JP2008524507A - 少なくとも１つの段付ピストンエレメントを備えたピストンポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動装置（２）を介して駆動可能でかつハウジング（３）内において長手方向運動可能に配置された少なくとも１つの段付ピストンエレメント（４）を備えたピストンポンプ（１）であって、段付ピストンエレメント（４）とハウジング（３）とが複数の圧力室（９〜１２）を画成しており、これらの圧力室の容積は、段付ピストンエレメント（４）の運動に関連して変化するようになっており、第１の圧力室（９）の容積が、第２の圧力室（１０）の容積を増大させる段付ピストンエレメント（４）の吸込み行程中に減じられ、第１の圧力室（９）の容積が、第２の圧力室（１０）の容積を減じる段付ピストンエレメント（４）の圧縮行程中に増大させられるようになっている形式のものに関する。このような形式のピストンポンプにおいて本発明の構成では、吐出側（１５）に接続されていて段付ピストンエレメント（４）とハウジング（３）とによって画成されている第３の圧力室（１１）の容積が、段付ピストンエレメント（４）の圧縮行程中に、規定の容積値だけ増大させられ、段付ピストンエレメント（４）の吸込み行程中には、規定の容積値だけ減じられるようになっており、該規定の容積値が、段付ピストンエレメント（４）の圧縮行程中における第２の圧力室（１０）の容積変化よりも値的に小さい。

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、偏心体装置を介して駆動可能でかつハウジング内に長手方向運動可能に配置された少なくとも１つの段付ピストンエレメントを備えたピストンポンプに関する。

ＤＥ１９９２８９１３Ａ１に基づいて、ポンプ孔を有するポンプハウジングと、ポンプ孔内に配置されていて軸方向に駆動可能なピストンとを備えたピストンポンプが公知である。このピストンは段付ピストンとして形成されていて、ポンプハウジングと一緒に複数の圧力室を画成しており、これらの圧力室は、流入弁装置を介して、吸込み領域に接続された第１の圧力室から第２の圧力室に液体を導くために互いに接続可能であり、かつこれらの圧力室の容積は、ポンプエレメントの運動に関連して変化する。第１の圧力室の容積は、第２の圧力室の容積を増大させるピストンの吸込み行程中に減じられ、第１の圧力室の容積は、第２の圧力室の容積を減じるピストンの圧縮行程中には増大させられる。第２の圧縮室は圧縮行程中に、流出弁装置を介して吐出側に接続されていて、流入弁装置によって吸込み領域もしくはピストンポンプの吸込み側から切り離されている。

ピストンの吸込み側の段付けされた形成によって、吸込み管路における容積流は圧縮行程中におけるピストンの運動と吸込み行程中におけるピストンの運動とに分割され、これによってピストンポンプの流出領域における液体の摩擦損失は減じられ、ピストンポンプの良好な吸込み特性が得られる。

しかしながらこのような公知の構成には次のような欠点がある。すなわち公知の構成では、ピストンポンプによって単にピストンの圧縮行程中に圧縮される液体が第２の圧力室からピストンポンプの吐出側に圧送されるだけであり、このことは、不均一な圧力脈動に基づいて不都合な騒音発生を生ぜしめる。

発明の利点
本発明によるピストンポンプは、駆動装置を介して駆動可能でハウジング内において長手方向運動可能に配置された少なくとも１つの段付ピストンエレメントを備えて構成されている。この段付ピストンエレメントは駆動装置と作用結合されていて、この作用結合を介して引張り力及び押圧力が伝達可能である。さらにピストンポンプは、それぞれ段付ピストンエレメントとハウジングとによってそれぞれ画成された２つの圧力室を備えて形成されており、両圧力室は、流入弁装置を介して、吸込み領域に接続された第１の圧力室から第２の圧力室に液体を導くために接続可能である。さらに、両圧力室の容積が、段付ピストンエレメントの運動に関連して変化し、この際に第１の圧力室の容積が、第２の圧力室の容積を増大させる段付ピストンエレメントの吸込み行程中に減じられ、第１の圧力室の容積が、第２の圧力室の容積を減じる段付ピストンエレメントの圧縮行程中に増大させられるようになっている。そして第２の圧力室は、流出弁装置を介してピストンポンプの吐出側に接続可能である。

本発明の構成ではさらに、吐出側に接続されていて少なくとも段付ピストンエレメントとハウジングとによって画成されている第３の圧力室の容積が、段付ピストンエレメントの圧縮行程中に、規定の容積値だけ増大させられ、段付ピストンエレメントの吸込み行程中には、規定の容積値だけ減じられるようになっており、該規定の容積値が、段付ピストンエレメントの圧縮行程中における第２の圧力室の容積変化よりも値的に小さい。

このように構成されていることによって、本発明によれば、ピストンポンプによってピストンポンプの吐出側に圧送される液体容積流は、段付ピストンエレメントの吸込み行程段階と圧縮行程段階とに分けられる。液体容積流が吐出側において分けられていることによって、ピストンポンプの圧送側の管路における液体の摩擦損失は減じられ、これによって、汎用のピストンポンプに比べて減じられた運転騒音しか生ぜしめない、ピストンポンプの良好な吐出特性が得られる。

ピストンポンプの吐出側においてピストンポンプを本発明のように構成することによって、ピストンポンプの運転サイクルにわたって均一な容積流を生ぜしめることができ、ひいては僅かな運転騒音しか生ぜしめず、その結果本発明によるピストンポンプを、ＥＳＰ系、ＥＨＢ系又はこれに類したもののような車両のブレーキ系において使用することによって、走行快適性を改善することができる。

本発明による対象のその他の利点及びその他の構成は、明細書の記載、図面及び特許請求の範囲に開示されている。

図面
次に図面を参照しながら、本発明によるピストンポンプの１実施例を説明する。

図１は、本発明によるピストンポンプを示す縦断面図である。

実施例の説明
図１には、駆動装置２を介して駆動可能でハウジング３内において長手方向運動可能に配置された段付ピストンエレメント４を備えたポンプポンプ１が、部分的な縦断面図で示されている。駆動装置２は図示の実施例では、偏心体装置として形成されているので、段付ピストンエレメント４は、有利には電動モータ（図示せず）によって駆動される偏心体軸５の回転運動に関連して、２つの終端位置、つまり上死点と下死点との間において、軸方向で移動させられる。

段付ピストンエレメント４は駆動装置２に向けられた端部で、偏心体リング６と結合されており、その結果段付ピストンエレメント４は駆動装置２と作用結合されていて、作用結合部を介して引張り力と押圧力とが伝達され得るようになっている。偏心体リング６を貫通している段付ピストンエレメント４の領域は、偏心体リング６の、偏心体軸５とは反対の側に配置されている段付ピストンエレメント４の領域に比べて、かつ偏心体リング６の、偏心体軸５に向けられた側に配置されている段付ピストンエレメント４の領域に比べて、減じられた外径をもって構成されている。これによって作用結合部は、段付ピストンエレメント４と偏心体リング６との間において形状結合式に形成されている。

偏心体軸５を挟んで、段付ピストンエレメント４とは反対の側には、別のピストンポンプの別の段付ピストンエレメント１０４が配置されており、この別の段付ピストンエレメント１０４は、段付ピストンエレメント４と同じ形式で駆動装置２と結合されていて、ピストンエレメント４に対して１８０°だけ相をずらされて駆動装置２によって制御されるようになっており、この別のピストンポンプは、原理的に、ピストンポンプ１と同じ構造を有していて、車両ブレーキ系の別の圧力回路に対する必要に応じた供給のために設けられている。

さらにハウジング３及び段付ピストンエレメント４は、ハウジング固定のガイドスリーブ７及びハウジング側に固定された挿入エレメント８と一緒に、複数の圧力室９〜１２を画成している。この場合、ピストンポンプ１の吸込み領域１４と作用結合している第１の圧力室９は、挿入弁装置１３を介して第２の圧力室１０と接続可能であり、これによってピストンポンプの吸込み領域１４から吸い込まれた液圧媒体を、ピストンポンプ１の吐出側１５に、例えば車両ブレーキ系の圧力回路に供給することができる。

圧力室９〜１２の容積はそれぞれ、段付ピストンエレメント４の運動に関連して変化し、この場合第１の圧力室９の容積は、第２の圧力室１０の容積を増大させる段付ピストンエレメント４の吸込み行程中に、減少させられ、かつ、第２の圧力室１０の容積を増大させる段付ピストンエレメント４の圧縮行程中に、減少させられる。

ピストンポンプの作用形式のために必要な第２の圧力室１０における圧力形成を可能にするために、流入弁装置１３は段付ピストンエレメント４の圧縮行程中に閉鎖されている。第２の圧力室１０において所定の圧力値が得られた後で、第２の圧力室１０を閉鎖された状態においてピストンポンプの吐出側１５から切り離している流出弁装置１６が開放され、ピストンエレメント４の圧縮行程中に該ピストンエレメント４の下死点を起点として上死点に向かって圧縮される液体は、第２の圧力室１０からピストンポンプ１の吐出側１５に向かって圧送される。

さらに第３の圧力室１１が、段付ピストンエレメント４と挿入エレメント８とハウジング３とによって画成され、この第３の圧力室１１は、ガイドスリーブ７のスリット１７を介して吐出側１５と持続的に接続されている。

付加的に挿入エレメント８と段付ピストンエレメント４との間には、第４の圧力室１２が設けられており、この第４の圧力室１２はいわゆるオーバフローパッキン（Ueberstroemmanschette）１８を用いて第３の圧力室１１に対してシールされている。第３の圧力室１１も同様に第１の圧力室９に対してはガイドスリーブ７と段付ピストンエレメント４との間の領域においてシール装置１９を介してシールされていて、かつハウジング３とガイドスリーブ７との間においては、ガイドスリーブ７とハウジング３との間におけるシール作用のある部分的なプレス嵌め部を介してシールされている。さらに第１の圧力室９及びポンプピストン１の吸込み領域１４は、駆動装置２に対して、段付ピストンエレメント４とガイドスリーブ７との間に配置されたシール装置２０と、ガイドスリーブ７とハウジング３との間におけるプレス嵌め部とを介してシールされている。

以下においては、ピストンポンプ１の本発明による構成の有利な作用形式について述べる：
段付ピストンエレメント４が下死点、つまり、図示の実施例ではガイドスリーブ７と段付ピストンエレメント４とによって画成されたリング室として形成された第１の圧力室９が最小容積を有する下死点を起点として、第１の圧力室９が最大容積を有する上死点に向かって移動させられると、第２の圧力室１０の容積は徐々に小さくなる。この際に第２の圧力室１０における圧力は上昇する。この段階の間、流入弁装置１３はばね装置２１のばね力と、第２の圧力室１０と第１の圧力室９との間におけるポジティブな圧力降下とに基づいて、閉鎖されており、第２の圧力室１０と第１の圧力室９とは、流入弁装置の開放された状態では、段付ピストンエレメント４の横孔２２と長手方向孔２３とを介して接続されている。

すなわち、段付ピストンエレメント４の圧縮行程中、第２の圧力室１０の容積は減じられ、ガイドスリーブ７の少なくとも１つの孔２４を介してピストンポンプ１の吸込み領域１４と接続されている第１の圧力室９の容積は、増大される。この場合段付ピストンエレメント４のピストン段の面積比は次のように、すなわち段付ピストンエレメント４の圧縮行程中又は吸込み行程中に第１の圧力室９の容積変化が第２の圧力室１０の容積変化のほぼ半分に相当するように、寸法設定されている。

これによって、段付ピストンエレメント４の圧縮行程中及び吸込み行程中には、ピストンポンプ１の半分の行程容積が吸込み側から第２の圧力室１０に向かって導かれることになる。段付ピストンエレメント４の吸込み行程中に、第２の圧力室１０に向かって導かれる行程容積の残りの半分は、第１の圧力室９からのものが使用され、これによって第２の圧力室１０を完全に満たすことができる。

同時に、ピストンポンプ１の吐出側１５に接続された第３の圧力室１１の容積は、段付ピストンエレメント４の圧縮行程中又は吸込み行程中に、ピストンポンプ１の行程容積もしくは第２の圧力室１０の容積変化のほぼ半分だけ変化する。この場合第３の圧力室１１の容積はピストンエレメント４の圧縮行程中には第２の圧力室１０の行程容積の半分だけ増大させられ、段付ピストンエレメント４の吸込み行程中には第２の圧力室１０の半分の行程容積だけ減少させられる。

その結果、流出弁装置１６が閉鎖されている、段付ピストンエレメント４の吸込み行程中には、第２の圧力室１０からはピストンポンプ１の吐出側１５に向かって液体が導かれることはなく、第３の圧力室１１の容積が減じられ、それにもかかわらず、ピストンポンプ１の吐出側１５に接続された消費機への液圧媒体の圧送が行われる。

付加的に第３の圧力室１１の配置によって、第２の圧力室１０の完全な行程容積が開放された流出弁装置１６を介して吐出側１５に向かって案内される、段付ピストンエレメント４の圧縮行程中には、単に第２の圧力室１０の半分の行程容積だけが、吐出側１５に接続された消費機に圧送されることになる。このことは次の事実、すなわち、第２の圧力室１０の圧送される行程容積の他の半分が、段付ピストンエレメント４の圧縮行程の終了時に第２の圧力室１０の半分の行程容積だけ増大させられた第３の圧力室１１において受容されていて、ピストンエレメント４の吸込み行程中に液圧媒体のピストンポンプ吐出側における前記吐出のために、中間貯蔵される、という事実に基づくものである。

第４の圧力室１２にはピストンポンプ１の運転中に、段付ピストンエレメント４の運動に関連して、その都度負圧もしくは僅かな過圧が形成される。第４の圧力室１２がピストンポンプの運転中にシール漏れをよって、第２の圧力室１０からの液体（ブレーキ系におけるピストンポンプの使用時にはブレーキ液）で満たされると、第４の圧力室１２における場合によっては過剰の容量は、オーバフローパッキン１８を介して第３の圧力室１１に向かって排出される。

本発明によるピストンポンプを示す縦断面図である。

Claims (12)

1. ピストンポンプ（１）であって、駆動装置（２）を介して駆動可能でかつハウジング（３）内において長手方向運動可能に配置された少なくとも１つの段付ピストンエレメント（４）が設けられており、該段付ピストンエレメント（４）が駆動装置（２）と作用結合されていて、この作用結合を介して引張り力及び押圧力が伝達可能であり、それぞれ少なくとも２つの圧力室（９，１０）が設けられていて、これらの圧力室（９，１０）が、流入弁装置（１３）を介して、吸込み領域（１４）に接続された第１の圧力室（９）から第２の圧力室（１０）に液体を導くために接続可能であり、前記少なくとも２つの圧力室（９，１０）の容積が、段付ピストンエレメント（４）の運動に関連して変化し、この際に第１の圧力室（９）の容積が、第２の圧力室（１０）の容積を増大させる段付ピストンエレメント（４）の吸込み行程中に減じられ、第１の圧力室（９）の容積が、第２の圧力室（１０）の容積を減じる段付ピストンエレメント（４）の圧縮行程中に増大させられるようになっており、さらに第２の圧力室（１０）が流出弁装置（１６）を介して吐出側（１５）と接続可能である形式のものにおいて、
   吐出側（１５）に接続されていて少なくとも段付ピストンエレメント（４）とハウジング（３）とによって画成されている第３の圧力室（１１）の容積が、段付ピストンエレメント（４）の圧縮行程中に、規定の容積値だけ増大させられ、段付ピストンエレメント（４）の吸込み行程中には、規定の容積値だけ減じられるようになっており、該規定の容積値が、段付ピストンエレメント（４）の圧縮行程中における第２の圧力室（１０）の容積変化よりも値的に小さいことを特徴とする、少なくとも１つの段付ピストンエレメントを備えたピストンポンプ。
2. 段付ピストンエレメント（４）とハウジング（３）との間に、段付けされたガイドスリーブ（７）が設けられていて、該ガイドスリーブ（７）が少なくとも部分的に、吸込み領域（１４）に対する第１の圧力室（９）の画成部を形成している、請求項１記載のピストンポンプ。
3. 第１の圧力室（９）がガイドスリーブ（７）の孔（２４）を介して吸込み領域（１４）と接続されている、請求項２記載のピストンポンプ。
4. ガイドスリーブ（７）が少なくとも部分的に、吐出側（１５）に対する第３の圧力室（１１）の画成部を形成している、請求項２又は３記載のピストンポンプ。
5. 第３の圧力室（１１）がガイドスリーブ（７）の少なくとも１つのスリット（１７）を介して吐出側（１５）と接続されている、請求項２から４までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
6. 第２の圧力室（１０）が、ハウジング側に固定された挿入エレメント（８）と段付ピストンエレメント（４）とによって画成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
7. 第３の圧力室（１１）が段付ピストンエレメント（４）とガイドスリーブ（７）と挿入エレメント（８）とによって画成されている、請求項２から６までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
8. ガイドスリーブ（７）が、吐出側（１５）に対して吸込み領域（１４）をシールする部分的なプレス嵌めを介してハウジング（３）内に固定されている、請求項２から７までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
9. 段付ピストンエレメント（４）と挿入エレメント（８）とによって第４の圧力室（１２）が画成されていて、該第４の圧力室（１２）がオーバフローパッキン（１８）によって第３の圧力室（１１）に対してシールされていて、第４の圧力室（１２）の容積が段付ピストンエレメント（４）の運動に関連して変化する、請求項６から８までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
10. オーバフローパッキン（１８）が次のようなシール機能、すなわち第４の圧力室（１２）と第３の圧力室（１１）との間におけるポジティブな圧力降下がオーバフローパッキン（１８）を介して第３の圧力室（１１）に向かって消滅可能であるような、シール機能をもって形成されている、請求項９記載のピストンポンプ。
11. 第３の圧力室（１１）の容積が段付ピストンエレメント（４）の運動に関連して変化する、規定された容積値が、第２の圧力室（１０）の容積変化の値の少なくともほぼ半分に相当している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
12. 段付ピストンエレメント（４）の有効端面の面積比が次のように、すなわち、段付ピストンエレメント（４）の運動に関連して調節される第１の圧力室（９）の容積がその都度、第２の圧力室（１０）の容積変化の値の少なくともほぼ半分だけ変化するように、設定されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のピストンポンプ。

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