JP2014523504A - 流体を圧送するためのピストンポンプおよび、ピストンポンプのための対応する組立法 - Google Patents

Abstract

【要 約】
本発明は、流体を圧送するためのピストンポンプ（１）であって、シリンダ（２０）と、シリンダ（２０）内で可動に支承されたピストンと、吸入バルブと吐出バルブ（５）との間に配置された圧力室（２４）とを有しており、該圧力室（２４）はキャップ（１０）によって閉鎖されており、流体流（３）内で吐出バルブ（５）の後ろに、流体流（３）を絞るための絞り部材（３０）が設けられている形式のものに関する。本発明によれば、前記絞り部材（３０）がばね弾性的なディスクとして構成されていて、該ディスクが前記キャップ（１０）内に取り付けられており、前記絞り部材（３０）を予備センタリングするための手段が前記キャップ（１０）内に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、独立請求項１の前文に記載した形式の、流体を圧送するためのピストンポンプに関する。また本発明はこのようなピストンポンプのための組立法に関する。

ピストンポンプは従来技術により様々な形式のものが公知である。例えば自動車ブレーキ装置に、圧力媒体を圧送するための複数のポンプ部材を備えたラジアルピストンポンプがしばしば用いられており、このラジアルピストンポンプにおいては、少なくとも１つのピストンが偏心体によって往復運動せしめられるようになっている。典型的には、このようないわゆるポンプ部材は、ピストンと、多くはシリンダとして構成されたピストン摺動面と、吸入バルブおよび吐出バルブと、シール部材とから成っている。このようなバルブは、ピストンのポンプ運動時に流体を制御するために用いられる。この場合、吸入バルブは、圧縮段階中に流体が吸入室内に逆流しないようにするために用いられる。吐出バルブは、流体が吐出側からポンプ内室内に逆流するのを阻止し、典型的にはポンプのキャップ内に収容されている。雑音および脈動を最適化するために、吐出バルブの後ろに流体流を絞るための絞り装置が設けられている。

特許文献１には、例えば液圧式の車両ブレーキ装置内に設けられた、ブレーキ圧制御のためのピストンポンプについて記載されている。ここに記載されたピストンポンプは、ポンプハウジングと、このポンプハウジング内に配置された、ピストンポンプのための収容孔と、この収容されたピストンポンプを外部に対して閉鎖するバルブキャップとを有しており、このバルブキャップ内に、吐出バルブと、流出通路の第１および第２の通路セクションとが収容されている。流出形状は、ピストンポンプの雑音特性に影響を及ぼすので、大抵の場合、流出通路は、絞り作用を有する適当な先細り部を備えて構成されている。

特許文献２には、例えば雑音発生が低減されたピストンポンプについて記載されている。ここに記載された、流体を圧送するためのピストンポンプは、ピストンと、シリンダ部材と、吸入バルブと吐出バルブとの間に配置された、キャップによって閉鎖された圧力室とを有しており、吐出バルブは、球として構成された閉鎖体と、この閉鎖体に作用する渦巻きばねとして構成されたプリロード装置と、このプリロード装置を支持するためのベース部材と、ディスク部材とを有していて、吐出バルブのシールシートがディスク部材に配置されている。ディスク部材を使用したことによって、ピストンポンプの様々な構成部分の構成部分公差が吐出バルブに不都合な影響を及ぼすことがないように保証されなければならない。

ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００８００２７４０号明細書 ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００６０２７５５５号明細書

これに対して、独立請求項１の特徴部を有する、車両のための本発明によるセンサ装置は、運転中における絞り部材の振動運動を妨げることなしに、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材をキャップ内で費用をかけずに予備センタリングすることができる、という利点を有している。

本発明の核心は、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材を、費用をかけずにセンタリングすることである。絞り部材は、組立時にピストンポンプのキャップ内に取り付けられる。次いでポンプシリンダがキャップ内に押し込まれる。ポンプシリンダ内において絞り部材のセンタリングが行われるが、迅速な組立に基づいて不十分に予備センタリングされた絞り部材は変形することがある。従って、ポンプシリンダの組立前に絞り部材をキャップ内で予備センタリングすることは有意義である。このような予備センタリングにより、勿論絞り部材の運動が制限されてはならない。何故ならば、絞り部材がロックされると、ピストンポンプの機能が妨げられ、駆動装置が過負荷を受けることによってシステムの故障を招くことになるからである。

本発明の実施例によれば、流体を圧送するためのピストンポンプが提供されており、このピストンポンプは、シリンダと、このシリンダ内で可動に支承されたピストンと、吸入バルブと吐出バルブとの間に配置された圧力室とを有しており、該圧力室はキャップによって閉鎖されており、流体流内で吐出バルブの後ろに、流体流を絞るための絞り部材が設けられている。本発明によれば、絞り部材がばね弾性的なディスクとして構成されていて、該ディスクがキャップ内に取り付けられており、絞り部材を予備センタリングするための手段がキャップ内に設けられている。

シリンダと、該シリンダ内に可動に支承されたピストンと、吸入バルブと吐出バルブとの間に配置され、かつキャップによって閉鎖されている圧力室とを有し、流体流内で前記吐出バルブの後ろに、流体流を絞るための絞り部材が設けられている形式の、本発明によるピストンポンプの組立法によれば、絞り部材がばね弾性的なディスクとして構成され、キャップ内に挿入される。この場合、キャップ内に配置されたセンタリング手段が、キャップ内において絞り部材を予備センタリングするために使用され、シリンダ部材が、絞り部材を取り付けかつ予備センタリングした後でキャップ内に圧入される。

従属請求項に記載された手段および実施態様によって、独立請求項１に記載されたピストンポンプの好適な改良が可能である。

特に好適には、キャップに少なくとも２つのプレスウェブが形成されており、これらのプレスウェブで以って前記シリンダが前記キャップに圧着固定され、２つの前記プレスウェブ間に形成された少なくとも１つの切欠が、流体流のための流出通路として働くようになっている。センタリング手段は、例えば少なくとも１つの面取部を有しており、該面取部が押圧方向で前記プレスウェブの後ろに配置されている。この領域において、好適な形式で、シリンダの圧入に基づく妨害が発生することはない。また、面取部は、費用をかけることなしに、例えば冷間圧造部分として構成されたキャップ内で位置を変えることができる。

本発明によるピストンポンプの好適な実施態様によれば、各面取部がそれぞれ、好適には６０°よりも大きい鋭角を有している。このような鋭角に基づいて、好適な形式で、絞り部材は運転中に面取部若しくはセンタリング手段に固着しないことが保証される。

本発明によるピストンポンプの別の好適な実施態様によれば、キャップ内に環状通路が形成されており、該環状通路は、絞り部材によって閉鎖され、かつ吐出バルブの開放時に、絞り部材を介して少なくとも１つの流出通路内に流出する流体で満たされている。

本発明によるピストンポンプの別の好適な実施態様によれば、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材が、シリンダとキャップとの間に配置されていて、少なくとも１つの流出通路の流過横断面を絞り部材の上側と下側との間の圧力差に基づいて可変に調節する。このような可変な絞り横断面によって、プロセス的に確実に組み付けられる簡単かつ安価な構成部分で、流体システム内の脈動が低減され、頑丈なデザインが得られる。ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材は、キャップとシリンダとの間に所定のプリロード下で配置され得るので、開放差圧が設定されている。この圧力差によって、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材は側方から高い圧力で持ち上げられるので、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材は左右対称軸線に沿って変形運動を実施し、流過横断面を拡大する。

本発明によるピストンポンプの別の好適な実施態様によれば、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材の変形運動は、シリンダの端面の成形部によって制限されてよい。これによって好適な形式で、絞り部材の耐用年数は延長される。ストッパ領域における流体式の終端位置減衰によって、開放特性および雑音特性をさらに最適化することができる。

特に好適には、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材が貫流可能な第１の開口を有しており、ばね弾性的なディスクとして構成された前記絞り部材の持ち上がった状態において前記第１の開口が貫流され、かつ／またはばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材の周囲が貫流される。

本発明によるピストンポンプのさらに好適な実施態様によれば、差圧とは無関係に開放された、規定されたコンスタントな流過横断面を有する第２の開口が設けられている。この第２の開口は、例えば孔として、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材に設けられ、かつ／または凹部として支承部に設けられ、かつ／または環状ギャップとして構成されていてよい。ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材内に設けられた第２の開口は、追加的な静的な絞りとして働き、静的な部分を有する動的な絞りを簡単かつ安価に実現することができる。このような構造の利点は、動的な絞りの好ましい機能が、非常に安価にかつ組立易く、静的な絞りと組み合わされ、かつ組み込まれる、という点にある。このような構造とは、例えば打ち抜き成形部としてまたはエッチングされた構成部分として構成することができる追加的な構成部分のことである。所定の圧力差に達すると、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材は曲がり、動的な絞りを開放するので、追加的に多量の流体量が流出する。所定の圧力差を下回ると、少量の流体量が静的な絞りを介して、つまり第２の開口を通って流出する。

流体を圧送するための、本発明の１実施例によるピストンポンプの後部領域の断面した斜視図である。 図１に示した本発明によるピストンポンプの第１の状態における詳細図である。 図１に示した本発明によるピストンポンプの第２の状態における詳細図である。 図１に示したピストンポンプのための絞り部材の斜視図である。 図１に示したピストンポンプのためのシリンダの斜視図である。 図１に示したピストンポンプのためのキャップの斜視図である。 図６に示したピストンポンプのためのキャップの詳細を示す斜視図である。 図４に示した絞り部材が挿入されている、図６および図７に示したキャップの斜視図である。 圧入されたシリンダを有する、図６〜図８に示すピストンポンプのためのキャップの詳細を示す断面した斜視図である。

本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。図面中、同じ符号は、同じ若しくは類似の機能を実行する構成部材若しくは要素を示す。

例えば自動車におけるアンチロック制御装置（ＡＢＳ）に使用されかつ／またはエレクトロニックスタビリティプログラムのために使用されるピストンポンプに、動的な絞りを組み込む場合、絞り部材のセンタリングは、例えばシリンダに設けられた小さい面取部によって行われる。キャップにおける絞り部材の外径を介しての大まかなセンタリングは限定的にのみ可能である。何故ならば、絞り部材が正しくセンタリングされていない場合に、シリンダをキャップ内に圧入する際の高い圧入速度に基づいて、絞り部材の変形が生じることがあるからである。しかも、絞り部材が片側で当接することによって絞り部材が場合によっては固着することは避けなければならない。絞り部材の固着によって、動的な絞り部材の折れ曲がり機能は妨げられ、高い貫流量は妨げられる。これは場合によっては、システムの完全な故障の原因となる。何故ならば駆動装置が過大な負荷を受けるからである。

図１〜図９に示されているように、自動車ブレーキシステム内で流体を圧送するための、本発明によるピストンポンプ１の図示の実施例は、図示していないピストンと、シリンダ２０と、図示していない吸入バルブと吐出バルブ５との間に配置された圧力室２４とを有していて、この圧力室２４はキャップ１０によって閉鎖されており、この場合、流体流３内で吐出バルブ５の後ろに、流体流３を絞るための絞り部材３０が設けられている。

さらに図１に示されているように、吐出バルブ５は、球状に構成された閉鎖ヘッド５．１と、吐出バルブシート５．２と、リターンスプリング５．３とを有していて、圧力室２４の吐出開口２６とピストンポンプ１の少なくとも１つの流出通路７との間で流体流３を調節する。絞り部材３０は、ばね弾性的なディスクとして構成されていて、キャップ１０とシリンダとの間に緊締されている。図示の実施例では、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０は第１の開口３４を有しており、この第１の開口３４は、閉鎖ヘッド５．１の寸法に適合されている。

さらに図１〜図５に示されているように、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０は、シリンダ２０における第１の支承部とキャップ１０内に配置された第２および第３の支承部との間で緊締されている。ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０のプリロードを調整するために、キャップ１０内に配置された第２の支承部（この第２の支承部に、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の外側縁部が当接している）と、キャップ１０内に配置された第３の支承部（この第３の支承部に、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の内側縁部が第１の開口３４の領域内で当接している）との間に、オフセットｄｖ１が設けられており、このオフセットｄｖ１は、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の外側縁部を第３の支承部から持ち上げるために、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０内部に、発生した流体圧力によってもたらされるべきプリロードを生ぜしめる。この際に、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の内側縁部は、発生した圧力とは無関係に、シリンダ部材２０に配置された第１の支承部にも、またキャップ１０内に配置された第２の支承部にも当接する。

さらに図１〜図５に示されているように、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の変形運動ｄｓ１は、シリンダ２０の端面２２の対応する成形部によって制限されている。図示の実施例では、端面２２は湾曲して構成されており、この場合、湾曲部の寸法が、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の最大可能な変形運動を規定する。図２は、所定の限界圧力値よりも低い差圧におけるピストンポンプ１を示しており、従って、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材はすべての支承部に当接していて、静的な絞りだけが作用するので、流出する流体流３．１は、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０内に孔として形成された第２の開口３６によって規定される。図３は、所定の限界圧力値よりも高い差圧におけるピストンポンプ１を示しており、従って、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の外側縁部は、第３の支承部から持ち上げられていて、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材の内側縁部だけが第１および第２の支承部に当接している。この状態では動的な絞りが作用するので、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材の周囲を別の流体流３．２が流れ、この別の流体流３．２は、第２の開口３６を通って流れる流体流３．１と共に、流出する全流体流３を形成する。キャップ１０内に環状通路１２が形成されており、この環状通路１２は絞り部材３０によって覆われている。流体は、開放された吐出バルブ５において、つまり吐出バルブシート５．２から持ち上げられた閉鎖ヘッド５．１において、接続通路１４を介して環状通路５８内に達し、絞り部材３０を介して少なくとも１つの流出通路７内に流出する。

さらに図６〜図９に示されているように、キャップ１０内に本発明によるセンタリング手段１８が設けられており、このセンタリング手段１８は、キャップ１０内で絞り部材３０を予備センタリングする。図示の実施例ではキャップ１０内に６つのプレスウェブ１６が形成されており、これらのプレスウェブで以ってシリンダ２０はキャップ１０に圧着固定され得る。２つのプレスウェブ間にそれぞれ１つの切欠１７が形成されており、これらの切欠１７は、圧入されたシリンダ２０において流体流３のための流出通路７として働く。図示の実施例では、ピストンポンプ１のキャップ１０は、６つの切欠１８を有しており、従ってピストンポンプ１は６つの流出通路７を有している。

さらに図６〜図９に示されているように、センタリング手段１８は少なくとも１つの面取部を有しており、この面取部はそれぞれ、押圧方向で、プレスウェブ１６の後ろに配置されている。図示の実施例ではセンタリング手段１８は６つの面取部を有している。図９に示されているように、各面取部１８はそれぞれ、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０の固着を避けるために、好適には６０°よりも大きい鋭角αを有している。

ピストンポンプを組立てるための本発明による方法によれば、絞り部材３０はばね弾性的なディスクとして構成されていて、キャップ１０内に挿入される。キャップ１０内に配置されたセンタリング手段１８によって、絞り部材３０はキャップ１０内で予備センタリングされ、シリンダ部材２０は、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材３０を変形させるか若しくは損傷させることなく、キャップ１０内に圧入される。シリンダ２０の出口開口２６に第２のセンタリング手段２８が設けられており、この第２のセンタリング手段２８は、絞り部材３０に第１の開口３４に適合された環状のフランジとして構成されていて、絞り部材３０の最終的なセンタリングを行う。

図示の本発明の実施例によれば、好適な形式で、絞り部材をピストンポンプのキャップ内で費用をかけずに予備センタリングすることができる。

１ ピストンポンプ
３ 流体流
３．１ 流体流
５ 吐出バルブ
５．１ 閉鎖ヘッド
５．２ 吐出バルブシート
５．３ リターンスプリング
７ 流出通路
１０ キャップ
１４ 接続通路
１６ プレスウェブ
１７ 切欠
１８ センタリング手段、面取部
２０ シリンダ
２２ 端面
２４ 圧力室
２６ 出口開口
２８ 第２のセンタリング手段
３０ 絞り部材
３２．１ 上側
３２．２ 下側
３４ 第１の開口
３６ 第２の開口
ｄｓ１ 変形運動
ｄｖ１ オフセット

Claims (10)

1. 流体を圧送するためのピストンポンプであって、シリンダ（２０）と、該シリンダ（２０）内で可動に支承されたピストンと、吸入バルブと吐出バルブ（５）との間に配置された圧力室（２４）とを有しており、該圧力室（２４）はキャップ（１０）によって閉鎖されており、流体流（３）内で吐出バルブ（５）の後ろに、流体流（３）を絞るための絞り部材（３０）が設けられている形式のものにおいて、
   前記絞り部材（３０）がばね弾性的なディスクとして構成されていて、該ディスクが前記キャップ（１０）内に取り付けられており、前記絞り部材（３０）を予備センタリングするための手段（１８）が前記キャップ（１０）内に設けられていることを特徴とする、流体を圧送するためのピストンポンプ。
2. 前記キャップ（１０）に少なくとも２つのプレスウェブ（１６）が形成されており、これらのプレスウェブ（１６）で以って前記シリンダ（２０）が前記キャップ（１０）に圧着固定され、２つの前記プレスウェブ（１６）間に形成された少なくとも１つの切欠（１７）が、流体流（３）のための流出通路（７）として働くことを特徴とする、請求項１に記載のピストンポンプ。
3. 前記センタリング手段（１８）が少なくとも１つの面取部を有しており、該面取部が押圧方向で前記プレスウェブ（１６）の後ろに配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のピストンポンプ。
4. 前記各面取部（１８）がそれぞれ鋭角（α）を有していることを特徴とする、請求項３に記載のピストンポンプ。
5. 前記キャップ（１０）内に環状通路（１２）が形成されており、該環状通路（１２）は、前記絞り部材（３０）によって閉鎖され、かつ前記吐出バルブ（５）の開放時に、前記絞り部材（３０）を介して少なくとも１つの流出通路（７）内に流出する流体で満たされていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のピストンポンプ。
6. ばね弾性的なディスクとして構成された前記絞り部材（３０）が、前記シリンダ（２０）と前記キャップ（１０）との間に配置されていて、少なくとも１つの前記流出通路（７）の流過横断面を前記絞り部材（３０）の上側（３２．１）と下側（３２．２）との間の圧力差に基づいて可変に調節する、請求項１から５のいずれか１項に記載のピストンポンプ。
7. ばね弾性的なディスクとして構成された前記絞り部材（３０）の変形運動（ｄｓ１）が、前記シリンダ（２０）の端面（２２）の成形部によって制限されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のピストンポンプ。
8. ばね弾性的なディスクとして構成された前記絞り部材（３０）が貫流可能な第１の開口（３４）を有しており、ばね弾性的なディスクとして構成された前記絞り部材（３０）の持ち上がった状態において前記第１の開口（３４）が貫流され、かつ／またはばね弾性的なディスクとして構成された前記絞り部材（３０）の周囲が貫流されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のピストンポンプ。
9. 差圧とは無関係に開放された、規定されたコンスタントな流過横断面を有する第２の開口（３６）が設けられており、該第２の開口（３６）は、ばね弾性的なディスクとして構成された絞り部材（３０）内に孔として設けられ、かつ／または支承部に凹部として設けられ、かつ／または環状ギャップとして構成されていることを特徴とする、請求項８に記載のピストンポンプ。
10. シリンダ（２０）と、該シリンダ（２０）内に可動に支承されたピストンと、吸入バルブと吐出バルブ（５）との間に配置され、かつキャップ（１０）によって閉鎖されている圧力室（２４）とを有し、流体流（３）内で前記吐出バルブ（５）の後ろに、流体流（３）を絞るための絞り部材（３０）が設けられている形式のピストンポンプの組立法において、
    前記絞り部材（３０）をばね弾性的なディスクとして構成し、前記キャップ（１０）内に取り付け、前記キャップ（１０）内に配置されたセンタリング手段（１８）を、前記キャップ（１０）内において前記絞り部材（３０）を予備センタリングするために使用し、前記絞り部材（３０）を取り付けかつ予備センタリングした後で、前記シリンダ部材（２０）を前記キャップ（１０）内に圧入することを特徴とする、ピストンポンプの組立法。

Images