DE19527071A1 - Werkstück - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Werkstück, ins besondere einem Geberzylinder für eine hydraulische Kraft­ fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1.

Ein derartiges Werkstück ist beispielsweise aus der DE 35 07 923 bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Düsenstrahlkopf zum Behandeln eines entsprechenden Werkstückes an der Innen­ seite beschrieben. Dabei wird der Mündungsbereich der beiden Bohrungen durch Bestrahlen mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gratfrei gemacht. Dazu ist ein aufwendig konstru­ iertes Gerät erforderlich, welches speziell an die geometri­ schen Gegebenheiten, beispielsweise den Durchmesser der er­ sten Bohrung, angepaßt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkstück vor­ zuschlagen, welches einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und gleichzeitig eine hohe Funktionssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Eine partielle Ausnehmung an der Innenwand der ersten Bohrung im Bereich der Mündung der zweiten Bohrung läßt sich auf ein­ fache Weise beispielsweise durch Fräsen herstellen. Dazu ist kein aufwendiges Werkzeug erforderlich. Im Gegensatz zum Ent­ graten per Hand oder mittels eines Senkwerkzeugs kann die Herstellung der partiellen Ausnehmung in einen automatischen Fertigungsprozeß integriert werden, was sowohl die Bearbei­ tungszeit als auch die Herstellungskosten senkt. Im Vergleich zu einer umlaufenden Nut, die beispielsweise durch eine Dreh­ operation hergestellt ist, weist die erfindungsgemäße par­ tielle Ausnehmung den Vorteil auf, daß die Möglichkeit be­ steht, Bauteile, die in der ersten Bohrung geführt sind, auch im Bereich der partiellen Ausnehmung zu führen, da die Aus­ nehmung nur einen kleinen Winkelbereich des Umfangs der In­ nenwand beansprucht.

Vorteilhafterweise hat die partielle Ausnehmung im wesentli­ chen die Form eines Kreiszylinderabschnitts, dessen Achse parallel zur Achse der ersten Bohrung aber gegenüber dieser radial versetzt angeordnet ist. Dies ermöglicht es, ein Fräs­ werkzeug parallel zur ersten Achse des Werkstücks einzuschie­ ben, und dieses im Bereich der Mündung der zweiten Bohrung radial auf diese Mündung hin zu verschieben und dabei die Ausnehmung zu fräsen.

Weist die Ausnehmung an ihrem axial vorderen und hinteren Ende jeweils eine Abschrägung auf, so ergibt sich ein relativ glatter Übergang von der Ausnehmung zur Innenwand. Vorzugs­ weise beträgt die Abschrägung 30°. Bauteile, die in der ersten Bohrung geführt sind und an deren Innenwand anliegen, werden somit beim Passieren der Bohrung, beispielsweise bei der Mon­ tage, nicht beschädigt. Bei diesen Bauteilen kann es sich um Dichtelemente wie O-Ring oder Dichtmanschette handeln. Es sind aber auch andere Bauteile denkbar, die federnd an die Innenwand gedrückte Abschnitte aufweisen.

Das Werkstück ist vorteilhafterweise ein Geberzylinder einer Hydraulikanlage eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Bremsanlage oder der Kupplungsbetätigung. Dabei kann der Ge­ berzylinder ein einfacher Hauptzylinder oder ein Tandemhaupt­ zylinder sein. Die zweite Bohrung ist als Anschluß für das Hydraulikmedium ausgebildet, beispielsweise als Druckanschluß oder als druckloser Nachlaufanschluß.

Die erfindungsgemäße segmentförmige Entgratung von in Zylin­ dergehäusen befindlichen Querbohrungen, über die Manschetten oder O-Ringe beschädigungslos montiert werden müssen, ermög­ licht es, daß der Entgratvorgang in einen automatischen Fer­ tigungsprozeß unterbrechungslos integriert werden kann, und daß die Führungs- bzw. Zentrierfunktion des Gehäuses auf die Innenteile nicht eingeschränkt ist. Besonders vorteilhaft wirkt sich die segmentförmige Entgratung bei Hauptzylindern mit sogenannten Plungerkolben aus, die gegenüber der führen­ den Bohrung mittels in der Bohrung angeordneter Dichtelemente abgedichtet sind. Diese Dichtelemente müssen beim Einbau über die Mündung der zweiten Bohrung geschoben werden. Bei diesem Vorgang soll eine Beschädigung dieser Manschetten ausge­ schlossen sein. Weiterhin ist es bei derartigen Hauptzylin­ dern oftmals erforderlich, zylindrische Bauteile auf axialer Höhe der Mündung der zweiten Bohrung anzuordnen. Durch die segmentförmige Entgratung bleibt hier die Zentrierfunktion des Gehäuses auf dieses Innenteil erhalten. Auch bei Stan­ dardtandemhauptzylindern, bei denen das Dichtelement auf den Kolben sitzt, kann die erfindungsgemäße segmentförmige Ent­ gratung vorteilhaft sein, insbesondere wenn die als Druck­ abgangsbohrung wirkende zweite Bohrung einen großen Durch­ messer aufweist und somit eine Beschädigung des als Manschet­ te ausgebildeten Dichtelements möglich ist.

Beim Einsatz von NC-gesteuerten Maschinen sind auch Mehrfach­ segmente in verschiedenen Gehäusetiefen und mit verschiedenen Winkelstellungen auf einfache Weise realisierbar.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei­ bung anhand der Abbildungen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkstück im Querschnitt,

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Werkstück im Längsschnitt,

Fig. 3 ein Fräswerkzeug zum Herstellen eines erfindungs­ gemäßen Werkstücks,

Fig. 4 einen Tandemhauptzylinder mit Plungerkolben als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werk­ stücks.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkstück im Querschnitt. Man erkennt die erste Bohrung 41 größeren Durchmessers, in die eine zweite Bohrung 42 kleineren Durchmessers einmündet. Im Bereich der Mündung 43 ist eine partielle Ausnehmung 44 an der Innenwand 45 der ersten Bohrung 41 mit angeordnet. Die partielle Ausnehmung 44 weist im wesentlichen die Form eines Kreiszylinderabschnitts auf, dessen Radius r kleiner ist, als der Radius R der ersten Bohrung 41. In der Abbildung ist der Kreiszylinder mit Radius r gestrichelt dargestellt. Die zwei­ te Bohrung 42 endet in einem Druckanschluß 46. Im Aus­ führungsbeispiel ist die Achse b des Kreiszylinders der par­ tiellen Ausnehmung 47 parallel zur Achse B der ersten Bohrung 41 angeordnet, wobei beide Achsen gegeneinander parallelver­ schoben sind. Denkbar ist auch ein Winkel β der beiden Ach­ sen zueinander, so daß eine der beiden Fasen größer im Werk­ stück ausfällt. Die so erhaltene größere der beiden Fasen (nicht dargestellt) erleichtert die Montage z. B. eines Dicht­ elements.

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch das als Geber­ zylinder 51 ausgebildete Werkstück der Fig. 1. Man erkennt die partielle Ausnehmung 44 sowie die Mündung 43 der zweiten Bohrung 42. Weiterhin sieht man die Abschrägungen 47, die am axial vorderen bzw. hinteren Ende der Ausnehmung 44 angeord­ net sind. In der ersten Bohrung 41 befindet sich ein Kolben 48, der nur teilweise dargestellt ist. An dem vorderen Ende des Kolbens 48 ist eine Dichtmanschette 49 angeordnet, deren äußere Dichtlippe 50 an der Innenwand 45 anliegt. Bei der Montage des Kolbens 48 in die erste Bohrung 41 wird der Kol­ ben 48 von links nach rechts in seine Funktionsstellung ver­ schoben. Dabei überfährt die Dichtmanschette 49 die partielle Ausnehmung 44. Die äußere Dichtlippe 55 kann sich dabei im Bereich der Ausnehmung 44 radial nach außen bewegen, gelangt aber nicht bis in die Mündung 43 hinein. Sie kann daher an der Kante der Mündung 43 nicht beschädigt werden. Beim weite­ ren Verschieben wird die Dichtlippe 50 von der Abschrägung 47 sanft wieder an die Innenwand 45 herangeführt, so daß auch hier eine Beeinträchtigung der Dichtmanschette 49 verhindert ist.

Fig. 3 zeigt ein Fräswerkzeug 52, dessen Kopf der Kontur der partiellen Ausnehmung 44 entspricht. Die Abschrägungen 47′ sind im Winkel α im Ausführungsbeispiel α=30°, angeordnet. Zur Herstellung der partiellen Ausnehmung 44 wird das Fräs­ werkzeug in der bzw. parallel zur Achse B des Geberzylinders 51 eingeführt, auf der axialen Höhe der Mündung 43 gestoppt und radial auf die Mündung 43 zu bewegt. Dabei werden eventu­ ell beim Bohren der Bohrung 42 aufgetretene Grate abgefräst.

In Fig. 4 ist ein Tandemhauptzylinder 1 einer Kraftfahrzeug­ bremsanlage als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkstücks abgebildet. Er ist mit zwei Kolben 2, 3 versehen. Die Kolben 2, 3 sind in entsprechenden Führungselementen 4, 5 geführt und mittels Dichtelementen 6, 6′ bzw. 7, 7′ abgedich­ tet.

Die Dichtelemente 6, 6′ werden durch das Führungselement 4 sowie eine Hülse 8 axial positioniert. Die Dichtelemente 7, 7′ werden durch das Führungselement 5 sowie eine Buchse 9 axial fixiert. Eine Ausgleichsscheibe 11 ist zwischen Buchse 9 und einem Verschlußdeckel 13 angeordnet.

Der Verschlußdeckel 13 verschließt eine Öffnung 15 des Tan­ demhauptzylinders 1, von der aus sich eine gestufte axiale Bohrung 12 bis zu einer Öffnung 14 erstreckt. Aus der Öffnung 14 ragt ein rückwärtiger Teil des Kolbens 2 heraus. An dem Kolben 2 liegt eine Kolbenstange 16 an, mittels derer eine Betätigungskraft F₁ auf den Kolben 2 ausgeübt werden kann.

Die Kolben 2 bzw. 3 sind mit einem Hohlraum 34 bzw. 35 verse­ hen. Ein zwischen den Kolben 2 und 3 angeordnetes Federpaket 17 mit Feder 20, übt bei Verschiebung des Kolbens 2 eine Axi­ alkraft auf den Kolben 3 aus um diesen zu verschieben. Wirkt keine Betätigungskraft F₁ auf den Kolben 2 ein, so wird dieser durch die Kraft der Feder 20 zurückgestellt. Der Kolben 3 wird durch die Kraft der Feder 21, die sich am Verschlußdeckel 13 abstützt, zurückgestellt.

Zwischen den Kolben 2 und 3 befindet sich ein Primärdruckraum 22, zwischen Kolben 3 und Verschlußdeckel 13 befindet sich ein Sekundärdruckraum 23. Die Druckräume 22 bzw. 23 sind durch die schematisch angedeuteten Druckanschlüsse 24 bzw. 25 an unterschiedliche Bremskreise eines Kraftfahrzeugs ange­ schlossen.

Im zurückgestellten Zustand der Kolben 2 bzw. 3 sind die Druckräume 22 bzw. 23 über in den entsprechenden Kolben an­ geordnete Querbohrungen 26 bzw. 27 mit Nachlaufräumen 28 bzw. 29, die in den Führungselementen 4 bzw. 5 ausgebildet sind, verbunden. Statt einer Querbohrung 26 kann auch eine Axialnut 26′ vorgesehen sein, die als Alternative in der oberhalb der gestrichelt angedeuteten Achse A des Tandemhauptzylinders 1 abgebildeten Hälfte des Kolbens 2 dargestellt ist. Die Nach­ laufräume 28 bzw. 29 sind über Behälteranschlüsse 30 bzw. 31 mit einem hier nicht dargestellten drucklosen Nachlaufbehäl­ ter verbunden.

Vor einer Betätigung des Tandemhauptzylinders 1 befinden sich die Kolben 2, 3 in ihrer dargestellten, zurückgesetzten Ausgangsposition. Dabei sind die Druckräume 22, 23 mit dem nicht dargestellten drucklosen Ausgleichsbehälter verbunden, das in ihnen befindliche Hydraulikmedium ist drucklos.

Zur Betätigung des Tandemhauptzylinders 1 wird eine Betäti­ gungskraft F₁ über die Kolbenstange 16 auf den Kolben 2 ausge­ übt, welcher sich dadurch in der Abbildung nach links bewegt. Durch die unter Vorspannung stehende Feder 20 des Federpakets 17 wird gleichzeitig der Kolben 3 nach links verschoben. Die Querbohrungen 26, 27 bzw. bei Vorhandensein die entsprechen­ den Axialnuten 26′ überfahren dabei die Dichtelemente 6′, 7′, wodurch die hydraulische Verbindung zwischen Primärdruckraum 22 und Nachlaufraum 28 sowie zwischen Sekundärdruckraum 23 und Nachlaufraum 29 unterbrochen wird. Eine weitere Verschie­ bung der Kolben 2, 3 nach links bewirkt eine Druckerhöhung in den Druckräumen 22, 23. Hydraulikmedium wird über die Druck­ anschlüsse 24, 25 zur Betätigung der angeschlossenen, nicht dargestellten Radbremsen ausgeschoben.

Läßt die Betätigungskraft F₁ nach, so werden die Kolben 2, 3 durch den in den Druckräumen 22, 23 herrschenden Druck sowie die Kraft der Federn 20, 21 nach rechts verschoben. Dabei kann erforderlichenfalls Hydraulikmedium aus den Nachlaufräu­ men 28, 29 über die äußere Dichtlippe der Dichtelemente 6′, 7′ in die entsprechenden Druckräume 22, 23 nachgesaugt werden.

Sobald die Kolben 2, 3 ihre Ausgangsstellung eingenommen haben besteht wieder eine direkte Verbindung der Druckräume 22, 23 zu den entsprechenden Nachlaufräumen 28, 29 über die Querboh­ rungen 26, 27.

Ein Zurückschieben der Kolben bzw. eines der Kolben in die entsprechende Ausgangsstellung kann auch über eine Druckerhö­ hung im Druckraum 22 bzw. 23 bewirkt werden. Eine derartige Druckerhöhung kann bei der Verwendung eines erfindungsgemäßen Tandemhauptzylinders in einer geregelten Bremsanlage (ABS, ASR, Regelung der Fahrstabilität o. ä.) während einer ent­ sprechenden Regelung auftreten.

Erfindungsgemäß sind die Druckanschlüsse 24, 25 über Bohrungen 36, 37 mit der axialen Bohrung 12 verbunden. Im Mündungsbe­ reich sind partielle Ausnehmungen 54, 55 angeordnet, die wie zu Fig. 2 beschrieben ausgebildet sind. Die Ausnehmung 54 gewährleistet ein sicheres Montieren des Dichtelements 6′, während die Ausnehmung 55 eine Beschädigung der das Führungs­ element 5 abdichtenden O-Ringe 53, 53′ verhindert. Im Bereich der partiellen Ausnehmung 55 liegt die Buchse 9 an der Innen­ wand 45′ der Bohrung 12 an. Dis ist möglich, da die Ausneh­ mung 55 nicht umlaufend, sondern lediglich partiell, d. h. über einen geringen Bereich des Gesamtumfangs, ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß wird somit eine segmentförmige Entgratung durch partielle Einfräsung an einer Eintritts stelle einer kleineren zweiten Bohrung 42 in eine größere erste Bohrung 41 vorgeschlagen. Das Fräswerkzeug 42 hat einen kleineren Durch­ messer r als die größere erste Bohrung 41 und wird im Bereich der zu entgratenden zweiten Bohrung 42 radial zugestellt und erzeugt dabei die partielle Ausnehmung 44, 54, 55 entsprechend der gewählten Form des Fräskopfs. Der Winkel der Achsen von Werkstück und Fräswerkzeug kann dabei 0° (parallele Anordnung) oder mehr als 0° betragen.

Claims (8)

1. Werkstück, bestehend aus Metall, welches eine erste Boh­ rung (41) größeren Durchmessers und eine in die erste Bohrung (41) mündende zweite Bohrung (42) kleineren Durchmessers aufweist, wobei die Mündung (43) der zwei­ ten Bohrung (42) in die erste Bohrung (41) gratfrei ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Innenwand (45) der ersten Bohrung (41) im Bereich der Mündung (43) eine partielle Ausnehmung (44) befindet.

2. Werkstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die partielle Ausnehmung (44) im wesentlichen die Form eines Kreiszylinderabschnitts aufweist, dessen Radius (r) kleiner ist als der Radius (R) der ersten Bohrung (41).

3. Werkstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (b) der partiellen Ausnehmung (44) und die Achse (B) der ersten Bohrung (41) gegeneinander paral­ lelverschoben sind.

4. Werkstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (b) der partiellen Ausnehmung (44) und die Achse (B) der ersten Bohrung (41) im Winkel zueinander angeordnet sind.

5. Werkstück nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß in axialer Richtung der ersten Bohrung (41) gesehen, die partielle Ausnehmung (44) an zumindest ei­ nem ihrer beiden Enden mit Abschrägungen (47) versehen ist.

6. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein Geberzylin­ der (1, 51) einer Hydraulikanlage eines Kraftfahrzeugs ist, wobei in der ersten Bohrung (41) ein Kolben (48) geführt ist und die zweite Bohrung (42) zu einem An­ schluß (46) für Hydraulikmedium führt.

7. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus Metall be­ steht.

8. Werkstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus Kunststoff besteht.