Kolbeneinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbeneinheit aufweisend einen Zylinderkolben, eine Druckstange, die einen Schaft und an dessen Ende einen Kugelkopf besitzt, und ein Druckstück mit einer Lagerpfanne zur Kraftübertragung zwischen dem Zylinderkolben und der Druckstange, wobei das Druckstück eine zylinderförmige Basis, in der der Kugelkopf der Druckstange in der Lagerpfanne gelagert ist, und einen sich in Richtung auf die Druckstange anschließenden Trichter aufweist, der den Schaft umgibt, und wo bei sich in dem Zylinderkolben eine von einer seiner Stirnseiten ausgehende Vertiefung befindet, in der sich das Basisteil befindet .

Eine solche Kolbeneinheit ist in der DE 10 2016 218 183 Al offenbart. Basis und Trichter sind zwei Bauteile, die über eine Nut-/Federverbindung miteinander verbunden sind.

Der Trichter ist als Kunststoffteil ausgeführt, wobei darin Laschen ausgebildet sind, die eine Raststufe in einer Rastnut am Zylinderkopf hintergreifen, um so die Druckstange in der Vertiefung im Zylinderkolben zu halten. Damit ist eine

Schnappverbindung realisiert, die die Montage der Druckstange am Zylinderkolben vereinfacht, da die Druckstange mit dem

Druckstück lediglich in die Vertiefung am Zylinderkolben eingeschoben werden muss, bis die Zungen in die Rastnuten einschnappen .

Diese Anordnung hat den Nachteil, dass der Trichter mit den Zungen, die sich in Fenstern in seiner Mantelfläche befinden, nur schwer im Spritzgussverfahren hergestellt werden kann. Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, eine Kolbeneinheit mit einer leichter herzustellenden Verbindung zwischen dem Druckstück und dem Zylinderkolben zu schaffen.

Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung vor, dass die äußere Mantelfläche der Basis und/oder die innere Mantelfläche der Vertiefung mit Längsrillen versehen sind, die klemmend ineinandergreifen .

Eine solche Verbindung kann auch als Rändelverbindung bezeichnet werden. Auch hier muss lediglich das Druckstück mit der

Druckstange in die Vertiefung des Zylinderkolbens eingeschoben werden, wobei die Längsrillen an der Basis in die

Längsvertiefungen zwischen den Längsrillen an der Mantelfläche des Zylinderkolbens gelangen, so dass die Flanken der Längsrillen reibschlüssig aneinander liegen.

Eine solche Anordnung hätte auch den Vorteil, dass sie leicht zu demontieren ist, da ein Zug an der Druckstange, der die

Reibungskräfte überwindet, das Druckstück wieder aus der Vertiefung herauszieht.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Kolbeneinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei weiterhin ein eine Federzunge aufweisender Federring für eine Schnappverbindung zwischen dem Druckstück und dem Zylinderkolben vorgesehen ist.

Auch eine solche Anordnung ist in der erwähnten DE 10 2016 218 183 Al beschrieben. Die Federzungen sind Teil des Trichters, was dessen Herstellung erschwert.

Die Erfindung beruht auch hier auf der Aufgabe, die Herstellung des Druckstückes einer Kolbeneinheit zu vereinfachen. Die Erfindung sieht dazu vor, dass die Basis und der Trichter ein einstückiges Bauteil bilden, dass der Federring aus einem Federstahl besteht und dass der Federring sich an der äußeren Mantelfläche des Trichters befindet.

Das einstückige Bauteil aus Basis und kann so relativ einfach, z. B. in einem Stanzbiegeverfahren, hergestellt werden, das sich nicht wesentlich von der Herstellung einer Basis exklusive Trichter unterscheidet.

Federringe lassen sich in Massenproduktion aus einem Federstahl hersteilen und werden dazu aus einem Blech gestanzt und entsprechend geformt, in dem z. B. die Zungen gegenüber einem Basisring abgewinkelt werden.

Für den Federring ergeben sich nun zwei Möglichkeiten:

Eine erste Ausführung sieht vor, dass der Basisring in eine an der inneren Mantelfläche der Vertiefung umlaufenden Aufnahmenut eingesetzt ist, wobei die Zungen zum Boden der Vertiefung weisen und dabei in einer umlaufenden Rastnut an der äußeren

Mantelfläche des Trichters liegen, wo ihre freien Enden gegen eine radial verlaufende Stufe der Rastnut abgestützt sind.

Eine zweite Ausführung sieht vor, dass der Basisring in eine an der äußeren Mantelfläche des Trichters umlaufenden Aufnahmenut eingesetzt ist, wobei die Zungen zur Mündung der Vertiefung weisen und dabei in einer umlaufenden Rastnut an der inneren Mantelfläche der Vertiefung liegen, wo ihre freien Enden gegen eine radial verlaufende Stufe der Rastnut abgestützt sind.

In beiden Fällen wird somit eine Schnappverbindung realisiert. Wenn das Druckstück mit der Druckstange in die Vertiefung des Zylinderkolbens eingesetzt wird, schnappen entweder die Zungen des dort vorhandenen Federringes in Rastnuten am Druckstück oder aber am Druckstück vorhandene Zungen schnappen in eine Rastnut am Zylinderkolben ein.

Um eine gute Beweglichkeit der Zungen gegenüber dem Basisring zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Basisring vollständig von der Nut aufgenommen ist, so dass die Zungen, die unmittelbar am Rand der Nut beginnen, federnd nachgeben können.

Da die Zungen und das Druckstück nicht toleranzfrei hergestellt werden können, ist die Lage des Druckstückes in der Vertiefung nicht eindeutig definiert. Um solche Toleranzen auszugleichen, ist vorgesehen, dass zwischen dem Boden der Vertiefung und der ihm gegenüberliegenden Stirnseite des Druckstückes ein elastisches Ausgleichselement liegt. Dieses sorgt dafür, dass die Zungen stets gegen die Stufe der Rastnut gestützt sind.

Vorzugsweise ist das Ausgleichselement eine Tellerfeder.

Im Folgenden soll anhand von drei Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kolbeneinheit in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kolbeneinheit in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Kolbeneinheit in einer dritten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung das

Druckstück mit Federring gemäß der Ausführung nach Fig. 3. Im Folgenden werden zunächst anhand der Fig. 1 bis 3 die Gemeinsamkeiten der Ausführungen beschrieben. Daher sind alle gleichartigen Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen das äußere Ende eines Zylinderkolbens 1, der z. B. in einem nicht näher dargestellten Hauptbremszylinder geführt ist . Um in dem Hauptbremszylinder einen Druck aufzubauen, wird der Zylinderkolben 1 z. B. von einem Pedal betätigt, wobei die Betätigungskraft über eine Druckstange 2 und einem Druckstück 3 auf den Zylinderkolben 1 übertragen wird.

Dazu besitzt der Zylinderkolben 1 eine sich in axialer Richtung erstreckende Längsvertiefung, die in seine äußere Stirnseite einmündet .

Die Vertiefung ist - ausgehend von ihrem Boden - zunächst zylindrisch und weitet sich dann leicht zur Stirnseite des Zylinderkolbens 1 hin auf.

Das Druckstück besteht aus zwei Abschnitten, nämlich einer Basis 5 und einem Trichter 6.

Die Basis 5 ist ein Zylinder, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Vertiefung entspricht. In der zur Mündung der Vertiefung weisenden Seite der Basis ist eine Lagerpfanne ausgebildet, in der sich ein Kugelkopf 7 der Druckstange 2 befindet. Der Kugelkopf 7 wird von Nasen am Ausgang der Pfanne in dieser gehalten. Die Pfanne/Kugelkopfverbindung ist so ausgebildet, dass sie es der Druckstange 2 erlaubt, in alle Richtungen gegenüber der Achse des Zylinderkolbens um wenige Winkelgrade verschwenkt zu werden.

Der Trichter 6 befindet sich im Bereich der Aufweitung der Vertiefung 4, durch ihn verläuft der Schaft der Druckstange 2. Gemäß der Ausführung nach Fig. 1 ist eine Rändelverbindung zwischen der Basis 5 und dem Zylinderkolben 1 vorgesehen. Dazu besitzen sowohl die Basis 5 als auch die innere Mantelfläche der Vertiefung 4 Längsrillen 9, die ineinander greifen, wenn das Druckstück 3 in die Vertiefung eingeschoben wird.

Die Längsrillen sind so aufeinander abgestimmt, dass ein Reibschluss zwischen ihren Flanken entsteht, der ausreichend stark ist, um das Druckstück 3 sicher in der Vertiefung 4 zu halten .

Bei dieser Ausführung liegt die Basis 5 unmittelbar am Boden der Vertiefung 4 auf, so dass die über die Druckstange 2 eingeleiteten Betätigungskräfte unmittelbar auf den Zylinderkolben 1 übertragen werden.

Des Weiteren wird auf die Ausführung nach Fig. 2 und 3 eingegangen. Hierbei handelt es sich um eine Schnappverbindung zwischen dem Druckstück 3 und dem Zylinderkolben 1, die mittels eines Federringes 10 realisiert ist. Gemäß der Ausführung nach Fig. 2 besitzt der Trichter 6 an seiner Außenseite eine umlaufende Rastnut 11 mit einer radial verlaufenden Stufe 12. In der inneren Mantelfläche der Vertiefung 4 befindet sich eine Aufnahmenut 13 zur Aufnahme des Federringes 10. Der Federring 10 besteht aus einem Basisring 14, auf dessen inneren Umfang verteilt mehrere Zungen 15 abstehen. Diese greifen in die Rastnut 11 ein, wobei sich ihre freien Enden an die Stufe 12 anlegen.

Da die Zungen 15 elastisch nachgiebig ausgeführt sind, kann das Druckstück 3 in die Vertiefung eingeführt werden, wobei die Außenwand des Trichters 6 die Zungen 15 zunächst nach außen drückt, bis diese sich vollständig im Bereich der Rastnut 11 befinden, so dass sie darin einschnappen können. Ein Zurückziehen des Druckstückes 3 wird verhindert, weil die Zungen an die Stufe 12 anstoßen.

In der Ausführung gemäß Fig. 3 ist die Anordnung des Federringes 10 gerade vertauscht. Die Aufnahmenut 13 befindet sich an dem Trichter 6, während die Rastnut 11 mit der Stufe 12 an der inneren Mantelfläche der Vertiefung 4 ausgebildet ist. In diesem Fall weisen die Zungen 15 aus der Vertiefung 4 heraus. Wenn das Druckstück 3 in die Vertiefung 4 hineingeschoben wird, werden die Zungen 15 durch die Mündung der Vertiefung nach innen geklappt, bis sie sich vollständig vor der Rastnut 11 befinden. Dort klappen sie nach außen, wobei sich ihre Enden an die Stufe 12 anlegen. Um Toleranzen auszugleichen, befindet sich am Boden der

Vertiefung 4 in den beiden zuvor genannten Ausführungen nach Fig. 2 und Fig. 3 eine Tellerfeder 16, die das Druckstück 3 nach außen aus der Vertiefung 4 drückt und damit sicherstellt, dass die Zungen 15 an der Stufe 12 anliegen.

Aus der Fig. 4 geht noch einmal die Anordnung des Federringes 10 in einer Ausführung nach Fig. 3 hervor. Der Federring 10 wird aus einem Blech herausgestanzt, so dass der Basisring 14 und die Zungen 15 eine gleiche Dicke aufweisen. Die Zungen 15 werden dann gegenüber dem Basisring 14 um etwa 90° abgewinkelt.

Der Basisring 14, der nicht unbedingt geschlossen sein muss, wird in die entsprechende Aufnahmenut eingelegt, so dass sich die Zungen 15 im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. Die Höhe des Basisringes 14 entspricht der Tiefe der Aufnahmenut 13, so dass die Zungen 15 unmittelbar am Rand der Aufnahmenut 13 abgewinkelt sind. Bezugszeichenliste

1 Zylinderkolben

2 Druckstange

3 Druckstück

4 Vertiefung

5 Basis

6 Trichter

7 Kugelkopf

8

9 Längsrillen

10 Federring

11 Rastnut

12 Stufe

13 Aufnahmenut

14 Basisring

15 Zungen

16 Tellerfeder