JP2004518078A - ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、スリップ制御装置を備えた液圧式車両ブレーキ装置のためのピストンポンプ（１０）に関する。本発明では、シールリングとしてもガイドリングとしても用いられる例えばＰＴＦＥ製のピストンリング（２４）を備えた、ピストンポンプ（１０）を形成することが提案される。本発明によって該ピストンポンプ（１０）の組み付けの手間と製造コストとが軽減される。確実なシールを得るために本発明では、前記ピストンリング（２４）の、ポンプ室（１８）に面した側に内側円錐を形成することが提案されるので、前記ピストンリング（２４）は吐出行程中にポンプ室（１８）からの圧力によって負荷されて、かつポンプ孔（１２）に密に接触するように押圧される。

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式のピストンポンプに関する。このピストンポンプは特に、液圧式車両ブレーキ装置におけるブレーキ液体の圧送のために設けられている。
【０００２】
このようなピストンポンプは、多くの構成によって公知である。液圧式車両ブレーキ装置のためのこのようなピストンポンプの一例は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９７１２１４７号明細書において開示されている。この公知のピストンポンプは、ポンプ孔を備えたポンプケーシングを有しており、このポンプ孔内にポンプピストンが軸方向摺動可能に収容されている。ブレーキ液体の圧送のために、ポンプピストンは例えば偏心体によって、ポンプ孔内において軸方向で往復行程運動するように駆動可能である。ポンプ孔の軸方向の一区分がピストンポンプのポンプ室を形成しており、このポンプ室の容積はポンプピストンの行程運動に際して交互に拡大され（吸込行程）、かつ縮小される（吐出行程）。その際、ピストンポンプは自体公知のように流体（ブレーキ液体）を圧送する。
【０００３】
ポンプピストンをポンプ孔内において、ポンプ室に面した側で軸方向にガイドするために、この公知のピストンポンプのポンプピストンはガイドリングを有している。ポンプ室をシールするために、シールリングがガイドリングの、ポンプ室に面した側に設けられている。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載したように構成された本発明によるピストンポンプは、ポンプピストンの、ポンプ室に面した側にピストンリングを有しており、このピストンリングはポンプピストンをいずれにしても吐出行程中にポンプ孔内でシールし、かつポンプピストンをポンプ室側の端部で、ポンプ孔内において軸方向摺動可能にガイドしている。従って、本発明によるピストンポンプのピストンリングは、ポンプピストンの、ポンプ室に面した側でシール兼ガイドリングを形成している。その際、ピストンリングがポンプピストンを、吐出行程中にポンプ孔内においてシールすると十分であり、ポンプピストンの吸込行程中にシールは必要ない。ピストンリングは例えばシールスリーブ（Ｄｉｃｈｔｍａｎｓｃｈｅｔｔｅ）を有してもよく、シールスリーブはポンプピストンの吸込行程中にポンプ室の方向で溢流されるようになっている。ピストンリング軸方向でポンプピストンもしくはポンプ孔に保持されていてよく、従って、ピストンリングはポンプピストンと一緒に運動させられるかまたはポンプ孔に不動に保持されている。
【０００５】
本発明は、ポンプピストンをポンプ孔内において軸方向でガイドし、かつシールするために、ポンプピストンの、ポンプ室に面した側に、だた１つのピストンリングを設けるだけで十分であるという利点を有している。このことによって製造コストおよび組み付けの際の手間が軽減されている。これに加えて、ポンプピストンをシールし、かつ軸方向でガイドするために必要な軸方向の長さは、ただ１つのピストンリングしか用いないことによって減少されており、ポンプピストンおよびピストンポンプは、軸方向でより短く構成することができる。
【０００６】
従属請求項には、請求項１に記載の本発明の有利な構成および実施態様が示されている。
【０００７】
請求項２によれば、ピストンリングは軸方向の一区分において周面を有しており、この周面はポンプ室からの流体によって負荷される。この軸方向区分は有利にはポンプ室に面している。本発明のこのような構成の目的は、吐出行程中にポンプピストンの良好なシールを得るために、ポンプピストンの吐出行程中にポンプ室内で加圧されている流体がピストンリングの軸方向区分の前記周面を負荷し、これによってピストンリングを、ピストンリングの負荷される該周面の、反対側の対向面に押圧（圧着）することにある。ピストンリングが軸方向でポンプピストンに保持されていて、かつこのポンプピストンと一緒に運動させられる場合は、ポンプ室からの流体によってピストンリングが圧着される対向面は、ポンプ孔の壁であり、このポンプ孔の壁に沿ってピストンリングがポンプピストンの行程中にスライドする。流体によって負荷される周面はピストンリングの内周面である。この周面はピストンリングの軸方向の一区分に制限されており、なぜならピストンリングは軸方向の長さの広範な部分でポンプピストンに密に接触していて、流体によって負荷されないようになっているからである。ピストンリングが軸方向でポンプ孔に保持されていてポンプピストンと一緒に運動させられない場合は、ポンプ室からの流体によって吐出行程中にピストンリングが密に圧着される対向面は、ポンプピストンの外周面であり、この場合にポンプピストンはピストンリング内を軸方向にスライドする。ポンプピストンの吐出行程に際してポンプ室からの流体によって負荷される周面は、この場合はピストンリングの外周面である。
【０００８】
請求項３には、ポンプ室からの流体によって負荷される周面が、ピストンリングの内周もしくは外周における直径の変化によって形成されていることが記載されている。この直径の変化は例えば、ピストンリングの内周または外周における円錐面（請求項４）としてまたは環状段部（請求項５）として実施することができる。このような構成は、ピストンリングの軸方向の一区分をポンプ室からの流体で負荷するために、ピストンリングの領域においてポンプピストンおよび／またはポンプ孔の直径の変化を設ける必要がないという利点を有している。これによって、ポンプピストンもしくはポンプ孔の製造が簡単になり、その製造コストが安価になる。
【０００９】
請求項６によれば、ピストンリングは半径方向中央平面に対して対称に形成されており、従ってピストンリングは、ポンプ室からの流体によって負荷される周面を形成するために、両方の端面側で直径の変化を有している。本発明のこのような構成によって、ピストンリングを逆さまに組み込むような状況が回避され、組み付けミスもほとんど起こらなくなる。
【００１０】
良好なシール作用を得るために、請求項７にはピストンリングがポンプピストンに対して小さい寸法の内径を有することが記載されており、および／または請求項８にはピストンリングがポンプ孔に対して大きい寸法の外径を有することが示されている。このような大きい寸法もしくは小さい寸法によって、ピストンリングは予荷重をもってポンプピストンもしくはポンプ孔に接触させられるようになっている。
【００１１】
請求項９によれば、ピストンリングの軸方向の長さの一部分にわたって非接触面が設けられているので、ピストンリングは軸方向の長さの一部分だけにわたってポンプ孔またはポンプピストンに接触している。この非接触面はピストンリングの摩擦を減少させる。この非接触面は、軸方向でピストンリングの、ポンプ室からの流体によって負荷される周面の外側に設けられている。
【００１２】
本発明によるピストンポンプは特に、車両のブレーキ装置のポンプとして設けられており、ホイールブレーキシリンダ内の圧力制御に際して使用される。ブレーキ装置の種類に応じて、そのようなブレーキ装置に対して略語ＡＢＳ、ＡＳＲ、ＦＤＲ、ＥＨＢが使用される。ブレーキ装置では、ポンプは例えば、１つのホイールブレーキシリンダまたは複数のホイールブレーキシリンダからブレーキマスタシリンダ内へのブレーキ液体の戻しのために用いられ（ＡＢＳ）、および／またはリザーバタンクから１つのホイールブレーキシリンダまたは複数のホイールブレーキシリンダ内へのブレーキ液体の圧送のために用いられる（ＡＳＲ、ＦＤＲ、ＥＨＢ）。ポンプは例えば、ホイールスリップ制御装置を備えたブレーキ装置（ＡＢＳ、ＡＳＲ）の場合および／またはステアリング補助として用いられるブレーキ装置（ＦＤＲ）の場合および／または電動・油圧式ブレーキ装置（ＥＨＢ）の場合に必要とされる。ホイールスリップ制御（ＡＢＳ、ＡＳＲ）によって例えば、ブレーキペダルへの強い押圧の際に制動過程中に生じる車両のホイールのロックを阻止し（ＡＢＳ）、および／またはアクセルペダルへの強い押圧の際に車両の駆動されるホイールの空転を阻止する（ＡＳＲ）ことができる。ステアリング補助（ＦＤＲ）として用いられるブレーキ装置では、例えばドライバが望む軌道からの車両の逸脱を阻止するために、ブレーキペダルもしくはアクセルペダルの操作に左右されずに１つのまたは複数のホイールブレーキシリンダ内にブレーキ圧が形成される。ポンプは、電動・油圧式ブレーキ装置（ＥＨＢ）の場合にも用いることができ、この電動・油圧式ブレーキ装置ではポンプは、電気式のブレーキペダルがブレーキペダルの操作を検出する場合にブレーキ液体を１つのホイールブレーキシリンダもしくは複数のホイールブレーキシリンダ内へ圧送するか、またはブレーキ装置のアキュムレータを充填するために用いられる。
【００１３】
図面
次に本発明を、有利に選択された図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明によるピストンポンプの軸断面図である。
【００１５】
図２は、図１のＩＩ部分による、図１によるピストンポンプのピストンリングの拡大図である。
【００１６】
図３および図４は、図２に対応する図で示した、図１によるピストンポンプのピストンリングの２つの変化実施例である。
【００１７】
実施例の説明
図１に示されている、本発明によるピストンポンプ１０は、段付けされたポンプ孔１２内に挿入されており、このポンプ孔１２は液圧ブロック内に設けられており、この液圧ブロックはポンプケーシング１４を形成している。液圧ブロックは、図にはピストンポンプ１０を包囲している部分だけを示してあり、スリップ制御式で液圧式の車両ブレーキ装置（その他の点では図示せず）の構成部材である。この液圧ブロック内にはピストンポンプ１０のほかに、電磁弁またはアキュムレータ等の、他の液圧構成部材が挿入されており、互いに液圧的に接続され、かつ、本発明によるピストンポンプ１０と接続されている。
【００１８】
ピストンポンプ１０はポンプピストン１６を有しており、ポンプ室１８の反対側の、ポンプピストン１６の一方の端部は、ガイドリング２０によってポンプ孔１２内においてガイドされており、シールリング２２によってシールされている。ポンプ室１８は、ポンプピストン１６の一方の端部における、ポンプ孔１２の軸方向の一区分である。ポンプ室１８の容積はポンプピストン１６の行程運動に際して変化し、このことによってピストンポンプ１０は、自体公知のように流体を圧送する。ポンプ室１８側の、ピストン１６の他方の端部は、後で説明するピストンリング２４によって、ピストンポンプ１０の摺動ブシュ２６内において軸方向摺動可能にガイドされ、かつシールされている。この摺動ブシュ２６は、プレスばめによってポンプケーシング１４のポンプ孔１２内に挿入されている。このプレスばめによって、流入側と流出側との間、すなわちピストンポンプ１０の低圧側と高圧側との間にシールがもたらされる。
【００１９】
ポンプの流入口のために、ピストン１６内には軸方向袋孔２８が、ポンプ室１８に面した側から設けられており、この軸方向袋孔２８は、袋孔の底部の近くで横孔３０と交差している。袋孔２８および横孔３０は、摺動ブシュ２６の端縁３２の上側でポンプ孔１２を介して、流入孔３４と連通しており、この流入孔３４は、ポンプ孔１２に対して半径方向に、かつこのポンプ孔１２内に開口するように、ポンプケーシング１４を形成している液圧ブロック内に設けられている。
【００２０】
ピストン１６の、ポンプ室１８に面した側には、流入弁３６としての逆止弁が設けられている。流入弁３６は弁閉鎖体としての弁球３８を有しており、この弁球３８は円錐形の弁座４０と協働しており、この円錐形の弁座４０はピストン１６の袋孔２８の開口部に設けられている。弁閉鎖ばね４２としての圧縮コイルばねは、弁球３８を弁座４０に押圧する。弁球３８および弁閉鎖ばね４２は弁ケージ４４内に受容されており、この弁ケージ４４は金属薄板からピストン１６のほぼ直径に相当する直径を有する鉢形の深絞り成形部材として製造され、貫流開口４６を備えている。この弁ケージ４４は環状段部４８を備えており、この環状段部４８によって弁ケージ４４は、ピストン１６の、ポンプ室１８に面した端面側に当接している。さらに弁ケージ４４は、弁ケージ４４と一体的で外方に突出する半径方向フランジ５０を有しており、この半径方向フランジ５０を、ピストン戻しばね５２としての圧縮コイルばねが押圧し、これによって弁ケージ４４をピストン１６に保持している。それと同時に、半径方向フランジ５０はピストンリング２４を、半径方向フランジ５０と、ピストン１６の環状ショルダ５４で支持されている支持リング５６との間で、軸方向においてピストン１６に保持している。
【００２１】
ピストン戻しばね５２は弁ケージ４４の半径方向フランジ５０を介して、ピストン１６を軸方向において、電気モータによって回転駆動可能な偏心体５８の外周部に押圧しており、この偏心体５８は、ピストン１６を駆動して往復行程運動させるために自体公知のように用いられる。
【００２２】
ポンプ室１８に隣接する側で摺動ブシュ２６は、摺動ブシュ２６と一体的な摺動ブシュ底部６０を有しており、この摺動ブシュ底部６０の中心には、ピストンポンプ１０の貫通した流出孔６２が設けられている。
【００２３】
ポンプ室と逆側には、閉鎖部材６４が摺動ブシュ底部６０に取り付けられている。閉鎖部材６４は円筒形の栓の形状を有している。この閉鎖部材６４はポンプ孔１２内に挿入されており、かつポンプケーシング１４のかしめ部６６によってポンプ孔１２内に固定されていて、液密にシールされている。それと同時に閉鎖部材６４は、摺動ブシュ２６をポンプ孔１２内において保持している。
【００２４】
摺動ブシュ２６に面した端面側には、浅い、有利には円筒形の切欠６８が閉鎖部材６４内に設けられており、この切欠６８内には摺動ブシュ２６の摺動ブシュ底部６０が挿入されている。閉鎖部材６４を摺動ブシュ底部６０に固定するために、摺動ブシュ２６は、閉鎖部材６４内に挿入されている摺動ブシュ底部６０に、外方に突出している半径方向つば７０を有しており、この半径方向つば７０はアンダカット部７２を形成しており、このアンダカット部７２に、閉鎖部材６４の切欠６８の縁部７４が係合する。この縁部７４をアンダカット部７２に係合させるために、縁部７４は半径方向内方に、例えばつば出しによって変形されている。固定のためにつば出しは、外周の３つないし４つの箇所で十分である。
【００２５】
切欠６８の底部には、軸方向の袋穴７６が閉鎖部材６４内に設けられており、この軸方向の袋穴７６内には流出弁７８としての逆止弁が収容されており、この逆止弁は弁座８０と協働しており、この弁座８０は、摺動ブシュ底部６０内の流出孔６２の、閉鎖部材６４側の開口部に設けられている。閉鎖部材６４の袋穴７６内には、弁閉鎖体としての弁球８２が挿入されており、この弁球８２は弁閉鎖ばねとしての圧縮コイルばね８４によって弁座８０に押圧される。
【００２６】
ポンプの排出口として、複数の半径方向通路８６が摺動ブシュ底部６０の外側に設けられており、これらの半径方向通路８６は環状通路８８内に開口しており、この環状通路８８は閉鎖部材６４の切欠６８の底部に設けられている。この環状通路８８から、複数の流出通路９０が外方に向かって、環状通路９２内に通じており、この環状通路９２はポンプ孔１２内の摺動ブシュ底部６０を包囲している。この環状通路９２内に流出孔９４が開口しており、この流出孔９４はポンプケーシング１４内に設けられている。
【００２７】
図２に拡大して示されているピストンリング２４は２つの機能を有しており、すなわちポンプケーシング１４のポンプ孔１２内のポンプピストン１６をシールし、かつこのピストン１６をポンプ孔１２内において軸方向にガイドしている。このピストンリング２４はシール兼ガイドリングを形成している。ピストンリング２４はプラスチック（ＰＴＦＥ，ポリテトラフルオロエチレン）製である。ピストンリング２４はポンプピストン１６に対して締め代を有しており、すなわち、ピストンリング２４は予荷重（Ｖｏｒｓｐａｎｎｕｎｇ）をもって、従って密にポンプピストン１６上に装着されている。ポンプ孔１２に対してピストンリング２４は締め代を有しているので、ピストンリング２４はここでも予荷重をもって、従って密に接触している。軸方向でピストンリング２４は支持リング５６と、弁ケージ４４の半径方向フランジ５０との間に保持されている。支持リング５６と半径方向フランジ５０との間には軸方向の遊びが存在しており、ピストンリング２４は軸方向で締め付けられていない。ピストンリング２４は軸方向において支持リング５６と半径方向フランジ５０との間でピストン１６上に保持されているので、ピストンリング２４はポンプピストン１６と一緒に運動させられる。ポンプピストン１６の行程運動に際して、ピストンリング２４はポンプ孔１２の壁に沿ってスライドしており、このポンプ孔１２の壁は対向面９６を形成し、この対向面９６にピストンリング２４が密に接触している。このピストンリング２４は例えば炭素繊維によって強化することができる。黒鉛を混合することによって、ピストンリング２４の滑り特性を改善することができる。
【００２８】
図１および図２に示されている本発明の構成では、ピストンリング２４は、ポンプ室に面した端面側に内側円錐９８を有している。この内側円錐９８はピストンリング２４の軸方向の長さの一部分にわたって延在している。内側円錐９８の周面はピストンリング２４の内周面１００を形成しており、ピストンリング２４の内周面１００は、この内側円錐９８がポンプ室１８の方向に開放しているので、ポンプ室１８からのブレーキ液体によって負荷されている。ポンプピストン１６の吐出行程中に、ポンプピストン１６によってポンプ室１８内で加圧されるブレーキ液体は、ピストンリング２４の内周面１００を圧力で負荷し、これによってピストンリング２４を半径方向外方へ、ポンプ孔１２の壁に対して押圧しており、このポンプ孔１２の壁は対向面９６を形成している。内周面１００の圧力負荷によって、ポンプ孔１２内のポンプピストン１６の、確実なシールが、特に高い吐出圧力に際して保証される。
【００２９】
図３には、ピストンリング２４の別の構成が示されている。このピストンリングは外周部に環状段部１０２を有しており、この環状段部１０２によって、ピストンリング２４と、ポンプ孔１２の周壁との間にギャップ１０４が形成されている。このギャップ１０４は、ピストンリング２４の、ポンプ室１８の反対側に設けられている。このギャップ１０４は非接触面１０５を形成しており、この非接触面はピストンリング２４の摩擦を減少させる。この非接触面は軸方向でピストンリング２４の内側円錐９８の外側に設けられており、内側円錐９８の領域における圧力負荷によるピストンリング２４のシール作用を減少させることはない。
【００３０】
図４には、図１および図２によるピストンリング２４の、さらに別の変化例が示されている。図４に示されているピストンリング２４は、両方の端面側にそれぞれ内側円錐９８を有している。このことによってピストンリング２４は半径方向中央平面に対して対称的であって、従って逆さまにしてピストン１６上に装着される恐れはない。このような構成により、ピストンリング２４の組み付けミスは起こりえない。それ以上の意味を第２の内側円錐９８は有していない。
【００３１】
図１〜３に対する別の相違点として、図４においてはピストン１６は、ピストンリング２４をポンプピストン１６上で軸方向に支持するために、ピストン１６と一体的で外方に突出する半径方向つば１０６を有している。このことによって支持リング５６は省かれる。半径方向つば１０６の、ポンプピストン１６への移行部（Ｕｅｂｅｒｇａｎｇ）における、ポンプピストン１６の円錐形面取り部１０８は、ピストンリング２４の、ポンプ室１８の反対側でピストンリング２４の内側円錐９８を支持しており、かつこのことによって、ピストンポンプ１０の運転に際してピストンリング２４の、ポンプ室１８に面した側で、圧力によって負荷される内側円錐９８の拡大を防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるピストンポンプの軸断面図である。
【図２】
図１のＩＩ部分による、図１によるピストンポンプのピストンリングの拡大図である。
【図３】
図２に対応する図で示した、図１によるピストンポンプのピストンリングの変化実施例である。
【図４】
図２に対応する図で示した、図１によるピストンポンプのピストンリングの、別の変化実施例である。

Claims (9)

1. ピストンポンプであって、ピストンポンプにポンプピストンが設けられており、該ポンプピストンは、ポンプケーシング内のポンプ孔内において軸方向に往復行程運動させられるように駆動可能であり、該ポンプピストンの行程運動に際して、前記ポンプ孔の軸方向の一区分であって、かつ一方の側で前記ポンプピストンによって制限されたポンプ室の容積が交互に拡大（吸込行程）および縮小（吐出行程）されるようになっており、ピストンリングが設けられており、該ピストンリングが前記ポンプピストンの、前記ポンプ室側の端部に配置されている形式のものにおいて、
   前記ピストンリング（２４）が、軸方向において負荷されていないシール兼ガイドリングを形成しており、該シール兼ガイドリングがポンプピストン（１６）を吐出行程中に前記ポンプ孔（１２）内でシールしており、かつ前記ポンプピストン（１６）を前記ポンプ孔（１２）内において軸方向摺動可能にガイドしていることを特徴とするピストンポンプ。
2. ピストンリング（２４）が軸方向の一区分において周面（１００）を有しており、該周面（１００）がポンプ室からの流体によって負荷され、該周面（１００）が対向面（９６）の反対側に設けられており、該対向面（９６）にピストンリング（２４）が密に接触しており、前記対向面に対してピストンリング（２４）がポンプピストン（１６）の行程運動中に摺動させられる、請求項１記載のピストンポンプ。
3. ピストンリング（２４）が直径の変化を有しており、この直径の変化によって、ピストンリング（２４）の軸方向区分の周面（１００）の負荷が、ポンプ室（１８）からの流体で生ぜられるようになっている、請求項２記載のピストンポンプ。
4. ピストンリング（２４）がポンプ室（１８）に面した側で円錐面を有している、請求項３記載のピストンポンプ。
5. ピストンリング（２４）が、直径の変化としての環状段部を有している、請求項３記載のピストンポンプ。
6. ピストンリング（２４）が半径方向中央平面に対して対称である、請求項３記載のピストンポンプ。
7. ピストンリング（２４）が予荷重をもってポンプピストン（１６）に接触している、請求項１記載のピストンポンプ。
8. ピストンリング（２４）が予荷重をもってポンプ孔（１２）に接触している、請求項１記載のピストンポンプ。
9. ピストンリング（２４）が外周に、軸方向の長さの一部分にわたって非接触面（１０５）を有しており、該非接触面（１０５）によって前記ピストンリング（２４）が対向面（９６）に接触していない、請求項１記載のピストンポンプ。