JP5114570B2 - 液圧式のピストンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、特に請求項１の上位概念部に記載する特徴に相当する電子的にスリップ制御可能な車両ブレーキ装置のための液圧式のピストンポンプから出発する。

電子的にスリップ制御可能な車両ブレーキ装置は、ＡＢＳ／ＡＳＲ／ＥＳＰブレーキ装置としても公知である。ブレーキ装置は、場合によっては発生するホイールスリップに基づいて個々のホイールブレーキにおけるブレーキ圧の制御のために、電子的な制御機器によって制御可能なハイドロリックユニットを有している。ハイドロリックユニットは金属製のケーシングブロックを有しており、ケーシングブロックにはハイドロリックコンポーネントが取り付けられている。本発明が基づくピストンポンプは、ハイドロリックコンポーネントの実質的な構成部材を形成する。ピストンポンプは車両ブレーキ装置のハイドロリックシステムの内部において圧力媒体を圧送するために必要とされる。

ＤＥ１９９２８９１３Ａ１において、請求項１の上位概念部に記載する特徴に相当するピストンポンプが既に公知になっている。公知のピストンポンプは、ピストンと、円筒として構成されているピストンブシュと、入口弁と、出口弁と、シールエレメントとから成っている。弁はピストンポンプによる圧力媒体の貫流方向を制御する。入口弁は、圧力媒体をピストンの作業行程中に吸込み側に戻さないために働き、出口弁は、圧送された圧力媒体のポンプ内室への戻し流が起こることを防ぐ。典型的には、弁はばね負荷されたボール弁として構成されている。ピストンポンプの流出通路は閉鎖栓体とピストンブシュの底部との間に形成されている。

閉鎖栓体はピストンポンプを収容する孔を周囲に対して閉鎖する。閉鎖栓体は、切削加工により又は成形技術を用いて製造されている。経済的な観点の元では大量の数には変形加工が適当である。

ピストンポンプの流出通路のジオメトリを介して、ノイズ特性が制御可能である。したがって、一般的に、流出通路は、絞り作用を構成するために適切なテーパ部を有している。絞り作用によりノイズに積極的に作用する液圧式の低域フィルタが形成される。０〜１２０℃の範囲におけるブレーキ液体の動粘性の特性はほぼ一定と見なすことができ、最適な絞り作用がこの温度範囲に対して規定される。

もちろん低温範囲（−４０〜０℃）における圧力媒体の動粘性は著しく変化する。このことはピストンポンプの内部における圧力上昇に繋がり、ひいてはピストンポンプの圧力負荷された構成部材及びピストンポンプの駆動装置全体の高められた荷重に繋がる。圧力媒体における汚染粒子は圧縮媒体流出を妨げることもあり、圧力上昇を引き起こすこともある。

発明の開示
これに対して、請求項１の特徴部に記載したピストンポンプは、ポンプ内室における圧力過剰上昇、及び圧力過剰上昇に伴う圧力負荷された構成部材の荷重を減じるという利点を有している。このために提案する手段は、まず必要に応じてその作用を発揮する、つまり、ピストンポンプの内部の圧力レベルが所定の閾値を超過した場合に前記手段の作用を発揮する。提案する手段はその手段の比較的高い流れ抵抗に基づき圧力媒体によっては貫流されないので、閾値の下側では非活動的である。提案する手段はいずれにせよ存在する構成部材の構造的な形態だけによって構成することができるので、付加的な構成部材は必要ではない。前記手段の幾何学的な形態は使用に合わせて特有に可変であり、有利には構成部材の組付けの過程において初めて決定することができる。

本発明により提案する手段に基づき、ピストンポンプの駆動に必要な駆動出力は減じられる。このことはまた構成部材の構成の最適化を可能にする。

さらに有利には、本発明に係る手段は、公知のピストンポンプの、特に出口弁の閉鎖部材における流れ状態に影響を与えることはない。つまり、本発明によるピストンポンプの閉鎖部材は変わらず有利な方向に開放し、本発明によるピストンポンプは変わらず良好なノイズ特性を有している、ということである。

本発明は、液圧式のピストンポンプ、特に電子式にスリップ制御可能な車両ブレーキ装置のための液圧式のピストンポンプであって、ピストンが可動に案内されているポンプケーシングと、ポンプケーシング内に形成された圧力媒体を供給する流入通路と、圧力媒体を導出する流出通路とを備えており、流出通路は流れを妨げる絞り個所を有している、液圧式のピストンポンプにおいて、ピストンポンプの内部における圧力を制限するための手段が設けられており、手段は持続的に液圧式に流通可能にし、手段の貫流は流出通路における圧力に基づいて行われることを特徴とする。

好ましくは、液圧式に流通可能な手段は少なくとも１つの第２の流出通路により形成されており、第２の流出通路の流れ横断面は、第１の流出通路の流れ横断面よりも小さく設計されている。

好ましくは、第１の流出通路と少なくとも１つの第２の流出通路とは、液圧式に互いに連結されている。

好ましくは、少なくとも１つの第２の流出通路は第１の流出通路の絞り個所の領域において、第１の流出通路と液圧式に連結されている。

好ましくは、少なくとも１つの第２の流出通路の流れ横断面は、圧力に基づき変形可能な少なくとも１つの羽根を備えたバースト絞りにより画成されている。

好ましくは、少なくとも１つの第２の流出通路の流れ横断面は、圧力に基づき変形可能な少なくとも１つの羽根を備えたバースト絞りにより画成されている。

好ましくは、少なくとも１つの第２の流出通路は横断しているウェブを有している。

本発明は、閉鎖栓体を備えた液圧式のピストンポンプであって、閉鎖栓体はピストンポンプの収容のために設けられているポンプケーシングの孔を周囲に対して圧力媒体密に閉鎖する、閉鎖栓体を備えた上記液圧式のピストンポンプにおいて、少なくとも第２の流出通路は、閉鎖栓体の、ピストンポンプ寄りの端面に少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする。

好ましくは、閉鎖栓体はシリンダ形の横断面を有し、第１の流出通路と少なくとも１つの第２の流出通路とはそれぞれ閉鎖栓体の長手方向軸線に対して半径方向に延在している。

好ましくは、複数の第２の流出通路が設けられている。

好ましくは、第１の流出通路の流れ横断面は、第２の流出通路の流れ横断面の複数倍の大きさである。

本発明の別の利点又は有利な構成が従属請求項又は以下の記載から明らかになる。

公知のピストンポンプの出口を縦断面図において示した図である。 本発明によるピストンポンプの閉鎖体の平面図である。 本発明の第２の実施の形態を示した図である。 第３の実施の形態であって、閉鎖体の、ピストンポンプのブシュ寄りの端面の平面図である。 第４の実施の形態であって、閉鎖体の、ピストンポンプのブシュ寄りの端面の平面図である。

種々異なる実施の形態の互いに相当する構成部材は、種々異なる図面において統一した符号を有している。

実施の形態の説明
図１には、先行技術（例えばＤＥ１９９２８９１３Ａ１参照）において公知のピストンポンプの出口領域が示されている。ブシュ１０の区分と閉鎖栓体１２とを見て取ることができ、閉鎖栓体１２の一方の端面にブシュ１０が当接している。閉鎖栓体１２とブシュ１０とは表示されていないポンプケーシングの表示されている孔１４内に挿入されている。閉鎖栓体１２は周囲に対して孔をシールする。

ブシュ１０は中空シリンダ形に構成されていて、ブシュ底部１６をブシュ１０の閉鎖栓体１０寄りの端部に有している。ブシュ底部１６の中心には貫通孔１８が配置されている。貫通孔１８は弁室２０に通じている。弁室２０は閉鎖栓体１０内に形成されている。弁室２０内には弁閉鎖体２２が球の形式において可動に収容されている。弁閉鎖体２２は弁ばね２４によってブシュ１０の端面に設けられている弁座２６に向かって押圧される。そのために弁ばね２４の、弁閉鎖体２２とは反対の側の端部は弁室２０の底部において支持される。弁ばね２４のセンタリングのために、弁室２０の底部には突出しているピン状の凸部２８が一体成形されている。凸部２８の付加機能は、閉鎖体２２の開放ストロークを制限するということにある。

ブシュ１０の内部には周知のように、図１においては認識可能ではないピストンが軸線方向に運動可能に案内されている。ピストンはブシュ１０の内部に同様に配置されていて、ブシュ底部１６に支持されているピストン戻しばね３０の力に抗して駆動されて、往復するストローク運動を形成する。ピストンと弁閉鎖体２２との間において画成されている作業室３２の容積は変化する。

ピストンの作業ストローク中、作業室３２内の圧力は上昇し、その結果、圧力によって引き起こされる、弁閉鎖体２２に開放へと作用する圧力は、反対に向けられて閉鎖するように作用する弁ばね２４の力よりも大きい。このことが起こるとすぐに、弁閉鎖体２２は弁座２６から持ち上がり、圧力媒体は作業室３２から流出通路３４内に流出する。

流出通路３４は、本実施の形態において例示的に閉鎖栓体１２のブシュ側の端面に形成されている溝３５によって形成される。溝３５は閉鎖栓体１２の長手方向軸線３６に対して横方向に延在し、溝３５の始端を弁室２０に有する。閉鎖栓体１２の端面は浅い凹部（Ｆｌａｃｈｓｅｎｋｕｎｇ）３８により形成されている。凹部３８に基づき、閉鎖栓体１２は環状のカラー４０を有している。カラー４０はブシュ１０の端部を周面側において取り囲む。カラー４０の内面にブシュ１２の長手方向軸線３６に対して平行に配向されている切欠き４２が設けられている。切欠き４２は溝３５に通じており、溝３５と共に流出通路３４を形成する。流出通路３４は溝３５から切欠き４２への移行部において一度直角に変向されている。

閉鎖栓体１２の端面には、単に唯一の溝３５だけ備え付けられている。溝３５の横断面は、ブシュ底部１６の貫通孔１８の横断面よりも小さく寸法設定されている。この関係は、流出する圧力媒体において絞り作用を有しており、ひいては結果として弁室２０における意図的な圧力上昇が起こる。圧力上昇は弁閉鎖体２２における流れ状態を決定して、弁閉鎖体２２は弁座２６からの持上り時、溝３５の方向に対向して向けられた待避運動（Ａｕｓｗｅｉｃｈｂｅｗｅｇｕｎｇ）を実施する。待避運動は溝３５の半径方向の配向に基づき、常に同じ空間方向において行われるので、開放された状態における弁閉鎖体２２のための有利な位置（Ｖｏｒｚｕｇｓｌａｇｅ）を規定する。有利な位置に基づき、ピストンポンプの圧力状態を良好に支配することができる。さらに弁閉鎖体２２の規定された有利な位置はポジティブにピストンポンプのノイズ特性に作用する。

図２には、本発明により形成された閉鎖栓体１２１の平面図が示されている。閉鎖栓体１２１は図１記載の閉鎖栓体１２とは異なり、第１の流出通路３４の他に、付加的な第２の流出通路３４１を有している。流出通路３４，３４１は弁室２０の両側に延びていて、整合して相対している。２つの流出部３４，３４１は異なる大きさの流れ横断面を有している。図２において上方を向いている第１の流出通路３４は、図２において下方を向いている第２の流出通路３４１の横断面よりも数倍だけ大きい横断面を有している。圧力レベルが第１の流出通路３４において上昇して閾値を超過した場合、最小の抵抗の法則に基づき、横断面において比較的小さな第２の流出通路３４１が初めて通流される。閾値は流出通路３４，３４１の横断面の比率及び横断面形状の選択により構造的に規定可能である。閾値の下側において、圧力媒体はほぼ専ら第１の流出通路３４に流れる。したがって、第２の流出通路３４１は圧力の制限のための手段を形成する。その理由は、前記手段は持続的に液圧式に通流可能であり、かつ、貫流は流出通路３４において優勢な圧力レベルに基づいて行われるからである。

圧力レベルの上昇は、例えば、下降する周辺温度に基づき圧力媒体の粘性ひいては流れ抵抗が増大する場合に調節される。ピストンポンプの内部における汚染粒子が第１の流出通路３４の貫流を妨害する場合には圧力上昇も考えられ得る。２つの流出通路３４，３４１の通流によってピストンポンプの内部における圧力レベルは制限され、それに伴い圧力負荷される構成部材の液圧的な荷重は制限される。したがって、弁閉鎖体２２（図１）は圧力状態に関係なく弁座２６（図１）からの持上り時に、図１の説明との関係において既に説明したように変わらず有利な位置を占めるので、２つの流出通路３４，３４１は異なる横断面を有してもいる。

弁室２０から出発して、互いに平行な溝側面を備えた第１の絞り区分４４がまず存在するように、２つの流出通路３４，３４１はそれぞれ構成されている。絞り区分４４に、半径方向外側においてそれぞれ、流出通路３４，３４１の横断面を拡幅する第２の溝区部４６が接続する。第２の溝区部４６は閉鎖栓体１２１の環状のカラー４０の内面に設けられている切欠き４２に移行する。ピストンポンプの組立て時に閉鎖栓体１２に対するブシュ１０の配向を簡単にするために、カラー４０は周にわたって分配されてこのような複数の切欠き４２を有していてよい。切欠き４２の間に位置するカラー４０の突出している区分は、２つの構成部材のセンタリングを互いにもたらす。

図３には、ピストンポンプの閉鎖栓体１２２の第２の流出通路３４２の第２の実施の形態が示されている。特殊な実施の形態において、第２の流出通路３４２の流れ横断面は横断するウェブ４８２により閉鎖されている。ピストンポンプの組合せ前にウェブ４８２は適切な工具、例えばポンチ又は研磨工具によって変形若しくは取り除くことができる。このように形成された切欠きを介して、第２の流出通路３４２の流れ横断面は、形状及び寸法においてピストンポンプの製造中にまだ、ピストンポンプの後の使用条件に適合させることができ、ひいてはポンプ特性を決定することができる。

図４には、第３の実施の形態に基づいて、流出通路３４３を閉鎖栓体１２３に形成する別の可能な実施の形態が示されている。この実施の形態では、第２の流出通路３４３は、図２，３に記載の実施の形態とは異なり、独自の絞り区分を介して弁室２０に接続されているのではなく、半円形に構成された第１の湾曲区分５０３及び第２の湾曲区分５２３を介して第１の流出通路３４の絞り区分４４に接続されている。２つの湾曲区分５０３，５２３は半径方向に間隔をおいて弁室２０の周辺に延在しており、一緒に閉鎖されたリングを形成する。湾曲区分５０３，５２３はポンプ特性を決定するために同じ通路横断面を有していてよいか、又は異なる横断面を持って構成されていてもよい。単に唯一の湾曲区分を設けるだけでも場合によっては充分であり得る。湾曲区分５０３，５２３は成形技術によって特に簡単に製造することができる。

図５に記載の実施の形態において第２の流出通路３４４には、弁室２０と閉鎖栓体１２４のカラー４０における切欠き４２との間にバースト絞り（Ｂｅｒｓｔｄｒｏｓｓｅｌ）５４４が設けられている。バースト絞り５４４は閉鎖栓体１２４の凹部３８の底部に一体に成形されている２つの羽根５６４，５８４により形成される。２つの羽根５６４，５８４の端部は互いに相対しており、端部の間隔を介して第２の流出通路３４４の流れ横断面を規定する。バースト絞り５４４の羽根５６４，５８４は比較的肉薄に構成されており、流出通路３４４における圧力レベルが閾値を超過すると直ぐに可塑的に変形可能である。羽根５６４，５８４の変形によって、第２の流出通路３４４の流れ横断面は拡大される。こうして図５記載のバースト絞り５４４は、流れ横断面を封鎖する汚染粒子が、ピストンポンプの内部において圧力上昇を引き起こすことを防ぐことができる。圧力上昇時には圧力負荷された構成部材は損壊を受けることがある。

当然に、記載の実施の形態において、本発明の基本思想から逸れることなく変更又は補足が可能である。これに関して、本発明に係る対象が、単に１つの第２の流出通路よりも多い第２の流出通路を有することもできる、ということに注意されたい。さらに本発明は、設けられている流出通路の数は偶数個に限られていない。流出通路は既述したようにピストンポンプの内部に位置する閉鎖栓体の端面に完全に形成することができるが、部分的に又は専ら閉鎖栓体寄りのブシュ底部の端面に形成することができる。

Claims (10)

1. 液圧式のピストンポンプであって、ピストンが可動に案内されているポンプケーシングと、該ポンプケーシング内に形成されている圧力媒体を供給する流入通路と、前記圧力媒体を導出する第１の流出通路（３４）とを備えており、該第１の流出通路（３４）は流れを妨げる絞り個所（４４）を有しており、ピストンポンプの内部における圧力を制限するための手段（３４１；３４２；３４３；３４４）が設けられている、液圧式のピストンポンプにおいて、
   前記第１の流出通路（３４）及び前記手段（３４１；３４２；３４３；３４４）は持続的に液圧式に通流可能であり、かつ互いに、導出される圧力媒体が貫流されるようになっており、前記手段（３４１；３４２；３４３；３４４）の貫流は第１の流出通路（３４）における圧力に基づいて行われることを特徴とする、液圧式のピストンポンプ。
2. 前記液圧式に通流可能な手段は少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）により形成されており、該第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）の流れ横断面は、第１の流出通路（３４）の流れ横断面よりも小さく設計されていることを特徴とする、請求項１記載の液圧式のピストンポンプ。
3. 第１の流出通路（３４）と少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）とは液圧式に互いに連結されていることを特徴とする、請求項２記載の液圧式のピストンポンプ。
4. 少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）は第１の流出通路（３４）の絞り個所（４４）の領域において、第１の流出通路（３４）と液圧式に連結されていることを特徴とする、請求項２又は３記載の液圧式のピストンポンプ。
5. 少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）の流れ横断面は、圧力に基づき変形可能な少なくとも１つの羽根（５６４；５８４）を備えたバースト絞り（５４４）により画成されていることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか一項記載の液圧式のピストンポンプ。
6. 少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）は横断しているウェブ（４８２）を有していることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか一項記載の液圧式のピストンポンプ。
7. 請求項２から６までのいずれか一項記載の、閉鎖栓体を備えた液圧式のピストンポンプにおいて、
   少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）は、前記閉鎖栓体（１２；１２１；１２２；１２３；１２４）の、前記ピストンポンプ寄りの端面に少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする、請求項２から６までのいずれか一項記載の、閉鎖栓体を備えた液圧式のピストンポンプ。
8. 閉鎖栓体（１２；１２１；１２２；１２３；１２４）はシリンダ形の横断面を有し、第１の流出通路（３４）と少なくとも１つの第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）とはそれぞれ閉鎖栓体（１２；１２１；１２２；１２３；１２４）の長手方向軸線（３６）に対して半径方向に延在していることを特徴とする、請求項７記載の液圧式のピストンポンプ。
9. 複数の第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）が設けられていることを特徴とする、請求項２から８までのいずれか一項記載の液圧式のピストンポンプ。
10. 第１の流出通路（３４）の流れ横断面は、第２の流出通路（３４１；３４２；３４３；３４４）の流れ横断面の複数倍の大きさであることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載の液圧式のピストンポンプ。

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