KR20130103490A - 유체 송출용 피스톤 펌프 및 관련 차량 브레이크 시스템 - Google Patents

유체 송출용 피스톤 펌프 및 관련 차량 브레이크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유체 송출용 피스톤 펌프에 관한 것이며, 상기 피스톤 펌프는 피스톤, 실린더 부재(5), 및 유입 밸브와 배출 밸브(10) 사이에 배치된 압력 챔버(5.2)를 포함하고, 상기 압력 챔버는 커버(16)에 의해 폐쇄되며, 상기 배출 밸브 후방의 유체 흐름(18) 내에, 상기 유체 흐름(18)의 스로틀 수단(10)이 제공된다. 본 발명은 또한 상기 피스톤 펌프를 구비한 차량 브레이크 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따라 스로틀 수단(10)은 실린더 부재(5)에 안내된 가동 링 디스크(14)를 포함하고, 상기 링 디스크의 내경은 상기 실린더 부재(5)의 외경에 맞춰지며, 상기 링 디스크(14)의 축 방향 이동 거리는 가변 제 1 스로틀 횡단면을 설정한다.

Description

유체 송출용 피스톤 펌프 및 관련 차량 브레이크 시스템{PISTON PUMP FOR DELIVERING FLUIDS, AND ASSOCIATED VEHICLE BRAKE SYSTEM}
본 발명은 독립 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 유체 송출용 피스톤 펌프에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 피스톤 펌프를 구비한 차량 브레이크 시스템에 관한 것이다.
피스톤 펌프는 선행 기술에 여러 가지 실시예로 공지되어 있다. 예컨대, 차량 브레이크 시스템에는 종종 압력 매체 송출용 다수의 펌프 부재를 구비한 레이디얼 피스톤 펌프가 사용되며, 상기 레이디얼 피스톤 펌프에서 적어도 하나의 피스톤은 편심체에 의해 왕복 이동 가능하다. 전형적으로 상기 소위 펌프 부재들은 피스톤, 종종 실린더로서 형성된 피스톤 작동 면, 유입 밸브 및 배출 밸브 그리고 밀봉 부재로 이루어진다. 밸브들은 피스톤의 펌프 운동시 유체 제어를 위해 사용된다. 이 경우, 유입 밸브는 압축 단계 동안 유체를 흡입 챔버 내로 역류시키지 않기 위해 사용되고, 배출 밸브는 압력 면으로부터 펌프 내부 챔버 내로 유체의 역류를 방지한다. 전형적으로 상기 밸브는 스프링 부하를 받는 볼 밸브로서 형성되고, 배출 밸브용 배출 채널은 소위 배출 밸브 커버 및 펌프 실린더에 의해 형성되며, 배출 밸브는 배출 밸브 커버 내에 수용된다.
공개 공보 DE 10 2008 002 740 A1에는 예컨대 유압 차량 브레이크 시스템 내의 브레이크 압 조절을 위한 피스톤 펌프가 개시된다. 개시된 피스톤 펌프는 펌프 하우징, 상기 펌프 하우징 내에 배치된 피스톤 펌프용 수용 보어, 및 수용 펌프를 외부에 대해 폐쇄하는 밸브 커버를 포함하고, 상기 밸브 커버 내에 배출 밸브 및 배출 채널의 제 1 및 제 2 채널 섹션이 수용된다. 배출 구조는 피스톤 펌프의 소음 거동에 영향을 주기 때문에, 대개 스로틀 효과를 나타내는 배출 채널의 적합한 테이퍼링이 실시된다.
공개 공보 DE 10 2006 027 555 A1에는 예컨대 소음 발생을 줄인 피스톤 펌프가 개시된다. 개시된 유체 송출용 피스톤 펌프는 피스톤, 실린더 부재, 및 유입 밸브와 배출 밸브 사이에 배치된 압력 챔버를 포함한다. 압력 챔버는 커버에 의해 폐쇄되고, 배출 밸브는 볼로서 구현된 폐쇄 바디, 상기 폐쇄 바디 상에 작용하며 나선형 스프링으로서 구현된 예비 응력 장치, 상기 예비 응력 장치를 지지하기 위한 베이스 부재 및 디스크 부재를 포함하고, 배출 밸브의 밀봉 시트는 디스크 부재에 배치된다. 디스크 부재의 사용에 의해, 피스톤 펌프의 여러 부품들의 부품 공차가 배출 밸브에 부정적으로 작용할 수 없는 것이 보장되어야 하고, 이 경우 볼로서 구현된 폐쇄 바디 및 나선형 스프링으로서 구현된 예비 응력 장치용 조립 공간은 큰 장소를 요구한다.
본 발명의 과제는 스로틀 수단 및 그에 따라 피스톤 펌프용 조립 공간이 최소화될 수 있는 유체 송출용 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 유체 송출용 피스톤 펌프에 의해 달성된다.
독립 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 유체 송출용 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 스로틀 수단 및 그에 따라 피스톤 펌프용 조립 공간이 최소화될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예는 탄성 링 디스크에 의해 유체의 고점성 상태에서 바람직하게는 피스톤 펌프의 내압을 낮출 수 있다. 이로 인해, 바람직하게는 펌프 구동 장치의 구동 출력 및 힘 전달 개별 부품들, 예컨대 베어링, 피스톤, 고압 밀봉 링 등의 부하가 줄어들 수 있다. 이는 앞으로의 구성에서 적합한 디자인시 비용 절감을 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 핵심은 스로틀 수단이 피스톤 펌프의 외부에 배치됨으로써, 바람직하게는 피스톤 펌프에 필요한 조립 공간이 바람직하게 줄어드는 것이다. 대안으로서, 피스톤 펌프 내에 미리 지지된 조립 공간은 댐퍼 챔버로서 또는 다른 댐퍼 소자들용 설치 공간으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 스로틀 수단은 링 디스크를 포함하고, 상기 링 디스크는 펌프 실린더 상으로 슬라이딩되며 펌프 실린더에 의해 안내되고, 상기 링 디스크의 축 방향 이동 거리는 가변 제 1 스로틀 횡단면을 설정한다.
유체 송출용 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 피스톤, 실린더 부재, 및 유입 밸브와 배출 밸브 사이에 배치된 압력 챔버를 포함하고, 상기 압력 챔버는 커버에 의해 폐쇄되고, 배출 밸브 후방의 유체 흐름 내에, 상기 유체 흐름의 스로틀 수단이 제공된다. 본 발명에 따라, 상기 스로틀 수단은 실린더 부재 상에 안내된 가동 링 디스크를 포함하고, 상기 링 디스크의 내경은 실린더 부재의 외경에 맞춰지며, 상기 링 디스크의 축 방향 이동 거리는 가변 제 1 스로틀 횡단면을 설정한다.
본 발명에 따른 피스톤 펌프는 예컨대 압력 매체의 송출을 위한 차량 브레이크 시스템 내에 사용될 수 있다.
종속 청구항들에 제시된 조치들에 의해 독립 청구항 제 1 항에 제시된 유체 송출용 피스톤 펌프의 바람직한 개선이 가능하다.
링 디스크가 제 2 스로틀 횡단면을 고정적으로 미리 정하는 적어도 하나의 개구를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 제 2 스로틀 횡단면은 바람직하게 미리 정해진 온도 범위에서 체적 흐름에 대해 최적화될 수 있다. 제 2 스로틀 횡단면은 예컨대 0℃ 내지 120℃의 온도 범위에서 체적 흐름에 대해 최적화될 수 있다. 온도 변동으로 인해, 유체의 점성 및 그에 따라 링 디스크에서의 흐름 저항이 변화된다. 이로 인해, 링 디스크가 추가로 축 방향으로 이동됨으로써, 예비 응력 장치에 의해 자유 횡단면이 확대되거나 또는 새로운 자유 횡단면이 설정된다. 이로 인해, 펌프의 내압이 바람직하게는 특히 낮은 온도에서 상승하지 않고 피스톤 펌프의 다른 부품들이 손상되지 않는다.
본 발명에 따른 피스톤 펌프의 바람직한 실시예에서, 예비 응력 장치는 커버와 실린더 부재 사이에서 적어도 하나의 배출구를 통해 안내된 유체 흐름의 다이내믹 스로틀링을 위해 링 디스크를 축 방향으로 커버에 배치된 스로틀 지점에 대해 가압한다. 예비 응력 장치는 바람직하게 스프링 부재로서 구현되고, 예비 응력 장치의 선택된 스프링 특성은 링 디스크의 축 방향 이동 거리를 규정한다. 따라서, 예비 응력 장치는 예컨대 나선형 스프링 및/또는 플랫 스프링 및/또는 판 스프링 및/또는 샤프트 링으로서 구현될 수 있다. 따라서, 규정된 스프링 력은 링 디스크를 축 방향으로 밀봉 방식으로 커버로 가압한다. 이 경우, 스프링 력은 링 디스크의 축 방향 이동 거리에 의해 스로틀 횡단면이 설정될 수 있도록 선택된다. 상기 다이내믹 스로틀 수단은 스프링 력/거리의 비율에 의해 작용한다.
본 발명에 따른 피스톤 펌프의 다른 바람직한 실시예에서, 스프링 부재로서 구현된 예비 응력 장치를 지지하기 위한 수단은 실린더 부재의 원주에 링 숄더로서 구현된다. 링 숄더는 바람직하게는 실린더 부재의 외주에 내부로 향한 돌출부에 의해 간단히 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 피스톤 펌프의 다른 바람직한 실시예에서 커버의 단부면은 스로틀 지점을 형성한다.
본 발명에 의해, 스로틀 수단 및 그에 따라 피스톤 펌프용 조립 공간이 최소화될 수 있는 유체 송출용 피스톤 펌프가 제공된다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 하기 설명에서 상세히 설명된다. 도면들에서 동일한 도면 부호는 동일한 또는 유사한 기능을 하는 컴포넌트들 또는 부재들을 나타낸다.
도 1은 유체의 송출을 위한 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 실시예의 개략적인 사시도.
도 2는 유체의 송출을 위한, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 후방 영역의 사시 횡단면도.
도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 유체의 송출을 위한 본 발명에 따른 피스톤 펌프(1)는 피스톤(3), 실린더 부재(5), 밀봉 부재(7) 및 유체 필터(9)를 포함하고, 상기 유체 필터(9)는 보이지 않는 유입구 전방에 배치되며, 상기 유입구 후방에는 보이지 않는 유입 밸브가 배치된다. 도시되지 않은 유입 밸브와 도시되지 않은 배출 밸브 사이에서 실린더 부재(5)의 내부에는 압력 챔버(5.2)가 배치되고, 상기 압력 챔버(5.2)는 커버(16)에 의해 폐쇄되고, 상기 커버 내에 배출 밸브가 배치된다. 압력 챔버(5.2)의 배출구(5.4)에 배치된 배출 밸브의 단 하나의 밀봉 시트가 도시된다. 추가로 배출 밸브는 일반적으로 폐쇄 바디, 상기 폐쇄 바디에 작용하는 예비 응력 장치, 및 상기 예비 응력 장치를 지지하기 위한 수단을 포함한다. 소음 발생을 줄이기 위해, 배출 밸브 후방의 유체 흐름(18) 내에 상기 유체 흐름(18)의 스로틀 수단(10)이 제공된다.
커버(16)는 공지된 방식으로 절삭 또는 성형에 의해 제조될 수 있고, 경제적인 관점에서 대량 생산을 위해 성형 방법이 제공된다. 배출 구조는 피스톤 펌프의 소음 거동에 영향을 주기 때문에, 적합하게 형성된다. 이 디자인은 선행 기술에 공지된 피스톤 펌프에서는 대개 스로틀 효과를 나타내는 배출 채널의 적합한 테이퍼링이다. 상기 스로틀 효과에 의해 유압 저역 패스가 형성되고, 상기 저역 패스는 바람직하지 않은 소음 발생에 긍정적으로 작용한다. 0℃ 내지 120℃ 범위에서 브레이크 액의 다이내믹 점성의 거동은 거의 일정한 것으로 볼 수 있고 최적의 스로틀 효과가 상기 온도 범위에 대해 규정된다. -40℃ 내지 120℃의 요구되는 온도 범위에 걸쳐 브레이크 액의 운동학적 점성의 큰 변화의 결과로서, 스로틀이 특히 낮은 온도에서 피스톤 펌프 및 전체 펌프 구동 장치의 압축 하중을 받는 부품에 부하를 준다. 좁아진 횡단면에 의해 낮은 온도에서 매우 증가된 액체 마찰이 유도되고, 이는 펌프 압력의 심한 과도 상승 및 이로부터 전술한 부하를 초래한다.
본 발명에 따라 스로틀 수단(10)은 실린더 부재(5) 상에 안내된 가동 링 디스크(14)를 포함하고, 상기 링 디스크의 내경은 실린더 부재의 외경에 맞춰진다. 이경우, 링 디스크(14)의 축 방향 이동 거리는 가변 제 1 스로틀 횡단면을 설정한다. 도시된 본 발명에 따른 피스톤 펌프는(1)는 예컨대 펌프 하우징 또는 유체 블록의 도시되지 않은 수용 보어 내에 배치될 수 있다. 횡 방향으로 연장하는 압력 매체 채널들이 수용 보어 내로 통하고, 상기 압력 매체 채널을 통해 유체가 유체 필터(9)를 거쳐 피스톤 펌프(1)의 유입구를 향해 안내되거나 또는 피스톤 펌프(1)의 적어도 하나의 배출구(16.6)로부터 멀리 안내된다.
도 1 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 예비 응력 장치(12)는 커버(16)와 실린더 부재(5) 사이의 적어도 하나의 배출구(16.6)를 통해 안내되는 유체 흐름(18)의 다이내믹 스로틀링을 위해 링 디스크(14)를 커버(16)에 배치된 스로틀 지점(16.4)에 대해 가압한다. 도시된 실시예에서, 예비 응력 장치(12)는 판 스프링으로서 구현된다. 대안으로서, 예비 응력 장치는 나선형 스프링 및/또는 플랫 스프링 및/또는 샤프트 링으로서 구현될 수 있다. 유체는 다수의 유체 채널들(16.2)을 통해 배출 밸브의 개방시 배출 밸브 시트(20)로부터 배출구(16.6)로 안내될 수 있다.
도 2에 나타나는 바와 같이, 링 디스크(14)는 실린더 부재(5)의 안내면(14.2)을 통해 안내되고, 출발 상태에서 예비 응력 장치(12)에 의해 축 방향으로 밀봉 면(14.4)으로 커버(16) 상의 스로틀 지점(16.4)에 대해 가압되고, 상기 스로틀 지점(16.4)은 도시된 실시예에서 커버(16)의 단부 면에 의해 형성된다. 링 디스크(14)의 축 방향 이동 거리는 예비 응력 장치(12)의 선택된 스프링 특성에 의해 규정된다. 또한, 스프링부재로서 구현된 예비 응력 장치(12)를 지지하기 위한 수단(5,6)은 도시된 실시예에서 실린더 부재(5) 주위에 링 숄더로서 구현된다.
추가로, 링 디스크(14)가 제 2 스로틀 횡단면을 고정적으로 미리 정하는 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다. 제 2 횡단면은 미리 정해진 온도 범위에서 체적 흐름에 대해 최적화될 수 있다. 즉, 제 2 스로틀 횡단면은 예컨대 0℃ 내지 120℃의 온도 범위에서 체적 흐름에 대해 최적화될 수 있다. 온도 변화로 인해, 유체의 점성 및 따라서 링 디스크(14)의 고정적으로 미리 정해진 제 2 스로틀 횡단면에서의 흐름 저항이 변화된다. 이로 인해, 링 디스크(14)는 추가로 축 방향으로 이동됨으로써, 예비 응력 장치(12)에 의해 자유 횡단면이 커지거나 또는 새로운 자유 횡단면이 설정된다. 이로 인해, 피스톤 펌프(1)의 내압이 바람직하게 특히, 낮은 온도에서 상승하지 않으므로, 피스톤 펌프(1)의 다른 부품들이 손상되지 않는다.
본 발명에 따른 실시예들은 바람직하게 이용 가능한 공간의 최적 이용 및 매우 양호한 NVH-특성을 가능하게 한다. 탄성 링 디스크에 의해, 유체의 고점성 상태에서 피스톤 펌프의 내압이 바람직하게 감소될 수 있다. 이로 인해, 구동 출력, 및 힘 전달 개별 부품, 예컨대 베어링, 피스톤, 고압 밀봉 링 등의 부하가 감소된다. 이는 앞으로의 구성에서 적합한 디자인시 비용 절감을 위해 이용될 수 있다.
3 피스톤
5 실린더 부재
5.2 압력 챔버
10 스로틀 수단
12 예비 응력 장치
14 링 디스크
16 커버
16.4 스로틀 지점
18 유체 흐름

Claims (10)

  1. 유체 송출용 피스톤 펌프로서, 상기 피스톤 펌프는 피스톤(3), 실린더 부재(5), 및 유입 밸브와 배출 밸브 사이에 배치된 압력 챔버(5.2)를 포함하고, 상기 압력 챔버는 커버(16)에 의해 폐쇄되며, 상기 배출 밸브(10) 후방의 유체 흐름(18) 내에 상기 유체 흐름(18)의 스로틀 수단(10)이 제공되는, 피스톤 펌프에 있어서,
    상기 스로틀 수단(10)은 상기 실린더 부재(5) 상에 안내된 가동 링 디스크(14)를 포함하고, 상기 링 디스크의 내경은 상기 실린더 부재(5)의 외경에 맞춰지고, 상기 링 디스크(14)의 축 방향 이동 거리가 가변 제 1 스로틀 횡단면을 설정하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 링 디스크(14)는 제 2 스로틀 횡단면을 고정적으로 미리 정하는 적어도 하나의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 스로틀 횡단면이 미리 정해진 온도 범위에서 체적 흐름에 대해 최적화되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 스로틀 횡단면이 0℃ 내지 120℃의 온도 범위에서 체적 흐름에 대해 최적화되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 응력 장치(12)는 상기 커버(16)와 상기 실린더 부재(5) 사이의 적어도 하나의 배출구(16.6)를 통해 안내된 유체 흐름(18)의 다이내믹 스로틀링을 위해 상기 링 디스크(14)를 축 방향으로 상기 커버(16)에 배치된 스로틀 지점(16.4)에 대해 가압하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 예비 응력 장치(12)는 스프링 부재로서 구현되고, 상기 예비 응력 장치(12)의 선택된 스프링 특성은 상기 링 디스크(14)의 축 방향 이동 거리를 규정하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 예비 응력 장치(12)는 나선형 스프링 및/또는 플랫 스프링 및/또는 판 스프링 및/또는 샤프트 링으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 스프링 부재로서 구현된 상기 예비 응력 장치(12)를 지지하기 위한 수단(5.6)은 상기 실린더 부재(5) 주위에 링 숄더로서 구현되는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버(16)의 단부면이 상기 스로틀 지점(16.4)을 형성하는 것을 특징으로 하는 피스톤 펌프.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 피스톤 펌프(10)를 특징으로 하는 차량 브레이크 시스템.
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