JP5926778B2 - 特に液圧式ピストンポンプのためのシールリング - Google Patents
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Description
である、流体によって満たされた圧力室をシールするための、特に液圧式ピストンポンプ
のためのシールリングに関する。さらに本発明は、シールリングの使用法、ピストンポン
プの製造方法、ピストンポンプおよび車両ブレーキシステムに関する。
ングは、一般に実質的に平滑な面を備え、この面は、円筒スペースで前進(進入)および
後退(進出)可能なピストンに接触する。この場合、シールリングの面とピストンとの間
に摩擦が生じ、これにより、シールリングに摩耗が生じる。
る密閉のためのシールおよびガイド装置が既知である。このシールおよびガイド装置は、
ガイドリング、支持リングおよびシール要素を備え、支持リングはシール要素とガイドリ
ングとの間に配置されている。ガイドリングと支持リングとの接触面は、平面の外部でピ
ストンの縦軸線に対して垂直に位置する少なくとも1つの領域を備え、この領域は平面に
対して傾斜して配置されている。
。なぜなら、ポンプの作動時にシール要素は平面に位置しない領域に対して押圧され、半
径方向内側に向いた力が支持リングに加えられるからである。これにより、シール要素が
支持リングとピストンとの間の領域で押圧されること、ひいてはシール要素が損傷され液
漏洩が生じることが防止される。
リングが、流体の漏洩を可能としないか、または所定量の漏洩を可能とするようにするこ
とである。
トンポンプ用のシールリングが形成され、シールリップは輪郭部によりシール面に接触し
、シール面に対して移動可能であり、シールリップの輪郭部は、シール面に対するシール
リップの速度に適合されており、これにより、圧力室から流体の所定の漏出量が得られる
ように調節されている。
と、円筒状スペースに進入および進出可能なピストンとを備える。円筒状壁とピストンと
の間には流体によって満たされた圧力室をシールする本発明によるシールリングが配置さ
れている。円筒状スペースからのピストンの進出時にピストンは流体を圧力室に吸い込み
、進入時にはピストンは作業を行うために流体を圧力室から液圧システム内に圧送する。
である。
ップは、圧力室をシールするための所定の輪郭部によってシール面、すなわち、ピストン
の外周面または円筒状壁の内周面に接触する。ピストンが円筒状スペース内へ進入し、円
筒状スペース外へ進出する場合に、シールリップとシール面とは互いに相対移動する。
合されており、これにより、圧力室から流体の所定の漏出量が得られるように調節されて
いる。
わずかな摩擦によってシールリップに沿って滑動するように、所定の潤滑膜がシール面に
提供されている。他方では、漏出量は、極めてわずかであるか、もしくはシール面から圧
力室への流体の還流量が調節されており、したがって、隣接する構成部分の機能的損傷を
もたらし得るような著しい漏出損失は生じない。
る場合の速度に適合されている。
性によって調節することができる。流体の漏出もしくは還流される流体がない場合または
極わずかな場合には、進入速度が進出速度よりも大きい比率が設定される。これに対して
、例えば潤滑膜を形成するためにより多量の漏出が望まれる場合には、進入速度が進出速
度よりも小さい比率が設定される。シールリップの輪郭部は、進入速度および進出速度の
いずれの比率についても所定の漏出量が提供されているように適合されている。
の側面部を備える。
、一方の側面部は、圧力室に向いた側に配置されており、他方の側面部は圧力室に向いて
いない方の側に配置されている。側面部はシール面と角度をなしている。圧力室に向いた
側の側面部が圧力室に向いていない方の側の側面部よりもシール面とより大きい角度をな
している場合、有利であることが判明した。
シール面と55°〜80°の角度をなしている。
によって、シールリップの長い機能性およびシール性を提供することができる。
の側面部はシール面と10°〜25°の角度をなしている。
用継続時間後にも著しく変化することがなく、したがって、流体の実質的に等しく保持さ
れた所定の漏出量または還流量を保障する輪郭部を提供する。
〜0.5mmの曲率半径を有する第1湾曲区分と、実質的にシール面に対して平行に延在
する0.01mm〜1mmの第2区分と、0.07mm〜0.5mmの曲率半径を有する
第3湾曲区分とを備える。
している。ピストンポンプの作動時に、支持面には最大の押圧力が加えられる。
性およびわずかな漏出量をもたらす。このような輪郭部は、シールリップの作動時間が長
い場合に高いシール性およびわずかな漏出量をもたらす。
に生じ得る異物によってシールリップが損傷された場合にシールリップのいわゆる「自動
的な再生」を可能にする。
、シールリングの作動時間は、より小さい曲率半径を有する湾曲区分が付加的に提供する
作動時間の分だけ低下する。
とを接続する0.03mm〜0.5mmの曲率半径を有する少なくとも1つの湾曲区分を
提供することも可能である。
〜0.12mmの半径を形成するように構成されている。
室に向いていない方の側の側面部との間に延在する領域である。
する液圧式ピストンポンプで使用することのできるシールリップが提供される。ここでは
圧力室からの流体の漏出量が実質的に等しく保持され、わずかであることが保障される。
ングの使用法が提案されている。
れており、これにより、圧力室から流体の所定の漏出量が得られるように調節されている
。所定の潤滑膜をシール面に形成する漏出を生じさせるために、ピストンの進入速度は進
出速度よりも小さくなっている。ここでは、進入速度は進出速度よりも係数3だけ小さい
。このような場合、シールリップの輪郭部は、圧力室に向いた側の側面部と圧力室に向い
ていない方の側の側面部との間に0.01mmの長さの区分、もしくは0.01mmのい
わゆる「半径」を形成するように構成されている。
シールリップの輪郭部は、圧力室に向いた側の側面部と圧力室に向いていない方の側の側
面部との間に0.1mmの長さの区分、もしくは0.1mmのいわゆる「半径」を形成す
るように構成されている。
プとシール面との間に潤滑膜を形成することができ、潤滑膜は、シール面に対するシール
リップの比較的摩擦の少ない往復運動を確保する。シールリップの摩耗はわずかであり、
シールリップは長い耐用寿命を有する。同時に、圧力室からの流体の漏出量はわずかであ
り、これにより、隣接した構成部分の機能損傷が防止される。
荷を受けるあらゆるシールに使用することができる。このようなシールリップの使用は、
特にシール性および/または作動時間に高い要求が課される場合には有利である。
囲のいわゆる「過圧」が生じている場合には、本発明によるシールリングを使用すること
が有利であることが判明した。
ステップ:
シールリングを製造し、準備するステップと、
ピストン、および円筒状壁によって制限された円筒状スペースを準備するステップと、
ピストンが円筒状スペース内で進入および進出可能となるようにピストンを円筒状スペ
ースに挿入するステップと、
シールリングのシールリップが輪郭部によってシール面に接触し、シール面に対して移
動できるように、ピストンと円筒状壁との間にシールリングを挿入し、流体によって満た
された圧力室をシールするステップとを含む。
さい場合にシールリップとシール面との間で流体に所定の潤滑膜厚さが形成されるように
輪郭部が調整される。
のに十分に潤滑膜厚さが大きいことである。これにより、シールリップの摩耗は最小限と
なり、耐用寿命が最適化される。さらに、液圧式往復ピストンポンプの使用時に圧力室か
ら流出する流体の漏出量はわずかであり、したがって、隣接した構成部分には機能損傷が
生じない。
。この円筒状スペースにはピストンが進入および進出可能に配置されている。シールリッ
プおよび所定の輪郭部を備えるシールリングは、ピストンと円筒状壁との間に配置されて
おり、流体によって満たされた圧力室を上記特徴によりシールする。
テムが提供される。
ック・ブレーキシステム(ABS)またはエレクトロニック・スタビリティ・プログラム
(ESP)を備えるブレーキシステムであってもよい。このようなブレーキシステムは、
長い走行距離においてブレーキシステムの最適な機能を提供するためにピストンポンプの
漏出量が所定の値を有するか、もしくは所定の潤滑膜がシール面に塗布されている場合に
は特に有利である。さらに、車両ブレーキシステムにおける漏出量が高すぎる値をとるこ
とはなく、ひいては隣接した構成部分における機能損傷が防止される。
内周面12に、シールリング10は、所定の輪郭部18を有するシールリップ16を備え
る(図2参照)。
に配置されたシールリング10を示す。シールリング10は外周面14によって円筒状壁
20の内周壁24に接触しており、シールリップ16の所定の輪郭部18によってピスト
ン22の外周面26に接触している。ピストン22は円筒スペース内で往復運動可能に構
成されており、シールリップ16と外周面26との間の接触面に、シールリング10のシ
ールリップ16に対して移動可能なシール面28を形成している。ここでは、シールリン
グ10は、流体を充填した圧力室30をシールしている。
速度に適合されており、これにより、圧力室30から流体の所定の漏出量が得られるよう
に調節されている。
32,34を備え、一方の側面部32は圧力室30に向いた側に配置されており、他方の
側面部34は圧力室30に向いていない方の側に配置されている。2つの側面部32,3
4は、これら側面部が出合う頂点に領域36を形成している。この領域36は、シールリ
ップ16と、ピストン22の外周面26もしくは限定的にシール面28との間の接触面を
形成している。側面部32は、圧力室30に向いた側で、ここではシール面28と約55
°〜約80°の角度αをなしている。これに対して、側面部34は、圧力室30に向いて
いない方の側でシール面28と約10°〜約25°の角度βをなしている。
きるように視覚的な特徴を設けている。この視覚的特徴は、特定の色、特定の表面状態ま
たはラベルであってもよい。
してもよいし、または隣接した構成部分による力作用によってはじめて調整されるように
してもよい。
続けて見た場合にこの領域36に第1区分38、第2区分40および第3区分を備える。
第1区分38は、ここではシール面28に対して約0.02mm〜0.5mmの曲率半径
で凸状に湾曲されており、第2区分40は実質的にシール面28に対して平行に約0.0
1mm〜約1mmの長さで延在しており、第3区分42は、シール面28に対して約0.
07mm〜0.5mmの曲率半径で凸状に湾曲されている。
しくなるように適合されており、円筒室へのピストン22の進入時に著しい漏出なしにシ
ール面28でシールリング10の長い作動時間にわたり高いシール性を確保する。実質的
にシール面28に対して平行に延在する第2区分40は、この区分40で生じ得る異物に
より輪郭部18が損傷された場合にシールリップ16のいわゆる「再生」を可能にする。
するブレーキシステムのような車両ブレーキシステムのためのピストンポンプで使用され
る。
録されており、水平方向のx軸には円筒スペース内へのピストン22の進入速度がmm/
sで記録されている。
った側で拭い取られずに、圧力室30に還流される潤滑膜の厚さである。したがって、潤
滑膜厚さ差とは、排出された潤滑膜と漏出量との差であり、ピストン22の進入および進
出プロセス間における流体の還流量の大きさである。
ピストン22の進入速度が変化した場合の対応した潤滑膜厚さ差を再現している。この場
合、ピストン22の進出速度は、常に300nm/sであり、圧力室30と圧力室30に
向いていない方の側との間には20Mpaの差圧が生じる。
ルリップ16に関する。圧力室30に向いた側に配置された側面部32とシール面28と
の間の角度αは、ここでは約55°〜約80°である。これに対して、圧力室30に向い
ていない方の側に配置された側面部34とシール面28との間の角度βは約10°〜約2
5°である。
、約810kmの走行距離後に摩耗を有し、いわゆる「半径」、すなわち、圧力室30に
向いた側の側面部32と圧力室30に向いていない方の側の側面部34との間の区分が0
.1mmとなっている。
、約300kmの走行距離を走行した。シールリップ16は、約300kmの走行距離後
に摩耗を有し、いわゆる「半径」、すなわち、圧力室30に向いた側の側面部32と圧力
室30に向いていない方の側の側面部34との間の区分が0.01mmとなっている。
、約200kmの走行距離を走行した。シールリップ16は、約200kmの走行距離後
に摩耗を有し、いわゆる「半径」、すなわち、圧力室30に向いた側の側面部32と圧力
室30に向いていない方の側の側面部34との間の区分が0.003mmとなっている。
て再現したグラフが示されている。垂直方向のy軸には、いわゆる「半径」、すなわち、
圧力室30に向いた側の側面部32と圧力室30に向いていない方の側の側面部34との
間の区分が記録されており、水平方向のx軸には、輪郭部18が縦断面に関して概略的に
記録されている。
5に曲線50で示した200kmの走行距離後の輪郭部18を示す。曲線56は、図5に
曲線48で示した300kmの走行距離後の輪郭部18を示す。曲線58は、400km
の走行距離後の輪郭部18を示し、曲線60は、図5に曲線46で示した810kmの走
行距離後の輪郭部18を示す。
、300mm/sの場合、正の潤滑膜厚さ差、すなわち、流体の還流量が35nmの高さ
に調節されている。
リップ16の輪郭部18は、約0.01mmのいわゆる「半径」を有する。これにより、
潤滑膜厚さ差は約6nmに低下する。すなわち、このような摩耗時には流体の当初の還流
量の1/7のみとなる(図5の曲線48)。
増大するか、または摩耗により、シール面28に対して平行に、約0.02〜1mmの長
さの区分40が形成される(図6の曲線60を参照)。この場合、潤滑膜厚さ差は、驚く
べきことに再び30nmの高さの値に、すなわち、当初の値の約6/7に増大している(
図5の曲線46参照)。
側の側面部32とシール面28とによって形成される角度αの変化に起因する。これに対
して、約810kmの走行距離後の約30nmへの潤滑膜厚さ差の増大は、いわゆる「半
径」の0.01mmから0.1mmへの増大に起因する。このような半径増大は、流体の
還流量を増大させる役割を果たす。
合う領域36で生じる。特に、圧力室30に向いた側の側面部32とシール面28とによ
って形成された角度αが変化する。圧力室30に向いていない方の側の側面部34とシー
ル面28とによって形成された角度βは、シールリップ16の摩耗時に著しく変化しない
(図6の曲線52,56,60参照)。
る。所定の漏出量を得るためには、ピストン22の進入速度が進出速度よりも小さく調節
されている。進入速度が進出速度よりも係数3だけ小さい場合、負の潤滑膜厚さ差はいわ
ゆる「半径」、すなわち、圧力室30に向いた側の側面部32と圧力室30に向いていな
い方の側の側面部34との間の区分が約0.01mmの場合に既に得られる(曲線48)
。これに対して、進入速度が進出速度よりも係数6だけ小さい場合には、負の潤滑膜厚さ
差は、いわゆる「半径」、すなわち、圧力室30に向いた側の側面部32と圧力室30に
向いていない方の側の側面部34との間の区分が約0.1mmの場合にようやく得られる
(曲線46参照)。
Claims (7)
- シールリップ(16)が輪郭部(18)によりシール面(28)に接触し、該シール面に対して移動可能である、流体によって満たされた圧力室(30)をシールするための、液圧式ピストンポンプ用のシールリング(10)において、
前記シールリップ(16)の前記輪郭部(18)が、前記シール面(28)に対する前記シールリップ(16)の速度に適合されており、これにより、前記圧力室(30)から流体の所定の漏出量が得られるように調節されており、
前記輪郭部(18)は、前記圧力室(30)に向いた方の側の第1側面部(32)と、前記圧力室(30)に向いていない方の側の第2側面部(34)と、前記第1側面部(32)と前記第2側面部(34)とが出会う頂点に形成された領域(36)と、を備え、前記領域(36)は、前記シールリップ(16)と前記液圧式ピストンポンプのピストン(22)の外周面(26)との間の接触面を形成し、
前記領域(36)は、前記第1側面部(32)から延在する第1湾曲部分(38)と、前記第2側面部(34)から延在する第2湾曲部分(42)と、前記第1湾曲部分(38)と前記第2湾曲部分(42)との間に延在し、前記シール面(28)に平行な平行部分(40)と、を有し、
前記ピストン(22)の進入速度は、前記ピストン(22)の進出速度よりも小さくなっており、前記ピストン(22)の進入は前記流体を前記圧力室(30)から圧送し、前記ピストン(22)の進出は前記流体を前記圧力室(30)に吸い込み、
前記第1側面部(32)が前記第2側面部(34)よりも前記シール面(28)とより大きい角度をなしている、
ことを特徴とする、シールリング(10)。 - 前記第1側面部(32)が、前記シール面(28)と55°〜80°の角度(α)をなしている、請求項1に記載のシールリング(10)。
- 前記第2側面部(34)が、前記シール面(28)と10°〜25°の角度(β)をなしている、請求項1または2に記載のシールリング(10)。
- 液圧式ピストンポンプで所定の潤滑膜を生成するために使用することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一項に記載のシールリング(10)の使用法。
- シールリング(10)を製造して設け、
ピストン(22)、および円筒状壁(20)によって画成された円筒状スペースを設け、
前記ピストン(22)が円筒状スペース内で進入および進出可能となるようにピストン(22)を円筒状スペースに挿入し、
前記シールリング(10)のシールリップ(16)が輪郭部(18)によってシール面(28)に接触し、該シール面に対して移動できるように、前記ピストン(22)と前記円筒状壁(20)との間に前記シールリング(10)を挿入し、流体によって満たされた圧力室(30)をシールすることを含む、液圧式ピストンポンプを製造するための方法において、
前記ピストン(22)の進出速度よりも前記ピストン(22)の進入速度が小さい場合に前記シールリップ(16)と前記シール面(28)との間で流体に所定の潤滑膜厚さが形成され、前記輪郭部(18)が、前記圧力室(30)に向いた方の側の第1側面部(32)と、前記圧力室(30)に向いていない方の側の第2側面部(34)と、前記第1側面部(32)と前記第2側面部(34)とが出会う頂点に形成された領域(36)と、を備え、前記領域(36)が、前記シールリップ(16)と前記液圧式ピストンポンプの前記ピストン(22)の外周面(26)との間の接触面を形成し、前記領域(36)は、前記第1側面部(32)から延在する第1湾曲部分(38)と、前記第2側面部(34)から延在する第2湾曲部分(42)と、前記第1湾曲部分(38)と前記第2湾曲部分(42)との間に延在し、前記シール面(28)に平行な平行部分(40)と、を有し、前記第1側面部(32)が前記第2側面部(34)よりも前記シール面(28)とより大きい角度をなすように、前記シールリング(10)の製造時に輪郭部を調整する、液圧式ピストンポンプを製造するための方法。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載のシールリング(10)を備えることを特徴とする、ピストンポンプ。
- 請求項6に記載のピストンポンプを備えることを特徴とする、車両ブレーキシステム。
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