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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Kolbenpumpe. Genauer
gesagt gehört diese Erfindung zu einer kraftbetriebenen
Kolbenpumpe für ein hydraulisches Bremsgerät für
ein Fahrzeug, das mit einem Antiblockierbremssystem (ABS), einer elektronischen
Stabilitätssteuerung (ESC), einer Traktionssteuerung (TRC)
und desgleichen ausgestattet ist.
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HINTERGRUND
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Bekannte
Kolbenpumpen, die jeweils für ein hydraulisches Bremsgerät
für ein Fahrzeug verwendet wurden, sind in den Dokumenten
JP2001508854A (Quelle
1)
DE 101 2005
034 571 A1 (Quelle 2) und
DE10053992A1 (Quelle 3) offenbart.
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Gemäß der
in der Quelle 1 offenbarten Kolbenpumpe ist ein ringförmiger
Körper an einem Außenumfang eines Kolbens angebracht,
der durch eine Nocke angetrieben wird, um so eine hin- und hergehende
Bewegung durchzuführen. Der Körper ist axial auf
dem Kolben verschiebbar (das heißt gleitfähig)
und wird durch eine Feder zu einer Seite hin gedrückt.
Der Körper und der Kolben sind in einen Hydraulikblock
(präzise gesagt einen Zylinder, der an dem Hydraulikblock
ausgebildet ist) eingeführt, während entsprechende
Endabschnitte des Körpers und des Kolbens einer selben
Pumpenkammer (das heißt einer Verdrängungskammer)
zugewandt sind.
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Gemäß der
offenbarten Kolbenpumpe bildet der Kolben eine erste Pumpe, während
der Körper eine zweite Pumpe bildet. In Fällen,
in denen eine durch einen Druck innerhalb der Pumpenkammer verursachte
Schubkraft kleiner als eine Vorspannkraft der Feder ist, bewegt
sich der Körper zusammen mit dem Kolben. Andererseits wird
in Fällen, in denen die durch den Druck innerhalb der Pumpenkammer
verursachte Schubkraft größer als die Vorspannkraft
der Feder ist, der Körper zu seinem Bewegungsendabschnitt
hin gedrückt, der sich in einer Richtung weg von der Pumpenkammer
befindet.
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Das
heißt, bis der Druck in der Pumpenkammer einen vorbestimmten
Wert erreicht (das heißt der Pumpenabgabedruck ist niedrig),
werden die erste Pumpe und die zweite Pumpe zusammen betrieben. Wenn
der Druck in der Pumpenkammer den vorbestimmten Wert überschreitet
(das heißt der Pumpenabgabedruck ist hoch), wird die Betätigung
der zweiten Pumpe gestoppt und nur die erste Pumpe wird betätigt.
Dementsprechend wird ein Pumpenabgabevolumen zwischen Fällen
verändert, in denen der Pumpenabgabedruck hoch und niedrig
ist.
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In
derselben Weise wie die Kolbenpumpe in der Quelle 1 wird gemäß den
Kolbenpumpen, die jeweils in den Quellen 2 und 3 offenbart sind,
der Betrieb der zweiten Pumpe angehalten, wenn der Druck in der
Pumpenkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet, obgleich
die Aufbauten der Kolbenpumpen in den Quellen 1, 2 und 3 geringfügig
voneinander verschieden sind.
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Die
in jeder der Quellen 1, 2 und 3 offenbarte Kolbenpumpe kann das
Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines niedrigen Pumpenabgabedrucks
im Vergleich zu dem Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines
hohen Abgabedrucks ohne einen Anstieg einer Leistung eines Motors
erhöhen, der die Kolbenpumpe antreibt (das heißt
eines Kolbenantriebsmotors). Dementsprechend kann zum Beispiel bei
der ABS Steuerung ein Fluid, das in einem Behälter gespeichert
ist (das heißt ein Bremsfluid), schnell gepumpt werden.
Zusätzlich dazu kann bei der ESC-Steuerung, der TRC-Steuerung
und desgleichen ein Ansprechverhalten einer Druckbeaufschlagung
des Radzylinderdrucks verbessert werden, um dadurch jede Steuerleistung
zu verbessern.
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Wie
dies vorstehend genannt ist, kann die Kolbenpumpe, die in jeder
der Quellen 1, 2 und 3 offenbart ist, das Pumpenabgabevolumen zu
einem Zeitpunkt eines niedrigen Pumpenabgabedrucks im Vergleich
zu dem Pumpenabgabevolumen zu einem Zeitpunkt eines hohen Abgabedrucks
ohne einen Anstieg einer Leistung des Kolbenantriebsmotors erhöhen,
um dadurch das Ansprechverhalten der ABS-Steuerung, der ESC-Steuerung
und desgleichen zu verbessern. Allerdings muss der Druck in der Pumpenkammer
infolge der Veränderung des Pumpenabgabevolumens nicht
stabil sein.
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Das
heißt, der Druck in der Pumpenkammer, wenn das Pumpenabgabevolumen
verändert wird (das heißt der Betrieb der zweiten
Pumpe angehalten wird), wird auf der Basis einer Summe einer Last
der Feder, die den Körper vorspannt, und eines Gleitwiderstands
des Körpers bestimmt. In diesem Fall ist der Gleitwiderstand
des Körpers abhängig von einer Größe
des Gleitabschnitts, einer Temperatur und desgleichen variabel.
Dementsprechend verändert sich der Druck in der Pumpenkammer
dann, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert wird, infolge der
Veränderung des Gleitwiderstands des Körpers, was
die Stabilität der Hydrauliksteuerung negativ beeinflussen
kann.
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Es
gibt somit einen Bedarf für eine Kolbenpumpe, die ein Pumpenabgabevolumen
ohne einen Anstieg einer Leistung eines Pumpenantriebsmotors erhöhen
kann, wenn ein Pumpenabgabedruck niedrig ist, und einen Druck in
einer Pumpenkammer stabilisieren kann, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Kolbenpumpe eine erste
Kolbenpumpe, die einen ersten Kolben und eine erste Pumpenkammer
aufweist, ein Antriebsgerät zum Antreiben der ersten Kolbenpumpe
und eine zweite Kolbenpumpe mit einem zweiten Kolben und einer zweiten
Pumpenkammer, die eine ringförmige Form hat, um den ersten
Kolben zu umgeben, wobei der zweite Kolben so arbeitet, dass er
einer Betätigung des ersten Kolbens folgt, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kolbenpumpe des Weiteren einen Druckfreisetzungskanal,
der in Verbindung mit der zweiten Pumpenkammer ausgebildet ist,
und ein Ablassventil hat, das an dem Druckfreisetzungskanal vorgesehen
ist und einen oberen Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe definiert,
wobei dann, wenn ein Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe gleich
wie oder geringer als der obere Grenzabgabedruck ist, ein Abgabefluid
der zweiten Kolbenpumpe zu einem Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe
hinzugefügt wird, um in eine Auslassöffnung zu
strömen, und dann, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe den
oberen Grenzabgabedruck überschreitet, das Abgabefluid
der zweiten Kolbenpumpe durch das Ablassventil zu dem Druckfreisetzungskanal
freigesetzt wird und nur das Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe
zu der Auslassöffnung strömt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Kolbenpumpe
eine erste Kolbenpumpe, die eine erste Pumpenkammer aufweist, welche
durch einen ersten Zylinder und einen ersten Kolben definiert ist,
wobei ein Endabschnitt von diesem der ersten Pumpenkammer zugewandt ist,
ein Antriebsgerät zum Antreiben der ersten Kolbenpumpe
und eine zweite Kolbenpumpe mit einer zweiten Pumpenkammer, welche
durch einen zweiten Zylinder und einen zweiten Kolben definiert
ist, wobei ein Endabschnitt von diesem der zweiten Pumpenkammer
zugewandt ist, wobei die zweite Pumpenkammer eine ringförmige
Form hat und an einer Außenumfangsseite des ersten Kolbens
ausgebildet ist, wobei der zweite Kolben eine ringförmige
Form hat und an dem Außenumfang des ersten Kolbens angeordnet
ist, wobei der zweite Kolben eine hin- und hergehende Bewegung durchführt,
indem er einer Betätigung des ersten Kolbens folgt, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe des Weiteren einen Druckfreisetzungskanal,
der in Verbindung mit der zweiten Pumpenkammer ausgebildet ist,
und ein Ablassventil hat, das an dem Druckfreisetzungskanal vorgesehen
ist und einen oberen Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe definiert,
wobei die erste Kolbenpumpe und die zweite Kolbenpumpe jeweils Einlassventile
aufweisen, wobei ein Ausgang der zweiten Pumpenkammer mit der ersten
Pumpenkammer durch das Einlassventil der ersten Kolbenpumpe verbunden
ist, wobei der Druckfreisetzungskanal mit dem Ausgang der zweiten
Pumpenkammer verbunden ist.
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Gemäß der
vorstehenden Erfindung wird die zweite Kolbenpumpe nicht gestoppt
und sogar dann in Betrieb gehalten, wenn ihr Abgabedruck ansteigt, was
von den vorstehenden Quellen 1 bis 3 verschieden ist. In diesem
Fall wird allerdings dann, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe
den oberen Grenzabgabedruck überschreitet, das Ablassventil geöffnet.
Dann wird das Fluid, das aus der zweiten Kolbenpumpe abgegeben wird,
durch das im offenen Zustand befindliche Ablassventil zu dem Druckfreisetzungskanal
freigesetzt, das heißt nicht zu der Auslassöffnung
geschickt, um dadurch das Pumpenabgabevolumen zu ändern.
Dementsprechend wird der Druck in der zweiten Pumpenkammer auf der
Basis des oberen Grenzabgabedrucks des Ablassventils bestimmt, das
an dem Druckfreisetzungskanal angeordnet ist. Der obere Grenzabgabedruck
des Ablassventils wird auf der Basis der Last der Feder bestimmt,
die den Ventilkörper in der geschlossenen Richtung vorspannt.
Somit wird der Druck in der zweiten Pumpenkammer davon abgehalten,
durch eine Größe eines Kontakts des zweiten Kolbens
mit dem ersten Kolben, eine Temperatur und desgleichen beeinflusst
zu werden, was zu keinerlei Veränderungen des Drucks in
der zweiten Pumpenkammer, insbesondere und letztendlich des Drucks
des aus der ersten Kolbenpumpe zu der Auslassöffnung abgegebenen
Fluids, infolge einer Veränderung des Pumpenabgabevolumens
führt.
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Zusätzlich
dazu strömt in Fällen, in denen der Abgabedruck
der zweiten Pumpenkammer den oberen Grenzabgabedruck des Ablassventils überschreitet,
das Fluid, welches nur von der ersten Kolbenpumpe abgegeben wurde,
in die Auslassöffnung. Somit wird die Fähigkeit
zum Abgeben einer großen Menge von Fluid bei einem hohen
Druck nicht benötigt, was einen Anstieg der Leistung des
Pumpenantriebsmotors verhindert.
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Gemäß der
Kolbenpumpe, die in den vorstehenden Quellen 1 bis 3 offenbart ist,
ist zudem eine Querschnittsfläche der Pumpenkammer (das
heißt der Verdrängungskammer) gleich einer Summe
einer Querschnittsfläche des Kolbens und einer Querschnittsfläche
des Körpers. Somit wird in Fällen, in denen die
Betätigung des Körpers gestoppt wird, das Fluid
in der Pumpenkammer durch den Kolben komprimiert, der die kleinere
Querschnittsfläche als die der gesamten Pumpenkammer hat,
was zu einer Verringerung der Pumpeneffizienz führt. Andererseits sind
gemäß den Ausführungsbeispielen eine
Querschnittsfläche des ersten Kolbens und eine Querschnittsfläche
der ersten Pumpenkammer zueinander gleich. Somit kann die Verringerung
der Pumpeneffizienz dann, wenn das Pumpenabgabevolumen verändert
wird, vermieden werden. Zusätzlich dazu ermöglicht
das Ausbleiben einer Verringerung der Pumpeneffizienz eine weitere
Verkleinerung der Kolbenpumpe mit einem kleinen Kolbendurchmesser.
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Das
Abgabefluid aus der zweiten Kolbenpumpe wird durch das Einlassventil
der ersten Kolbenpumpen an die erste Pumpenkammer geschickt und
strömt durch das Auslassventil der ersten Kolbenpumpe in
die Auslassöffnung.
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Der
zweite Kolben ist an der Außenumfangsseite des ersten Kolbens
angeordnet, um relativ zu diesem axial bewegbar zu sein, wobei der
erste Kolben einen Anschlag an einem Außenumfang aufweist,
um eine axiale Relativbewegung zwischen dem zweiten Kolben und dem
ersten Kolben so zu beschränken, dass sie gleich wie oder
kleiner als ein Hub des ersten Kolbens ist, und ein Gleitwiderstand zwischen
dem zweiten Kolben und dem zweiten Zylinder ist so spezifiziert,
dass er größer als ein Gleitwiderstand zwischen
dem zweiten Kolben und dem ersten Kolben ist.
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Der
erste Kolben weist einen Flansch an dem Außenumfang zum
Pressen des zweiten Kolbens bei einem Kompressionsvorgang auf.
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Das
Einlassventil der zweiten Kolbenpumpe wird mit Hilfe des Flanschs
geöffnet und geschlossen, um einen Kontakt mit dem zweiten
Kolben herzustellen und ihn von diesem zu lösen.
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Eine
Innenumfangsfläche des zweiten Kolbens und eine Außenumfangsfläche
des ersten Kolbens formen einen Spalt zwischen sich.
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Der
zweite Kolben weist einen Schlitz an einer Innenumfangsseite auf,
mit dessen Hilfe ein Ausgang der zweiten Pumpenkammer mit einem
Einlasskanal der ersten Kolbenpumpe in Verbindung steht.
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Das
Abgabefluid aus der zweiten Pumpenkammer, das freigesetzt wird,
indem es durch den Pumpenfreisetzungskanal hindurchtritt, strömt
zurück zu einer Eingansseite der zweiten Pumpenkammer.
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Der
Druckfreisetzungskanal und das Ablassventil sind im Inneren des
ersten Kolbens angeordnet.
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Der
zweite Kolben ist durch eine Pfannendichtung ausgebildet, die aus
Harz oder Gummi gemacht ist.
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Das
Ablassventil hat einen ersten Ventilabschnitt, der geöffnet
wird, wenn der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe den oberen Grenzabgabedruck überschreitet,
und einen zweiten Ventilabschnitt, der bei einem niedrigeren Druck
als dem Druck zum Öffnen des ersten Ventilabschnitts geöffnet
wird, und ein Fluid, das durch den ersten Ventilabschnitt in dem
offenen Zustand hindurchtritt, bringt den zweiten Ventilabschnitt
dazu, sich zu öffnen, wobei der zweite Ventilabschnitt
ausgebildet ist, um einen Öffnungsgrad des ersten Ventilabschnitts
dazu zu bringen, sich zu erhöhen.
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Das
Ablassventil hat einen Ventilkörper mit einer ersten Druckaufnahmefläche
und einer zweiten Druckaufnahmefläche, die eine größere
Fläche als eine Fläche der ersten Druckaufnahmefläche
hat, einen Ventilsitz mit dem der Ventilkörper in Kontakt kommt
und von dem er sich löst, und eine Feder zum Vorspannen
des Ventilkörpers in einer geschlossenen Richtung, wobei
der erste Ventilabschnitt durch den Ventilkörper den Ventilsitz
gebildet wird, der zweite Ventilabschnitt durch den Ventilkörper
und eine Innenumfangsfläche einer Bohrung gebildet wird,
in die der Ventilkörper eingeführt ist, die erste Druckaufnahmefläche
den Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe in einem Fall aufnimmt,
in dem der erste und der zweite Ventilabschnitt beide geschlossen sind,
die zweite Druckaufnahmefläche einen Druck des Fluids aufnimmt,
das durch den ersten Ventilabschnitt in einem Fall hindurchtritt,
in dem der erste Ventilabschnitt geöffnet ist.
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Ein
erster Zylinder, in den der erste Kolben eingeführt ist,
und ein zweiter Zylinder, in den der zweite Kolben eingeführt
ist, sind einstückig an dem Zylinderbauteil ausgebildet.
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Die
Kolbenpumpe weist zudem eine Förderpumpe mit dem zweiten
Kolben, eine dritte Pumpenkammer, die an einer entgegengesetzten
Seite der zweiten Pumpenkammer relativ zu dem zweiten Kolben vorgesehen
ist, ein Einlassventil zum Öffnen und Schließen
eines Eingangs der dritten Pumpenkammer und ein Auslassventil zum Öffnen
und Schließen eines Ausgangs der dritten Pumpenkammer auf,
wobei die Förderpumpe ein Fluid in der dritten Pumpenkammer
mit Druck beaufschlagt, um in einem Fall zwangsweise zu der ersten
Pumpenkammer geschickt zu werden, in dem sich die erste und die
zweite Kolbenpumpe in einem Ansaugvorgang befinden.
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Das
Ablassventil veranlasst das Abgabefluid aus der zweiten Pumpenkammer,
das freigesetzt wird, indem es durch den Druckfreisetzungskanal hindurchtritt,
in die dritte Pumpenkammer zu strömen.
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Der
zweite Zylinder ist durch einen bewegbaren Zylinder gebildet, der
an einer Außenumfangsseite des zweiten Kolbens angeordnet
ist, um axial bewegbar zu sein, und in den der zweite Kolben eingeführt
ist, um axial gleitfähig zu sein, wobei der zweite Kolben,
von dem ein axiales Ende der zweiten Pumpenkammer zugewandt ist,
während das andere axiale Ende der dritten Pumpenkammer
zugewandt ist, und der bewegbare Zylinder und ein Gehäuse
zum Aufnehmen des ersten und zweiten Kolbens Einlassventile bilden,
die an einem Eingang der zweiten Pumpenkammer bzw. an einem Eingang
der dritten Pumpenkammer angeordnet sind, wobei die Einlassventile
mit Hilfe einer axialen hin- und hergehenden Bewegung des bewegbaren
Zylinders wechselweise geöffnet und geschlossen werden,
wobei der erste und der zweite Kolben einen Ventilabschnitt, der
an einem Ausgang der zweiten Pumpenkammer angeordnet ist, und ein
Auslassventil bilden, das an dem Ausgang der dritten Pumpenkammer
angeordnet ist, wobei der Ventilabschnitt und das Auslassventil
mit Hilfe einer axialen Relativbewegung zwischen dem ersten und
dem zweiten Kolben wechselweise geöffnet und geschlossen
werden, wobei das Auslassventil geöffnet wird und der Ventilabschnitt
geschlossen wird, so dass das Fluid innerhalb der dritten Pumpenkammer
in einem Fall zu der ersten Pumpenkammer geschickt wird, in dem
sich die erste und die zweite Kolbenpumpe in dem Ansaugvorgang befinden.
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Ein
fixierter Zylinder ist an einer Außenumfangsseite des bewegbaren
Zylinders vorgesehen, wobei der fixierte Zylinder ausgeschnittene
Abschnitte aufweist, mit deren Hilfe sich die zweite und die dritte
Pumpenkammer jeweils in Verbindung mit der Einlassöffnung
befindet, und eine Bewegung des bewegbaren Zylinders durch den fixierten
Zylinder geführt wird.
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Ein
Ventilabschnitt von jedem der Einlassventile, die an dem Eingang
von jeder der zweiten Pumpenkammer und der dritten Pumpenkammer vorgesehen
sind, werden mit Hilfe des bewegbaren Zylinders geöffnet
und geschlossen, um einen Kontakt mit einem Dichtungsbauteil herzustellen
und sich von diesem zu lösen, das an dem Gehäuse
vorgesehen ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehenden und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Berücksichtigung
der beigefügten Zeichnungen verständlich.
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittsansicht der in der 1 dargestellten
Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen
Todpunkt bewegt;
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3A ist
eine Endansicht eines zweiten Kolbens der in der 1 dargestellten
Kolbenpumpe;
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3B ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in der 3A;
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4 ist
eine Querschnittsansicht eines Ablassventils gemäß einem
weiteren Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Querschnittsansicht der in der 5 dargestellten
Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen
Todpunkt bewegt;
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7 ist
eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Querschnittsansicht der in der 7 dargestellten
Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen
Todpunkt bewegt;
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9 ist
eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts einer Kolbenpumpe
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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10 ist
eine Querschnittsansicht der in der 9 dargestellten
Kolbenpumpe in einem Zustand, in dem sich ein Kolben zu einem oberen
Todpunkt bewegt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben.
Eine Kolbenpumpe gemäß einem in der 1 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel hat ein Zylinderbauteil 2,
eine erste Kolbenpumpe 3, eine zweite Kolbenpumpe 4,
ein Ablassventil 5 und eine exzentrische Nocke 6,
die allesamt in einem Pumpengehäuse 1 aufgenommen
sind, das eine Einlassöffnung 1a und eine Auslassöffnung 1b aufweist.
Die Kolbenpumpe weist auch einen Elektromotor (nicht gezeigt) zum
Antreiben der exzentrischen Nocke 6 auf. Der Elektromotor
und die exzentrische Nocke 6 bilden zusammen ein Antriebsgerät, mit
dessen Hilfe die erste und die zweite Kolbenpumpe 3 und 4 angetrieben
werden.
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Das
Zylinderbauteil 2 hat einen ersten Zylinder 2a und
einen zweiten Zylinder 2b, der einen größeren
Durchmesser als den des ersten Zylinders 2a hat. Dann sind
zwei Pumpenkammern, die später erklärt sind, jeweils
durch den ersten und den zweiten Zylinder 2a und 2b definiert.
Wie dies in der 1 dargestellt ist, sind der
erste und der zweite Zylinder 2a und 2b an dem
Zylinderbauteil 2 einstückig ausgebildet, um dadurch
eine leichte Bearbeitung zu erzielen und eine Konzentrizität
sicher zu stellen.
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Die
erste Kolbenpumpe 3 hat eine erste Pumpenkammer 7,
einen ersten Kolben 8, ein Einlassventil 10, ein
Auslassventil 11 und eine Rückstellfeder 12.
Die erste Pumpenkammer 7 ist durch den ersten Zylinder 2a definiert.
Ein axiales Ende und das andere Ende des ersten Kolbens 8 sind
jeweils in den ersten Zylinder 2a und eine Führungsbohrung 1c eingeführt,
die an dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, so
dass das eine Ende des ersten Kolbens 8 der ersten Pumpenkammer 7 zugewandt
ist. Das Einlassventil 10 ist an einer Eingansseite (das
heißt nahe eines Einlasskanals 9) der ersten Pumpenkammer 7 angeordnet,
während das Auslassventil 11 an einer Ausgangsseite
der ersten Pumpenkammer 7 angeordnet ist. Die Rückstellfeder 12 drückt
den ersten Kolben 8 von einem oberen Todpunkt, der in der 2 dargestellt
ist, zu dem der erste Kolben 8 gedrückt wurde,
um sich durch die exzentrische Nocke 6 zu bewegen, zurück
zu einem unteren Todpunkt, der in der 1 dargestellt
ist. Das andere Ende des ersten Kolbens 8 ist in eine Luftkammer 1b eingeführt,
die an dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, während
der erste Kolben 8 und die Führungsbohrung 1c durch
ein Dichtungsbauteil 13 abgedichtet sind. Das andere Ende
des ersten Kolbens 8 stellt einen Kontakt mit einem Außenumfang
der exzentrischen Nocke 6 her, die in der Luftkammer 1b angeordnet
ist. Da der erste Kolben 8 ein Fluid in der ersten Pumpenkammer 7 komprimiert,
wenn er sich in der 1 nach rechts bewegt, ist eine
rechte Endseite jedes Bauteils zusätzlich zu dem ersten
Kolben 8 in der 1 als ein vorderes Ende definiert
und eine linke Endseite ist als ein hinteres Ende definiert. Für die
weiteren Ausführungsbeispiele ist eine Richtung der Kolbenpumpe
in derselben Weise wie das erste Ausführungsbeispiel erklärt.
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Das
Einlassventil 10 der ersten Kolbenpumpe 3 ist
ein bekanntes Ventil, das einen kugelförmigen Ventilkörper 10a,
einen Ventilsitz 10b, mit dem der Ventilkörper 10a in
Kontakt kommt oder sich von diesem löst, und eine Feder 10c aufweist,
die den Ventilkörper 10a in einer geschlossenen
Richtung vorspannt, so dass der Ventilkörper 10a gegen
den Ventilsitz 10b gepresst wird. Eine Halterung 8a,
die aus Harz gemacht ist und den Ventilsitz 10b und den Dichtungsabschnitt
(das heißt die Lippendichtung in der 1) 14 zum
Abdichten eines Außenumfangs aufweist, ist an der vorderen
Endseite des ersten Kolbens 8 angeordnet.
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Das
Einlassventil 10 ist im Inneren der Halterung 8a angeordnet.
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Das
Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 ist
auch ein bekanntes Ventil, das einen kugelförmigen Ventilkörper 11a,
einen Ventilsitz 11b, mit dem der Ventilkörper 11a einen
Kontakt herstellt oder sich von diesem löst, und eine Feder 11c aufweist, die
den Ventilkörper 11a in einer geschlossenen Richtung
vorspannt, so dass der Ventilkörper 11a gegen
den Ventilsitz 11b gedrückt wird. Die Feder 11c ist
durch eine Halterung 15 gestützt, die an dem Zylinderbauteil 2 zum
Beispiel durch Presspassen montiert ist. Gemäß solch
einem Aufbau ist das Auslassventil 11 an dem Zylinderbauteil 2 vorab
angebaut, so dass die Zusammenbauleistung des Auslassventils 11 verbessert
wird. Alternativ dazu kann die Halterung 15 allerdings
weggelassen werden und eine Reaktionskraft der Feder 11c kann
durch eine Kappe 16 aufgenommen werden, die zum Abdecken
und Verschließen eines Baulochs des Pumpengehäuses 1 vorgesehen
ist.
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Die
zweite Kolbenpumpe 4 hat eine zweite Pumpenkammer 17,
die durch den zweiten Zylinder 2b definiert ist, einen
zweiten Kolben 18, dessen vorderes Ende der zweiten Pumpenkammer 17 zugewandt
ist, ein Einlassventil 19 zum Öffnen und Schließen
eines Eingangs der zweiten Pumpenkammer 17 und ein Auslassventil,
das später beschrieben ist.
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Der
zweite Kolben 18 ist durch eine Pfannendichtung ausgebildet,
die aus flexiblem Harz oder Gummi gemacht ist, das geformt werden
kann und günstig ist. Der zweite Kolben 18 ist
in einer ringförmigen Nut 8b zusammengebaut, die
an einem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet
ist, so dass der zweite Kolben 18 relativ zu dem ersten
Kolben 8 axial bewegbar ist. Ein Dichtungsabschnitt 18a, der
in einem Außenumfang des zweiten Kolbens 18 ausgebildet
ist, stellt einen engen Kontakt mit einer Innenumfangsfläche
des zweiten Zylinders 2b her. Dann ist ein Spalt als ein
Fluidkanal zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten
Zylinders 2b und einer Außenumfangsfläche
des ersten Kolbens 8 ausgebildet. Der zweite Kolben 18 führt
eine hin- und hergehende Bewegung aus, indem er einer Bewegung des
ersten Kolbens 8 folgt.
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Anschläge 20 sind
einander zugewandt an dem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet,
um eine relative Bewegung des zweiten Kolbens 18 zu dem
ersten Kolben 8 in einer axialen Richtung so zu beschränken,
dass sie gleich wie oder geringer als ein Hub des ersten Kolbens 8 ist.
In der 1 ist der Anschlag 20 auf der rechten
Seite durch eine Seitenfläche der ringförmigen
Nut 8b ausgebildet. Der Anschlag 20 auf der linken
Seite der 1 ist durch die andere Seitenfläche
der ringförmigen Nut 8b und einen Flansch 21 ausgebildet,
der an dem Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet
ist. Das Drücken des ersten Kolbens 18 wird durch
den Flansch 21 bei einem Kompressionsvorgang der Kolbenpumpe
durchgeführt. Somit wird der zweite Kolben sicher gepresst,
um dadurch die Betriebssicherheit der zweiten Kolbenpumpe 4 zu
verbessern. Der Abstand, um den sich der zweite Kolben 18 zusammen
mit dem ersten Kolben 8 bewegt (das heißt der
Hub), wird durch Subtrahieren der relativen Bewegung des zweiten
Kolbens 18 zu dem ersten Kolben 8 von dem Hub
des ersten Kolbens 8 erhalten.
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Ein
Ventilabschnitt des Einlassventils 19 der zweiten Kolbenpumpe 4 ist
durch entsprechende Abschnitte des ersten Kolbens 8 und
des zweiten Kolbens 18 gebildet. Insbesondere ist der Ventilabschnitt
durch eine Endfläche des Flanschs 21, der an dem
Außenumfang des ersten Kolbens 8 ausgebildet ist,
und ein hinteres Ende des zweiten Kolbens 18 (das heißt
das linke Ende in der 1) gebildet, das von der zweiten
Pumpenkammer 17 weg positioniert ist. Der zweite Kolben 18 ist
in den zweiten Zylinder 2b eingeführt. Dann ist
ein Gleitwiderstand zwischen dem zweiten Kolben 18 und
dem zweiten Zylinder 2b so spezifiziert, dass er größer
als der zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem ersten Kolben 8 ist.
Die relative Bewegung zwischen dem ersten Kolben 8 und
dem zweiten Kolben 18 bringt den Flansch 21 dazu,
einen Kontakt mit dem zweiten Kolben 18 herzustellen oder
sich von diesem zu lösen, um dadurch den Ventilabschnitt
des Einlassventils 19 zu öffnen oder zu schließen.
Somit wird das Einlassventil 19 mit einem Ventilöffnungsdruck
von Null betätigt, was zu einem exzellenten Ansprechverhalten
der Ventilöffnung und zu einem breiten Einlasskanal führt.
Gemäß der Kolbenpumpe des ersten Ausführungsbeispiels
ist ein Spalt zwischen der Innenumfangsfläche des zweiten
Kolbens 18 und der Außenumfangsfläche
des ersten Kolbens 8 ausgebildet, und daher ist der Gleitwiderstand
zwischen diesen als Null spezifiziert. Folglich muss der Gleitwiderstand
zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem zweiten Zylinder 2b nicht
signifikant groß sein. Energieverlust verursacht durch
den Gleitwiderstand kann minimiert werden. Zusätzlich dazu
ist mit dem vorstehenden Aufbau des Einlassventils 19 der
Aufbau der zweiten Kolbenpumpe 4 vereinfacht, um dadurch
eine Kostenreduktion, eine Verkleinerung der Kolbenpumpe und desgleichen
zu erwarten.
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Wie
dies in den 3A und 3B gezeigt ist,
sind zahlreiche Schlitze 18b an dem Innenumfang des zweiten
Kolbens 18 in gleichmäßigen Abständen in
der Umfangsrichtung ausgebildet. Dann befindet sich mit Hilfe der
Schlitze 18b ein Ausgang der zweiten Pumpenkammer 17 in
Verbindung mit dem Einlasskanal 9, der mit der ersten Pumpenkammer 7 verbunden ist.
Die Schlitze 18b können durch eine Matrize ausgebildet
werden, wenn der zweite Kolben 18 ausgeformt wird. Somit
kann ein Verbindungskanal zwischen der zweiten Pumpenkammer 17 und dem
Einlasskanal 9 leicht ausgebildet werden, um dadurch einen
einfachen Aufbau, eine Produktivitätsverbesserung, eine
Kostenreduktion und desgleichen der Kolbenpumpe zu erwarten.
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Das
aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegebene Fluid (das heißt
das Abgabefluid) wird durch das Einlassventil 10 der ersten
Kolbenpumpe 3 zu der ersten Pumpenkammer 7 geschickt
und wird dann durch das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 aus
der Auslassöffnung 1b abgegeben. Gemäß solch
einem Aufbau wird das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 auch
als das Auslassventil der zweiten Kolbenpumpe 4 verwendet,
um dadurch eine Reduktion der Bearbeitungsmannstunden und Kosten,
eine Verkleinerung der Kolbenpumpe und desgleichen zu erzielen.
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Obwohl
das Auslassventil 11 der ersten Kolbenpumpe 3 wünschenswerter
Weise als das Auslassventil der zweiten Kolbenpumpe 4 verwendet wird,
ist dies nicht erforderlich. Ein Kanal zum Verbinden der zweiten
Kolbenpumpe 17 mit der Auslassöffnung 1b kann
an dem Zylinderbauteil 2 ausgebildet sein. Dann kann ein
Auslassventil, das denselben Aufbau wie den des Auslassventils 11 hat,
an dem Kanal angeordnet sein, durch den das Fluid, welches aus der
zweiten Pumpenkammer 17 abgegeben wird, zu der Auslassöffnung 1b geschickt
wird, ohne durch die erste Pumpenkammer 7 zu laufen.
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Das
Ablassventil 5 ist zum Freisetzen des Fluids vorgesehen,
das aus der zweiten Pumpenkammer 17 abgegeben wird, wenn
ein Pumpenabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 einen oberen Grenzabgabedruck überschreitet.
Entsprechend der Kolbenpumpe des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist das Ablassventil im Inneren des ersten Kolbens 8 angeordnet.
Ein Druckfreisetzungskanal 22, der mit der zweiten Pumpenkammer 17 verbunden ist,
ist auch im Inneren des ersten Kolbens 8 vorgesehen. Dann
ist ein Ablassventil 5 an dem Druckfreisetzungskanal 22 angeordnet.
Das in der 1 dargestellte Ablassventil 5 hat
einen Ventilkörper 5a, einen Ventilsitz 5b und
eine Feder 5c zum Drücken des Ventilkörpers 5a gegen
den Ventilsitz 5b. Ein Ventilabschnitt des Ablassventils 5 ist
zwischen dem Ventilkörper 5a und dem Ventilsitz 5b ausgebildet.
Wenn der Ventilabschnitt geöffnet wird, wird das Fluid
durch einen Spalt freigesetzt, der zwischen einer Bohrung 8c,
welche im Inneren des ersten Kolbens 8 ausgebildet ist,
und einem Außenumfang des Ventilkörpers 5a definiert
ist. Dementsprechend erzielen der Druckfreisetzungskanal 22 und
das Ablassventil 5, die im Inneren des ersten Kolbens 8 angeordnet
sind, eine Effizienz zur Raumverwendung und zur weiteren Verkleinerung
der Kolbenpumpe.
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Der
Druckfreisetzungskanal 22 ist in solch einer Weise ausgebildet,
dass das durch den Druckfreisetzungskanal 22 freigesetzte
Fluid zurück zu einer Eingangsseite der zweiten Pumpenkammer 17 strömt,
wie dies in der 1 dargestellt ist. Solch ein Aufbau
ist wünschenswert, da verhindert wird, dass der Druckfreisetzungskanal 22 kompliziert
oder verlängert ist. Alternativ dazu kann allerdings eine
Ausstoßöffnung (nicht gezeigt), die mit einem
Behälter (nicht gezeigt) verbunden ist, welcher als eine Bremsfluidzufuhrquelle
dient, an dem Pumpengehäuse 1 vorgesehen sein.
Dann kann der Druckfreisetzungskanal 22 mit dem Ausstoßanschluss
durch einen Spalt verbunden sein, der um den ersten Kolben 8 herum
ausgebildet ist.
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Gemäß der
so ausgebildeten Kolbenpumpe wird der erste Kolben 8 durch
die exzentrische Nocke 6 angetrieben, um sich von dem unteren
Todpunkt, welcher in der 1 dargestellt ist, zu dem oberen Todpunkt
zu bewegen, der in der 2 dargestellt ist. Wenn der
erste Kolben 8 einmal den oberen Todpunkt erreicht, wird
der erste Kolben 8 mit Hilfe der Rückstellfeder 12 zurück
zu dem unteren Todpunkt gedrückt. Solch ein Vorgang wird
wiederholt durchgeführt. Der zweite Kolben 18 folgt
der vorstehenden Betätigung des ersten Kolbens 8,
so dass die Abgabe und das Ansaugen des Fluids mit Hilfe der ersten Kolbenpumpe 3 und
der zweiten Kolbenpumpe 4 durchgeführt wird. In
Fällen, in denen der Pumpenabgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 niedriger
als der obere Grenzabgabedruck ist, der durch das Ablassventil 5 definiert
ist, wird das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegebene
Fluid zu dem aus der ersten Kolbenpumpe 3 abgegebenen Fluid
hinzugefügt, um in die Auslassöffnung 1b zu
strömen. Wenn das aus der zweiten Pumpenkammer 17 abgegebene Fluid
in die Auslassöffnung 1b strömt, wird
das Einlassventil 10 der ersten Kolbenpumpe 3 geöffnet,
so dass das Fluid durch das offene Einlassventil 10 laufen
kann. Zu diesem Zeitpunkt wird das Einlassventil 19 der
zweiten Kolbenpumpe 4 geschlossen, um so eine Verbindung
zwischen der Einlassöffnung 1a und dem Einlasskanal 9 zu
blockieren. Die erste Kolbenpumpe 3 wird dementsprechend
tatsächlich betätigt.
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Andererseits
wird in Fällen, in denen der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 den
oberen Grenzabgabedruck überschreitet, der durch das Ablassventil 5 definiert
ist, das Ablassventil 5 geöffnet. Dann wird das
Fluid, das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegeben wird,
durch das in dem offenen Zustand befindliche Ablassventil 5 freigesetzt.
Folglich strömt nur das Fluid, das von der ersten Kolbenpumpe 3 abgegeben
wurde, in die Auslassöffnung 1b.
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Der
Druck in der zweiten Pumpenkammer 17 zu diesem Zeitpunkt
ist gleich dem oberen Grenzabgabedruck, der durch das Ablassventil 5 definiert
ist. Ein Effekt durch den Gleitwiderstand der zweiten Kolbenpumpe 18 ist
beseitigt und daher wird die Schwankung des Drucks der zweiten Pumpenkammer 17,
insbesondere und letztlich die Abweichung des Abgabedrucks der ersten
Kolbenpumpe 3, infolge einer Veränderung eines
Pumpenabgabevolumens verhindert.
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Der
kugelförmige Ventilkörper 5a des in der 1 dargestellten
Ablassventils 5 kann durch einen tellerartigen Ventilkörper
ersetzt werden. Zusätzlich dazu kann, wie dies in der 4 dargestellt
ist, das Ablassventil 5 einen flach geformten Ventilkörper 5aii haben,
der mit Hilfe eines Unterschieds der Drücke, die auf die
entsprechenden Flächen des Ventilkörpers 5aii aufgebracht
werden, verformt werden kann, so dass sich der Ventilkörper 5aii von
einer Sitzfläche des Ventilsitzes 5b löst
und öffnet. Solch ein Ablassventil kann an einem Kanal
angeordnet sein, der an dem Zylinderbauteil 2 ausgebildet
ist, um sich von der zweiten Pumpenkammer 17 zu dem Außenumfang
des Zylinderbauteils 2 zu erstrecken.
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Die 5 und 6 veranschaulichen
ein zweites Ausführungsbeispiel der Kolbenpumpe. Die Kolbenpumpe
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
hat ein weiter vorteilhaftes Ablassventil. Das in der 5 dargestellte
Ablassventil 5 hat einen kugelförmigen Ventilkörper 5ai mit
einem größeren Außendurchmesser als dem
des Ventilkörpers in der 1 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel, den Ventilsitz 5b,
mit dem der Ventilkörper 5a einen Kontakt herstellt
oder von dem er sich löst, und die Feder 5c, die
den Ventilkörper 5ai in eine geschlossene Richtung
vorspannt, so dass der Ventilkörper 5ai gegen den
Ventilsitz 5b gedrückt wird. Der Ventilkörper 5ai hat
eine erste Aufnahmefläche mit einer Fläche, die durch
die Formel π × (A/2)2 erhalten
wird, und eine zweite Druckaufnahmefläche, die eine Fläche
hat, die durch eine Formel von π × (B/2)2 erhalten wird. Die Fläche der
zweiten Druckaufnahmefläche ist größer
als die Fläche der ersten Druckaufnahmefläche. Ein
erster Ventilabschnitt v1 ist durch den Ventilkörper 5ai und
den Ventilsitz 5b gebildet. Ein zweiter Ventilabschnitt
v2 ist durch den Ventilkörper 5ai und die Bohrung 8c gebildet,
in die der Ventilkörper 5ai eingeführt
ist. Der zweite Ventilabschnitt v2 ist in solch einer Weise ausgebildet,
dass der Ventilkörper 5ai ausreichend in die Bohrung 8c eingeführt
ist, die im Inneren des Kolbens 8 ausgebildet ist, und
dass ein Spalt, der zwischen einem Außenumfang des Ventilkörpers 5ai und
einer Innenfläche der Bohrung 8c ausgebildet ist,
klein gemacht ist.
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Gemäß dem
so aufgebauten Ablassventil 5, das in der 5 dargestellt
ist, wird der erste Ventilabschnitt v1 und der zweite Ventilabschnitt
v2 jeweils in einem geschlossenen Zustand beibehalten, während
der Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe 4 gleich wie oder
geringer als der obere Grenzabgabedruck ist. Während dieser
Zeit nimmt der Ventilkörper 5ai den Abgabedruck
der zweiten Kolbenpumpe 5 an der ersten Aufnahmefläche
auf.
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Andererseits
scheitert in Fällen, in denen ein Fluiddruck, welcher auf
die erste Druckaufnahmefläche aufgebracht wird, den oberen
Grenzabgabedruck der zweiten Kolbenpumpen 4 überschreitet,
die Vorspannkraft der Feder 5c daran, eine Schubkraft zu übersteigen,
die durch den Fluiddruck erzeugt wird. Dann löst sich der
Ventilkörper 5ai von dem Ventilsitz 5b,
um den ersten Ventilabschnitt v1 zu öffnen. Entsprechend
wird das Fluid, das durch den ersten Ventilabschnitt v1 hindurchtritt,
auf die zweite Druckaufnahmefläche des Ventilkörpers 5ai aufgebracht,
um dadurch den zweiten Ventilabschnitt v2 zu öffnen. Da
die Fläche der zweiten Druckaufnahmefläche größer
als die der ersten Druckaufnahmefläche ist, wird der zweite
Ventilabschnitt v2 mit dem niedrigeren Druck als dem zum Öffnen
des ersten Ventilabschnitts v1 geöffnet. Im Folgenden wird
der Druck zum Öffnen des ersten Ventilabschnitts v1 als
ein Ventilöffnungsdruck P1 bezeichnet und der Druck zum Öffnen
des zweiten Ventilabschnitts v2 wird als ein Ventilöffnungsretentionsdruck
P2 bezeichnet. Wenn der Ventilabschnitt v2 offen ist, erhöht
sich ein Anhebebetrag des Ventilkörpers 5ai, um
dadurch einen Öffnungsgrad des ersten Ventilabschnitts
v1 zu erhöhen. Wenn der erste Ventilabschnitt v1 vollständig
geöffnet ist und somit das Fluid ausreichend durch den
ersten Ventilabschnitt v1 hindurchtritt, ist eine Last des Motors,
der die Pumpe antreibt, (das heißt des Pumpenantriebsmotors),
während das Abgabefluid aus der zweiten Pumpenkammer 17 freigesetzt
wird, klein und ein Energieverlust in Verbindung mit dem Betrieb
des Ablassventils 5 wird klein gemacht. Der vorstehend
genannte Ventilöffnungsretentionsdruck P2 kann extrem kleiner
als der Ventilöffnungsdruck P1 gemacht sein. Zum Beispiel
kann P2 etwa 0,36 MPa betragen, wenn P1 gleich 5 MPa ist. In diesem
Fall ist der Ventilöffnungsretentionsdruck P2 in etwa 7
des Ventilöffnungsdrucks P1, um dadurch Anstiege der Motorlast
und des Energieverbrauchs in einem Maße zu verringern,
dass sie ignoriert werden können.
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Die 7 und 8 veranschaulichen
ein drittes Ausführungsbeispiel der Kolbenpumpe. Das Ablassventil
gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist
von dem des zweiten Ausführungsbeispiels verschieden. Das
Ablassventil 5 in der 7 wird erzielt, indem
der kugelförmige Ventilkörper 5ai des
Ablassventils in der 5 durch einen tellerartigen
Ventilkörper ersetzt wird. Die Formen von beiden Ventilkörpern
sind voneinander verschieden, aber ihre Funktionen sind identisch.
Somit sind dem Ventilkörper in der 7 dieselben
numerischen Bezugszeichen wie jene in der 5 zugewiesen.
Der Ventilkörper 5ai des Ablassventils 5 in
der 7 weist auch den ersten Druckaufnahmeabschnitt
und den zweiten Druckaufnahmeabschnitt auf, der eine größere
Fläche als die des ersten Druckaufnahmeabschnitts hat. Der
erste Ventilabschnitt v1 ist durch den Ventilkörper 5ai und
den Ventilsitz 5b gebildet. Der zweite Ventilabschnitt
v2 ist durch den Ventilkörper 5ai und die Bohrung 8c gebildet,
die an dem ersten Kolben 8 ausgebildet ist. Nachdem der
erste Ventilabschnitt v1 geöffnet wird, wird der zweite
Ventilabschnitt v2 durch den niedrigeren Fluiddruck (das heißt
den Ventilöffnungsretentionsdruck P2) als den Ventilöffnungsdruck
P1 des ersten Ventilabschnitts v1 geöffnet, so dass die
Belastung des Pumpenantriebsmotors verringert ist. Der tellerartige
Ventilkörper stellt einen engeren Kontakt mit dem Ventilsitz 5b her
als der kugelförmige Ventilkörper. Bei einer Fokussierung
auf die Abdichtleistung des Druckfreisetzungskanals 22 wird
der tellerartige Ventilkörper vorteilhafter Weise für
das Ablassventil 5 verwendet.
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Die 9 und 10 veranschaulichen
ein viertes Ausführungsbeispiel der Kolbenpumpe. Die Kolbenpumpe
gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
wird erhalten, indem das Einlassventil 19 des zweiten Ausführungsbeispiels
durch das in den 9 und 10 Veranschaulichte
ersetzt wird. Zusätzlich dazu ist eine Förderpumpe 25 zum
Zuführen des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 bei
einem Ansaugvorgang der Kolbenpumpe vorgesehen, bei dem sich der
erste Kolben 80 von dem oberen Todpunkt zu dem unteren
Todpunkt bewegt.
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Im
Folgenden sind die Unterschiede in den 9 und 10 von
der 5 erklärt.
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Wie
dies in der 9 dargestellt ist, ist der zweite
Zylinder 2b durch einen fixierten Zylinder S2, der an dem
Zylinderbauteil 2 gehalten ist, und einen beweglichen Zylinder
S1 gebildet, der in das Innere des fixierten Zylinders S2 in solch
einer Weise eingeführt ist, dass er diesem gegenüber
axial gleitfähig ist. Der zweite Kolben 18 ist
in den beweglichen Zylinder S1 so eingeführt, dass er gegenüber
diesem axial gleitfähig ist. Der Gleitwiderstand zwischen
dem zweiten Kolben 18 und dem beweglichen Zylinder S1 ist
größer als der zwischen dem beweglichen Zylinder
S1 und dem fixierten Zylinder S2. Ein Ventilabschnitt des Einlassventils 19 ist
zwischen dem Zylinderbauteil 2 und einem vorderen Ende
(das heißt der rechten Endseite in der 9)
des beweglichen Zylinders S1 ausgebildet. Der fixierte Zylinder
S2 dient als eine Bewegungsführung des beweglichen Zylinders
S1 und als ein wünschenswertes Element zum Verbessern der
Zuverlässigkeit der Kolbenpumpe (allerdings kein notwendiges
Element). Der fixierte Zylinder S2 hat einen ausgeschnittenen Abschnitt 23 mit
Hilfe dessen sich die zweite Pumpenkammer 17 durch den
Ventilabschnitt des Einlassventils 19 in Verbindung mit
dem Einlassanschluss 1a des Pumpengehäuses 1 befindet.
Der bewegliche Zylinder S1 bewegt sich zusammen mit dem zweiten
Kolben 18, um die hin- und hergehende Bewegung in der axialen Richtung
durchzuführen, um dadurch den Ventilabschnitt des Einlassventils 19 dazu
zu bringen, sich zu öffnen oder zu schließen.
Der Ventilabschnitt des Einlassventils 19 wird geöffnet
oder geschlossen, während der bewegliche Zylinder S1 einen
Kontakt mit einem Dichtungsbauteil 26 herstellt oder sich
von diesem löst. In diesem Fall ist das Dichtungsbauteil 26 allerdings
nicht notwendigerweise vorgesehen. Ein Material des beweglichen Zylinders
S1 kann entweder Metall oder Harz sein. In Fällen, in denen
der metallische bewegliche Zylinder S1 verwendet wird, kann der
Ventilabschnitt des Einlassventils 19 durch einen Kontakt
von zwei metallischen Bauteilen geschlossen werden, was zulässig
ist.
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Die
Förderpumpe 25, die durch die Verwendung des zweiten
Kolbens 18 realisiert ist, weist den zweiten Kolben 18,
eine dritte Pumpenkammer 27, ein Einlassventil 28 und
ein Auslassventil 29 auf. Die dritte Pumpenkammer 27 ist
in der Rückseite des zweiten Kolbens 18 (das heißt
an einer entgegengesetzten Seite der zweiten Pumpenkammer 17 relativ zu
dem zweiten Kolben 18) vorgesehen. Das Einlassventil 28 öffnet
oder schließt einen Eingang der dritten Pumpenkammer 27.
Das Auslassventil 29 öffnet oder schließt
einen Ausgang der dritten Pumpenkammer 27. Ein Gehäuse
zum Aufnehmen des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18 (das
heißt das in der 9 dargestellte
Gehäuse ist durch das Pumpengehäuse 1,
das Zylinderbauteil 2 und den Deckel 16 gebildet)
und der bewegliche Zylinder S1 bilden das Einlassventil 19,
das an der Eingangsseite der zweiten Pumpenkammer 17 vorgesehen
ist, und das Einlassventil 28, das an der Eingangsseite
der dritten Pumpenkammer 27 vorgesehen ist. Die Einlassventile 19 und 28 werden
mit Hilfe der hin- und hergehenden Bewegung des beweglichen Zylinders
S1 wechselweise geöffnet oder geschlossen, das heißt
das Einlassventil 19 wird geöffnet, wenn das Einlassventil 28 geschlossen
wird, und das Einlassventil 19 wird geschlossen, wenn das
Einlassventil 28 geöffnet wird. Zudem bilden der
erste und der zweite Kolben 8 und 18 einen Ventilabschnitt 31,
der in einer Ausgangsseite der zweiten Pumpenkammer 17 vorgesehen
ist, und das Auslassventil 29, das an der Ausgangsseite
der dritten Pumpenkammer 27 vorgesehen ist. Der Ventilabschnitt 31 und
das Auslassventil 29 werden mit Hilfe der axialen Relativbewegung
des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18 wechselweise
geöffnet oder geschlossen, das heißt der Ventilabschnitt 31 wird
geöffnet, wenn das Auslassventil 29 geschlossen
wird, und der Ventilabschnitt 31 wird geschlossen, wenn
das Auslassventil 29 geöffnet wird.
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Das
Einlassventil 28 in der 9 ist zwischen
einem Dichtungsbauteil 30, das im Inneren des Pumpengehäuses 1 ausgebildet
ist, und einem hinteren Ende des beweglichen Zylinders S1 ausgebildet.
In diesem Fall ist das Dichtungsbauteil 30 allerdings nicht
erforderlich. Das heißt, das Einlassventil 28 kann
zwischen dem beweglichen Zylinder S1 und dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet
sein. Der fixierte Zylinder S2 hat einen ausgeschnittenen Abschnitt 24 (der
anstelle dessen auch ein Loch sein kann), mit Hilfe dessen sich
die dritte Pumpenkammer 27 mit der Einlassöffnung 1a in
Verbindung befindet, wenn das Einlassventil 28 offen ist.
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Der
Ventilabschnitt des Auslassventils 29 ist in der selben
Weise wie das Einlassventil 19 gemäß dem
ersten bis dritten Ausführungsbeispiel durch die Endfläche
des Flanschs 21, der an dem ersten Kolben 8 ausgebildet
ist, und das hintere Ende des zweiten Kolbens 18 (das heißt
das linke Ende in der 1) gebildet, das entfernt von
der zweiten Pumpenkammer 17 positioniert ist. Ein Hub des
Auslassventils 29 zum Öffnen und Schließen
(das heißt eine Relativbewegung des ersten und des zweiten
Kolbens 8 und 18) gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu dem des
Auslassventils 29 gemäß dem ersten bis
dritten Ausführungsbeispiel klein, was ein von diesem verschiedener
Punkt ist.
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Zudem
ist gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der zweite Kolben 18 nicht mit den Schlitzen 18b ausgebildet,
die an dem zweiten Kolben 18 in den 1, 5 und 7 gemäß dem ersten
bis dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Der Ventilabschnitt 31 ist
zwischen dem zweiten Kolben 18 und dem ersten Kolben 8 ausgebildet.
Der Ventilabschnitt 31 ist zum Öffnen und Schließen
des Ausgangs der zweiten Pumpenkammer 17 vorgesehen. Der Öffnungs-
und Schließvorgang des Ventilabschnitts 31 wird
in einer entgegengesetzten Weise zu der des Auslassventils 29 durchgeführt,
das heißt der Ventilabschnitt 31 wird geöffnet,
wenn das Auslassventil 29 geschlossen wird, und der Ventilabschnitt 31 wird
geschlossen, wenn das Auslassventil 29 geöffnet
wird.
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Gemäß der
Kolbenpumpe des vierten Ausführungsbeispiels, die in der 9 und 10 dargestellt
ist, wird der Hub des zweiten Kolbens 18 durch Subtrahieren
des Hubs des beweglichen Zylinders S1 und der Relativbewegung des
ersten oder zweiten Kolbens 8 und 18 (das heißt
ein Öffnungs- und Schließhub für jedes
aus dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31)
aus dem Hub des ersten Kolbens 8 erhalten. Der Öffnungs-
und Schließhub von jedem aus dem Auslassventil 29 und
dem Ventilabschnitt 31 kann klein sein. Da die Druckkraft
auf das Fluid aufgebracht wird, das aus der zweiten Pumpenkammer 17 und
der dritten Pumpenkammer 27 dem Einlasskanal 9 zugeführt
wird, wird sogar dann, wenn der Öffnungs- und Schließhub
von jedem aus dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31 etwa
0,2 mm beträgt, eine exzellente Pumpleistung sichergestellt.
Gemäß der Kolbenpumpe des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist der Öffnungs- und Schließhub von jedem aus
dem Auslassventil 29 und dem Ventilabschnitt 31 als
0,2 mm spezifiziert. Zusätzlich dazu ist der Öffnungs-
und Schließhub des beweglichen Zylinders S1 als 0,5 mm
spezifiziert und der wesentliche Hub des zweiten Kolbens 18 ist
als 1,7 mm spezifiziert. Diese Zahlenwerte sind nur Beispiele.
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Gemäß der
so aufgebauten Kolbenpumpe des vierten Ausführungsbeispiels
bewegt sich in einem Abgabevorgang der ersten und zweiten Kolbenpumpe 3 und 4,
bei dem sich der erste Kolben 8 von dem in der 9 dargestellten
unteren Todpunkt zu dem in der 10 dargestellten
oberen Todpunkt bewegt, wird das Auslassventil 29 zuerst
geschlossen (zu diesem Zeitpunkt ist der Ventilabschnitt 31 geöffnet).
Danach wird der bewegliche Zylinder S1 zwangsläufig mit
Hilfe des zweiten Kolbens 18, der beginnt, der Bewegung
des ersten Kolbens 8 zu folgen, gedrückt, um sich
in der 9 in einer Richtung nach rechts zu bewegen, wodurch
das Einlassventil 28 geöffnet wird. In solch einem
Zustand bewegen sich der erste und der zweite Kolben 8 und 18 weiter in
der 9 in der Richtung nach rechts, um dadurch das
Ansaugen des Fluids zu der dritten Pumpenkammer 27 zu beginnen.
Dann wird das Einlassventil 19 geschlossen und die weiter
fortlaufende Bewegung des ersten und des zweiten Kolbens 8 und 18 bringt das
Fluid in der ersten und der zweiten Pumpenkammer 7 und 17 dazu,
komprimiert und zu der Auslassöffnung 1b geführt
zu werden, wie dies in der 10 veranschaulicht
ist.
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Bei
dem Ansaugvorgang der ersten und zweiten Kolbenpumpe 3 und 4,
bei denen der erste Kolben 8 von dem in der 10 dargestellten
oberen Todpunkt zu dem in der 9 dargestellten
unteren Todpunkt zurückkehrt, wird das Einlassventil 10 zuerst
geöffnet. Während das Fluid zu der Pumpenkammer 7 gesaugt
wird, wird der erste Kolben 8 in einer Richtung nach links
in der 10 verschoben, um dadurch den
ersten Ventilabschnitt 31 zu schließen (zu diesem
Zeitpunkt ist das Auslassventil 29 geöffnet).
Danach beginnt der zweite Kolben 18, der Bewegung des ersten
Kolbens 8 zu folgen, und anschließend bewegt sich
der bewegliche Zylinder S1 in der Richtung nach links in der 10 in
Verbindung mit der Bewegung des zweiten Kolbens 18, um dadurch
das Einlassventil 19 zu öffnen. Folglich wird das
Fluid auch zu der zweiten Pumpenkammer 17 gesaugt.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird die Förderpumpe 25 zudem
betätigt, um das Fluid in der dritten Pumpenkammer 27 durch
den zweiten Kolben 18 mit Druck zu beaufschlagen. Das mit
Druck beaufschlagte Fluid wird zwangsweise durch den Ventilabschnitt des
Auslassventils 29 in dem offenen Zustand zu der ersten
Pumpenkammer 7 geschickt. Infolge dieses Unterstützungsvorgangs
wird die Saugleistung des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 verbessert, um
dadurch eine Verringerung der Abgabeeffizienz der Kolbenpumpe zu
vermeiden, die aus einer Verschlechterung des Fließverhaltens
des Fluids resultiert.
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Das
Saugen des Fluids zu der zweiten Pumpenkammer 17 ist sogar
mit der hohen Viskosität des Fluids relativ gleichmäßig,
die durch eine niedrige Umgebungstemperatur und desgleichen erzeugt wird,
da das Einlassventil 19 zwangsweise geöffnet wird.
Andererseits wird das Saugen des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 durch
das Einlassventil 10 durchgeführt, das durch die
Feder 12 in der geschlossenen Richtung vorgespannt ist.
Somit neigt das Saugen des Fluids zu der ersten Pumpenkammer 7 dazu,
mit der hohen Viskosität des Fluids unzureichend zu sein.
Folglich kann sich das Abgabevolumen des Fluids aus der ersten Kolbenpumpe 3 verringern.
In diesem Fall bringt der vorstehend genannte Unterstützungsvorgang,
der durch die Förderpumpe 25 durchgeführt
wird, das Fluid dazu, zwangsläufig zu der ersten Pumpenkammer 7 zugeführt
zu werden. Daher wird die Verringerung des Pumpenabgabevolumens
der ersten Pumpenkammer 7, das heißt des ersten
Kolbens 3, verhindert, so dass das in dem Behälter
gespeicherte Fluid bei die ABS-Steuerung bei der niedrigen Temperatur
schneller gesaugt wird und das Ansprechverhalten der Druckbeaufschlagung
des Radzylinderdrucks bei der ESC-Steuerung verbessert ist.
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Ein
Betrieb, welcher durchgeführt wird, wenn der Abgabedruck
der zweiten Kolbenpumpe 4 den oberen Grenzabgabedruck überschreitet,
der durch das Ablassventil 5 gemäß der
Kolbenpumpe des vierten Ausführungsbeispiels definiert
ist, ist im Folgenden erklärt. In diesem Fall wird das
Fluid, das aus der zweiten Kolbenpumpe 4 abgegeben wird,
durch das Ablassventil 5 freigesetzt. Nur das aus der ersten Kolbenpumpe 3 abgegebene
Fluid strömt durch die Auslassöffnung 1b.
Da das Ablassventil 5 des vierten Ausführungsbeispiels
denselben Aufbau wie das des zweiten Ausführungsbeispiels
hat, das heißt, wenn das Ablassventil 5 einmal
geöffnet ist, verringert sich der Druck zum Beibehalten
des Ablassventils 5 in dem offenen Zustand (Ventilöffnungsretentionsdruck P2),
kann die Erhöhung der Last des Pumpenantriebsmotors in
Verbindung mit dem Anstieg des Abgabedrucks des zweiten Kolbens 4 minimiert
werden.
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Das
Fluid, das durch das Ablassventil 5 freigesetzt wurde,
strömt in die dritte Pumpenkammer 27, um dadurch
das Fluid dazu zu bringen, dazu zu neigen, in der dritten Pumpenkammer 27 gespeichert zu
werden. Im Vergleich zu einem Zustand bevor der Abgabedruck der
zweiten Kolbenpumpe 4 den oberen Grenzabgabedruck überschreitet,
ist das Saugen des Fluids der dritten Pumpenkammer 27 daher
exzellenter. Folglich wird ein Effekt zum Verhindern der Verringerung
des Fluidabgabevolumens der Kolbenpumpe 3 verbessert, um
dadurch zum Beispiel das Ansprechverhalten der Druckbeaufschlagung
des Radzylinderdrucks bei der niedrigen Temperatur bei der ESC-Steuerung
zu verbessern.
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Eine
Kolbenpumpe mit einer ersten Kolbenpumpe (3) mit einer
ersten Pumpenkammer (7), einer zweiten Kolbenpumpe (4)
mit einer zweiten Pumpenkammer (17), dadurch gekennzeichnet,
dass die Kolbenpumpe des Weiteren einen Druckfreisetzungskanal (22)
und ein Ablassventil (5) aufweist, das einen oberen Grenzabgabedruck
der zweiten Kolbenpumpe (4) definiert, wobei dann, wenn
ein Abgabedruck der zweiten Kolbenpumpe (4) gleich wie
oder geringer als die obere Grenze ist, ein Abgabefluid der zweiten
Kolbenpumpe (4) zu einem Abgabefluid der ersten Kolbenpumpe
(3) hinzugefügt wird, so dass es in eine Auslassöffnung
(1b) strömt, und dann, wenn der Abgabedruck die
obere Grenze überschreitet, das Abgabefluid der zweiten
Kolbenpumpe (4) zu dem Druckfreisetzungskanal (22)
hin freigesetzt wird und ausschließlich das Abgabefluid
der ersten Kolbenpumpe (3) zu der Auslassöffnung
(1b) strömt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2001508854
A [0002]
- - DE 1012005034571 A1 [0002]
- - DE 10053992 A1 [0002]