CN208975179U - 用于产生用于机动车制动装置的制动压力的液压组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种液压组件(1)，用于产生用于液压式机动车制动装置的制动压力，其具有主体(2)和布置在主体(2)中的空腔(3)，该空腔包括带有确定的给定直径(Ds)的至少一个第一孔区段(4)，在第一孔区段中布置有可沿轴向方向移动的柱形活塞(5)，该柱形活塞在空腔(3)中限定至少一个填充有压力液体的压力室(6)，用于在制动回路(7)中产生制动压力，所述液压组件还具有至少一个第一和第二密封元件(8、9)，用于密封柱形活塞(5)，所述密封元件相对彼此轴向间隔开地布置。为了提供这种液压组件(1)，更有效及成本更低地设计其制造以及仍满足技术要求，根据本实用新型提出，主体(2)的材料在孔区段(4)中在空腔(3)的内壁(11)的边缘层(10)中具有通过成型技术而硬化的材料组织。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于产生用于液压式机动车制动装置的制动压力的液压组件。
背景技术
这种液压组件广泛流行，形式多样。特别是不同类型的制动主缸具有空腔，该空腔通常设计为盲孔，一个或多个柱形活塞在该盲孔中轴向移动，该一个或多个柱形活塞在空腔中限定一个或多个以压力液体填充的压力室，在该压力室中基于活塞移动产生制动压力。
为了保证组件的规定功能，空腔必须至少具有孔区段，该孔区段具有被确定地规定了公差的给定直径，柱形活塞以密封的方式设置在该孔区段中。另外为了规定的耐久性，空腔的内壁必须至少在密封元件在其上滑动的和/或与活塞至少暂时接触的区段中具有确定的最小硬度以及表面质量，以便减小磨损和摩擦力。
在常见的这类液压组件中，空腔加工在由铝合金制成的主体中，该铝合金具有相对小的硬度。
为了保证对空腔中的所述孔区段的上述要求，已经公知，空腔形成为盲孔，并通过切削加工方法——例如通过钻孔或铣削——首先设置有小于给定直径的预钻孔直径。接下来同样通过铰孔或珩磨的切削加工方式使预钻孔直径扩大到给定直径，在此刮削掉表面中的由于之前的切削加工而产生的尖部、波纹和毛刺，并因此减小内壁的粗糙深度和粗糙度。然后以电化学的方式对空腔或整个主体设置单独的保护层，例如通过阳极电镀或阳极化处理。在各个处理步骤之后，主体必须被一再冲洗或净化，以便去除切屑、冷却润滑剂或电解质。
已知的组件的制造在投入和成本方面是值得改进的，此外，空腔的内壁由于主体的制造方法——通常为铸造方法——而可能具有砂眼，该砂眼必须通过接下来的成本高的检验措施来识别并可能增多了次品或导致昂贵的后处理。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的是，提供所述类型的液压组件，该液压组件的制造被设计得更有效且成本更低，但仍满足技术要求。
上述目的根据本实用新型通过一种如下所述的液压组件实现。所述液压组件具有主体和布置在所述主体中的空腔，所述空腔包括带有确定的给定直径的至少一个第一孔区段，在所述第一孔区段中布置有能沿轴向方向移动的柱形活塞，所述柱形活塞在所述空腔中限定至少一个填充有液压压力介质的压力室，用于在制动回路中产生制动压力，所述液压组件还具有至少一个第一和第二密封元件，用于密封所述柱形活塞，所述密封元件相对彼此轴向间隔开地布置，其中，所述主体的材料在所述孔区段中在所述空腔的内壁的边缘层中具有通过成型技术而硬化的材料组织。
本实用新型提出，主体的材料在孔区段中在空腔的内壁的边缘层中具有通过成型技术而硬化的材料组织。
这种根据本实用新型加工的组件的孔区段包括带有通过成型技术而硬化且变平滑的表面的内壁，该表面具有改善的表面质量和减小的公差。此外，在靠近表面的区域中的材料组织被均匀化和致密化，切削加工方法的痕迹、如加工尖部或波纹被消除和/或变平滑。基于材料组织的致密化而形成的边缘层强度实现了更好的磨损性能并进而实现了更好的耐久性，而不需要去掉附加的单独的保护层，也不必在制造过程中使用化学腐蚀性介质。由于没有化学腐蚀性介质，也不会使保护层脱落。
表面由于成型加工而致密化使可能的砂眼萎缩，并因此减小砂眼的数量和体积，由此减少了次品以及用于检验和后处理的投入。
活塞和/或密封元件的滑动性能得到改善，可以减小摩擦和密封间隙，同时由于Ra和Rz值减小而可以提高型廓接触面积比例(Profiltraganteil)，可以优化活塞引导。
由于磨损强度增大和摩擦减小而避免或降低压力介质被不希望地染黑。
本实用新型的一特别有利的实施形式提出，孔区段在轴向上通过至少两个径向槽限定，密封元件布置在所述径向槽中，由此减小了待加工的表面和制造投入。
根据本实用新型的一优选的改进方案，空腔包括带有给定直径的第二孔区段，可轴向移动的浮动活塞布置在该第二孔区段中，该浮动活塞将第一压力室与第二压力室分开，在该第二压力室中产生用于第二制动回路的制动压力。该组件可特别设计为串联结构形式的制动主缸，由此根据本实用新型的液压组件和对应的制造方法可以无问题地用于大多机动车制动装置中。
根据另一改进方案，空腔在其轴向延伸中优选在第一孔区段和第二孔区段之间具有至少一个具有相比于给定直径增大的径向尺寸的区段。由此可以进一步减小待加工的表面，通过增大的流通截面显著地改善了空腔内部的压力介质的循环。由此同样还可以提高一个或多个压力室的内部容积，而不必增大组件的轴向总长度。
为了优化制造过程和改善孔区段的表面质量，根据本实用新型如此由铝合金制造主体，使得至少在空腔的区域中在边缘层之外具有小于45HRC 的材料硬度和大于5％的断裂伸长率。
根据按照本实用新型的优选的实施方案，边缘层沿径向方向具有10μm 至20μm之间的厚度，由此在减少了成型投入的情况下实现了运行最佳的硬化和表面平滑。
根据本实用新型的一优选的实施方案，内壁至少在孔区段中未覆层。为了柱形活塞和/或密封元件的优化的滑动性能，使内壁至少在孔区段中优选具有粗糙深度Rz＜1μm和粗糙度Ra＜1μm。
根据本实用新型的组件可以以有利的方式在另一实施形式中例如设计为电液式制动器，但也可以设计为具有机电式助力级的制动器，由此减小了这种类型的制动器的制造投入和制造成本。
按照另一根据本实用新型的实施形式，可设有至少一个承受动态载荷的密封元件，用于在孔区段中在内壁上滑动，由此对一个或多个可移动的活塞的密封根据需要也可以通过布置在该一个或所述多个活塞上的密封元件来实现。柱形活塞设计为能机械操作的，用于产生制动压力。
本实用新型还包括用于在液压组件中制造孔区段的有利的方法。
根据本实用新型的方法特别提出，在第一处理步骤中至少在被设置成具有给定直径的孔区段中以预钻孔直径对空腔预钻孔，该预钻孔直径优选比给定直径小15μm至20μm。在此优选选择这样的钻孔工具和钻孔参数，利用该钻孔工具和钻孔参数，孔区段中的内壁在单个操作行程 (Durchgang)后具有3μm至10μm之间、优选5μm的粗糙深度。由此减少了生产周期，还可以成本合理地使用用于传统制动主缸的已经存在的生产设备。
根据按照本实用新型的方法的下一个处理步骤，在一个操作行程中在施加径向向外指向的力的情况下利用滚压工具对孔区段的内壁进行成型加工，直到内壁具有给定直径，粗糙深度以及粗糙度优选低于1μm。
针对特别有效的成型过程，本实用新型在此提出，设定的滚压速度取值小于200m/min，优选设定在100m/min至150m/min之间的范围内，其中，滚压工具的进给速度设定在0.2mm/转至0.6mm/转之间的范围内。
通过使用根据本实用新型的方法，在制造中通过减少处理步骤缩短了生产周期，减少了净化需求和使用的冷却润滑剂的量，因此制造设计得更经济。
根据本实用新型的方法既适用于密封元件在空腔的内壁上滑动的组件、例如具有布置在活塞上的密封环的按照中央阀类型的制动主缸，也适用于密封元件位置固定地保持在空腔中并且活塞在该密封元件上滑动的组件、例如柱塞类型的制动主缸。
附图说明
从下面对实施例的说明和附图中得到本实用新型的其它特征和优点。附图中：
图1示出制动器的根据本实用新型的实施形式的纵剖面。
图2示出在预钻孔后根据图1的孔区段中的空腔的内壁的一个区段的放大及极其简化的剖面图。
图3示出根据图2的带有致密的边缘层的视图。
具体实施方式
图1
图1以按照柱塞结构形式的串联制动主缸为例在剖面图中示出根据本实用新型的液压组件1。
在由轻金属合金、优选铝合金制成的主体2中布置有盲孔式的空腔3。该空腔3具有第一孔区段4和第二孔区段14，这两个孔区段分别具有给定直径Ds，该给定直径在本实施例中同时在空腔3的轴向延伸上形成最小直径。
在第一孔区段4的区域中以沿轴向方向可移动的方式接纳可机械操作的柱形活塞5，在第二孔区段14的区域中以沿轴向方向可移动的方式接纳浮动活塞15。柱形活塞5限定以液压压力介质填充的第一压力室6，该第一压力室与第一制动回路7连接，浮动活塞15将第一压力室6与同样以液压压力介质填充的第二压力室16分开，该第二压力室与第二制动回路17 连接。
第一孔区段4沿轴向方向被两个径向槽12、13限定，在该径向槽中接纳承受动态载荷的密封元件8、9，该密封元件用于相对于柱形活塞5密封。与此类似，第二孔区段14布置在径向槽21、22之间，在该径向槽中接纳用于相对于浮动活塞15密封的密封元件19、20。
沿轴向方向在第一孔区段4和第二孔区段14之间设置区段18，该区段的径向尺寸Dx设计为大于给定直径Ds。
两个敞开到第一孔区段4和第二孔区段14中并通过连接通道25、26 与未示出的压力介质容器连接的补偿通道23、24为第一压力室6、第二压力室16供应液压压力介质。
径向槽12、13、21、22的与第一孔区段4、第二孔区段14邻接的棱边和过渡到区段18的过渡部在此都实施为倒角的或倒圆的。
空腔3的内壁11在第一孔区段4和第二孔区段14的区域中具有相对薄的边缘层10，主体2的材料在该边缘层中经硬化。
边缘层10沿径向方向的深度或厚度处于10μm至20μm之间的范围，优选大约为15μm。
边缘层10的硬化作为冷作硬化由成型加工方法、特别是由滚压引起。为此使空腔3在第一处理步骤中至少在包括第一孔区段4和第二孔区段14 的轴向区段中具有预钻孔直径Dv，该预钻孔直径被确定为小于最终对于组件1运行而设置的给定直径Ds。这优选在唯一的加工过程中通过适合的钻孔工具实现，该唯一的加工过程产生内壁11的具有确定的粗糙深度Rz的表面。
图2
在图2中示出在预钻孔后根据图1的第一孔区段4中的空腔3的内壁 11的一个区段的放大且极其简化的剖面图。
针对特别有效的最终结果在结构和处理技术方面应保证，主体2的材料完全或至少在与空腔3直接邻接的区域中具有小于45HRC的洛氏硬度以及超过5％的断裂伸长率，原则上可以塑性变形。
内壁11的表面在此应具有处于3μm至10μm之间的范围中的平均粗糙深度Rz。优选粗糙深度Rz应大约为5μm，其中，在此优选选择预钻孔直径Dv比给定直径小大约20μm。
图3
在接下来的处理步骤中通过未示出的滚压工具优选在单个处理步骤中径向向外扩展内壁11，直到达到给定直径Ds。内壁11的表面的在图2中简化示出的确定粗糙深度Rz的不平度在此从其之前的位置上被径向向外挤压，从而在内壁11处形成边缘层10，主体2的材料在该边缘层中致密化以及硬化。内壁11的表面在此也显著地变平滑，在成品状态中粗糙深度 Rz和粗糙度Ra优选都小于1μm。
为了在技术任务的意义上最佳地实现目标，被证明为特别有利的是，边缘层10沿径向方向的厚度或深度处于10μm至20μm之间的范围，优选为15μm。该厚度特别是可以通过遵循上述参量和材料特性而特别简单地实现。
滚压速度在此优选处于100m/min至150m/min之间，滚压工具的进给速度处于0.2mm/转至0.6mm/转之间。
附图标记列表：
1 液压组件
2 主体
3 空腔
4 第一孔区段
5 柱形活塞
6 第一压力室
7 制动回路
8 密封元件
9 密封元件
10 边缘层
11 内壁
12 径向槽
13 径向槽
14 第二孔区段
15 浮动活塞
16 第二压力室
17 制动回路
18 区段
19 密封元件
20 密封元件
21 径向槽
22 径向槽
23 补偿通道
24 补偿通道
25 连接通道
26 连接通道
Ds 给定直径
Dv 预钻孔直径
Dx 增大的径向尺寸
Claims (14)
1.一种液压组件(1)，用于产生用于液压式机动车制动装置的制动压力，所述液压组件具有主体(2)和布置在所述主体(2)中的空腔(3)，所述空腔包括带有确定的给定直径(Ds)的至少一个第一孔区段(4)，在所述第一孔区段中布置有能沿轴向方向移动的柱形活塞(5)，所述柱形活塞在所述空腔(3)中限定至少一个填充有液压压力介质的第一压力室(6)，用于在制动回路(7)中产生制动压力，所述液压组件还具有至少一个第一和第二密封元件(8、9)，用于密封所述柱形活塞(5)，所述密封元件相对彼此轴向间隔开地布置，其特征在于，所述主体(2)的材料在所述第一孔区段(4)中在所述空腔(3)的内壁(11)的边缘层(10)中具有通过成型技术而硬化的材料组织。
2.根据权利要求1所述的液压组件(1)，其特征在于，所述第一孔区段(4)在轴向上通过至少两个径向槽(12、13)限定，所述密封元件(8、9)布置在所述径向槽(12、13)中。
3.根据权利要求1所述的液压组件(1)，其特征在于，所述空腔(3)包括具有所述给定直径(Ds)的第二孔区段(14)，在所述第二孔区段中布置有能轴向移动的浮动活塞(15)，所述浮动活塞将所述第一压力室(6)与第二压力室(16)分开，在所述第二压力室中产生用于第二制动回路(17)的制动压力。
4.根据权利要求1所述的液压组件(1)，其特征在于，所述空腔(3)在其轴向延伸中包括至少一个具有相比于所述给定直径(Ds)增大的径向尺寸(Dx)的区段(18)。
5.根据权利要求3所述的液压组件(1)，其特征在于，所述空腔(3)在其轴向延伸中包括至少一个具有相比于所述给定直径(Ds)增大的径向尺寸(Dx)的区段(18)，所述区段(18)在轴向方向上布置在所述第一孔区段(4)和所述第二孔区段(14)之间。
6.根据权利要求1所述的液压组件(1)，其特征在于，所述主体(2)由铝合金制成，所述铝合金至少在所述空腔(3)的区域中在所述边缘层(10)之外具有小于45HRC的材料硬度和大于5％的断裂伸长率。
7.根据权利要求1所述的液压组件(1)，其特征在于，所述边缘层(10)在径向方向上具有10μm至20μm之间的厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，所述内壁(11)至少在所述第一孔区段(4)中未覆层。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，所述内壁(11)至少在所述第一孔区段(4)中具有粗糙深度Rz＜1μm和粗糙度Ra＜1μm。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，所述液压组件(1)设计为串联式的制动主缸。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，所述液压组件(1)设计为电液式制动器。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，所述液压组件(1)设计为具有机电式助力级的制动器。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，设有至少一个承受动态载荷的密封元件，用于在所述第一孔区段(4)中在所述内壁(11)上滑动。
14.根据权利要求中1至7任一项所述的液压组件(1)，其特征在于，所述柱形活塞(5)设计为能机械操作的，用于产生制动压力。
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