KR100570912B1

KR100570912B1 - 피스톤 펌프

Info

Publication number: KR100570912B1
Application number: KR1019997002686A
Authority: KR
Inventors: 머클라인디터; 프리취지크프리트; 찌쩰스버커랄프; 베흐안드레아스; 헬레브란트미카엘
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2006-04-14
Also published as: DE59809570D1; WO1999006705A1; US6283733B1; EP0961882A1; KR20000068657A; DE19732792A1; EP0961882B1; JP4130701B2; JP2001501277A

Abstract

본 발명은, 예를 들어 슬립 제어 유압식 차량 브레이크 장치에서 사용되는 피스톤 펌프(10)에 관한 것이다. 본 발명은 피스톤 펌프(10)를 저렴하게 제조할 수 있도록, 언더컷이 없이 냉간 단조 부품으로서 부시(16)를 피스톤 펌프(10)의 배출 밸브(60)를 위한 밸브 시트(22)를 갖는 베이스(18)와 일체로 제조하는 것을 제안한다. 또한, 폐쇄 부품(66) 및 부시(16)에서의 정지부에 대해서 밀봉이 형성되므로 조립체가 간단해진다. 가압된 유체는 폐쇄 부품에 형성된 유동 통로(70)를 통해서 펌프를 벗어난다.

Description

피스톤 펌프{Piston Pump}

본 발명은 독립항의 전제부에 따른 피스톤 펌프에 관한 것이다.

상기와 같은 피스톤 펌프는 DE 41 07 979 A1에 공지되어 있다. 공지된 피스톤 펌프는 회전 구동될 수 있는 편심체를 통해서 왕복 이동하는 스트로크 운동으로 구동될 수 있는 피스톤을 갖는다. 이 피스톤은 펌프 하우징의 실린더 구멍 내에 나사체결되는 부시 내에서 축방향으로 움직일 수 있도록 안내된다. 공지된 피스톤 펌프의 부시는, 기하학적으로 복잡한 형상이며 제조 비용이 비싼 선반 가공 부품이고, 이 부품은 언더컷을 갖는 단차식 내부 구멍과, 언더 컷과, 실린더 구멍 내에 나사체결되기 위한 나사산이 제공되고 방사 방향으로 돌출한 외측면상의 칼라, 나사구동 공구 결합용 길이 방향 구멍 및 유입부로서 횡방향 구멍을 구비한다.

도 1은 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 단면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도.

독립 청구항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 성형 과정, 주로 냉간 성형, 예를 들어 냉간 단조 가공을 통하여 제조된 부시를 갖는다. 본 발명은 하나 또는 적은 수의 작업 단계로 부시를 신속하고 저렴하게 제조할 수 있다는 장점이 있다. 추가적인 장점은 펌프 하우징의 실린더 구멍 내에 부시를 간단히 삽입할 수 있다는 것이다.

종속 청구항에는 독립 청구항에 기재된 발명의 개선과 적합한 구성이 제시된다.

압입 끼워맞춤에 의해 부시와 실린더 구멍 사이의 밀봉이 이루어지며, 따라서 밀봉링과 같은 별도의 밀봉 수단이 필요없게 된다.

청구항 제 4 항에 따라서, 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 부시는 이 부시와 일체인 베이스를 가지며, 이것은 특히 부시를 펌프 하우징 내에 압입할 때나 폐쇄 부품을 압착할 때 성형에 대한 부시의 강도를 향상시키는 큰 안정성을 부시에 제공한다.

적합하게는, 청구항 제 5 항에 따른 부시의 베이스에는 관통 구멍과, 이 관통 구멍의 입구에 있는 피스톤 펌프의 유입 밸브나 배출 밸브를 위한 밸브 시트가 제공된다. 이러한 형태에 있어서 관통 구멍과 밸브 시트는 하나의 공정으로 부시의 제조와 함께 성형을 통하여 제조되는 것이 바람직하다. 본 발명의 이러한 개선에 따른 다른 장점은 별도의 밸브 시트 지지 부품이 생략되고, 피스톤 펌프가 축방향으로 짧게 구성되며 컴팩트하다는 것이다.

청구항 제 6 항에 따른 피스톤 펌프에 있어서, 실린더 구멍을 양변위(positive-displacement) 챔버에서 기밀하게 밀봉하는 폐쇄 부품은, 예를 들면 부시를 폐쇄 부품 내에 압입함으로써 부시와 견고하게 결합되며, 코킹을 통하여 펌프 하우징 내에 기밀하게 고정된다. 부시와 마찬가지로, 폐쇄 부품은 성형 부품으로서 간단하고 신속하게 제조할 수 있다. 하우징 내에 폐쇄 부품이 코킹되는 것에 의해 방사 방향 오프셋을 보상할 수 있으므로, 부시를 이 부시에 단단하게 고정된 폐쇄 부품과 함께 펌프 하우징의 실린더 구멍 내에 설치할 필요성이 없어진다. 또한, 폐쇄 부품과 부시 사이의 압입 끼워맞춤을 통한 밀봉으로 인해 이들 부품 사이의 밀봉 링이 생략될 수 있다.

청구항 제 9 항에 따라서, 특히, 펌프 출구로서의 관류 통로는 내부에서 외부를 향해 뻗은 슬롯에 의해 구현되는데, 이 슬롯은 폐쇄 부품 또는 부시의 상호 마주하는 면에 형성된다. 이 슬롯, 즉 부시 또는 폐쇄 부품을 향하여 개방되고 폐쇄 부품이 부시에 압착될 때 부시/부시의 베이스에 의해 또는 폐쇄 부품에 의해 커버되어 관류 통로를 형성하는 슬롯은, 폐쇄 부품 또는 부시의 제조와 함께 하나의 작업 공정으로 성형을 통하여 제조될 수 있는 장점을 가진다.

피스톤 펌프는 특히, 차량의 브레이크 장치 내의 펌프로서 제공되며 휠 브레이크 실린더 내의 압력을 제어하기 위해 사용된다. 브레이크 장치의 타입에 따라 약어 ABS, ASR, FDR, EHB가 사용된다. 브레이크 장치에서 펌프는, 예를 들어 하나의 휠 브레이크 실린더 또는 다수의 휠 브레이크 실린더로부터 메인 브레이크 실린더(ABS)에 브레이크액을 귀환시키기 위하여 및/또는 저장 탱크로부터 하나의 휠 브레이크 실린더나 다수의 휠 브레이크 실린더(ASR, FDR, EHB)에 브레이크액을 공급하기 위하여 사용한다. 펌프는, 예를 들어 휠 슬립 제어(ABS, ASR)를 구비한 브레이크 장치 및/또는 스티어링 보조부로서 사용되는 브레이크 장치(FDR) 및/또는, 전기 유압식 브레이크 장치(EHB)에 필요하다. 휠 슬립 제어(ABS, ASR)를 통하여, 예를 들어 제동 과정 중 브레이크 페달에 강한 압력을 가할 때 차량 휠의 로킹 및/또는 가속 페달상에 강한 압력을 가할 때 차량의 구동 휠의 스피닝을 방지할 수 있다. 스티어링 보조부로서 사용된 브레이크 장치에 있어서, 하나 이상의 휠 브레이크 실린더 내의 제동 압력은 브레이크 페달 또는 가속 페달의 작동과 무관하게 형성되는데, 이는 운전자가 원하는 트랙에서 차량이 벗어나는 것을 방지하기 위함이다. 또한 펌프는 전기 유압식 브레이크 장치(EHB)에서 사용될 수 있으며, 여기서 펌프는 전기 브레이크 페달 센서가 브레이크 페달의 작동을 검출할 때 브레이크액을 휠 브레이크 실린더(들)로 공급하거나, 또는 브레이크 장치의 저장 탱크를 충진시키기 위하여 사용된다.

이하에서 도면에 도시한 실시예에 따라서 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도면에서 전체적으로 도면 부호 10으로 표시한 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 펌프 하우징(12)을 형성하는 유압 블록 내에 수용된다. 유압 블록에는 또한 도시하지 않은 자기 밸브, 유압 저장기, 유압식 슬립 제어 차량 브레이크 장치의 댐퍼와 같은 구성 소자가 수용되어, 서로 그리고 피스톤 펌프(10)와 유압식으로 접속된다.

피스톤 펌프(10)는 펌프 하우징(12) 내의 연속적인, 단을 가진 설치 공간(14)에 삽입된다. 펌프 하우징(12) 내에 제공된 설치 공간은 주로 재료 절삭 공정, 예를 들어 드릴링을 통하여 형성된다. 피스톤 펌프(10)는 설치 공간(14)에 삽입된 부시(16)를 가지며, 이 부시는 부시(16)의 외주와 설치 공간(14)의 내주 사이의 압입 끼워맞춤을 통하여 펌프 하우징(12) 내에서 밀봉된다. 부시(16)는 냉간 단조 부품이며, 중공 실린더형으로 형성되고, 성형을 통한 용이한 제조가 가능하도록 어떠한 언더컷도 갖지 않는다. 도시한 실시예에서 부시(16)는 냉간 단조 부품이다. 부시(16)는 일체적인 베이스(18)를 가지며, 이 베이스는 외부로 향한 입구에 원추형 밸브 시트(22)가 형성된 중앙 구멍(20)을 갖는다.

부시(16) 내에는 핀 모양의 실린더형 피스톤(24)이 수용된다. 피스톤(24)은 축방향으로 움직일 수 있도록 안내된다. 피스톤(24)은 부시(16) 내에 제공된 제 1 단부(24a)와 부시(16)로부터 뻗어나온 제 2 단부(24b)를 갖는다. 축방향 안내를 위하여 본 발명에 따른 피스톤 펌프(10)는 부시(16)로부터 돌출된 피스톤(24)의 단부(24b)상에 밀봉 및 안내 링 패키지(26)를 가지며, 이 패키지는 설치 공간(14) 내에 삽입된다. 부시(16) 내에 존재하는 피스톤(24)의 다른 단부(24a)상에는 추가의 밀봉 및 안내 링 패키지(28)가 제공된다. 밀봉 및 안내 링 패키지(26)는 부시(16) 내에서 제 1 단부(24a)를 안내하며, 밀봉 및 안내 링 패키지(28)는 펌프 하우징(12) 내에서 직접 제 2 단부(24b)를 안내한다.

부시(16)의 베이스(18)를 향한 피스톤(24)의 한쪽에는 축방향 포켓 구멍(30)이 피스톤(24) 내에 형성되어 있으며, 이 포켓 구멍의 입구는 원추형 밸브 시트(32)로서 형성된다. 피스톤(24) 내에서 십자로로 형성된 두 개의 가로 구멍(34)들은 포켓 구멍(30)의 기저부에서 포켓 구멍을 교차한다.

본 발명에 따른 피스톤 펌프(10)로의 유입은, 설치 공간(14)으로 방사 방향으로 이어진 펌프 하우징(12)의 제 1 통로(36)를 통하여 이루어지며, 상기 통로를 통해 공급될 액체가 설치 공간(14)에 도달되고 중공 원통형 필터 스크린(38)을 통해 부시(16)의 개방 단부면으로부터 부시(16)와 피스톤(24) 사이에 위치한 케이싱 공간(39) 내로 흐른다. 상기 필터 스크린은 설치 공간(14) 내에서 부시(16)의 연장부 내에 배열된다. 밀봉 및 안내 링 패키지(26, 28)들은 케이싱 공간(39)을 축방향으로 제한한다. 또한 유입은 부시(16)의 자유 단부 에지(40) 주위에서 실시된 다음 축방향으로 부시 내로 이어진다. 이 때문에 유체 입구로서 부시(16) 내에 가로 구멍을 설치할 필요가 없게 된다. 공급될 액체는 부시(16)와 피스톤(24) 사이의 케이싱 공간(39)으로부터 가로 구멍(34)을 통하여 피스톤(24)의 축방향 포켓 구멍(30) 내로 흐른다.

부시(16)의 베이스(18)를 향하는 피스톤(24)의 단부(24a)에는 체크 밸브가 유입 밸브(42)로서 장착된다: 유입 밸브(42)는 사발 모양의 밸브 하우징(44)을 가지며, 이 밸브 하우징은 하나 이상의 개구(46)를 가진 시트-딥 드로잉 부품으로서 제조된다. 밸브 하우징(44)에는 밸브 폐쇄 스프링(48)으로서의 나사선 압축 스프링이 지지되며, 상기 스프링은 피스톤(24)에 형성된 밸브 시트(32)에 대항하여 밸브구(50)를 가압한다.

밸브 폐쇄 스프링(48)보다 현저히 두껍게 형성된 피스톤 복귀 스프링(52)이 부시(16)의 베이스(18)의 내부에 지지되며, 밸브 하우징(44)과 일체인 방사 방향 플랜지(54)에 대항하여 가압하며, 이러한 방식을 통하여 밸브 하우징(44)을 피스톤(24)상에 유지하며 또한 피스톤(24)을 가압하여 회전 구동 가능한 편심체(56)의 원주면에 접촉한다. 상기 편심체는 유입 밸브(42)에서 이격된 피스톤(24)의 단부(24b)의 단부면에 위치되며 피스톤(24)을 공지된 방법으로 왕복 이동하는 스트로크 운동으로 구동하기 위해 사용된다. 부시(16) 내에 제공된 피스톤(24)의 단부상의 밀봉 및 안내 링 패키지(28)는 피스톤(24)의 링 스텝(58)과 밸브 하우징(44)의 방사 방향 플랜지(54) 사이에 축방향으로 유지된다.

본 발명에 따른 피스톤 펌프(10)는 밸브구(62)를 구비한 체크 밸브를 배출 밸브(60)로서 가지며, 상기 밸브구는 밸브 폐쇄 스프링(64)인 나사선 압축 스프링에 의하여 부시(16)의 베이스(18)에 있는 밸브 시트(22)에 대항하여 가압된다. 밸브 폐쇄 스프링(64)은, 사발 모양으로 형성되며 부시(16)의 베이스(18) 위에 끼워맞춰진 폐쇄 부품(66)에 지지되며, 상기 폐쇄 부품(66)의 원주벽(66a)은 부시(16)의 베이스(18)를 둘러싼다.

펌프 하우징(12) 내에 제공되어 설치 공간(14)과 이어진 제 2 통로(72)는 펌핑하고자 하는 유체를 펌프 하우징(12)을 통하여 다음 파이프로 안내하는데, 이 파이프는 복잡함을 피하기 위하여 도시하지 않는다. 유동 통로(70)는 유체를 배출 밸브(60)로부터 제 2 통로(72)로 유동시킨다. 바람직한 실시예에 있어서, 유동 통로(70)는 디스크 모양의 사이 공간(70a)과, 적어도 하나의 축방향 슬롯(70b)과, 적어도 하나의 방사 방향 연장 슬롯(70c)으로 구성된다. 3개의 축방향 슬롯(70b)과 상응하는 3개의 방사 방향 연장 슬롯(70c)이 바람직하다(도 2).

부시(16)의 외주에는 방사 방향의 돌출부(16a)가 형성된다(도 1). 부시(16)의 돌출부(16a)는 펌프 하우징(12)의 내부를 향하는 단부면 숄더(16b)와 외부를 향하는 단부면 숄더(16c)를 갖는다. 전면 숄더(16c)에는 부시(16)의 외주상에 제공되어 실린더 형상을 이루는 부시(16)의 숄더(16e)의 원주면이 연결된다. 폐쇄 부품(66)은 내부를 향하여 개방된 실린더형 숄더(66e)를 갖는다. 실린더형 숄더(66e)는 원주벽(66a)의 내주면을 형성한다. 설치 공간(14)은, 외부를 향하는 단부면 숄더(12b)를 구비하며 단층으로 이루어진 실린더모양의 형상을 갖는다.

부시(16)의 실린더형 숄더(16e)의 외경은 폐쇄 부품(66)의 실린더형 숄더(66e)의 내경에 맞게 조정됨으로써 공구에 의해 쉽게 제공될 수 있는 소정의 힘을 사용하므로써 부시(16)와 폐쇄 부품(66)이 결합될 수 있다. 이때 양 실린더형 숄더(16e, 66e)들 사이에 발생하는 가압은 부시(16)와 폐쇄 부품(66)이 견고히 유지되도록 한다. 이 때문에 부시(16)와, 폐쇄 부품(66)과 배출 밸브(60)는, 펌프 하우징(12) 내에서 조립되는 중에 상기 부품들이 분리되어 떨어질 위험 없이 펌프 하우징(12)의 외부에서 조립될 수 있다. 따라서, 피스톤 펌프(10)의 조립은 전체적으로 현저히 용이해진다.

폐쇄 부품(66)의 원주벽(66a)에는 내부로, 즉 편심체(56)의 방향으로 방사상으로 연장된 숄더(66c)의 단부면이 형성된다. 부시(16)와 폐쇄 부품(66)은 폐쇄 부품(66)의 단부면 숄더(66c)가 부시(16)의 단부면 숄더(16c)에 접할 때까지 결합될 수 있다.

부시(16)와, 폐쇄 부품(66)과 배출 밸브(60)를 포함하는 예비 조립 유닛은, 부시(16)의 숄더(16b)가 펌프 하우징(12)의 숄더(12b)에 접할 때까지 설치 공간(14) 내로 삽입된다.

축방향에서 보았을 때, 부시(16)의 실린더형 숄더(16e)는 폐쇄 부품(66)의 실린더형 숄더(66e)보다 더 짧다. 이 때문에 외부를 향한 부시(16)의 베이스(18)의 단부면과 폐쇄 부품(66)의 대향 오목면 사이에는 상술한 유동 통로(70)의 디스크형 사이 공간(70a)이 형성된다.

단부면 숄더(66c)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 상술한 유동 통로(70)의 방사 방향 연장 슬롯(70c)을 형성하는 3개의 방사 방향 연장 오목부가 제공된다.

폐쇄 부품(66)의 실린더형 숄더(66e)에는 슬롯(70c)에 상응하는 각도에, 정면에서 볼 때, 초승달 모양의 오목부가 제공된다. 이 오목부들은 상술한 축방향 슬롯(70b)을 형성한다. 축방향에서 볼 때, 슬롯들(70b)은 어디서나 동일한 방사 방향 깊이를 갖는다.

부시(16)와 폐쇄 부품(66) 사이에 유동 통로(70)를 연장하므로써 부시(16)와 폐쇄 부품(66) 내에 방사 방향 구멍을 형성할 필요가 없다는 장점이 있다. 이와 같은 구멍은 제조 기술상의 문제를 발생시키며 높은 제조 비용을 초래한다. 부시(16) 또는 폐쇄 부품(66)이 주로 성형 부품, 특히 냉간 단조 부품으로 제조되기 때문에, 이 부품 내의 단부에서 오목부가 쉽게 형성될 수 있으며, 그 결과 이를 통하여 현저한 추가 비용 없이 유동 통로(70)가 형성될 수 있다. 적어도 부시(16) 및/또는 폐쇄 부품(66)은 소성 변형을 통하여, 적합하게는 냉간 단조를 통하여 제조되기 때문에, 유동 통로(70)는 하나의 작업 단계에서 부시(16) 또는 폐쇄 부품(66)과 함께 제조될 수 있다.

설치 공간(14) 내에서 부시(16)와 폐쇄 부품(66)을 함께 조립한 후에, 펌프 하우징(12)은 설치 공간(14)을 둘러싸는 가장자리의 영역에서 소성 변형되며, 그 결과 폐쇄 부품(66)과 부시(16)를 설치 공간(14) 내에 확실하게 고정시키는 코킹(74)이 형성된다. 코킹(74)은 폐쇄 부품(66)과 펌프 하우징(12) 사이의 밀봉을 형성하며, 그 결과 유체는 설치 공간(14)에서 외부로 누출될 수 없다. 또한, 코킹(74)은 설치 공간(14)과 관련하여 폐쇄 부품(66)의 방사 방향 오프셋을 보상하는데, 상기 오프셋은 폐쇄 부품(66)이 방사 방향으로 변위되지 않게 부시(16) 위에 가압되고 부시(16)가 설치 공간(14) 내로 압입되는 것에 기인할 수 있다.

높은 내마모성을 위하여 부시(16)는 경화된다. 경화는 적합하게는 뒤틀림이 없는 경화를 가능하게 하는 질화 공정으로 이루어진다.

발명의 상세한 설명과 도면을 위하여 바람직하게 선택된 실시예에 있어서, 유입 밸브(42)와 배출 밸브(60)는 피스톤 펌프(10)가 유체를 제 1 통로(36)로부터 제 2 통로(72)로 공급할 수 있도록 배치된다. 또한, 추가로 밸브(42, 60)는 피스톤 펌프(10)가 역방향으로 관류, 즉 피스톤 펌프(10)가 유체를 통로(72)에서 흡입하여 통로(36)로 공급하도록 배치될 수 있다. 피스톤 펌프(10)의 이러한 변형예에 있어서, 유입 밸브 및 배출 밸브는 서로 교환되며 유동 통로(70)는 피스톤 펌프의 유입 밸브 앞의 흡입측에 위치한다.

Claims

왕복 이동하는 스트로크 운동을 수행하기 위해 구동 가능한 피스톤을 구비하며, 상기 피스톤은 펌프 하우징의 설치 공간 내에 삽입된 부시에 축방향으로 변위될수 있도록 수용된 피스톤 펌프에서,

상기 부시(16)는 성형에 의해서만 제조되며,

상기 부시(16)는 압입 끼워맞춤에 의해 펌프 하우징(12) 내에 밀봉되며,

상기 피스톤 펌프(10) 내로의 유입은 펌프 하우징의 설치 공간(14) 내로 방사 방향으로 이어진 유동 통로(36)를 통해 수행되고, 상기 유동 통로를 통해 공급되는 액체는 설치 공간(14) 안으로와 상기 부시(16)의 개방 단부면으로부터 상기 부시(16)와 피스톤(24) 사이에 위치한 케이싱 공간(39) 안으로 흐르는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 부시(16)는 냉간 성형 부품, 특히 냉간 단조 부품인 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 부시(16)는 경화, 특히 질화 경화되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 부시(16)는 이 부시와 일체인 베이스(18)를 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 4 항에 있어서, 상기 부시(16)의 상기 베이스(18)는 관통 구멍(20)과 밸브 시트(22)를 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
왕복 이동하는 스트로크 운동을 하기 위해 구동 가능한 피스톤과, 설치 공간을 밀봉하도록 펌프 하우징 내에 설치된 폐쇄 부품을 구비하며, 상기 피스톤은 상기 펌프 하우징의 설치 공간에 삽입된 상기 부시 내에서 축방향으로 변위되게 수용되는 피스톤 펌프에서,

상기 폐쇄 부품(66) 및 상기 부시(16)는 서로 견고하게 결합 가능한 2개의 별도 부품이고, 상기 폐쇄 부품(66)은 코킹(74)에 의해 설치 공간(14)에 유지 및 밀봉되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 6 항에 있어서, 상기 폐쇄 부품(66)은 압입 끼워맞춤을 통하여 상기 부시(16)와 결합되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 6 항에 있어서, 상기 폐쇄 부품(66)은 성형 부품, 특히 냉간 성형 부품, 특히 냉간 단조 부품인 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
제 6 항에 있어서, 상기 피스톤 펌프(10)는 상기 폐쇄 부품(66)과 상기 부시(16) 사이에 유동 통로(70)를 가지며, 이 유동 통로는 상기 폐쇄 부품(66) 및/또는 상기 부시(16) 내의 슬롯에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.