KR101867804B1 - 홀더를 구비한 피스톤 펌프 - Google Patents

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Abstract

아웃렛을 구비한 압력 챔버(32)가 내부에 형성되어 있는 실린더 부재(22)를 포함하는, 특히 전자 제어식 차량 브레이크 시스템의 유압 장치를 위한 피스톤 펌프(10)에서, 실린더 부재의 외부에서 아웃렛 제한 부재(42)는 제 1 홀더(40)에 의해 구조 부재(38)에 지지된다.

Description

홀더를 구비한 피스톤 펌프{PISTON PUMP HAVING A HOLDER}
본 발명은, 아웃렛(outlet)을 구비한 압력 챔버가 내부에 형성되어 있는 실린더 부재를 포함하는, 특히 유압 차량 브레이크 시스템을 위해 제공되는 피스톤 펌프에 관한 것이다.
공지된 피스톤 펌프는, 압력 챔버가 내부에 형성되어 있는 실린더 부재를 포함한다. 압력 챔버 내에서 피스톤은 축 방향으로 변위 가능하게 안내된다. 피스톤은 축 방향으로 왕복 운동하도록 구동될 수 있고, 이런 왕복 운동은 공지된 방식으로 유체를 송출한다. 상기 유형의 피스톤 펌프의 후방에는 소음을 형성하는 압력 맥동의 방지를 위해 통상적으로 댐퍼 챔버 및 스로틀이 유압식으로 연결되며, 상기 두 부재는 실린더 부재의 외부에, 그리고 종종 피스톤 펌프로부터 분리되어 배치된다.
상기 유형의 피스톤 펌프는 DE 103 14 979 B3에 개시된다. 공지된 피스톤 펌프는 연결된 유압 시스템 내에서 소음을 형성하는 압력 맥동의 방지를 위해 압력 매체 아웃렛의 후방에 연결되는 감쇠용 스로틀을 포함한다. 이 경우, 스로틀은 전방에 유압식으로 연결된 필터를 포함한다. 압력 매체 아웃렛은 적어도 섹션별로 부싱의 외부면을 따라 안내되고, 상기 섹션의 영역에서 필터 및 스로틀은 부싱의 외부면에 일체로 형성된다.
본 발명의 과제는, 스로틀을 이용하여 송출되는 유체의 압력 맥동을 감쇠할 수 있고, 차량의 브레이크 시스템 내에 펌프로서 제공되어 휠 브레이크 실린더들 내의 압력 제어 시 이용될 수 있는 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 아웃렛을 구비한 압력 챔버가 내부에 형성되어 있는, 특히 전자 제어식 차량 브레이크 시스템의 유압 장치를 위한 피스톤 펌프가 제공된다. 실린더 부재에서, 아웃렛 제한 부재는 제 1 홀더에 의해 구조 부재에 지지된다. 달리 말하면, 본 발명에 따른 실린더 부재에는 아웃렛 제한 부재를 위한 제 1 홀더를 포함하는 구조 부재가 배치된다. 상기 아웃렛 제한 부재는 특히 바람직하게는 스로틀일 수 있다.
스로틀은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스로틀 디스크로서 형성된다. 이를 위해, 스로틀 디스크가 내부에 수용되어 있는 제 1 홀더는 지지면을 포함할 수 있다. 그에 따라 스로틀 디스크는 정해진 방식으로 예응력(pre-tension)을 받을 수 있다. 또한, 스로틀 디스크는 상기 본 발명에 따른 제 1 홀더 내에 통합될 수도 있다. 상기 유형의 제 1 홀더에 의해 스로틀의 매우 정확한 개방 압력이 달성될 수 있다.
스로틀 자체는 피스톤 펌프의 아웃렛 밸브의 후방에 유압식으로 연결된다. 즉, 흐름 방향으로 피스톤 펌프의 아웃렛 밸브의 후방에 배치된다. 스로틀은 펌프 보어 내에, 또는 펌프 하우징 내의 아웃렛 덕트 내에 배치될 수 있고, 본 발명에 따라 제 1 홀더 내에 지지된다. 스로틀은, 피스톤 펌프의 맥동 송출 방식으로 인해 야기되는, 피스톤 펌프에 의해 송출되는 유체의 압력 맥동을 감쇠하는 역할을 한다.
아웃렛 제한 부재를 위한 제 1 홀더를 포함하는 구조 부재 내에는 바람직하게는 추가로 스프링을 위한 제 2 홀더가 배치되거나 통합된다. 상기 스프링은 바람직한 실시예에 따라 아웃렛 밸브 폐쇄 부재를 위한 아웃렛 밸브 스프링이다. 스프링은 구조 부재 내의 제 2 홀더 상에 놓인다. 이를 위해 제 2 홀더는 지지면을 포함할 수 있다. 이 경우, 아웃렛 밸브 폐쇄 부재 및 스프링을 포함하는, 피스톤 펌프의 아웃렛 밸브의 구조 부재들은 제 2 홀더에 의해 지지된다.
대안적 실시예에 따라서, 스프링은 제 2 홀더 내에 통합된다. 이 경우, 스프링은 제 2 홀더 내에 코킹될 수 있다. 스프링의 실시예에 따라서, 홀더는 상이하게 형성된다. 스프링이 코일 스프링이라면, 홀더는 코일 스프링을 위한 컵 모양 수용부를 포함한다. 스프링이 판 스프링 또는 나선형 스프링이라면, 수용부는 편평하게 형성된다.
또한, 바람직하게는 구조 부재 내에는 유압 댐퍼를 위한 제 3 홀더가 배치되거나 통합된다.
이 경우, 바람직하게는 송출되는 유체가 아웃렛 밸브의 개구부를 통해 댐퍼 챔버 내로 유입된다. 그런 다음, 본 발명에 따른 구조 부재의 추가 개구부들을 통해 상기 스로틀 디스크로의 유출이 이루어진다. 상기 개구부들은 다양한 형태로, 특히 원형으로 또는 슬롯 형태로 형성될 수 있다. 스로틀 디스크는 유입 또는 압력 차이로 인해 굽혀지고, 유체는 추가 개구부들을 통해 유출될 수 있다. 동시에 감쇠 용적이 아웃렛에 대해 밀폐됨으로써, 스로틀의 강제 관류가 달성된다.
댐퍼는, 마찬가지로 강제 관류됨으로써 최적화된 응답 거동을 나타내는 유압 용량을 형성하는 데, 그 이유는 스로틀이 유체에 대해 후방에 연결된 유압 저항을 형성하기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 구조 부재 내에는, 바람직하게는 유압 어큐뮬레이터를 위한 장착 공간이 제공된다. 어큐뮬레이터는 상기 유압 용량의 일부분을 형성할 수 있다.
선택적으로, 스페이서 부재들은, 구조 부재의 장착 공간의 공차 보상을 위해, 그리고 스로틀 후방에서 아웃렛 보어를 구현하기 위해 얇은 노루발(presser foot)의 형태로 배치될 수 있다.
구조 부재는 하나 이상의 홀더와 함께 바람직하게는 사출 성형 부품, 또는 금속 선삭 부품, 또는 냉간 성형 부품(cold-formed part)으로서 형성된다.
아웃렛 제한 부재를 위한 제 1 홀더를 구비한 구조 부재뿐 아니라, 이 구조 부재 내에 배치되거나 상기 구조 부재 내에 통합되는 추가의 바람직한 홀더들을 포함하는 피스톤 펌프의 본 발명에 따르는 형성은, 단 하나의 구조 부재 내에 다수의 기능이 포함된다는 장점을 제공한다. 기능들 간의 공차는 상기 하나의 구조 부재만을 정확하게 성형함으로써 작게 유지될 수 있다.
구조 부재는 특히 압력 챔버에 대한 분리부를 형성하는 아웃렛 밸브와 아웃렛 보어 간 유압 연결부의 역할을 한다. 이 경우, 아웃렛 밸브와 아웃렛 보어 간 상기 유압 연결부는 상당한 추가 비용 없이 동시에 압축 가능한 용적을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 피스톤 펌프는 특히 유압 블록 내에 수용되는 펌프 실린더를 포함한다. 펌프 실린더는 본 발명의 의미에서 실린더 부재를 형성하고 압력 챔버로서 원통형 공동부를 포함하고, 이 원통형 공동부 내에서 피스톤이 축 방향으로 변위 가능하게 안내된다.
본 발명에 따르는 피스톤 펌프는 특히 차량의 브레이크 시스템 내 펌프로서 제공되고 휠 브레이크 실린더들 내 압력의 제어 시에 이용된다. 상기 브레이크 시스템들은 일반적으로 공지된 방식으로 휠 슬립 제어 장치(ABS 또는 ASR), 트랙션 제어 시스템(TCS), 파워 스티어링 장치로서 이용되는 브레이크 시스템(FDR), 전기 유압식 브레이크 시스템(EHB) 및/또는 전자 주행 안정화 프로그램(ESP)을 포함한다. 상기 브레이크 시스템들의 경우, 펌프는 휠 브레이크 실린더들로부터 브레이크 마스터 실린더 내로 브레이크액을 송출하기 위해, 그리고/또는 저장 용기로부터 휠 브레이크 실린더들 내로 브레이크액을 송출하기 위해 이용된다.
본 발명에 의해, 스로틀을 이용하여 송출되는 유체의 압력 맥동을 감쇠하고, 차량의 브레이크 시스템 내 펌프로서 제공되어 휠 브레이크 실린더들 내 압력 제어 시 이용되는 피스톤 펌프가 제공된다.
다음에서는 본 발명에 따르는 해결 방법의 실시예들이 첨부된 개략적 도면을 참고로 더 상세하게 설명된다.
도 1은 코일 스프링을 위한 수용부를 구비한 본 발명에 따른 구조 부재의 제 1 실시예를 포함하는 피스톤 펌프의 종단면도이다.
도 2는 나선형 스프링을 위한 수용부를 구비한 본 발명에 따른 구조 부재의 제 2 실시예를 포함하는 피스톤 펌프의 종단면도이다.
도 3은 도 1에 따르는 구조 부재의 기울어진 평면도이다.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따른 단면도이다.
도 5는 도 1에 따른 구조 부재의 기울어진 저면도이다.
도 6은 아웃렛 제한 부재를 포함하는 도 5에 따른 도이다.
도 7은 도 1에 따른 구조 부재의 변형예의 기울어진 평면도이다.
도 8은 도 7의 절단선 VIII-VIII를 따른 단면도이다.
도 1에는 피스톤 펌프(10)가 도시되어 있다. 피스톤 펌프(10)는, 축 방향으로 왕복 운동할 수 있는 피스톤(12)을 포함한다. 이는 도시지 않은 편심 구동 장치에 의해 이루어진다. 피스톤(12)은 하나의 축 방향 보어(14)와 다수의 반경 방향 보어(16)를 포함한다. 피스톤(12)에는 관통 개구부(20)를 구비한 가이드 부재(18)가 배치되며, 이 가이드 부재는 실린더 부재(22) 내에서 피스톤(12)을 안내한다. 실린더 부재(22)는 실질적으로 관형으로 펌프 하우징(11) 내에 형성된다. 피스톤(12)의 반대 방향으로 향해 있는 가이드 부재(18)의 단부에는 인렛(inlet) 밸브(24)가 배치된다. 인렛 밸브(24)는 케이지(26)와, 리턴 스프링(28)과, 폐쇄 부재로서의 플레이트(30)를 포함한다. 케이지(26)는 가이드 부재(16) 상에 고정된다. 플레이트(30)는 폐쇄하면서, 가이드 부재(18) 내의 관통 개구부(20)를 릴리스한다. 이에 따라 인렛 밸브(24)는 실린더 부재(22)의 내부에서 압력 챔버(32) 내에 배치되며, 또한 압력 챔버 내에는 피스톤 리턴 스프링(34)도 배치된다.
또한, 피스톤 펌프(10)는 피스톤(12)의 반대 방향으로 향해 있는 실린더 부재(22)의 단부면에 배치되는 아웃렛 밸브(36)도 포함한다. 아웃렛 밸브(36)는 나선형 스프링 형상의 밸브 스프링(62)에 의해 상기 단부면에 형성된 밸브 시트(41) 쪽에 압착되는 밸브 바디(39)를 포함한다.
압력 챔버(32)의 반대 방향으로 향해 있는 단부면의 측면에서는, 실린더 부재(22)에 접촉하는 방식으로, 하나 이상의 아웃렛 제한 부재(42)를 위한 천공된 링 디스크 형태인 제 1 홀더(40)를 포함하는 구조 부재(38)가 배치된다. 아웃렛 제한 부재(42)는 스로틀 디스크로서 형성된다.
추가로, 구조 부재(38)에는 아웃렛 밸브(36)의 밸브 스프링(62)을 지지하기 위한 제 2 홀더(44)가 형성되거나 통합된다. 제 2 홀더(44)는 밸브 스프링(62)을 위한 환상 지지면을 포함한다. 선택적으로, 밸브 스프링(62)은 제 2 홀더(44) 내에 코킹될 수도 있다. 홀더(44)는 이용될 밸브 스프링(62)의 형태에 부합하게 형성될 수 있다. 본 실시예에서 코일 스프링으로서 형성되는 밸브 스프링(62)을 위해 홀더(44)는 컵 모양으로 형성되어 있다.
축 방향으로 구조 부재(38)의 후방에서 실린더 부재(22)에 이어지는 캡 모양의 밀폐 부재(46) 내에는 도시되어 있지 않은 유압 어큐뮬레이터의 장착을 위한 추가의 챔버(48)가 제공된다.
구조 부재(38)는 사출 성형 부품, 금속 선삭 부품 또는 냉간 성형 부품으로서 형성된다.
도 2에는 도 1에 따르는 피스톤 펌프(10)가 다른 변형예로 도시되어 있다.
상기 변형예의 경우, 제 2 홀더(44)는, 판 스프링 또는 나선형 스프링으로서 형성되는 밸브 스프링(62)을 위한 비교적 편편하고 실질적으로 원판형인 수용부로서 형성된다.
도 3 내지 도 5에는 구조 부재(38)가 컵 모양 수용부 형태의 그 홀더(40)와 바깥쪽 가장자리에서 만곡된 링 디스크 형상의 그 홀더(44)와 함께 도시되어 있다.
홀더(40)의 컵 바닥부에는, 밸브 바디(39)로부터 유출되는 유체를 구조 부재(38)의 배면으로 통과시키기 위한 중앙 개구부(54)가 제공된다. 홀더(44)의 링 디스크 상에는 원형 상에 균일한 간격으로 분포되는 방식으로 개구부(52)들이 배치되며, 이들 개구부를 통해 유체는 구조 부재(38)의 배면으로부터 외부에서 다시 구조 부재의 정면으로 흐를 수 있다. 이 경우, 유체는, 정면에서 개구부(52)들을 통해 유출될 수 있도록 하기 위해, 스로틀 디스크의 형상으로 상기 개구부들의 전방에 위치되는 아웃렛 제한 부재를 선회시켜야만 한다. 본 실시예의 경우, 상기 유형의 개구부(52)는 6개가 제공된다.
홀더(44)의 링 디스크의 만곡된 가장자리에도 마찬가지로 균일한 간격으로 분포되는 방식으로 가장자리의 함몰부 또는 홈부의 형태로 유출 개구부(56)들이 형성된다. 유체는 상기 유출 개구부(56)들을 통해 흐름 방향으로 아웃렛 제한 부재(42)의 후방에서 펌프 하우징(11) 내에 형성된 실질적으로 방사 방향의 아웃렛 개구부(37) 내로 유출될 수 있다.
도 6에는 구조 부재(38) 상에, 홀더(44)에 의해 둘러싸이는 아웃렛 제한 부재(44)가 변위될 수 있는 스로틀 디스크의 형상으로 추가로 도시되어 있다.
도 7과 도 8에는, 개구부(52)들이 반경 방향으로 향하는 슬롯으로서 형성되어 있는 구조 부재(38)의 변형예가 도시되어 있다. 이 경우, 슬롯들은 함몰부로서 홀더(40)를 위한 컵 모양 견부뿐 아니라, 홀더(44)를 위한 링 디스크를 통해 연장된다.
상기 유형의 피스톤 펌프(10)의 기능은 하기와 같다:
피스톤 펌프(10)의 흡입 단계에서, 아웃렛 밸브(36)는 폐쇄되고 인렛 밸브(24)는 개방된다. 그럼으로써 유체는, 유체 공급 라인(17)을 통해서, 필터 부재(19), 방사 방향 보어(16)들, 축 방향 보어(14) 및 가이드 부재(18)의 종방향 보어(20)를 통과하여 인렛 밸브(24)로 향하는 방향으로 안내된다. 유체는 개방된 인렛 밸브(24)를 통해 압력 챔버(32) 내로 흡입된다. 피스톤(12)의 하사점에서, 피스톤(12)의 이동 방향은 변경되며, 그럼으로써 인렛 밸브(24)는 폐쇄된다. 이후 피스톤(12)은 아웃렛 밸브(36)의 방향으로 이동된다. 그와 동시에, 압력 챔버(32) 내 압력이 아웃렛 밸브(36)의 밸브 스프링(62)의 복원력보다 더욱 커질 때까지, 압력 챔버(32) 내에서 압력 상승이 이루어진다.
압력 챔버(32)의 반대 방향으로 향해 있는 아웃렛 밸브(36)의 측면 상에서는, 아웃렛 제한 부재(42)가 스로틀 디스크로서 구조 부재(38) 내 그 홀더(40)에 배치된다. 이 경우, 구조 부재(38)는 내부에서 홀더(40)의 만곡된 가장자리에 견부(64)를 포함하고, 이 견부 상에는 스로틀 디스크의 바깥쪽 가장자리 영역이 접촉함으로써 축 방향으로 예응력을 받는다. 이러한 예응력은 개구부(52)들의 전방에서 스로틀 디스크를 위한 소정의 개방 압력을 야기한다.
이를 위해, 구조 부재(38)는 아웃렛 제한 부재(42)를 이용하여 펌프 하우징(11)에서 실린더 부재(22)와 밀폐 부재(46) 사이에 고정된다.
유체는 아웃렛 밸브(36)가 개방된 경우 본 발명에 따르는 구조 부재(38)를 관류하고, 이 구조 부재의 중앙 개구부(52)를 통과하고, 그 다음 아웃렛 제한 부재(42)를 스쳐 지나가면서 다시 개구부(52)들을 통과하고, 계속해서 압력 라인으로서 작용하는 아웃렛 개구부(37) 내로 유입된다. 아웃렛 제한 부재(42)를 스쳐 지나갈 때 상기 아웃렛 제한 부재는 실질적으로 방사 방향으로 배향되어 있는 그 위치 또는 연장부로부터 축 방향으로 변위되며, 그에 따라 유체의 스로틀링 작용 및/또는 감쇠 작용을 저지한다.
명세서, 하기의 청구범위 및 도면에서 제시되는 모든 특징은 개별적으로뿐 아니라 상호 간에 임의로 조합되어 본 발명의 핵심이 될 수 있다.
10 피스톤 펌프
22 실린더 부재
32 압력 챔버
36 아웃렛 밸브
38 구조 부재
40 제 1 홀더
42 아웃렛 제한 부재
44 제 2 홀더
48 댐퍼용 챔버
62 밸브 스프링
64 견부

Claims (12)

  1. 피스톤 펌프로서,
    실린더 부재로서, 상기 실린더 부재의 내부에 아웃렛(outlet)을 구비한 압력 챔버를 형성하는, 상기 실린더 부재; 및
    상기 실린더 부재의 외부에 있고 유압 흐름 방향에서 상기 압력 챔버의 하류에 있는 아웃렛 밸브;를 포함하고, 상기 아웃렛 밸브는,
    복수의 개구부들을 형성하고 제 1 홀더를 구비하는 구조 부재; 및
    상기 복수의 개구부들 위에 위치되고 상기 구조 부재의 제 1 홀더에 장착되는 아웃렛 제한 부재로서, 상기 복수의 개구부들을 통과하는 유체가 상기 아웃렛 제한 부재를 구부려서 상기 아웃렛 제한 부재의 방사방향 외부 부분은 상기 아웃렛 제한 부재의 방사방향 내부 부분보다 더 큰 축 방향 거리만큼 축 방향으로 상기 복수의 개구부들로부터 멀어지게 변위되도록 하는, 상기 아웃렛 제한 부재;를 포함하고,
    상기 아웃렛 제한 부재의 상기 방사방향 내부 부분은 축 방향으로 고정되어, 상기 방사방향 외부 부분이 변위될 때 상기 방사방향 내부 부분이 움직이지 않는, 피스톤 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구조 부재는 상기 실린더 부재에 접촉하는 방식으로 위치설정되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재는 판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 아웃렛 제한 부재는 스로틀 디스크로서 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재는 아웃렛 밸브의 밸브 스프링을 위한 제 2 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 밸브 스프링은 판 스프링 또는 나선형 스프링으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재의 상기 제 1 홀더는 상기 아웃렛 제한 부재에 예응력(pre-tension)을 주기 위한 견부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재는 이격되어 배치되는 상기 개구부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재는 밀폐 부재에 의해 지지되고, 상기 밀폐 부재 내에는 댐퍼를 위한 챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재는 사출 성형 부품, 금속 선삭 부품 또는 냉간 성형 부품으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 펌프는 전자 제어식 차량 브레이크 시스템의 유압 장치를 위한 것을 특징으로 하는, 피스톤 펌프.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조 부재는 상기 제 1 홀더 내에 이격되어 배치되는 상기 복수의 개구부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
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