenspielräume von sowohl dem ersten als auch dem zweiten eingeschlossenen Bereich im Ansprechen auf ein Ansteigen des Abfuhrdrucks.
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Als Verformungshilfsvorrichtung zum Absenken der Steifigkeit des Außenrotors kann eine Mehrzahl von in der dritten bis achten Ausführungsform gezeigten Verformungshilfseinrichtungen kombiniert werden.
