KR102148655B1 - 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤 - Google Patents

차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라, 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프(10)의 피스톤(30)은 박판 굽힘 가공 부품(56)으로 제조된다.

Description

차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤{PISTON FOR A PISTON PUMP OF A VEHICLE BRAKING SYSTEM}
본 발명은 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤의 제조 방법에 관한 것이다.
최근의 차량 브레이크 시스템의 구성 부분인 유압 유닛은 차량에서, 예를 들어 승용차 또는 화물차에서 차량의 브레이크 시스템에 조절된 브레이크 압력을 제공하기 위해 사용된다. 상기 브레이크 압력을 제공하기 위해 유압 유닛은 일반적으로 엑시얼 피스톤 펌프 형태의 피스톤 펌프를 포함하고, 상기 피스톤 펌프에서 피스톤은 실린더 내에서 이동 가능하다. 피스톤은 편심체에 의해 구동되고, 상기 편심체는 펌핑 운동을 위해 상기 피스톤을 축 방향으로 왕복 이동시키기 위해, 피스톤의 단부면에 작용한다. 따라서, 피스톤의 상기 단부면은 특별한 기계적 부하에 노출된다. 피스톤의 대향 배치된 단부면은 펌프 챔버 또는 관련 실린더의 압력 챔버의 밀봉을 위해 사용된다. 이를 위해 피스톤의 상기 단부면은 피스톤에 배치된 밀봉 부재에 의해 실린더에 대해 밀봉된다. 또한, 피스톤의 상기 단부면에 유입 밸브가 위치하고, 상기 유입 밸브에 의해 상기 피스톤 펌프의 작동 중에 펌핑될 유체가 펌프 챔버 내로 유입된다. 유체가 외부로부터 피스톤 내의 유입 밸브로 유동할 수 있기 위해, 상기 밸브에 다수의 가로방향 보어가 제공된다. 이러한 피스톤 펌프는 예를 들어 DE 10 2005 017 131 A1호에 공개되어 있다.
본 발명의 과제는 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤을 더 저렴하게 제조하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 피스톤 및 청구항 제 9 항에 따른 제조 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따라, 박판 굽힘 가공 부품으로 제조된, 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤이 제공된다. 다시 말해서 본 발명에 따른 피스톤은 굽어진 박판으로 형성된 적어도 하나의 섹션을 포함한다. 박판은 먼저 플레이트형 또는 거의 평평한 박판 부분이고, 상기 박판 부분은 후속해서 굽어진다. 바람직하게는 처음에 평평한 박판이 와인딩되고, 따라서 박판 굽힘 가공 부품의 내부 중공 형태가 주어지고, 상기 형태의 원주는 특히 폐쇄되고 또는 적어도 대부분 폐쇄된다.
본 발명에 따른 박판 굽힘 가공 부품은 바람직하게 2 mm 내지 10 mm, 바람직하게 4 내지 8 mm, 특히 바람직하게 6 mm의 두께를 갖는 박판으로 제조된다. 본 발명에 따른 박판 굽힘 가공 부품은 차량, 특히 차체와 관련해서 알고 있는 종래의 박판 굽힘 가공 부품에 비해 비교적 두꺼운 벽두께를 갖는다. 본 발명에 따른 박판 부품의 굽힘을 위해 박판은 바람직하게 아버(arbor) 또는 그와 같은 것의 둘레에 와인딩된다.
특히 바람직하게는 박판 굽힘 가공 부품이 내부 중공 케이싱 바디로서 형성된다. 이러한 중공 케이싱 바디는 낮은 고유 중량 및 낮은 관성 질량을 갖는다. 이는 이것으로 형성된 차량 어셈블리의 중량과 관련해서 및 이것으로 제조된 피스톤의 가속 및 진동 거동과 관련해서 바람직하다. 바람직하게 중공 케이싱 바디는 중공 실린더형으로 또는 실린더 형태의 중공 슬리브로서 형성된다. 슬리브의 외주 및 내주는 바람직하게 원형이다. 실린더형 형태는 바람직하게 관련 피스톤 축을 향해 연장된다.
본 발명에 따른 박판 굽힘 가공 부품의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 박판 굽힘 가공 부품은 굽힘 전에 스탬핑 가공 부품으로서 제조되었다. 이러한 스탬핑 가공 부품의 경우 제조를 위해 스탬핑 과정 또는 스탬핑 공정이 실시되고, 상기 공정에서 가공될 공작물은 절삭 가공 및/또는 가압 가공하는 스탬핑 툴로 높은 압력 하에서 다이에 의해 성형된다. 이러한 스탬핑 과정에 의해 본 발명에 따른 박판 부품에 더 간단하고 저렴하게 박판 부품의 외부 윤곽 및 내부 윤곽이 제조될 수 있다. 내부 윤곽으로서 특히 매우 간단하게 박판 부품에 하나 이상의 관통 개구가 형성될 수 있고, 상기 개구들은 나중에, 제조된 피스톤 펌프에서 유체 라인으로서 사용된다. 이러한 유체 라인은 지금까지 비교적 비용이 많이 드는 절삭 가공으로, 즉 드릴링 또는 밀링에 의해 형성되어야 했다. 이렇게 스탬핑된 박판 부품은 전술한 바와 같이, 바람직하게 와인딩되어 특히 바람직하게는 횡단면이 원형인 슬리브를 형성한다. 이때 상기 슬리브는 길이방향측 와인딩 시임을 갖고, 상기 와인딩 시임은 추가로 용접 또는 접착에 의해 폐쇄될 수 있다. 와인딩 시임은 특히 일반적으로 횡단면으로 볼 때 V 형태로 외부로 개방되어 있고, 이는 특히 용접에 의해 중공 시임으로 폐쇄를 용이하게 한다. 그러나 와인딩 시임은 의도대로 적어도 부분적으로 개방되어 유지될 수도 있으므로, 이러한 개방 섹션에 의해 유체 라인이 형성될 수 있다.
스탬핑 가공 부품에 전술한 바와 같이, 바람직하게 적어도 하나의 관통 개구가 형성된다. 관통 개구는 굽힘 또는 와인딩이 완료된 피스톤에서 바람직하게 방사방향으로 정렬된 개구이고, 상기 개구에 의해 유입 유체를 위한 유입구가 형성된다. 이때 유체는 또한 피스톤에 배치된 유입 밸브를 향해 그리고 상기 밸브를 통해서 피스톤 펌프의 해당 압력 챔버 내로 흐른다. 이러한 관통 개구들은 전술한 바와 같이 스탬핑 및/또는 와인딩시 거의 추가 비용 없이 제조될 수 있다.
바람직하게 피스톤의 유입 밸브를 위해 링형 밸브 시트 부품이 박판 굽힘 가공 부품에 배치된다. 밸브 시트는 밸브 시트 부품에 의해 형성되고, 상기 밸브 시트에 유입 밸브의 밸브 폐쇄 바디가 배치될 수 있다. 밸브 폐쇄 바디에 의해 밸브 시트 부품 내에 형성되고 밸브 시트 내에 위치한 내측 밸브 개구가 폐쇄 또는 개방될 수 있다. 밸브 시트 부품은 이 경우 본 발명에 따른 박판 굽힘 가공 부품과 더불어 바람직하게, 상응하는 특히 다르게 제조된 제 2 부분이다. 따라서 밸브 시트 부품에 그리고 특히 상기 밸브 시트 부품의 밸브 시트에 박판 굽힘 가공 부품에서와 다른 치수 공차와 다른 표면 품질을 갖는 다른 디자인이 제조될 수 있다. 밸브 시트 부품은 박판 굽힘 가공 부품에 바람직하게 적어도 전단력을 전달하도록 연결된다. 바람직하게 밸브 시트 부품은 박판 굽힘 가공 부품에서 압입되거나 또는 박판 굽힘 가공 부품에 의해 랩핑(wrapping)된다. 이와 같이 형성된 밸브 시트 부품은 유입 밸브의 다른 구성 부분으로서 바람직하게 박판 굽힘 가공 부품으로부터 떨어져 있는 측면에 또한 밸브 폐쇄 바디 케이지를 포함하고, 상기 밸브 폐쇄 바디 케이지 내에 밸브 폐쇄 바디 외에 밸브 폐쇄 바디 리턴 스프링도 배치된다.
바람직하게 밸브 시트 부품은 선반 가공 부품, 냉간 단조 가공 부품 또는 딥드로잉 가공 부품으로서 제조된다. 이로 인해 밸브 시트에서 요구되는 형태 및 치수 공차가 경제적으로 제공될 수 있다. 또한, 거기에 밸브 폐쇄 바디 케이지 및/또는 피스톤 밀봉부를 충분히 배치할 수 있다.
바람직하게는 또한 본 발명에 따른 박판 부품에 피스톤 로드가 배치된다. 피스톤 로드는 특히 바람직하게 박판 굽힘 가공 부품에 압입되거나 또는 박판 굽힘 가공 부품에 의해 랩핑된다. 피스톤 로드는 해당 편심 구동장치로부터 압력 스탬프로서 작용하는 본 발명에 따른 피스톤의 단부면에 적어도 전단력을 전달하기 위해 사용된다. 또한, 바람직하게 피스톤 로드는 피스톤의 저압 영역을 외부 영역에 대해 밀봉한다. 저압 영역에서 피스톤의 유입 밸브를 향한 피스톤 내로 유체의 전술한 유입이 이루어진다. 외부 영역에 편심 구동장치가 배치된다. 거기에 유체 및 특히 브레이크액이 모일 수 없어야 한다.
본 발명은 본 발명에 따른 상기 장치에 상응하게 또한 하기 단계들을 포함하는 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프의 피스톤의 제조 방법을 제공한다: 플레이트형 박판 부품을 제공하는 단계 및 피스톤의 부분 또는 섹션을 형성하는 박판 굽힘 가공 부품을 형성하기 위해 플레이트형 박판 부품을 굽히는 단계.
플레이트형 박판 부품의 제공 시 상기 박판 부품은 전술한 바와 같이 특히 바람직하게 스탬핑에 의해 제조된다.
하기에서 본 발명에 따른 해결 방법의 실시예가 첨부된 개략적인 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 피스톤 및 피스톤의 피스톤 부분들을 포함하는 선행기술에 따른 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프를 도시한 종단면도.
도 2는 피스톤 부분들 중 하나의 피스톤 부분의 도 1에 따른 상세부 II를 도시한 사시 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 피스톤을 도시한 분해도.
도 1 및 도 2에는 피스톤 펌프(10)가 도시되고, 상기 피스톤 펌프는 컵 모양의 실린더 슬리브(12)를 포함한다. 실린더 슬리브(12)의 개방된 단부면에 필터 슬리브(14)가 배치되고, 상기 슬리브에 이어서 저압 밀봉링(16) 및 지지링(18)이 배치된다. 실린더 슬리브(12)의 원형 베이스 섹션의 중앙에 배출 밸브 시트(20)가 배치되고, 상기 배출 밸브 시트의 밸브 시트 개구는 배출 밸브 폐쇄 바디(22)에 의해 폐쇄 가능하다. 배출 밸브 폐쇄 바디(22)는 나사 형태의 배출 밸브 리턴 스프링(24)에 의해 배출 밸브 시트(20)에 대해 밀리고, 상기 스프링은 펌프 커버(26)에 지지된다. 펌프 커버(26) 내에, 피스톤 펌프(10)에 의해 송출된 브레이크액을 가압 상태에서 배출하기 위한 채널들이 배출구(28)로서 형성된다.
브레이크액의 송출을 위해 피스톤(30)은 컵 모양의 실린더 슬리브(12) 내로 돌출하므로, 상기 피스톤에서 고압 밀봉링(32)에 의해 압력 챔버(34)가 제한될 수 있다. 고압 밀봉링(32)은 피스톤(30)의 밸브 시트 부품(36)의 단부측에 배치되므로, 거기에 유입 밸브(38)가 형성될 수 있다.
밸브 시트 부품(36)에 유입 밸브 시트(40)가 형성되고, 상기 유입 밸브 시트 부품의 밸브 개구는 볼형의 유입 밸브 폐쇄 바디(42)에 의해 폐쇄 가능하다. 유입 밸브 폐쇄 바디(42)는 나사 형태의 유입 밸브 리턴 스프링(44)에 의해 유입 밸브 시트(40)에 대해 밀리고, 상기 스프링은 유입 밸브 케이지(46)에 지지된다. 유입 밸브 케이지(46)는 고압 밀봉링(32)과 일체형으로 형성된다.
밸브 시트 부품(36)은 선반 및 밀링 공정에 의해 튜브형으로 형성되고, 전체적으로 3개의 관통 개구(48)를 갖고, 상기 관통 개구들은 튜브벽을 통해 방사방향으로 연장된다. 상기 관통 개구들(48)을 통해 브레이크액이 방사방향 외측 유입부(50)로부터 방사방향 내측으로 안내된 후에 유입 밸브 시트(40)를 통해 안내될 수 있다. 유입 밸브 시트(40)로부터 떨어져 있는 밸브 시트 부품(36)의 측면에, 상기 밸브 시트 부품의 내측으로 숄더(52)가 위치하고, 상기 숄더에서 피스톤 로드(54)의 단부면이 압입된다. (도시되지 않은) 편심체에 의해 피스톤 로드(54)의 대향 배치된 단부면이 길이방향으로 및 피스톤(30)의 축 방향으로 이동된다. 이러한 이동 시 상응하게 피스톤(30) 전체가 그리고 상기 피스톤과 함께 밸브 시트 부품(36)과 거기에 배치된 고압 밀봉링(32)이 왕복 이동한다. 이로 인해 브레이크액은 유입부(50), 관통 개구(48) 및 유입 밸브 시트(40)를 통해 압력 챔버(34) 내로 흡입되므로, 후속해서 압력 챔버(34)로부터 가압 상태로 배출 밸브 시트(20) 및 배출구(28)를 통해 배출될 수 있다.
도 3에 피스톤(30)이 도시되고, 상기 피스톤은 주요 부재 또는 부품으로서 또한 단부면에 밸브 시트 부품(36)을 포함하고, 대향 배치된 단부면에 피스톤 로드(54)를 포함한다.
그러나 상기 피스톤(30)에서 밸브 시트 부품(36)은 피스톤 로드(54)에 직접 연결되는 것이 아니라, 그 사이에 박판 굽힘 가공 부품(56)이 제공된다. 박판 굽힘 가공 부품(56)은 6 mm 두께의 박판으로부터 와인딩되어 링 또는 튜브를 형성하고, 이 경우 길이방향을 따라 시임(58)을 갖는다. 시임(58)은 횡단면에서 볼 때 박판 굽힘 가공 부품(56)의 V형태의 노치이고, 상기 노치의 내측은 폐쇄된다. 이로 인해 내측 환형 또는 폐쇄된 재킷면(60)을 가진 중공 재킷 바디가 형성된다.
박판 굽힘 가공 부품(56)은 플레이트형 박판으로부터 스탬핑에 의해 제조되었고, 이 경우 스탬핑 시 외부 윤곽(62) 및 3개의 관통 개구(64)가 형성되었다. 상기 관통 개구들(64)은 굽힘 후에 도 1 및 도 2에 따른 관통 개구(48)와 실질적으로 동일한 위치와 동일한 기능을 갖는다.
피스톤 로드(54)를 향한 단부면에 박판 굽힘 가공 부품(56)이 형성되고, 상기 박판 굽힘 가공 부품의 내측은, 거기에 피스톤 로드(54)의 관련 단부 영역이 압력 끼워 맞춤 방식으로 압입될 수 있을 정도의 직경을 갖는다.
박판 굽힘 가공 부품(56)의 대향 배치된 단부면에서 상기 박판 굽힘 가공 부품에 거의 디스크형 또는 링형 밸브 시트 부품(36)이 위치 고정되어 배치된다. 고정은 압입, 랩핑, 접착 또는 용접에 의해 이루어진다. 이러한 밸브 시트 부품(36)은 선반 가공 부품이지만, 훨씬 간단한 형태 및 현저히 더 작은 크기로 인해, 도 1 및 도 2에 따른 밸브 시트 부품(36)보다 훨씬 더 저렴하게 제조된다.
10 피스톤 펌프
30 피스톤
36 밸브 시트 부품
48 관통 개구
56 박판 굽힘 가공 부품

Claims (10)

  1. 박판 굽힘 가공 부품(56)으로 제조된, 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프(10)의 피스톤(30)에 있어서,
    상기 박판 굽힘 가공 부품(56)은 튜브로 와인딩되되, 상기 튜브는 상기 튜브의 길이 방향을 따라 시임(58)을 가지는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)은 2 mm 내지 10 mm의 두께를 가진 박판으로 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)은 내부 중공 재킷 바디로서 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)은 굽힘 전에 스탬핑 가공 부품으로서 제조되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스탬핑 가공 부품에 적어도 하나의 관통 개구(48)가 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 링형 밸브 시트 부품(36)이 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)에 배치되고, 특히 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)에 압입되거나 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)에 의해 랩핑되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 밸브 시트 부품(36)은 선반 가공 부품, 냉간 단조 가공 부품 또는 딥드로잉 가공 부품인 것을 특징으로 하는 피스톤.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 피스톤 로드(54)가 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)에 배치되고, 특히 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)에 압입되거나 상기 박판 굽힘 가공 부품(56)에 의해 랩핑되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  9. 차량 브레이크 시스템용 피스톤 펌프(10)의 피스톤(30)의 제조 방법으로서,
    - 플레이트형 박판 부품을 제공하는 단계, 및
    - 상기 피스톤(30)의 부분을 형성하는 박판 굽힘 가공 부품(56)을 형성하기 위해 상기 플레이트형 박판 부품을 굽히는 단계를 포함하는 제조 방법에 있어서,
    상기 박판 부품이 굽혀질 때, 상기 박판 부품은 튜브로 와인딩되되, 상기 튜브의 길이 방향을 따라 시임(58)이 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 플레이트형 박판 부품을 제공하는 단계는 상기 박판 부품을 스탬핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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