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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugbremsanlagen. Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Gehäuseblock, welcher als
Bestandteil einer Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist, sowie ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Gehäuseblocks.
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Hintergrund
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Moderne
Fahrzeugbremsanlagen umfassen Gehäuseblöcke mit
Kammern zur Aufnahme von Fluidik-Komponenten. Die Fluidik-Komponenten übernehmen
beispielsweise eine entscheidende Rolle bei der Flusssteuerung eines
Hydraulikfluids oder bei der Druckerzeugung. Diese Komponenten erweitern
damit die sicherheitsrelevanten Funktionalitäten der Fahrzeugbremsanlage.
Hierzu zählen u. a. ein hydraulisches Bremskraftverstärkersystem
(HBB), ein hydraulischer Bremsassistent (HBA), ein Antiblockiersystem
(ABS), eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESP bzw.
ESC) und ein Antriebsschlupf-Regelsystem (ASR).
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Zur
Druckerzeugung kann beispielsweise eine Kolbenpumpe eingesetzt werden,
welche einen in einer Gehäuseblockkammer geführten
Kolben aufweist. Hierbei kommt es an den Laufflächen zu
erheblicher Materialbeanspruchung. Des Weiteren können
zur Flusssteuerung beispielsweise Magnetventile eingesetzt werden,
bei denen ein Ventilanker unter dem Einfluss eines Magnetfeldes
in der Kammer bewegt wird. Aus dieser Bewegung, insbesondere aufgrund
der kurzen Schaltzeiten und hohen Drücke, resultieren ebenfalls
hohe Materialbeanspruchungen.
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Um
diesen mechanischen Beanspruchungen gerecht zu werden und um daraus
resultierenden Verschleiß zu minimieren, haben sich Gleitbuchsen (auch
als Laufbuchsen oder Führungsringe bezeichnet) bewährt,
die innerhalb der Kammern als Laufflächen ortsfest eingebracht
sind. Eine solche Gleitbuchsen umfassende Kolbenpumpe ist aus der Druckschrift
DE 197 32 817 B4 bekannt.
Entsprechende Bauprinzipien sind auch für Magnetventile bekannt,
beispielsweise aus der Druckschrift
WO 00/17552 .
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Es
wurde neuerdings auf die Verwendung von Gleitbuchsen wieder verzichtet,
da der Einsatz von Kolbenpumpen in einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage
auf seltene Situationen oder Notsituationen beschränkt
war. Eine gleitbuchsenlose Konstruktion stößt
jedoch an ihre technische Grenzen bezüglich der erreichbaren
Laufzeiten. So hat sich in neuerer Zeit gezeigt, dass durch den
gesteigerten Einsatz der oben genannten Funktionalitäten
die zu erwartende Gesamtlaufzeit der Fluidik-Komponenten ebenfalls gestiegen
ist. Für moderne Fahrzeuge werden beispielsweise kumulierte
Pumpen-Laufzeiten von 250 Stunden und mehr gefordert. Diese Laufzeiten
können bei gleitbuchsenlosen Kammern aufgrund von Verschleiß an
den Laufflächen nicht immer gewährleistet werden.
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Einer
Rückkehr zu Kammern, welche mit ortsfesten Gleitbuchsen
ausgestattet sind, stehen jedoch Fertigungsnachteile entgegen. Hierzu
zählt die separate Fertigung der Einzelteile. Darüber
hinaus erfordert die Herstellung einer Kammer mit einer oder mehreren
Gleitbuchsen zusätzliche Fertigungsschritte des Positionierens
der Gleitbuchsen und des dauerhaften Verankerns der Gleitbuchsen
in der Kammer. Daran schließen sich oftmals Nachbearbeitungsschritte
an, da die Toleranzen für Laufflächen aufgrund
der geforderten Dichtheit besonders klein sind. Herstellungsverfahren
mit einer Vielzahl von Fertigungs- und Kontrollschritten sind jedoch
mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gehäuseblock
für den Einsatz in einer Fahrzeugbremsanlage zu schaffen,
der kostengünstig zu fertigen ist und den lokalen Materialanforderungen
gerecht wird.
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Kurzer Abriss
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird ein Gehäuseblock als
Bestandteil einer Fahrzeugbremsanlage vorschlagen, der eine Kammer
mit einer Kammerwand aufweist, wobei die Kammer der Aufnahme einer
oder mehrerer Fluidik-Komponenten dient und wobei mit der Kammer
ein Hohlbereich in Fluidverbindung steht. Die Kammerwand ist zumindest
bereichsweise derart selektiv oberflächenbehandelt, dass
der Hohlbereich von der Oberflächenbehandlung ausgenommen
ist. Unter der Fluidik-Komponente ist eine in der Regel bewegliche
Komponente zu verstehen, die für einen Kontakt mit einem
Fluid (z. B. einer Hydraulikflüssigkeit) vorgesehen ist.
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Durch
die selektive Oberflächenbehandlung, welche den Hohlbereich
von der Oberflächenbehandlung ausnimmt, kann der Hohlbereich
beispielsweise bezüglich seiner Abmaße, seiner
Oberflächengüte und seines Härtegrades
die ursprünglichen Eigenschaften vor der selektiven Oberflächenbehandlung
beibehalten. In diesem Fall kön nen vorhandene Montageeinrichtungen
und Montagetechniken unverändert weitergenutzt werden.
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Die
in der Kammer aufzunehmende Fluidik-Komponente kann mit der oberflächenbehandelten
Kammerwand in mechanischem Kontakt stehen. So kann daran gedacht
werden, dass die oberflächenbehandelte Kammerwand als Lauffläche
für die in der Kammer aufzunehmende Fluidik-Komponente fungiert.
Insbesondere kann die oberflächenbehandelte Kammerwand
der Führung einer in der Kammer aufzunehmenden Fluidik-Komponente
dienen. Auf den Einsatz von Gleitbuchsen kann erforderlichenfalls
verzichtet werden. Dies hat den Vorteil einer zusätzlichen
Reduzierung der Anzahl an Bauteilen und damit zugleich einer Vereinfachung
des Herstellungsprozesses.
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Ferner
kann die Oberflächenbehandlung mit der Maßgabe
erfolgen, eine Verschleißfestigkeit (z. B. die Härte)
der Kammerwand zu erhöhen. Dadurch kann eine gewünschte
Erhöhung der Laufzeit erreicht werden. Hierbei ist es denkbar,
dass die Wahl einer vorteilhaften Oberflächenbehandlung
unter Abwägung der geforderten Laufzeit und der Produktionskosten
erfolgt.
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Die
oberflächenbehandelte Kammerwand ist beispielsweise eloxiert.
Durch die gezielte Ausbildung einer Oxidschicht an der oberflächenbehandelten
Kammerwand kann das Ziel einer Erhöhung der Verschleißfestigkeit
der Kammerwand erreicht werden. Mögliche Anforderungen
hinsichtlich der Oberflächengüte, der Oberflächenhärte
oder der zu erzielenden Laufzeiten können durch die Behandlungsdauer
und/oder die zum Eloxieren gewählten Ströme kontrolliert
werden.
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Insbesondere
kann der Gehäuseblock aus Aluminium gefertigt sein. Die
Wahl eines Aluminiumgrundkörpers kann neben einer leichten
Bauweise unter dem Gesichtspunkt der guten Haftfestigkeit und/oder
Härte einer gegebenenfalls integralen Eloxalschicht von
Vorteil sein.
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Der
mit der Kammer in Fluidverbindung stehende Hohlbereich kann der
Aufnahme weiterer Komponenten dienen. Beispielsweise kann an dem Hohlbereich
ein Fluidanschluss vorgesehen sein. Alternativ hierzu kann der Hohlbereich
der Aufnahme eines die Kammer verschließenden Verschlusselements
dienen. Durch einen solchen Hohlbereich ist es beispielsweise möglich,
eine Fluidik-Komponente während eines Montageschritts in
die Kammer einzuführen und anschließend diesen
Hohlbereich mit dem Verschlusselement zu verschließen.
Ferner können durch die selektive Oberflächenbehandlung Abplatzungen
beim Einbringen eines Verschlusselements oder eines Fluidanschlusses,
wie sie bei einer vollflächigen Oberflächenbehandlung
auftreten können, ausgeschlossen werden.
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Die
in der Gehäusekammer aufzunehmende Fluidik-Komponente kann
unterschiedliche Funktionen innerhalb der Fahrzeugbremsanlage wahrnehmen.
Beispielsweise ist der Einsatz des Gehäuseblocks zur Realisierung
einer Kolbenpumpe denkbar. Die aufzunehmende Fluidik-Komponente
kann hierzu beispielsweise einen Pumpenkolben umfassen, welcher
gegebenenfalls auch mehrteilig gefertigt sein kann.
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Alternativ
oder zusätzlich hierzu kann der Gehäuseblock zur
Realisierung eines Ventils der Fahrzeugbremsanlage eingesetzt werden.
Die in der Kammer aufzunehmende Fluidik-Komponente kann hierbei
einen Ventilanker umfassen. Gegebenenfalls kann dieser Ventilanker
Bereiche unterschiedlicher Magnetisierbarkeit besitzen.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseblocks für
eine Fahrzeugbremsanlage, wobei der Gehäuseblock wenigstens
eine Kammer mit einer Kammerwand und einen mit der Kammer in Fluidverbindung
stehenden Hohlbereich aufweist, umfasst ein Aufheben der Fluidverbindung
zwischen der Kammer und dem Hohlbereich sowie ein zumindest bereichsweises
Oberflächenbehandeln der Kammerwand, wobei der Hohlbereich
durch das Aufheben der Fluidverbindung von der Wirkung des Oberflächenbehandelns
ausgenommen wird. Durch das einfache Aufheben der Fluidverbindung
kann die Oberflächenbehandlung selektiv und zugleich flexibel
und kostengünstig umgesetzt werden.
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Ein
solches Herstellungsverfahren kann im Zuge des Oberflächenbehandelns
ein Eloxieren umfassen. Sowohl das allgemeine Herstellungsverfahren
als auch das ein Eloxieren umfassende Herstellungsverfahren können
den Schritt des Einführens einer Elektrode in die Kammer
beinhalten. In diesem Zug kann des Weiteren ein geeigneter Elektrolyt
in die Kammer eingebracht werden. Wenigstens einer dieser beiden
Verfahrensschritte kann durch den mit der Kammer in Fluidverbindung
stehenden Hohlbereich erfolgen. Ferner kann es von Vorteil sein,
den Schritt des Aufhebens der Fluidverbindung zwischen der Kammer
und dem Hohlbereich mit dem Schritt des Einführens einer
Elektrode in die Kammer zu kombinieren.
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Ein
Herstellungsverfahren, welches das Einführen einer Elektrode
umfasst, kann des Weiteren beschleunigt werden bzw. kostengünstiger
gestaltet werden, falls der Gehäuseblock mehrere Kammern mit
einer gemeinsamen Längsachse aufweist. In die sem Fall kann
es vorteilhaft sein, eine gemeinsame Elektrode parallel zu dieser
Längsachse gleichzeitig in die mehreren Kammern einzuführen.
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Das
Herstellungsverfahren kann ferner einen Fügevorgang im
Bereich wenigstens eines der Hohlbereiche umfassen. So kann sich
beispielsweise eine Verkugelung im Hohlbereich oder ein Clinchen
von Komponenten am Hohlbereich an das selektive Oberflächenbehandeln
anschließen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den
Figuren. Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt durch ein Pumpenaggregat, welches als Bestandteil
einer Fahrzeugbremsanlage vorgesehen ist;
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2 einen
schematischen Längsschnitt durch einen Gehäuseblock
vor der selektiven Oberflächenbehandlung;
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3 den
Gehäuseblock aus 2 in einer schematischen
Darstellung nach dem Verfahrensschritt des Aufhebens der Fluidverbindung
zwischen Kammern und Hohlbereichen;
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4 den
Gehäuseblock aus 3 mit einer
in die Kammern eingeführten gemeinsamen Elektrode;
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5 das
Einbringen eines oberflächenbehandelnden Fluids in die
Kammern des Gehäuseblocks aus 4 in einer
schematischen Darstellung;
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6 das
Ergebnis einer selektiven Oberflächenbehandlung des Gehäuseblocks
aus 2; und
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7 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Gehäuseblocks
für eine Fahrzeugbremsanlage.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines allgemein mit 10 bezeichneten
Pumpenaggregats einer Fahrzeugbremsanlage mit einem nur bereichsweise
dargestellten Gehäuseblock 12. Das dargestellte
Pumpenaggregat 10 dient einem aktiven Druckaufbau, unabhängig
von einem im Hauptbremszylinder der Fahrzeugbremsanlage herrschenden
Bremsdruck. Der aktive Druckaufbau kann im Zusammenhang mit einer
der oben genannten Funktionalitäten (HBB, HBA, ABS, ESP/ESC,
ASR) erfolgen.
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Der
Gehäuseblock 12 umfasst eine Kammer 16,
in der ein Kolben 14 aufgenommen ist. Die Kammer 16 wird
begrenzt durch eine Kammerwand 18 des Gehäuseblocks 12.
An die Kammer 16 schließt sich ein Hohlbereich 20 an,
welcher nach außen hin durch ein als Stopfen ausgebildetes
Verschlusselement 22 druckdicht verschlossen ist. Der Kolben 14 wird
im Niederdruckbereich durch eine Niederdruckdichtung 24 und
im Hochdruckbereich durch eine Hochdruckdichtung 26 gegenüber
der Kammerwand 18 druckdicht verschlossen. Eine Führung
des Kolbens 14 erfolgt durch die Kammerwand 18 entlang von
Laufflächen 28 und 30 im Niederdruck-
bzw. Hochdruckbereich.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft eine dem Fachmann
an sich bekannte Radialkolbenpumpe, welche zwei oder mehr Kammern 16 umfasst (in 1 ist
nur eine einzige Kammer 16 gezeigt). Die in den Kammern 16 laufenden
Pumpenkolben 14 sind vorzugsweise aus gehärtetem
Stahl gefertigt und werden durch einen gemeinsamen Exzenter 31 betätigt.
Der Exzenter 31 wird durch einen Elektromotor (nicht gezeigt)
angetrieben. Die Rückbewegung der Pumpenkolben 14 erfolgt
durch eine im Hochdruckbereich der Pumpe angeordnete Schraubenfeder 29.
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Im
Pumpenbetrieb werden die Laufflächen 28 und 30 durch
die Gleitbewegung des Kolbens 14 stark beansprucht. Die
Kammerwand 18 ist daher derart oberflächenbehandelt,
dass die Oberflächenbehandlung die Laufflächen 28 und 30 umfasst.
Dadurch wird bei dem in 1 dargestellten Pumpenaggregat 10 ein
Verschleiß an den Laufflächen 28 und 30 wesentlich
reduziert. Dies gewährleistet, dass sich der Kolben 14 während
der geforderten Laufzeit nicht in die Laufflächen einarbeitet
und die vorhandenen Dichtungen 24 und 26 in der
Lage sind, den Laufspalt zu überbrücken. Der Hohlbereich 20 ist
hingegen von der Oberflächenbehandlung selektiv ausgenommen.
Dadurch liegt im Hohlbereich 20 weicheres Material vor,
wie es für ein Verstemmen des Verschlusselements 22 und
eine höhere Dichtigkeit von Vorteil ist.
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Im
Folgenden wird die Herstellung des Gehäuseblocks 12 gemäß 1 mit
selektiven Oberflächeneigenschaften unter Bezugnahme auf
die 2 bis 6 und das Flussdiagramm 700 gemäß 7 ausführlicher
beschrieben.
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2 zeigt
den aus Aluminium gefertigten Gehäuseblock 12 der 1,
der zwei Kammern 16 besitzt, im unbehandelten Ausgangszustand.
Der Gehäuseblock 12 wird durch Einbringen von
Feinbohrungen in einen massiven Aluminiumgrundkörper hergestellt
und sieht die Aufnahme zweier gegenüberliegenden Einzelkolben
in den feingebohrten Kammern 16 vor. Diese werden von einem
gemeinsamen, in einen Aufnahmebereich 32 einzusetzenden
Exzenter betrieben, um phasenversetzt Hydraulikfluid zu fördern.
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Senkrecht
zur Längsachse jeder Kammer 16 verläuft
jeweils ein Hohlbereich 33 als Ansaugbereich der Kolbenpumpe.
Ferner mündet jede Kammer 16 entlang ihrer Längsachse
in einen Hohlbereich 20. Jede der beiden Kammern 16 steht
jeweils in Fluidverbindung mit den zugeordneten Hohlbereichen 20 und 33.
Die Hohlbereiche 20 sind jeweils für die Aufnahme
des Verschlusselements 22 vorgesehen (vgl. 1).
Die Hohlbereiche 33 dienen jeweils der Aufnahme eines Fluidanschlusses
(nicht dargestellt).
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Im
Folgenden wird anhand der in den 2 bis 6 sequenziell
dargestellten Zustände des Gehäuseblocks 12 die
Oberflächenbehandlung beispielhaft beschrieben. Parallel
dazu sind die wesentlichen Schritte des Herstellungsverfahrens in 7 als
Flussdiagramm übersichtlich zusammengefasst. Hierbei werden
die mechanisch beanspruchten Laufflächen 28 und 30 (vgl. 1)
der Kammerwände 18 derart selektiv oberflächenbehandelt,
dass die Hohlbereiche 20, 33 von der Oberflächenbehandlung ausgenommen
sind.
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Die
im Folgenden beschriebene Herstellung des selektiv oberflächenbehandelten
Gehäuseblocks 12 ist wesentlicher Teil eines Maßnahmenpakets
zur Erhöhung der Gesamtlaufzeit des Pumpenaggregats 10.
Dies kann durch eine weitere untergeordnete Maßnahme ergänzt
werden, wonach die Breite der Hochdruckdichtungen 26 vergrößert
wird. Diese Maßnahme führt zu einer Reduzierung
der Flächenpressung und vermindert den Verschleiß der
Kammerwände 18 weiter.
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3 zeigt
in einer schematischen Darstellung, wie der Gehäuseblock 12 aus 2 gemäß einem
ersten Schritt 702 des Flussdiagramms von 7 durch
ein Einführen temporärer Verschlusselemente 34 bis 40 für
das selektive Oberflächenbehandeln vorbereitet wird. Durch
die sich nach innen verjüngenden Geometrien der Bohrungen
können die Verschlüsse 34 bis 40 über
die Hohlbereiche 20 und 33 (und den Aufnahmebereich 32)
in der gewünschten Eindringtiefe eingebracht werden. Diese
Eindringtiefe wird nach Maßgabe der später geforderten Oberflächeneigenschaften
der Kammerwände 18 gewählt. Dadurch wird
beispielsweise die Fluidverbindung zwischen der Kammer 16 und
dem Hohlbereich 20 durch den Verschluss 34 aufgehoben.
In einer nicht gezeigten, alternativen Ausführungsform
des Gehäuseblocks 12, welche beispielsweise zur
Einhaltung von Abmaßen den gesamten Aufnahmebereich 32 von
der Oberflächenbehandlung ausnimmt, wird zusätzlich
die Fluidverbindung der Kammern 16 mit dem Aufnahmebereich 32 aufgehoben.
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Die
temporären Verschlüsse 34 bis 40 werden
aus Materialien gefertigt, die einem oberflächenbehandelnden
Fluid, beispielsweise einem Elektrolyten eines Eloxalverfahrens,
standhalten. Als Elektrolyten werden typischerweise Schwefelsäure
oder Oxalsäure eingesetzt. Dementsprechend können
in diesem Fall die temporären Verschlüsse 34 bis 40 aus
einem diesen Säuren widerstehenden Kunststoff gefertigt
sein. Eine Vielzahl anderer Materialien ist darüber hinaus
denkbar.
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Das
Herstellungsverfahren ermöglicht eine chemische und/oder
elektrochemische Oberflächenbehandlung der durch die temporären
Verschlüsse 34 bis 40 selektierten Bereiche
der Kammerwand 18. Im Falle eines elektrochemischen Verfahrens
beginnt ein allgemein mit 704 bezeichneter Oberflächenbehandlungsprozess
mit einem Einführen einer Elektrode 42 in das
Kammersystem des Gehäuseblocks 12 (Schritt 706).
Dieser Schritt ist in 4 veranschaulicht. Hierbei kann
auch der Elektrolyt als das oberflächenbehandelnde Fluid
in das Kammersystem eingebracht werden.
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Je
nach Wahl des Elektrolyten werden nach Anlegen einer Spannung die
selektierten Bereiche der Kammerwand 18 entweder eloxiert
oder galvanisiert. Im Fall eines Eloxierens wird eine Säure
als Elektrolyt gewählt, welche nicht direkt an der elektrochemischen
Oxidation teilnimmt, sondern im Wesentlichen der Erhöhung
der elektrischen Leitfähigkeit dient. Im Fall eines Galvanisierens
ist der Elektrolyt eine metallische Salzlösung, welche
aufgrund der elektrochemischen Abscheidung zu einem metallischen
Niederschlag auf der Kammerwand führt.
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Für
die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Konstruktion
mit zwei gegenüberliegenden Kammern 16 ist es
vorteilhaft, entlang der gemeinsamen Längsachse dieser
Kammern 16 eine gemeinsame Elektrode 42 einzuführen.
Dadurch kann gegenüber einem getrennten Eloxieren der einzelnen Kammern
die Anzahl der Verfahrensschritte reduziert werden.
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Während
des Eloxierens fungiert die Elektrode 42 als Kathode und
der Aluminiumgehäuseblock 12 als Anode. Der für
das Eloxalverfahren vorgesehene Elektrolyt kann zusammen mit der
Elektrode 42 oder in einem separaten Schritt in das Kammersystem
eingebracht werden. Durch die definierte Vorgabe der umzusetzenden
Stoffmengen kann in einem solchen geschlossenen System eine definierte Schichtdicke
erreicht werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann während des
selektiven Eloxierens der Kammerwand 18 der Elektrolyt
kontinuierlich durch das Kammersystem gepumpt werden. Wie in 5 schematisch
dargestellt, wird hierzu der Elektrolyt aus einem Reservoir 44 mittels
einer Pumpe 46 durch das Kammersystem gepumpt. Dadurch
können eventuell während des Eloxierens gebildete
Gase, beispielsweise Wasserstoff, aus dem Kammersystem ausgeschwemmt
werden. Des Weiteren kann dadurch eine Blasenbildung an der zu behandelnden
Oberfläche vermieden werden. Eine verbesserte Oberflächengüte
wird auch aufgrund der kontinuierlichen Umspülung der zu
behandelnden Oberflächen mit dem frischen Elektrolyten
erreicht.
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Die
mit diesem Herstellungsverfahren zu erzielenden Oberflächeneigenschaften
werden durch Verfahrensparameter kontrolliert. Hierzu zählen
unter anderem die Wahl des Elektrolyten, die Temperatur des durch
das Kammersystem gepumpten Elektrolyten, die Temperatur des Gehäuseblocks
während des Eloxierens, die durch eine Stromquelle (nicht dargestellt)
kontrollierte Stromstärke und die Zeitdauer des Eloxierens.
So kann beispielsweise daran gedacht werden, das Reservoir 44 für
einen Elektrolyten mit einer temperaturgeregelten Wärmequelle
in thermischen Kontakt zu bringen. Entsprechend kann auch die Temperatur
des Gehäuseblocks 12 während des Eloxierens
kontrolliert werden.
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Soll
gemäß dem Prozess 704 kein elektrochemisches
Verfahren angewandt werden, so entfällt wie in 7 dargestellt
der Schritt 706 des Einführens der Elektrode 42.
Es wird dann im Zuge des Oberflächenbehandelns 708 eine
mit der Kammerwand chemisch reagierende Flüssigkeit als
das oberflächenbehandelnde Fluid direkt in das Kammersystem
eingebracht. Hierbei kann analog zu 5 vorgegangen
werden.
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Das
Ergebnis der selektiven Oberflächenbehandlung der Kammerwand 18 ist
schematisch in 6 dargestellt. Durch ein Entfernen
der temporären Verschlüsse 34 bis 40 in
einem Schritt 710 des Diagramms in 7 sind die
Fluidverbindungen zwischen Kammern und Hohlbereichen wiederhergestellt
worden. Jene Bereiche der Kammerwand 18, welche infolge
der selektiven Oberflächenbehandlung eine (beispielsweise
oxidische) Schutzschicht aufweisen, sind in 6 durch
eine erhöhte Linienstärke schematisch hervorgehoben
(wobei die gezeigte Linienstärke keine Aussage über
die physikalische Schichtdicke macht).
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Ein
Vorteil der selektiv erzeugten Eloxalschicht betrifft die Innenabmessungen
der Kammer 16. Da beim Eloxalverfahren der vorhandene Aluminiumgrundkörper
des Gehäuseblocks 12 selbst oberflächenoxidiert
wird, findet keine Auftragung von Fremdmaterial statt. Vielmehr
ist die resultierende poröse Aluminiumoxidschicht integraler
Bestandteil des Gehäuseblocks 12. Die Porosität
wird unter anderem durch die Verfahrensparameter bestimmt. In Abhängigkeit
von der Porosität wächst die Schicht vermehrt
in die Tiefe des Grundkörpers oder wird auf die bestehenden
Abmaße des Grundkörpers aufgetragen. Nach einer
bevorzugten Wahl der Systemparameter entfällt ungefähr
die Hälfte der Schichtdicke d auf ein Wachstum der Schicht
in die Tiefe des Grundkörpers, während ungefähr
die andere Hälfte zur Verjüngung des Kammerdurchmessers
D beiträgt. In diesem Fall erhält man, ausgehend
von einer Feinbohrung mit Durchmesser D1,
nach Abschluss der Oberflächenbehandlung einen Kammerdurchmesser
D2 = D1 – d.
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Ein
weiterer Vorteil wird im Zusammenhang mit einem sich an den Oberflächenbehandlungsprozess 704 anschließenden
und in 7 gezeigten Schritt 712 deutlich. Hierbei
werden Fügevorgänge, beispielsweise durch Verstemmen
oder Kaltpressschweißen, an den Hohlbereichen 20 und 33 vorgenommen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Verschlusselement 22 unter
Deformation des in 1 gezeigten Bereichs 48 des
Hohlbereichs 20 fluiddicht mit dem Gehäuseblock 12 verbunden.
In dem Ansaugzwecken dienenden Hohlbereich 33 wird ebenfalls
(und ggf. unter plastischer Deformation) ein Fluidanschluss angebracht.
Für eine gute Verbindung muss jeder Hohlbereich 20, 33 eine
ausreichende Kaltverformbarkeit aufweisen. Entsprechend unterschiedlich
sind die geforderten Oberflächeneigenschaften für
die Deformationsflächen der Hohlbereiche 20, 33 gegenüber
den Laufflächen 28, 30 der Kammerwände 18.
Gerade dies wird durch die Selektivität der Oberflächenbehandlung
gewährleistet, welche die Hohlbereiche 20, 33 (und
erforderlichenfalls den Aufnahmebereich 32) von der Oberflächenbehandlung
ausnimmt. Als ein weiterer Vorteil des Verfahrens entstehen bei
den Fügevorgängen keine Abplatzungen, welche zur
Kontamination und dadurch zu Undichtigkeit und/oder Verschleiß führen.
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Gemäß einem
weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das
Pumpenaggregat 10 eine einzige Kolben-/Kammereinheit umfassen
oder es können zur Erhöhung der Pumpleistung auch mehr
als zwei Kolben-/Kammereinheiten vorgesehen sein. Letzterenfalls
ist es vorteilhaft, weitere Kolben-/Kammereinheiten in einer oder
mehreren Ebenen sternförmig um den gemeinsamen Exzenter 31 derart
im Gehäuseblock 12 anzuordnen, dass die Kolben 14 durch
den gemeinsamen Exzenter 31 betätigbar sind. Ferner
kann daran gedacht werden, den Gehäuseblock als Axialkolbenpumpe
für eine Fahrzeugbremsanlage auszuführen.
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Ein
weiteres, nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel betrifft
ein Ventil für eine Fahrzeugbremsanlage. Das Ventil umfasst
einen Gehäuseblock mit wenigstens einer Kammer. Geführt
durch selektiv oberflächenbehandelte Laufflächen
gleitet in der Kammer ein Ventilanker, beispielsweise mit der Funktion
eines Ventilelements. Der Ventilanker wird unter der Wirkung eines
Magnetfeldes zwischen einer geöffneten und geschlossenen
Position bewegt. Zwei der Hohlbereiche dienen dem Zu- und Abfluss des
Hydraulikfluids.
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Weitere
Verwendungen eines wie vorstehend beschrieben selektiv oberflächenbehandelten Gehäuseblocks
sind denkbar, wobei Pumpen oder Ventile in dieser Beschreibung lediglich
als nicht einschränkende Beispiele Erwähnung finden.
Zu den möglichen Verwendungen zählen Bauteile
einer Fahrzeugbremsanlage, die nach Sicht des Fachmanns von der
selektiven Oberflächenbehandlung profitieren. Insbesondere
gehören hierzu Bauteile, bei denen Veranlassung besteht,
durch die selektive Oberflächenbehandlung Bereiche mit
lokal variierender Oberflächengüte oder -härte
zu schaffen. Weiter gehören hierzu Bauteile, bei denen
durch die selektive Oberflächenbehandlung ein Verzicht
auf zusätzliche Teile, wie etwa Gleitbuchsen, aus fachmännischer
Sicht zulässig erscheint. So kann der selektiv oberflächenbehandelte
Gehäuseblock beispielsweise allgemein bei Zylinder-/Kolbenanordnungen
Verwendung finden. Zu solchen Anordnungen zählen im Kraftfahrzeug-Umfeld
beispielsweise der Hauptbremszylinder sowie die Radbremszylinder.
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Ferner
können zum Erreichen der gewünschten Oberflächeneigenschaften
beispielsweise homogene und/oder dünne Schichten im Zuge
der Oberflächenbehandlung aufgetragen bzw. als integraler
Bestandteil des Grundwerkstoffs erzeugt werden. Damit können
die für die druckdichte Passgenauigkeit von Fluidik-Komponenten
typischen kleinen Toleranzen erreicht werden. Im Vergleich zu Kammern
mit Hülsen oder Gleitbuchsen ist ferner oftmals keine Anpassung
der Trimmparameter in einer Steuersoftware oder einer Steuereinheit
(nicht dargestellt) erforderlich, da die Kam mern mit selektiver Oberflächenbehandlung
die gleichen Leistungsdaten wie bestehende Modelle ohne selektive
Oberflächenbehandlung aufweisen. Durch die Einsparung des Schritts
des Anpassens ergibt sich somit eine weitere Kostensenkung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19732817
B4 [0004]
- - WO 00/17552 [0004]