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Title:
HYDRAULIC UNIT FOR GENERATING BRAKE PRESSURE FOR A HYDRAULIC BRAKE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/096516
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic unit (1) for generating brake pressure for a hydraulic brake system, comprising a housing (2) made from a cast blank (2') that has at least one cavity (3) which is to be machined in order to obtain a profiled receptacle (4) for sealingly accommodating a nozzle (5) that is connected to a fluid container and can be plugged into the profiled receptacle (4) along a plug-in axis (S), the housing (2) having at least one piston bore (7) for accommodating at least one piston (8), the piston bore (7) being formed in the cast blank (2') along a piston bore axis (A). In order to create an improved hydraulic unit that is optimized in particular from a manufacturing point of view, according to the invention, the cavity (3) is non-circular in a cross-sectional view transversely to the plug-in axis (S) and is elongate in the direction running along the piston bore axis (A).

Inventors:
LOKE JÖRG (DE)
KRÄMER HORST (DE)
RÜFFER MANFRED (DE)
BISCHOFF ANDREAS (DE)
GERBER SASCHA (DE)
KNEWITZ INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/078180
Publication Date:
May 23, 2019
Filing Date:
October 16, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
International Classes:
B60T11/16
Domestic Patent References:
WO1992002732A11992-02-20
WO2017001282A12017-01-05
Foreign References:
DE2820299A11979-11-15
DE1505460A11969-08-14
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Hydraulisches Aggregat (1) zum Erzeugen von Bremsdruck für eine hydraulische Bremsanlage, umfassend ein Gehäuse (2), welches aus einem Gussrohling (2') hergestellt ist, wobei der Gussrohling (2') wenigstens eine Aufnahmekavität (3) aufweist, die zum Zerspanen zu einem Aufnahmeprofil (4) zur abdichtenden Aufnahme eines mit einem Fluidbehälter verbundenen An

schlussstutzens (5) vorgesehen ist, welcher entlang einer Steckachse (S) in das Aufnahmeprofil (4) steckbar ist, wobei das Gehäuse (2) wenigstens eine Kolbenbohrung (7) zur Aufnahme von wenigstens einem Kolben (8) umfasst, welche entlang einer Kolbenbohrungsachse (A) in den Gussrohling (2') getrieben ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekavität (3) in einem Schnitt quer zu der Steckachse (S) nichtkreisförmig sowie entlang der Kolbenbohrungsachse (A) gestreckt ausgebildet ist.

2. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekavität (3) im Wesentlichen napfförmig mit einer Öffnung (16) und einem Boden (6) ausge bildet ist und der Boden (6) im Wesentlichen eben, nicht kreisförmig sowie entlang der Kolbenbohrungsachse (A) gestreckt ausgebildet ist.

3. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) im Wesentlichen elliptisch vorgesehen ist.

4. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) eine im Wesentlichen ellip tische oder runde Grundform (11) aufweist mit wenigstens einer Erweiterungsfläche (13), welche entlang der Kolbenbohrungs achse (A) an die Grundform (11) angeschlossen ist und quer zur Kolbenbohrungsachse (A) schmaler als die Grundform (11) vor gesehen ist.

5. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine Verbindungsbohrung (9) zur hydraulischen Verbindung der Aufnahmekavität (3) mit der Kolbenbohrung (7) aufweist, welche unmittelbar in den Boden (6) gebohrt und orthogonal zu diesem ausgerichtet ist.

6. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbohrung (9) in einer Radi- alinnennut (12) mündet, die in einer Mantelfläche der Kol benbohrung (7) angeordnet ist.

7. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, die Aufnahmekavität (3) in einer am Gussroh ling (2') quer zur Kolbenbohrungsachse (A) nach außen ragenden Erhebung (15) angeordnet ist.

8. Hydraulisches Aggregat (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Gussroh ling (2') in einem Kokillengießverfahren aus einer Alumini umlegierung hergestellt ist.

9. Hydraulisches Aggregat (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (1) ein Hauptbremszylinder mit in der Kolbenbohrung (7) in Tan dembauweise hintereinander angeordneten ersten (8) und zwei ten (8') Kolben ist.

10. Hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem hydrau lischen Aggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Description:
Hydraulisches Aggregat zum Erzeugen von Bremsdruck für eine hydraulische Bremsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Aggregat zum Erzeugen von Bremsdruck mit Merkmalen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1, insbesondere einen Hauptbremszylinder für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage sowie die entsprechende Bremsanlage .

Die Gehäuse derartiger Aggregate werden meistens aus Leicht metalllegierungen hergestellt. Üblicherweise wird dabei zu nächst mit Urformverfahren ein Gussrohling erzeugt - bei spielsweise im Kokillengussverfahren. Ein derart erzeugter Gussrohling weist hersteilbedingt zunächst vergleichsweise grobe Maß- und Oberflächentoleranzen und wird danach mit spanabhebenden Verfahren mit erforderlichen eng tolerierten Funktionselementen und Profilen, wie beispielsweise diversen Anschlüssen, Verbindungskanälen, Bohrungen, Dichtflächen, Nuten und Dergleichen versehen, sowie gegebenenfalls anschließend mit einer Schutzschicht überzogen.

So ist es bekannt, im Gussrohling Aufnahmekavitäten zur späteren Aufnahme von Anschlussstutzen eines Fluidbehälters vorzusehen, die nach dem Gießen durch Zerspanung - beispielsweise durch Ausbohren, Fräsen oder Ausdrehen - mit einem spezifischen Aufnahmeprofil zur dichtenden Anlage einer Stutzendichtung versehen werden.

Die Aufnahmekavität wird über eine Verbindungsbohrung mit einer sogenannten Nachlaufnut verbunden - einer Radialinnennut in der Mantelfläche der Kolbenbohrung, welche einer gleichmäßigen Benetzung der Kolbenaußenfläche mit Bremsflüssigkeit aus dem Fluidbehälter dient. Technologisch bedingt wird eine derartige Verbindungsbohrung meist vor dem Ausdrehen der Aufnahmekavität erzeugt. Ein stätiger Wunsch, den in den Motorraum ragenden Teil des Hauptbremszylinders zu verkürzen und diesen immer kompakter zu gestalten führt dazu, dass die Nachlaufnut konstruktions bedingt nicht direkt unterhalb der zugeordneten Aufnahmekavität angeordnet werden kann und axial immer weiter weg angeordnet werden muss. Als Folge muss die Verbindungsbohrung entweder schräg gebohrt werden oder es wird zunächst eine größere, grob tolerierte Vorbohrung - sogenannte Pilotbohrung - durch einen Teil der Wandung der Aufnahmekavität erzeugt. Die eng tolerierte Verbindungsbohrung wird dann in der Vorbohrung erzeugt.

Die damit einhergehenden Werkzeugwechsel, Umspannungen oder Lageänderungen des Gussrohlings, verbunden mit langen Ver weilzeiten in den Werkzeugmagazinen, erhöhen die Herstellkosten erheblich .

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, ein verbessertes und insbesondere hersteiltechnisch optimiertes hydraulisches Ag gregat anzubieten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein hydraulisches Ag gregat mit der Merkmalskombination nach dem Hauptanspruch 1 gelöst. Unteransprüche zusammen mit Figurenbeschreibungen geben weitere vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung an.

Die Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmekavität in ihrem Querschnitt und insbesondere deren Boden nichtkreisförmig sowie entlang der Kolbenbohrungsachse gestreckt ausgebildet sind.

Dabei können der Querschnitt und der Boden anhand verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungen beispielsweise im Wesentlichen elliptisch vorgesehen sein oder eine im Wesentlichen elliptische oder runde Grundform aufweisen mit wenigstens einer Erweite rungsfläche, welche entlang der Kolbenbohrungsachse an die Grundform angeschlossen und quer zur Kolbenbohrungsachse schmaler als die Grundform vorgesehen ist.

Durch eine derart gestaltete Gusskontur kann der Boden der Aufnahmekavität effektiv vergrößert werden und so eine opti mierte Anlagefläche für senkrechte Auflage des Bohrwerkzeugs bieten. Eine orthogonale Verbindungsbohrung wird so unmittelbar in den Boden, zu seinem Rand versetzt, unter Einhaltung von engen Toleranzen gebohrt. Auf eine zusätzliche Vorbohrung oder eine Schrägbohrung kann verzichtet werden. Bearbeitungszeiten und Kosten werden durch die damit einhergehende Vermeidung von Werkzeugwechsel und Umspannungen sowie verringerten Zerspan volumen signifikant verringert.

Als überraschender Nebeneffekt wird wegen dem verringerten Gussvolumen das Gewicht des Gussrohlings ebenfalls eingespart und Werkstoffkosten gesenkt.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung bei dem Gehäuse eines Tandem-Hauptbremszylinders angewandt werden, um eine die Kompaktheit fördernde große axiale Versetzung der Radialinnennut relativ zu der zugeordneten Aufnahmekavität zu realisieren.

Des Weiteren beanspruch die Erfindung eine hydraulische

Kraftfahrzeugbremsanlage, die mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Aggregat ausgestattet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen. Hierbei zeigen:

Fig.l beispielhaft, nicht maßstäblich und stark vereinfacht einen typischen, gattungsgemäßen Gussrohling eines Tan- dem-Hauptbremszylinders in einem unbearbeiteten Zustand in Schnittdarstellung . Fig.2 ebenso stark vereinfacht das Gehäuse eines gattungsgemäßen Tandem-Hauptbremszylinders mit angedeuteten durch Zerspanen hergestellten Elementen, mit einer bekannten schrägen Ver bindungsbohrung und einer weiteren bekannten, in einer Vor bohrung angeordneten Verbindungsbohrung, sowie einigen Kom ponenten des hydraulischen Aggregats, im Axialschnitt.

Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitt des Gussrohlings im Bereich der Aufnahmekavität mit angedeuteten durch Zerspanen herge stellten Elementen, und einer bekannten schrägen Verbin dungsbohrung, im Axialschnitt.

Fig.4 Ansicht gemäß Fig.3, jedoch mit einer ersten erfin dungsgemäßen Ausführung der Aufnahmekavität.

Fig.5 eine weitere bekannte Ausführung mit in einer Vorbohrung angeordneten Verbindungsbohrung in Draufsicht.

Fig.6 eine erste erfindungsgemäße Ausführung der Aufnahmekavität in Draufsicht.

Fig.7 eine weitere erfindungsgemäße Ausführung der Aufnahme kavität in Draufsicht.

Fig.1

Im gezeigten Beispiel ist ein Gussrohling 2 ' eines Tan- dem-Hauptbremszylinders gezeigt. Der Gussrohling 2' wird meist in einem Kokillengießverfahren aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und anschließend mit durch Zerspannen mit erfor derlichen Profilen und Funktionselementen versehen und dadurch zu einem bearbeiteten Gehäuse 2 gewandelt, wie insbesondere in der Fig .2 angedeutet . Im Gussrohling 2 ' sind eine erste 3 und eine zweite 3 ' Aufnahmekavitäten vorgesehen, die im Wesentlichen napfförmig mit einer Öffnung 16 und einem flachen Boden 6, 6' ausgebildet sind. Die beiden Aufnahmekavitäten 3, 3' sind jeweils in einer quer zu einer Kolbenbohrungsachse A nach außen ragenden ersten 15 und zweiten 15' Erhebungen angeordnet, wodurch sie jeweils von einer Wandung 17 begrenzter Dicke radial umschlossen sind.

Fig .2

Fig.2 zeigt einige Komponenten eines gattungsgemäßen, als Tandem-Hauptbremszylinder ausgebildeten hydraulischen Aggre gats 1 mit einem bearbeiteten Gehäuse 2, wobei die durch Zerspanen hergestellten Elemente gestrichelt dargestellt sind, gezeigt. In dem Gehäuse 2 ist entlang einer Kolbenbohrungs achse A eine sackförmige Kolbenbohrung 7 angeordnet. In der Kolbenbohrung 7 sind in Tandembauweise ein erster 8 und ein zweiter 8' Kolben verschiebbar sowie durch Kolbendichtungen 18 gegenüber der Kolbenbohrung 7 abgedichtet aufgenommen.

Eine erste 12 und eine zweite 12', in der Mantelfläche der Kolbenbohrung 7 vorgesehenen Radialinnennuten umgeben jeweils einen der Kolben 8, 8 ' und dienen zur gleichmäßigen Verteilung von Bremsflüssigkeit .

Die Aufnahmekavitäten 3,3' sind, durch Zerspannung der ur sprünglichen Napfform zu jeweils einem um die Steckachse S rotationssymmetrischen Aufnahmeprofil 4, 4' erweitert. In dem Aufnahmeprofil 4, 4' wird jeweils ein Anschlussstutzen 5 eines nicht gezeigten Fluidbehälters mitsamt der Stützendichtung 19 aufgenommen, welche entlang der Steckachse hinein gesteckt werden. Die Verbindungsbohrungen 9, 9' verbinden die Aufnah mekavitäten 3,3' mit den zugeordneten Radialinnennuten 12, 12', um die Kolbenbohrung 7 mit Bremsflüssigkeit aus dem Fluidbe hälter zu speisen.

Weil die beiden Radialinnennuten 12,12' sich nicht unmittelbar unterhalb der flachen Böden 6, 6' der Aufnahmekavitäten 3,3' befinden, sondern versetzt entlang der Kolbenachse A positionier sind, ist die zweite Verbindungsbohrung 9' schräg, nichtparallel zu der Steckachse S gebohrt. Die erste, parallel zu der

Steckachse S ausgerichtete Verbindungsbohrung 9 ist in einer gesonderten, sackförmigen, großen Vorbohrung 10 positioniert, welche zuvor in die Aufnahmekavität 3 teilweise in die Wandung 17 gebohrt wurde .

Fig .3

Die der Fig.2 dargestellte konstruktive Lösung mit einer schrägen Verbindungsbohrung 9 ist in der Fig.3 vergrößert anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels gezeigt.

Fig.4

In der Fig.4 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt. Wie insbesondere aus den Figuren 6 und 7 zu entnehmen, ist die erfindungsgemäße Aufnahmekavität 3 entlang der Kol benbohrungsachse A gestreckt ausgebildet, so dass sie entlang der Kolbenbohrungsachse A eine größere Ausdehnung besitzt als in Querrichtung. Mit der Streckung der Aufnahmekavität 3 ist auch deren Boden 6 entlang der Kolbenbohrungsachse A verlängert. Die Verbindungsbohrung 9 ist zum äußeren Rand 14 des Bodens 6 versetzt positioniert und unmittelbar in den Boden 6 orthogonal zu diesem gebohrt; trifft dabei die zugeordnete Radialinnen- nut 12.

Fig .5

Die in der Fig.2 dargestellte konstruktive Lösung mit einer in der Vorbohrung 10 positionierten Verbindungsbohrung 9 ist in der Fig.5 anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels in Draufsicht gezeigt. Die Aufnahmekavität 3 ist im Querschnitt kreisrund rotationssymmetrisch gestaltet. Die im Vergleich mit der Verbindungsbohrung 9 deutlich größere Vorbohrung 10 wird der Aufnahmekavität 3 gebohrt, um eine erforderliche Anlagefläche für die Verbindungsbohrung 9 zu schaffen, deren Bohrwerkzeug wegen der engen Toleranzen und kleinerem Durchmesser keinen Querkräften ausgesetzt werden darf, wie sie beim teilweisen anbohren der Wandung 17 entstünden. In der Fig.6 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführung der Aufnahmekavität 3 in Draufsicht gezeigt. Im Unterschied zu der bekannten Ausführung nach Fig.5 ist die erfindungsgemäße Aufnahmekavität 3 ist in ihrem Schnitt quer zu der Steckachse S nichtkreisförmig sowie entlang der Kolbenbohrungsachse A ge streckt gestaltet. Der Rand 14 des Bodens 6 folgt dem Quer- schnittsprofil der Aufnahmekavität 3.

Dabei weist der Boden 6 und somit auch der Querschnittsprofil der Aufnahmekavität 3 eine im Wesentlichen runde Grundform 11 an die zwei Erweiterungsflächen 13, 13' angeschlossen sind und so den Boden 6 und somit auch den Querschnittsprofil der Aufnahme kavität 3 entlang der Kolbenbohrungsachse A erweitern. Die Verbindungsbohrung 9 ist dabei in der Erweiterungsfläche 13 positioniert .

Die Grundform 11 kann innerhalb der Erfindung auch eine nichtrunde Form haben wie vergleichbar mit einer Ellipse, einem Vieleck mit verrundeten Ecken und Dergleichen.

Fig.7

In der Fig.7 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Der Boden 6 und somit auch der Querschnittsprofil der Aufnahmekavität 3 sind hier im Unterschied zu der Aus führungsform nach Fig.6 im Wesentlichen elliptisch vorgesehen. Die Verbindungsbohrung 9 ist hier auf der Hauptachse der Ellipse in der Nähe eines Scheitelpunktes positioniert.

Bezugszeichenliste

1 Hydraulisches Aggregat

2 Gehäuse

2 ' Gussrohling

3 Aufnahmekavität

4 Aufnahmeprofil

5 Anschlussstutzen

6 Boden

7 Kolbenbohrung

8 Kolben

8 ' Kolben

9 Verbindungsbohrung

10 Vorbohrung

11 Grundform

12 Radialinnennut

13 Erweiterungsfläche

14 Rand

15 Erhebung

16 Öffnung

17 Wandung

18 Kolbendichtung

19 Stutzendichtung

A Kolbenbohrungsachse

B Bohrungsachse

S Steckachse