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Title:
HYDRAULIC UNIT FOR PRODUCING BRAKE PRESSURE FOR A HYDRAULIC BRAKE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/081251
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic unit (1) for producing brake pressure for a hydraulic brake system having a housing (2) made of a metal material. In order to provide an improved hydraulic unit (1) of the type in question, the production of which is more effective and cost-efficient and which simplifies the presentation of variants and reduces waste, according to the invention the housing (2) is structured from at least two individual functional components (3), which are connected to each other by integral joining.

Inventors:
LOKE, Jörg (Grüner Weg 2, Brechen, 65611, DE)
KRÄMER, Horst (Lia-Wöhr-Weg 8, Ginsheim-Gustavsburg, 65462, DE)
RÜFFER, Manfred (Grüner Weg 3, Sulzbach, 65843, DE)
BISCHOFF, Andreas (Kurmarkstrasse 17, Frankfurt am Main, 60437, DE)
GERBER, Sascha (Lorcherstr. 15, Bad Schwalbach, 65307, DE)
Application Number:
EP2018/078063
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
October 15, 2018
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestr. 7, Frankfurt am Main, 60488, DE)
International Classes:
B60T11/16
Foreign References:
JP2000079876A2000-03-21
FR1219362A1960-05-17
US2396155A1946-03-05
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Hydraulisches Aggregat (1) zum Erzeugen von Bremsdruck für eine hydraulische Bremsanlage mit einem Gehäuse (2) aus einem Metallwerkstoff dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus wenigstens zwei einzelnen Funktionskomponenten (3) aufgebaut ist, welche durch stoffschlüssiges Fügen miteinander verbunden sind .

2. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Kolben¬ bohrungskomponente (4) mit einer Kolbenbohrung (5) zur Aufnahme von wenigstens einem darin bewegbaren Kolben (6) umfasst und wenigstens eine mit der Kolbenbohrungskomponente (4) verbundene Funktionskomponente (3) eine Bohrung (7) aufweist, die am Gehäuse (2) nichtparallel zu der Kolbenbohrung (5) angeordnet ist .

3. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Behälter¬ anschlusskomponente (8) zur Aufnahme eines mit einem Fluid- behälter (15) verbundenen Anschlusses (16) umfasst.

4. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Druckan¬ schlusskomponente (9) zum Anschluss einer Druckleitung (17) umfasst .

5. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Ver¬ schlusskomponente (10) umfasst, welche die Kolbenbohrung (5) verschließt und in dem Gehäuse (2) eine hydraulische Druck¬ kammer (11) begrenzt.

6. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Befesti¬ gungsflanschkomponente (12) zur Befestigung des Hydraulischen Aggregats (1) an einem anderen Bauteil (13) umfasst.

7. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Verriege- lungskomponente (14) zur Verlustsicherung eines Fluidbehäl- ters (15) an dem Gehäuse (2) umfasst.

8. Hydraulisches Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Funktionskomponenten (3) aus einem umformtechnisch vorbehandelten Werkstoff hergestellt sind .

9. Hydraulisches Aggregat (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (1) ein Hauptbremszylinder in Tandembauweise mit zwei hintereinander angeordneten Kolben (6, 6λ) 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 .

Übliche Herstellung gattungsgemäßer Aggregate gestaltet sich sehr aufwendig und kostenintensiv. Es ist beispielsweise be ¬ kannt, zunächst das Gehäuse komplett als Rohling zu gießen, meistens im Schwerkokillengussverfahren. Anschließend werden zahlreiche unterschiedlich ausgerichteten Bohrungen und andere Schnittstellen mit spanabhebenden Verfahren bearbeitet. Hierfür muss die Lage des Gehäuses mehrfach verändert und komplexe Haltevorrichtungen und Lehren gebaut werden.

Für etwaige Änderungen und Variantenkonstruktionen - beispielsweise unterschiedliche Längen, Abstände und andere Di ¬ mensionen einzelner Funktionselemente an sich oder untereinander muss oft ein komplett neues Gusswerkzeug erstellt werden. Die fertiggestellten Gehäuse müssen zudem aufwändig auf Gussfehler wie Lunker, Steigerungen, Porositäten und Dergleichen geprüft und einer Hochdruckprüfung unterzogen werden, werden.

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, ein verbessertes gattungsgemäßes hydraulisches Aggregat anzubieten, dessen Herstellung effektiver und kostengünstiger gestaltet, die Variantenabbildung vereinfacht und Ausschuss reduziert sind.

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 das Gehäuse aus wenigstens zwei und vorzugsweise mehreren einzelnen Funktionskomponenten aufgebaut ist, welche durch stoffschlüssiges Fügen, insbesondere

Schweißen, miteinander verbunden sind. Das Gehäuse wird quasi bereits bei der konstruktiven Planung und Auslegung in einzelne funktions- oder dimensionsbedingte Bestandteile zerlegt, als einzelne separaten Funktionskomponenten gefertigt und anschließend zu einem fertigen Gehäuse zusammengefügt.

Dadurch werden keine kostenintensiven Gußkokillen erforderlich, sowohl bei Prototypen als auch in der Serienherstellung.

Aufwändige Vorausberechnung und Nacharbeit aufgrund von

Schrumpfung beim Erkalten nach Gießen entfallen.

Die einzelnen Funktionskomponenten können separat unter Verwendung jeweils optimaler Verfahren und Werkstoffe vorbearbeitet werden. Es können kostengünstige und Werkstoffoptimierten standardisierten Halbzeuge wie fließgepresste oder gewalzte Rohre, Stangen und Platten verwendet werden.

Die Lage und Ausrichtung einzelner Funktionskomponenten am Gehäuse kann flexibler und zielgerichteter gestaltet werden, das Packaging wird optimiert.

Durch optimierte Werkstoffauswahl und Entfall von Gießrest ¬ rektionen können geringere Wanddicken realisiert und das Gewicht eingespart werden. Gießfehlerbedingter Ausschuss wird vermieden. Das Zerspanungs- und Prüfaufwand des Gehäuses wird ebenfalls signifikant reduziert.

Es kann zudem ein Baukastensystem mit standardisierten Funktionskomponenten wie diversen Anschlüssen, Verschlüssen, Kolbenbohrungskomponenten, Befestigungsflanschen und Dergleichen geschaffen werden. Die Variantenflexibilität wird erhöht, Konstruktions- , Herstellaufwand und Entwicklungszeit werden signifikant verringert bis hin zu Reduzierung auf Auswahl und Zusammensetzung passender Funktionskomponenten aus dem Baukasten .

Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Gehäuse wenigstens eine Kolbenbohrungskomponente mit einer Kolbenbohrung zur Aufnahme von wenigstens einem darin bewegbaren Kolben, wenigstens eine und vorzugsweise zwei Be ¬ hälteranschlusskomponenten zur Aufnahme von Anschlüssen eines Fluidbehälters .

Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Gehäuse wenigstens eine und vorzugsweise zwei Druckanschlusskomponenten zum An- schluss von hydraulischen Druckleitungen.

Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Gehäuse wenigstens eine Verschlusskomponente, welche die Kolbenbohrung verschließt und in dem Gehäuse eine hydraulische Druckkammer begrenzt. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Gehäuse wenigstens eine Befestigungsflanschkomponente zur Befestigung des Hyd ¬ raulischen Aggregats an einem anderen Bauteil, beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann das Gehäuse ferner wenigstens eine Verriegelungskomponente zur Verlustsicherung eines Fluidbehälters an dem Gehäuse umfassen.

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 beispielhaft, nicht maßstäblich und stark vereinfacht:

Fig.l das Gehäuse eines erfindungsgemäßen hydraulischen Aggregats im Zusammenbau (Ansicht a) und als Explosionsdarstellung (Ansicht b) .

Fig.2 das Gehäuse gemäß Fig.l in Axialschnitt vor (Ansicht a) und nach der Endbearbeitung (Ansicht b) .

Fig.3 das Gehäuse gemäß Fig.2 im Querschnitt vor (Ansicht a) und nach der Endbearbeitung (Ansicht b) .

Fig . l Fig.l zeigt beispielhaft und stark vereinfacht ein Gehäuse 2 für eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Hydraulischen Aggregats 1. Das Gehäuse 2 ist aus mehreren Funktionskompo ¬ nenten 3 aufgebaut, die miteinander stoffschlüssig gefügt sind. In Anhängigkeit von konkreten Anforderungen an das jeweilige hydraulische Aggregat 1 können die einzelnen Funktionskompo ¬ nenten 3 flexibel in ihrer Anzahl, Dimensionen und Abständen zueinander angepasst und zusammengesetzt werden.

Jede Funktionskomponente 3 ist zur Erfüllung wenigstens einer Funktion des Aggregats 1 wie beispielsweise Anschluss einer Leitung, Befestigungsfunktion, Verschluss einer Bohrung usw. vorgesehen und dabei derart gestaltet, dass sie möglichst aus standardisierten insbesondere normierten Halbzeugen wie beispielsweise Rohren oder Platten durch einfaches Ablängen, Schneiden oder Stanzen herstellbar sind.

Hierbei ist es anstrebenswert , umformtechnisch bearbeitete Halbzeuge als Ausgangsmaterial für die einzelnen Funktions ¬ komponenten 3 zu wählen, da diese Werkstoffe homogenisiertes und verfestigtes Gefüge aufweisen und keine Werkstofffehler nach Art von Gussfehlern zu erwarten sind. So empfiehlt es sich für die flachen Funktionskomponenten 3 gewalzte Platten und für die runden Funktionskomponenten 3 fließgepresste Rohre oder Stangen als Ausgangmaterial zu verwenden.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Gehäuse 2 aus folgenden Funktionskomponenten 3 aufgebaut:

- Eine zentrale Kolbenbohrungskomponente 4 mit einer mittigen durchgehenden Kolbenbohrung 5, aus einem Rohr abgelängt, an die sämtliche anderen Funktionskompo ¬ nenten 3 angefügt sind.

- Eine Verschlusskomponente 10 aus einer Platte ausge ¬ stanzt oder ausgeschnitten.

- Zwei Behälteranschlusskomponenten 8 mit je einer mittigen durchgehenden Bohrung 7, je aus einem Rohr abgelängt . - Zwei Druckanschlusskomponenten 3 je einer mittigen gebohrten Bohrung 7, je aus einer Stange abgelängt.

- Eine Verriegelungskomponente 14, aus einer Platte

ausgeschnitten oder ausgestanzt und mit einer durch- gehenden Bohrung 7 versehen.

- Einer Befestigungsflanschkomponente 12, aus einer

Platte ausgeschnitten oder ausgestanzt und mit erforderlichen Bohrungen, Durchbrüchen und gegebenenfalls Nuten versehen.

Bei Verwendung von für Bremsgeräte üblichen Aluminiumlegierungen eignen sich Schweißverfahren wie insbesondere Laserschweißen oder Reibschweißen als besonders geeignete Fügeverfahren. Weitere Verfahren wie bspw. Löten oder Kleben sind jedoch ebenso innerhalb der Erfindung möglich und zulässig. Grundsätzlich darf für jede einzelne Verbindung von zwei Funktionskomponenten 3 ein bestgeeignetes Fügeverfahren gewählt werden.

Zum Optimieren der Fügestellen und Vereinfachung der Positionierung können in den runden Mantelflächen flache Auflage- flächen 20 beispielsweise durch Fräsen, Schleifen oder Eindrücken eigearbeitet werden, wie bei der gezeigten Ausführung der Kolbenbohrungskomponente 4.

Fig.2

In der Fig.2 wird das vorstehen beschriebene Gehäuse vor Ansicht a und nach der Endbearbeitung Ansicht b, ebenfalls stark vereinfacht, in Axialschnitt dargestellt.

Bei einem fertigen hydraulischen Aggregat 1 der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um einen Tandem- Hauptbremszylinder der sogenannten Plunger-Art. In der Kolbenbohrung 5 werden hintereinander zwei, hier nur angedeuteten, Kolben 6 und 6 λ geführt aufgenommen.

Die an die Kolbenbohrungskomponente 4 stirnseitig angeschweißte Verschlusskomponente 10 verschließt die Kolbenbohrung 5 und begrenzt darin zwischen sich und dem Kolben 6 eine hydraulische Druckkammer 11. Zwei Behälteranschlusskomponenten 8 dienen zur Aufnahme von Anschlüssen 16 eines ebenfalls nur angedeutet dargestellten Fluidbehälters 15.

Die mit einer quer verlaufenden Bohrung 7 ausgestattete Ver- riegelungskomponente 14 interagiert, gegebenenfalls unter

Verwendung weiterer nicht gezeigter Verriegelungselemente, mit einer Befestigungslasche 19 des Fluidbehälters 15 zur Ver ¬ lustsicherung des Fluidbehälters 15 am Gehäuse 2.

Die Befestigungsflanschkomponente 12 dient zur betriebsbereiten Befestigung des gesamten hydraulischen Aggregats 1 an einem anderen Bauteil 13, beispielsweise einem Karosserieteil eines Fahrzeugs. Weil die Befestigungsflanschkomponente 12 keine hydraulische Dichtfunktion trägt, könnte sie innerhalb der Erfindung bei geeignet geringen Betriebslasten auch kraft- schlüssig mit der Kolbenbohrungskomponente 4 verbunden werden, beispielsweise aufgeschrumpft.

Aus der Fig.2 wird insbesondere das erfindungsgemäß optimierte Aufbauprinzip vom Gehäuse 2 deutlich. Die unterschiedlich zueinander ausgerichteten Bohrungen 5,7 müssen nicht aufwändig in Gussform vorgesehen oder durch komplexe Aufspannungen und Bohrwerkzeuge komplett neu erstellt werden, sondern sind bereits so am Grundwerkstoff vorhanden und entweder ganz ohne Nachbearbeitung oder mit einem vergleichswese geringen Aufwand und reduzierten Spanvolumen an die Endform und Endgüte anpassbar. So, zum Beispiel, wird die Kolbenbohrung 5 nach dem Fügen von einzelnen Komponenten 4, 8, 9, 10, 12, 14 aneinander mit den Innennuten 21 zur Aufnahme von nicht gezeigten Dichtelementen versehen und ihre Mantelfläche endbearbeitet - beispielsweise abgedreht oder geschliffen werden. Ebenso werden Durchlässe 18 gebohrt, welche diverse hydraulische Anschlüsse mit der Kol ¬ benbohrung 5 verbinden und meist mit lediglich groben Toleranzen versehen sind.

Bei geeigneten Wandstärken, wenn der durch jeweiliges Fügeverfahren bedingter thermischer oder Spannungsverzug ausrei- chend gering ist, kann die Kolbenbohrung 5 sogar vor dem Anfügen von weiteren Funktionskomponenten 3 an die Kolbenbohrungs- komponente 4 mit Innennuten 21 versehen und auch sonst end ¬ bearbeitet werden.

Durch die bereist ursprünglich runde und qualitativ hochwertige Außenmantelfläche der Kolbenbohrungskomponente 4 muss an der Befestigungsflanschkomponente 12 für eine Fügeschnittstelle lediglich eine Bohrung mit geeigneten Durchmesser erzeugt werden .

Fig.3

In der Fig.3 wird anhand des Querschnitts A-A beispielhaft die Anbindung der Druckanschlusskomponente 9 verdeutlicht, welche in der gezeigten Ausführungsform zum Anschluss von Druckleitung 17 eines Bremskreises der Bremsanlage vorgesehen ist. Aufgrund von der betriebsbedingten Hochdruckbeanspruchung wird die Druckleitung 17 durch eine lösbare formschlüssige

Schraubschnittstelle angebunden. Hierfür kann die Druckanschlusskomponente 9 zunächst aus einer zylindrischen Stange abgelängt, mit einer sackförmigen Bohrung 7 mit einem Innengewinde 22 versehen und erst danach an die Kolbenbohrungs ¬ komponente 4 an der vorgesehenen Stelle angefügt werden. Nach dem Fügen muss so lediglich nur noch der Durchlass 18 gebohrt werden.

Bezugszeichenliste

1 Hydraulisches Aggregat

2 Gehäuse

3 Funktionskomponente

4 Kolbenbohrungskomponente

5 Kolbenbohrung

6 Kolben

7 Bohrung

8 Behälteranschlusskomponente

9 Druckanschlusskomponente

10 Verschlusskomponente

11 Druckkammer

12 Befestigungsflanschkomponente

13 Bauteil

14 Verriegelungskomponente

15 Fluidbehälter

16 Anschluss

17 Druckleitung

18 Durchlass

19 Befestigungslasche

20 Auflägefläche

21 Innennuten

22 Innengewinde