Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Aggregat zum Erzeugen von Bremsdruck für eine hydraulische Kraftfahrzeug ^¬ bremsanlage, insbesondere einen Hauptbremszylinder mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Bohrungsabschnitten mit einem Solldurchmesser in einem Hohlraum des hydraulisches Aggregats .

Derartige hydraulische Aggregate sind weit und in vielfälti ^¬ gen Ausprägungen verbreitet. Insbesondere Hauptbremszylinder verschiedener Art verfügen über einen Hohlraum, der meist als eine Sackbohrung ausgeführt ist, in der ein oder mehrere Zylinderkolben axial verschoben werden, die in dem Hohlraum ein oder mehrere mit Druckflüssigkeit gefüllte Druckkammern be ^¬ grenzt sind, in denen aufgrund der Kolbenverschiebung Bremsdruck erzeugt wird.

Um eine ordnungsgemäße Funktion des Aggregats zu gewährleis ^¬ ten muss der Hohlraum über zumindest Bohrungsabschnitt mit einen definiert tolerierten Solldurchmesser verfügen, in welchen der Zylinderkolben abgedichtet versetzt wird. Des Weite ^¬ ren muss die Innenwandung der Hohlraum für eine vorgesehene Dauerhaltbarkeit zumindest in Abschnitten, an denen ein

Dichtelement ableitet und/oder die mit dem Kolben zumindest zeitweise in Kontakt treten, eine definierte Mindesthärte so ^¬ wie Oberflächengüte aufweisen, um Verschleiß und Reibkräfte zu reduzieren.

Bei den meisten derartigen hydraulischen Aggregaten ist der Hohlraum in einen Hauptkörper aus einer Aluminiumlegierung eingebracht, die eine relativ geringe Härte aufweist. Zur Sicherstellung der vorgenannten Anforderungen an den oder die betroffenen Bohrungsabschnitte im Hohlraum ist es be ^¬ kannt, die Hohlraum als eine Sackbohrung auszubilden und mit spanabhebenden Fertigungsverfahren - beispielsweise durch Bohren oder Fräsen zunächst mit einem Vorbohrdurchmesser zu versehen, der kleiner als der Solldurchmesser ist. Nachfolgend wird der Vorbohrdurchmesser ebenfalls spanabhebend durch Reiben oder Honen vergrößert auf den Solldurchmesser vergrößert, dabei werden die durch die vorherige spanende Bearbei- tung entstandenen Spitzen, Wellen und Gräte in der Oberfläche abgeschabt und so die Rautiefe und Rauheit der Innenwandung verringert. Nachfolgend wird der Hohlraum oder der gesamte Hauptkörper elektrochemisch mit einer gesonderten Schutzschicht versehen - beispielsweise anodisiert bzw. eloxiert. Nach den einzelnen Prozessschritten muss der Hauptkörper immer wieder gewaschen oder gereinigt werden, um die Späne, Kühlschmierstoffe oder Elektrolyten zu entfernen.

Die Herstellung der bekannten Aggregate wird in Bezug auf den Aufwand und die Kosten als verbesserungswürdig empfunden, zu ^¬ dem kann eine Innenwandung des Hohlraums, bedingt durch die Herstellmethode des Hauptkörpers - meist Gießverfahren - Lun ^¬ ker aufweisen, welche durch die nachfolgenden aufwändigen Kontrollmaßnahmen erkannt werden müssen und gegebenenfalls den Ausschuss erhöhen oder zu kostspieligen Nacharbeit führen .

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, ein gattungsgemä ^¬ ßes hydraulisches Aggregat anzubieten, dessen Herstellung ef- fektiver und kostengünstiger gestaltet ist und die technischen Anforderungen dennoch erfüllt bleiben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein hydraulisches Ag ^¬ gregat mit der Merkmalskombination nach dem Anspruch 1 ge- löst. Unteransprüche zusammen mit Figurenbeschreibungen geben weitere vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung an.

Die Erfindung sieht vor, dass der Werkstoff des Hauptkörpers in einer Randschicht einer Innenwandung des Hohlraums im Boh- rungsabschnitt ein umformtechnisch verfestigtes Werkstoffge- füge aufweist.

Der Bohrungsabschnitt eines derart erfindungsgemäß bearbeite ^¬ ten Aggregats weist eine Innenwandung mit einer umformtechnisch gehärteten und geglätteten Oberfläche mit einer verbes- serten Oberflächenqualität und verringerten Toleranzen auf. Das Werkstoffgefüge in einem oberflächennahen Bereich wird zudem homogenisiert und verdichtet, die Spuren der spanabhe ^¬ benden Verfahren wie die Bearbeitungsspitzen oder Wellen werden eliminiert und/oder geglättet. Die ausgeprägte Rand- Schichtfestigkeit aufgrund der Verdichtung von Werkstoffgefü ^¬ ge ermöglicht ein besseres Verschleißverhalten und somit eine verbesserte Dauerhaltbarkeit, ohne dass Abbringen einer zu ^¬ sätzlichen gesonderten Schutzschicht erforderlich ist und ohne dass chemisch aggressive Medien im Herstellungsprozess verwendet werden müssen. Das Ablösen einer Schutzschicht ist ist mangels dieser nicht möglich.

Durch die umformtechnische Verdichtung der Oberfläche werden die etwaigen Lunker kollabiert und so in ihrer Anzahl und Volumen reduziert, dadurch wird der Ausschuss sowie der Aufwand zur Kontrolle und Nacharbeit verringert.

Das Gleitverhalten des Kolbens und/oder der Dichtelemente wird verbessert, die Reibung und Dichtspalte können reduziert und der Profiltraganteil wegen der verringerten Ra und Rz Werten zugleich erhöht, die Kolbenführung optimiert werden. Durch die erhöhte Verschleißfestigkeit und verringerte Rei ^¬ bung wird eine unerwünschte Schwarz-Verfärbung von Druckmit ^¬ tel vermieden oder reduziert.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Bohrungsabschnitt axial durch wenigstens zwei Radialnuten begrenzt ist und die Dichtelemente in den Radialnuten angeordnet sind, wodurch die zu bearbeitende Oberfläche und der Herstellaufwand reduziert werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Hohlraum einen zweiten Bohrungsabschnitt mit dem Solldurchmesser auf, in dem ein axial verschiebbarer Schwimmkolben angeordnet ist, welcher die erste Druckkammer von einer zweiten Druckkammer trennt, in der Bremsdruck für einen zweiten

Bremskreis erzeugt wird. Insbesondere kann das Aggregat als ein Hauptbremszylinder nach Tandem-Bauart ausgebildet sein, womit das erfindungsgemäße hydraulische Aggregat und das zu ^¬ gehörige Herstellverfahren problemlos bei meisten Kraftfahrzeugbremsanlagen eigesetzt werden kann.

Gemäß einer anderen Weiterbildung weist der Hohlraum in seinem axialen Verlauf, bevorzugt zwischen dem ersten Bohrungsabschnitt und dem zweiten Bohrungsabschnitt wenigstens einen Abschnitt mit einem gegenüber dem Solldurchmesser vergrößerten radialen Maß auf. Damit können die zu bearbeitende Ober ^¬ fläche weiter reduziert und die Zirkulation des Druckmittels innerhalb des Hohlraums durch vergrößerte Durchflussquer ^¬ schnitte erheblich verbessert werden. Ebenso kann dadurch das Innenvolumen von einer oder mehreren Druckkammern erhöht werden, ohne dass die axiale Gesamtlänge des Aggregats vergrö ^¬ ßert werden muss.

Zur Optimierung des Herstellprozesses und Verbesserung der Oberflächenqualität der Bohrungsabschnitte wird der Hauptkör ^¬ per erfindungsgemäß derart aus einer Aluminiumlegierung erzeug, dass zumindest im Bereich des Hohlraums außerhalb der Randschicht eine Werkstoffhärte von weniger als 45 HRC und eine Bruchdehnung von mehr als 5 % aufweist.

Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung weist die Randschicht in radiale Richtung eine Dicke zwischen 10 ym und 20 ym auf, wodurch eine betriebsoptimale Verfestigung und Oberflächenglättung bei einem reduzierten Umformungsaufwand erreicht wird.

Für das optimierte Gleitverhalten des Zylinderkolbens

und/oder Dichtelementen wird die Innenwandung zumindest in den Bohrungsabschnitten bevorzugt auf eine eine Rautiefe Rz < lym und eine Rauheit Ra < lym gebracht.

Mit Vorteil lässt sich das erfindungsgemäße Aggregat in wei ^¬ teren Ausführungsformen beispielsweise als ein elektrohydrau- lisches Bremsgerät aber auch als ein Bremsgerät mit einer elektromechanischen Verstärkerstufe ausbilden, wodurch der Herstellaufwand und -kosten derartiger Bremsgeräte verringert werden .

Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann wenigstens ein dynamisch beanspruchtes Dichtungselement zum

Abgleiten an der Innenwandung im Bohrungsabschnitt vorgesehen sein, wodurch die Abdichtung eines oder mehrerer verschiebbaren Kolben bedarfsgemäß auch durch an dem oder den Kolben angeordnete Dichtelemente erfolgen kann.

Die Erfindung beinhaltet des Weiteren ein vorteilhaftes Ver ^¬ fahren zur Herstellung der Bohrungsabschnitte in einem hydraulischen Aggregat.

Insbesondere sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass in einem ersten Prozessschritt der Hohlraum zumindest in Bohrungsabschnitten, welche zum Aufweisen des Solldurchmessers vorgesehen sind, mit einem Vorbohrdurchmesser vorgebohrt wird, der vorzugsweise zwischen 15 ym und 20 ym kleiner als der Solldurchmesser ist. Dabei wird bevorzugt ein Bohrwerk- zeig und Bohrparameter gewählt, mit denen die Innenwandung in Bohrungsabschnitten nach einem einzigen Durchgang eine

Rautiefe zwischen 3 ym und lOym, vorzugsweise 5ym aufweist. Damit wird die Taktzeit reduziert, zudem können bereits vor ^¬ handenen Fertigungsanlagen für konventionelle Hauptbremszy- linder kosteneffektiv verwendet werden.

Gemäß einem nächsten Prozessschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Innenwandung der Bohrungsabschnitte in einem Durchgang unter Anbringung einer radial nach außen gerichteten Kraft mit einem Rollierwerkzeug umgeformt, bis die Innenwandung den Solldurchmessers aufweist und die Rautiefe sowie die Rauheit vorzugsweise unter 1 ym liegen. Für einen besonders effizienten Umformprozess sieht die Er ^¬ findung dabei vor, dass die vorgesehene

Rolliergeschwindigkeit weniger als 200 m/min beträgt und vor ^¬ zugsweise in einem Bereich zwischen 100 m/min und 150m/min eingestellt ist, wobei die Vorschubgeschwindigkeit des

Rollierwerkzeugs in einem Bereich zwischen 0,2 mm/U und 0,6 mm/U eingestellt ist.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Taktzeiten bei der Herstellung durch Verringerung der Pro- zessschritte erhöht, der Reinigungsbedarf und die Menge des eingesetzten Kühlschmierstoffs wird verringert, die Herstel ^¬ lung somit wirtschaftlicher gestaltet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet sowohl für Aggre ^¬ gate, bei denen ein Dichtelement an einer Innenwandung der Hohlraum abgleitet - beispielsweise Hauptbremszylinder nach einem Zentralventiltyp mit an den Kolben angeordneten Dichtringen, als auch für Aggregate, bei denen Dichtungselemente ortsfest in der Hohlraum verbleiben und der Kolben an denen abgleitet - beispielsweise den Hauptbremszylinder vom Typ Plunger.

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

Fig.l eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bremsgeräts in Längsschnitt.

Fig.2 eine vergrößerte und stark vereinfachte Schnittansicht eines Abschnitts der Innenwandung des Hohlraums im Bohrungs ^¬ abschnitt gemäß Fig.l nach dem Vorbohren.

Fig.3 Die Ansicht gemäß Fig.2 mit der versdichteten Rand ^¬ schicht .

Fig . l Fig.l zeigt in Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes hydraulisches Aggregat 1 am Beispiel eines Tandem - Hauptbrems ^¬ zylinders nach Plunger-Bauart .

In dem Hauptkörper 2 aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung ist ein sackförmiger Hohlraum 3 angeordnet. Der Hohlraum 3 weist einen ersten Bohrungsabschnitt 4 und einen zweiten Bohrungsabschnitt 14 auf, die jeweils einen Solldurchmesser Ds aufweisen, der in diesem Ausführungsbeispiel zugleich den kleinsten Durchmesser im axialen Verlauf des Hohlraums 3 bildet.

Im Bereich des Bohrungsabschnitts 4 ist ein mechanisch betätigbarer Zylinderkolben 5 und im Bereich des Bohrungsab- Schnitts 14 ist ein Schwimmkolben 15, jeweils in axiale Rich ^¬ tung verschiebbar aufgenommen. Der Zylinderkolben 5 begrenzt eine mit einem hydraulischen Druckmittel gefüllte erste

Druckkammer 6, die mit einem ersten Bremskreis 7 verbunden ist und der Schwimmkolben 15 trennt die Druckkammer 6 von ei- ner zweiten, ebenfalls mit dem hydraulischen Druckmittel ge ^¬ füllten Druckkammer 16, die mit einem zweiten Bremskreis 17 verbunden ist.

Der Bohrungsabschnitt 4 ist in axiale Richtung durch zwei Ra ^¬ dialnuten 12,13 begrenzt, in denen dynamisch beanspruchte Dichtelemente 8,9 aufgenommen sind, welche zur Abdichtung ge ^¬ gen den Zylinderkolben 5 dienen. Analog dazu ist der Bohrungsabschnitt 14 zwischen Radialnuten 21,22 angeordnet, in denen Dichtelemente 19,20 zum Abdichten gegen den Schwimmkol ^¬ ben 15 aufgenommen sind.

In axiale Richtung zwischen den Bohrungsabschnitten 4 und 14 ist ein Abschnitt 18 vorgesehen, dessen radialer Maß Dx größer als der Solldurchmesser Ds ausgebildet ist.

Zwei in die Bohrungsabschnitte 4 und 14 öffnende und über Verbindungskanäle 25,26 mit einem nicht gezeigten Druckmit- telbehälter verbundenen Nachlaufkanäle 23,24 versorgen die Druckkammern 6,16 mit dem hydraulischen Druckmittel.

Sowohl die an die Bohrungsabschnitte 4,14 angrenzenden Kanten der Radialnuten 12,13,21,22 als auch die Übergänge zum Ab- schnitt 18 sind dabei angefast oder verrundet ausgeführt.

Die Innenwandung 11 des Hohlraums 3 weist in den Bereichen der Bohrungsabschnitte 4 und 14 eine relativ dünne Rand ^¬ schicht 10 auf in der das Werkstoff des Hauptkörpers 2 ver ^¬ festigt ist.

Die Tiefe beziehungsweise Dicke der Randschicht 10 in radiale Richtung liegt in einem Bereich zwischen 10 ym und 20 ym und beträgt vorzugsweise ca. 15 ym.

Die Verfestigung der Randschicht 10 wird als Kaltverfestigung durch einen Umformverfahren, insbesondere das Rollieren her- beigeführt. Hierfür wird der Hohlraum 3 in einem ersten Prozessschritt zumindest in axialen Abschnitten, welche die Boh ^¬ rungsbereiche 4 und 14 einschließen, auf einen Vorbohrdurchmesser Dv gebracht, welcher definiert keiner als der endgül ^¬ tig für den Betrieb des Aggregats 1 vorgesehene Solldurchmes- ser Ds ist. Dies geschieht vorzugsweise in einem einzigen Ar ^¬ beitsvorgang mit einem geeigneten Bohrwerkzeug, welcher die Oberfläche der Innenwandung 11 mit einer definierten

Rautiefe Rz erzeugt. Fig.2

In der Fig.2 ist eine vergrößerte und stark vereinfachte Schnittansicht eines Abschnitts der Innenwandung 11 des Hohl ^¬ raums 3 im Bohrungsabschnitt 4 gemäß Fig.l nach dem Vorbohren gezeigt .

Für ein besonders effektives Endergebnis sollte konstruktiv und prozesstechnisch sichergestellt sein, dass der Werkstoff des Hauptkörpers 2 komplett oder zumindest in der unmittelbar an dem an dem Hohlraum 3 angrenzenden Bereich eine Rockwellhärte von kleiner als 45 HRC sowie die Bruchdehnung von über 5 % aufweist und grundsätzlich plastisch verformbar ist. Die Oberfläche der Innenwandung 11 soll dabei eine gemittelte Rautiefe Rz aufweisen, die in einem Bereich zwischen 3 ym und 10 ym liegt. Vorzugsweise sollte die Rautiefe Rz etwa 5 ym aufweist, wobei der Vorbohrdurchmesser Dv dabei vorzugsweise ca. 20 ym kleiner als der Solldurchmesser gewählt wird.

Fig.3

In einem nachfolgenden Prozessschritt wird die Innenwandung 11 mit einem nicht gezeigten Rollierwerkzeug, vorzugs- weise in einem einzelnen Prozessschritt, radial nach außen ausgeweitet, bis der Solldurchmesser Ds erreicht ist. Die in der Fig.2 vereinfacht gezeigten, die Rautiefe Rz definierenden Unebenheiten der Oberfläche der Innenwandung 11 werden dabei aus ihrer bisherigen Lage radial nach außen verdrängt, so dass an der Innenwandung 11 sich eine Randschicht 10 aus ^¬ bildet, in der das Werkstoff des Hauptkörpers 2 verdichtet und verfestigt ist. Dabei wird auch die Oberfläche der Innen ^¬ wandung 11 signifikant geglättet wird weist beim Endprodukt sowohl eine Rautiefe Rz als auch eine Rauheit Ra vorzugsweise kleiner als 1 ym.

Für eine optimale Zielerreichung im Sinne der technischen Aufgabe erweist sich eine Dicke beziehungsweise Tiefe der Randschicht 10 in radiale Richtung in einem Bereich zwischen 10 ym und 20 ym und vorzugsweise 15 ym als besonders vorteil- haft. Diese Dicke kann insbesondere durch das Einhalten der vorstehend beschriebenen Parameter und Werkstoffeigenschaften besonders einfach erreicht werden.

Die Rolliergeschwindigkeit sollte dabei vorzugsweise zwischen 100 und 150 m/min betragen und die Vorschubgeschwindigkeit des Rollierwerkzeugs zwischen 0,2 mm/U und 0,6 mm/U. Bezugszeichenliste

1 Hydraulisches Aggregat

2 Hauptkörper

3 Hohlraum

4 Bohrungsabschnitt mit Ds

5 Zylinderkolben

6 Druckkammer

7 Bremskreis

8 Dichtelement

9 Dichtelement

10 Randschicht

11 Innenwandung

12 Radialnut

13 Radialnut

14 Bohrungsabschnitt mit Ds

15 Schwimmkolben

16 Druckkammer

17 Bremskreis

18 Abschnitt mit Dx

19 Dichtelement

20 Dichtelement

21 Radialnut

22 Radialnut

23 Nachlaufkanal

24 Nachlaufkanal

25 Verbindungskanal

26 Verbindungskanal

Ds Solldurchmesser

Dv Vorbohrdurchmesser

Dx Vergrößerter radialer Maß