(57)【要約】  ケーシング（１０）およびケーシング（１０）に配置された閉鎖部材（７）を備える液圧装置は、本発明によれば、閉鎖部材（７）が、ねじり振動溶接によってケーシング（１０）に結合されている。【選択図】図７
2014508248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）と、該ケーシング（１０）に配置された閉鎖部材（７）とを備える液圧装置、特にピストンポンプであって、
前記閉鎖部材（７）は、ねじり振動溶接によって前記ケーシング（１０）に結合されている
液圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧装置であって、
ねじり振動溶接部が、前記閉鎖部材（７）の全周に沿って支持ショルダ（３）に形成されている液圧装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液圧装置であって、
前記閉鎖部材（７）は、該閉鎖部材（７）の全周にわたっては延在しないように前記ケーシング（１０）に形成されたセンタリング部（４；５）によって取り囲まれている液圧装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液圧装置であって、
前記センタリング部（４，５）は、前記閉鎖部材（７）のための支持ショルダ（３）から前記ケーシング（１０）の側面（２０）への移行部には形成されていない液圧装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液圧装置であって、
前記閉鎖部材（７）に、前記ケーシング（１０）に向いた段部（３２）が形成されている液圧装置。
【請求項６】
液圧装置、特に蓄圧器および／またはピストンポンプを製造する方法であって、
ケーシング（１０）と、該ケーシング（１０）に配置される閉鎖部材（７）とを用意し、
前記閉鎖部材（７）と前記ケーシング（１０）とをねじり振動溶接部によって結合する
方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記閉鎖部材（７）の全周に沿って支持ショルダ（３）に前記ねじり振動溶接部を形成する方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の方法であって、
前記閉鎖部材（７）の全周にわたっては延在しないように前記閉鎖部材（７）を取り囲むことになるセンタリング部（４；５）を前記ケーシング（１０）に形成する
方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記閉鎖部材（７）のための支持ショルダ（３）から前記ケーシング（１０）の側面（２０）への移行部には、前記センタリング部（４，５）を形成しない方法。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の方法を自動車の車両ブレーキ装置の低圧蓄圧器を製造するために用いる使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖部材を備える液圧装置、特に低圧蓄圧器、および、液圧装置を製造する方法であって、閉鎖部材と液圧装置のケーシングとの結合が行われる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の液圧装置は中空室を備え、中空室内には、液圧装置の作動時に液圧液が供給されており、液圧装置の周囲に対して閉鎖されている必要がある。このような中空室は、蓄圧器、特に低圧蓄圧器としての役割を果たすことが多い。さらに、液圧装置をなすピストンポンプはピストンを備え、このピストンは、ポンプケーシングの円筒孔内に挿入された作動スリーブ内で軸線方向に案内されている。カバーの形態の閉鎖部材が円筒孔の作動スリーブに配置されており、円筒孔を圧力密封状態で閉鎖する。閉鎖部材は、液圧装置の他の部品、特に蓄圧器、弁、液圧接続部および／またはモータなどの構成成分である場合が多い。
【０００３】
一般に、閉鎖部材は、既知の結合手段によって液圧装置のケーシング内に挿入される。この場合、閉鎖部材は、かしめられるか、または、付加的な部材、例えばスナップリングを介して、もしくは、ねじなどの結合手段によって、ケーシング内に配置される。いわゆる「セルフクリンチング」結合方法によって閉鎖部材を取り付けることも既知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の結合手段は、比較的コスト高であり、場合によっては液圧装置の耐用寿命にわたって密閉することが困難である。さらにこのような結合手段のためには、液圧装置全体の寸法を増大する所要スペースが生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、閉鎖部材は、ねじり振動溶接またはねじり振動摩擦溶接によって、ソノトロード（溶接ホーン）を用いて、液圧装置、特に自動車の車両ブレーキ装置のために使用されるピストンポンプの低圧蓄圧器のケーシングに結合される。この場合、両方の部品、すなわち閉鎖部材およびケーシングの材料の塑性変形によって閉鎖部材とケーシングとの流体密な、特にガス密な材料結合が達成される。これにより、閉鎖部材が最小限のスペースでケーシングと分離不能に結合された状態が得られる。ねじり振動溶接では、特にソノトロードが閉鎖部材に可塑的に進入し、閉鎖部材を高周波（特に超音波）振動させる。
【０００６】
本発明によって用いられるねじり振動溶接の方法によって、液圧装置の耐用寿命にわたって結合部の密閉性が保障される。分離不能な結合により、例えば、作動時に振動が加えられた場合にねじが緩んで回動し、外れるという問題ももはや生じない。さらに、本発明による方法により、例えば、シールのためのＯリングおよび支持リング、ならびに、ねじ山はもはや不要となるか、あるいは、かしめによる変形のための材料を保持する必要がなくなるので、スペースが節約される。これにより、構成部品および材料が節約され、使用される構成部品、特に閉鎖部材の許容差に対して課される要求はより小さくて済むので、本発明による製造方法では、製造コストを低減することができる。総じて、ねじり振動溶接の場合に加えられる軸線方向の力（約１ｋＮ〜１０ｋＮ）は、特にかしめの場合よりも小さいので、ケーシングの材料を節約することができる。
【０００７】
本発明によれば、ケーシング内には接合部が設けられ、この接合部には切削により円柱状の孔部が設けられ、孔部は、特に蓄圧器ピストンのためのピストン作動面としての役割を果たすこともできる。この孔部は、第１の面取り部、すなわち、支持ショルダに移行する縁部に設けられた傾斜面を備え、支持ショルダは、第２の面取り部に移行する。第２の面取り部は、さらにケーシングの外面の移行半径に移行する。軸線方向の支持面の深さは、この場合、好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、特に０．７ｍｍである。第１の面取り部は、閉鎖された孔部の長手方向軸線に対して約３０°の角度、第２の面取り部は、約４０°〜４５°の角度をなす。
【０００８】
ケーシングに対する閉鎖部材のセンタリング（中心合わせ）は、特に閉鎖部材の外縁部と協働する第２の面取り部を介して行われる。したがって、閉鎖部材とケーシングとを結合するために、閉鎖部材がケーシングの接合部に載置される場合に、第２の面取り部は、取付け補助部としての役割を果たす。この場合、第２の面取り部は、閉鎖部材の全周にわたって延在している必要はなく、幾つかの部分、特に、立方体状のケーシングの向かい合った２つの側の向かい合った側面は除かれていてもよい。閉鎖部材が接触面の他の部分でケーシングに沿ってセンタリングされていれば十分である。こうしても、閉鎖部材の外縁部を、ケーシングの厚み部分または断面厚みにわたってセンタリングすることができる。全周にわたってねじり振動溶接を行うためには、閉鎖部材が全周にわたってケーシングと接触していることのみが重要である。
【０００９】
閉鎖部材を取り付けた後に、いわゆる「ねじり振動溶接」により、ねじり振動溶接装置のソノトロードを用いて、ケーシングとの結合部が形成される。
【００１０】
この場合、ソノトロードは、閉鎖部材に軸線方向に押し付けられた場合にソノトロードの外形部と閉鎖部材との間の形状結合および摩擦結合が形成されるように構成されている。したがって、閉鎖部材の材料は、ソノトロードの挿入により塑性変形されるので、閉鎖部材の表面は、プランジャの形状に対応した形状となる。この場合、ソノトロードは、特に有利には、溝付きに構成されており、これにより、閉鎖部材は、塑性変形によってケーシングと形状結合および摩擦結合される。
【００１１】
この場合、ソノトロードが高周波（約１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）で励起され、これにより、ソノトロードの固有周波数範囲で適切な振幅（約３０μｍ〜５０μｍ）が生成されることにより、閉鎖部材の材料とケーシングの原料との結合が得られる。
【００１２】
車両ブレーキ装置のための液圧ユニットの既存のケーシングでは、付属の蓄圧器、特に低圧蓄圧器の蓄圧器直径は、ケーシングの断面厚みに対して所定の大きさである。したがって、従来は、この断面厚みにより、これまで一般的であったかしめ方法で閉鎖部材を固定するために必要な材料を保持する必要があった。したがって、例えば、従来のかしめプロセスでは、５００ｂａｒまでの静的および動的圧力要求を満たすために十分な材料が閉鎖部材に塗布される必要があった。
【００１３】
本発明によるケーシングの断面厚みでは、ケーシングは、一般には必要とされていた変形材料をもはや保持する必要がない。
【００１４】
本発明による結合では、特にいわゆる第２の面取り部および移行半径を備える一段のみが接合部で必要とされる。断面厚みと、閉鎖部材および付属の構成部品、例えば蓄圧器の有効作用直径と、の比率を有利に低減することができる。さらに、かしめ加工のための材料を保持する必要がないので、または、スナップリングを配置する必要がないので、ケーシングの高さを低めに構成することができる。
【００１５】
さらに、軸線方向の負荷、ひいては他の構成部品またはこれらの構成部品とケーシングとの接合部の不都合な変形が減少する。この場合、本発明による結合部によって、密閉性および安定性の観点で良好な機能が得られ、この場合、しかも、ケーシングは必要となる投入重量（主に、好ましくはアルミニウム）が低減され、したがって材料も節約されることは、特に有利である。さらに、本発明による材料結合により、特に緩衝器または蓄圧器において騒音の低減が得られる。
【００１６】
本発明による方法を用いた閉鎖部材とケーシングとの結合は、特に低圧蓄圧器のピストン室のための多数の構成部品に用いることができる。本発明によれば、このような結合は、高圧緩衝室の構成部品のためにも好ましい。
【００１７】
本発明による結合部は、好ましくはガス密に、特にヘリウムが漏れないように構成される。
【００１８】
さらに結合部の剛性は、好ましくは、両方の結合部品材料の最小限の引っ張り剛性に少なくとも相当し、これにより、要求に基づいた構成が容易になる。特に、結合面は、材料の最小限の剛性に耐荷重性を付与する。
【００１９】
本発明による結合のために、好ましくは、ねじり振動溶接のために適した既知の溶接装置を用いることができる。この場合、溶接装置は、逆方向に作動する複数の圧電アクチュエータを備えるコンバータと、振動変換器と、を備え、振動変換器は、ブースタによってソノトロードに力を加え、ひいては溶接装置の下部に締め付けられた未溶接部分に力を加える。
【００２０】
次に、本発明による解決手段の実施例を添付の概略図に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術による閉鎖部材の押圧工程におけるポンプケーシングの軸線方向縦断面図を示す。
【図２】本発明によるピストンポンプのポンプケーシングを示す上面図である。
【図３】図２に示したポンプケーシングにねじり振動溶接を施すためのソノトロードを示す下面図である。
【図４】「孔部切削」の製作工程を示す、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】「孔部切削」の製作工程を示す、図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】「カバー取付け」の製作工程を示す、図４と同様の断面図である。
【図７】「カバー溶接」の製作工程を示す、図４と同様の断面図である。
【図８】「カバー溶接」の製作工程を示す、図５と同様の断面図である。
【図９】図８の詳細ＩＸを示す図である。
【図１０】図６の詳細Ｘの変形態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、カバーの形態の閉鎖部材７とポンプケーシング１０（本実施例ではピストンポンプとして形成された液圧装置のケーシング）との結合を示し、結合は、従来技術にしたがって押圧プランジャ２２による押圧によって行われる。
【００２３】
ポンプケーシング１０と、ポンプケーシング１０内に形成された円柱状の孔部１２と、孔部１２内に配置されたコイルばね１４と、コイルばね１４によって弾性的に予め付勢された蓄圧器ピストン１６とが示されている。蓄圧器ピストン１６は、コイルばね１４と共に、ポンプケーシング１０によって形成されたピストンポンプ（図示しない）のための蓄圧器すなわち蓄圧装置を形成している。
【００２４】
閉鎖部材７は、保持プランジャ２４を用いて、円柱状の孔部１２の内部に形成された段付き支持部２６で保持される。押圧プランジャ２２は、円柱状の孔部１２の縁部を軸線方向に押圧することによって、ポンプケーシング１０の材料が閉鎖部材７の外縁部に押し付けられるように構成されている。
【００２５】
この場合、閉鎖部材７の全周にわたって流体密なシールを得ることができるためには、閉鎖部材７の全周にわたって縁部に材料が押し付けられることが重要である。したがって、ポンプケーシング１０は、厚み１８に関して、ポンプケーシング１０の側面２０にも十分に変形可能な材料が提供されるように、厚み、すなわち幅を有するように構成されている。
【００２６】
このように、ポンプケーシング１０および閉鎖部材７によって付属の蓄圧器に構成されたピストンポンプは、特に自動車の液圧式自動車ブレーキ装置において流体を圧送するために形成されている。このピストンポンプは、特にスリップ制御時に、ホイールブレーキシリンダ内のブレーキ圧を選択的に低減または増大するための役割を果たす。
【００２７】
しかしながら、本発明によるピストンポンプは、例えば、内燃機関用の高圧-燃料圧送ポンプとして使用することもでき、この場合、圧送室内に含まれる燃料は圧縮される。
【００２８】
図２は、本発明によるポンプケーシング１０の上面図を示す。ポンプケーシング１０には、閉鎖部材７を当て付け、取り付けるための接合部が形成されており、この接合部は、さらに図４および図５に断面図で示されている。この接合部は、閉鎖部材７のための支持部を形成しており、閉鎖部材７は、次いでねじり振動溶接のプロセスで、材料結合によって、特に密閉状態でポンプケーシング１０に結合される。
【００２９】
図３は、ねじり振動溶接装置（図示しない）の溝付きソノトロード２８の下面図を示す。このソノトロード２８は、塑性変形によって閉鎖部材７とポンプケーシング１０との間に材料結合をもたらす。
【００３０】
図４には、閉鎖部材７とポンプケーシング１０との間に結合部を形成するための本発明による方法の工程が示されている。ポンプハウジング１２には、同様に、円柱状の孔部１２が形成されており、この孔部１２は、蓄圧器ピストン１６のためのピストン面としての役割を果たす。円柱状の孔部１２の外縁部には、第１の面取り部２、すなわち、支持ショルダ３に移行する傾斜した面が形成されており、支持ショルダ３は第２の面取り部４に移行する。第２の面取り部４は、移行半径５を介してポンプケーシング１０の上面２１に移行する。支持ショルダ３の深さは、表面２１に対して約０．７ｍｍである。
【００３１】
図５には、この縁部構成がポンプケーシング１８の側面２０ではどのように見えるが示されている。ポンプケーシング１８のこの側面の領域では、ポンプケーシング１８は肉薄すなわち狭幅に構成されており、第１の面取り部２および支持ショルダ３のみが円柱状の孔部１２の全周に設けられており、第２の面取り部４は設けられていない。特に図５に示すように、ポンプケーシング１０の厚み８は、特に肉薄すなわち狭幅に形成されていてもよい。
【００３２】
図６には、ポンプケーシング１０と閉鎖部材７との結合部を形成するための次の工程が縦断面図で示されている。この場合、閉鎖部材７は、支持ショルダ３に載置され、移行半径５および第２の面取り部４に沿って、閉鎖部材７の外径部６によってセンタリングされる。移行半径５および第２の面取り部４によるこのセンタリングは、側面２０の縁部では行われない。なぜなら、ここには第２の面取り部４は設けられていないからである。
【００３３】
図７、図８および図９は、実際の溶接が行われる第３工程におけるねじり振動溶接による形状結合を示す。このために、ソノトロード２８によって閉鎖部材７に軸線方向に押圧力が加えられ、同時にソノトロード２８は、ねじり振動溶接装置（図示しない）によって高周波励起される。このようにして、閉鎖部材７の下縁部の材料と、ポンプケーシング１０の支持ショルダ３の材料とが結合される。ここでは、溶融または融着する材料が、図７および図９に符号３０で示されている。
【００３４】
同時に、ソノトロード２８の、閉鎖部材７との接触面は、特に溝付きに構成されているので、閉鎖部材７の表面には、ソノトロード２８のこのような構成に対応する形状が付与されている。
【００３５】
図１０には、閉鎖部材７とポンプケーシング１０との結合部、および、ポンプケーシング１０の円柱状の孔部１２の変形態様が示されている。円柱状の孔部１２の上縁部に設けられた面取り部２と、閉鎖部材７に形成された段部３２とが示されており、段部３２は、円柱状の孔部１２に突入しており、ここでは、孔部１２の軸線方向に面取り部２を覆っている。閉鎖部材７に設けたこのような段部３２により、ねじり振動溶接部を形成する場合に孔部１２の縁部に生じる屑が面取り部２に留まり、孔部１２、ひいては付属の液圧システム内に進入できなくなる。
【００３６】
詳細な説明、以下の請求項および図面に示す全ての特徴は、個別に、または、互いに任意の組み合わせで本発明の本質をなし得る。
【符号の説明】
【００３７】
３…支持ショルダ
５…移行半径
６…外径部
７…閉鎖部材
１０…ポンプケーシング
１２…孔部
１４…コイルばね
１６…蓄圧器ピストン
１８…ポンプケーシング
２０…側面
２１…上面
２２…押圧プランジャ
２４…保持プランジャ
２６…支持部
２８…ソノトロード
３２…段部
【図１】
2014508248.tif 000003
【図２】
2014508248.tif 000004
【図３】
2014508248.tif 000005
【図４】
2014508248.tif 000006
【図５】
2014508248.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014508248.tif 000009
【図８】
2014508248.tif 000010
【図９】
2014508248.tif 000011
【図１０】
2014508248.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月14日(2013.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）と、該ケーシング（１０）に配置された閉鎖部材（７）とを備える液圧装置であって、
前記閉鎖部材（７）は、ねじり振動溶接によって前記ケーシング（１０）に結合されている
液圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液圧装置であって、
ねじり振動溶接部が、前記閉鎖部材（７）の全周に沿って支持ショルダ（３）に形成されている液圧装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液圧装置であって、
前記閉鎖部材（７）は、該閉鎖部材（７）の全周にわたっては延在しないように前記ケーシング（１０）に形成されたセンタリング部（４；５）によって取り囲まれている液圧装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液圧装置であって、
前記センタリング部（４，５）は、前記閉鎖部材（７）のための支持ショルダ（３）から前記ケーシング（１０）の側面（２０）への移行部には形成されていない液圧装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液圧装置であって、
前記閉鎖部材（７）に、前記ケーシング（１０）に向いた段部（３２）が形成されている液圧装置。
【請求項６】
液圧装置を製造する方法であって、
ケーシング（１０）と、該ケーシング（１０）に配置される閉鎖部材（７）とを用意し、
前記閉鎖部材（７）と前記ケーシング（１０）とをねじり振動溶接部によって結合する
方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記閉鎖部材（７）の全周に沿って支持ショルダ（３）に前記ねじり振動溶接部を形成する方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の方法であって、
前記閉鎖部材（７）の全周にわたっては延在しないように前記閉鎖部材（７）を取り囲むことになるセンタリング部（４；５）を前記ケーシング（１０）に形成する
方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記閉鎖部材（７）のための支持ショルダ（３）から前記ケーシング（１０）の側面（２０）への移行部には、前記センタリング部（４，５）を形成しない方法。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の方法を自動車の車両ブレーキ装置の低圧蓄圧器を製造するために用いる使用方法。
【国際調査報告】
2014508248.tif 000013
2014508248.tif 000014
2014508248.tif 000015
2014508248.tif 000016
2014508248.tif 000017
2014508248.tif 000018