DE4007720A1

DE4007720A1 - Slide guide with interengaging parts - uses different heat expansion coefficients to produce constant split flow

Info

Publication number: DE4007720A1
Application number: DE19904007720
Authority: DE
Inventors: Dalibor Zaviska
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1990-03-10
Filing date: 1990-03-10
Publication date: 1991-09-12

Abstract

The slide guide formed by the inner part (1) having a material with a greater heat expansion coefficient than the outer part (4) wherein the different coefficients cause a constant split current (Q) which is practically independent of a change in viscosity conditional on the temp. A split or gap (3) formed from the outer part (4) and inner part (1) can have a variable split cross-section dependent on the surrounding temp. USE/ADVANTAGE - For interfitting parts. The parts can fit inside each other with minimum leakage.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ineinander fügbare Teile, ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to mutually joinable parts, ge according to the preamble of claim 1.

Fügeteile der vorgenannten Art sind in der Technik bereits hinreichend bekannt und werden aus den verschiedensten Grün den und für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle benö tigt. Häufig werden mittels gleitend geführter Bauteile hy draulische oder auch pneumatische Ströme gesteuert und gere gelt. Hydraulische Bauteilkomponenten mit ausschließlicher metallischer Spaltdichtung unterliegen den unterschiedlichen Betriebstemperaturen, die infolge der temperaturbedingten Änderung der Viscosität des jeweiligen zur Anwendung gelan genden Fluides eine temperaturabhängige Spaltstromleckage hervorrufen. Zwangsläufig ist es wünschenswert, das Pas sungsspiel zwischen den Fügeteilen für hohe Temperaturen bei denen das Medium dünnflüssig ist, sehr eng zu gestalten, da mit die Leckageverluste möglichst gering bleiben. Für nie drige Temperaturen, bei denen die Viscosität zunimmt, ist andererseits zum Einhalten geringer Verschiebekräfte ein et was größeres Passungsspiel erwünscht. Daher führen diese ge gensätzlichen Kriterien im Hinblick auf die Auslegung der Fügeteile nicht selten zu unbefriedigenden Kompromissen.Joining parts of the aforementioned type are already in the art well known and are made from a variety of greens need and for a wide variety of applications does. Frequently, hy draulic or pneumatic flows controlled and gere applies. Hydraulic component components with exclusive metallic gap seals are subject to the different Operating temperatures resulting from the temperature-related Change in the viscosity of the respective application fluids a temperature-dependent leakage current leakage cause. It is inevitable that the Pas play between the parts for high temperatures to whom the medium is thin, to make it very narrow, because with which the leakage losses remain as low as possible. For never there are temperatures at which the viscosity increases on the other hand, to maintain low displacement forces an et what bigger fit fit desired. Therefore, these lead alternative criteria with regard to the interpretation of the Joined parts often lead to unsatisfactory compromises.

In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die Fügeteile in der Bremshydraulik verwiesen. Hierzu soll exemplarisch auf einen hydraulischen Kraftverstärker gemäß DE-OS 37 01 018 hingewiesen werden, in dessen Verstärkerge häuse sowohl die Druckstange, der Verstärkerkolben, wie auch das Schieberventil zur Einsteuerung des Speicherdruckes in den Verstärkerraum gleitend abgedichtet und geführt sind. Hierbei ergibt sich im Gegensatz zu dem speziell mit elastischen Dichtungselementen versehenen Verstärkerkolben und Druckstangenkolben bei bloßer metallischer Abdichtung des Schieberventils Spaltstrom- bzw. Leckageveluste, die un erwünscht sind und bisher nur mit verhältnismäßig hoher Präzision (Passungsspiel 2,5-4,5 Mikrometer) und damit auch mit verhältnismäßig hohem Herstellungsaufwand nur be dingt begrenzt werden konnten. Die Praxis lehrt, daß durch die temperaturabhängigen Viscositätsänderungen bei extrem niedrigen Temperaturen das Schieberventil unter Berücksich tigung der sehr engen Passungstoleranz erhöhte Betätigungs kräfte erforderlich sind, während bei sehr hohen Temperaturen unter Einfluß der geringen Viscosität des Fluides, der Leckagestrom zwischen den metallisch abgedich teten Gleitflächen im Schieberventil zunimmt.In this context, for example, on the parts to be joined referenced in the brake hydraulics. This is intended as an example according to a hydraulic booster DE-OS 37 01 018 are pointed out in its amplifier housing both the push rod, the booster piston, as well the slide valve to control the storage pressure in the amplifier room is sealed and guided. In contrast to that, this results specifically with amplifier piston provided with elastic sealing elements and push rod piston with a bare metallic seal of the slide valve gap flow or leakage veluste, the un are desired and so far only with a relatively high Precision (fit clearance 2.5-4.5 microns) and therefore even with relatively high manufacturing costs only be things could be limited. Practice teaches that through the temperature-dependent changes in viscosity at extreme taking the low temperature into account due to the very tight fit tolerance increased actuation forces are required while at very high Temperatures influenced by the low viscosity of the Fluids, the leakage flow between the metallic sealed sliding surfaces in the slide valve increases.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gleit führung der eingangs genannten Gattung derart weiter zu bil den und zu verbessern, daß unter Vermeidung der zuvor ge nannten Nachteile und damit möglichst unabhängig von temperaturbedingten Viscositätsänderungen des Fluides, in einandergefügte Teile mit leckage- bzw. spaltstrommini mierter Spielpassung geschaffen werden können.Therefore, the invention has for its object a sliding management of the type mentioned at the beginning to bil the and improve that while avoiding the previously ge mentioned disadvantages and therefore as independent as possible from temperature-related changes in viscosity of the fluid, in inserted parts with leakage or split current mini mated match fit can be created.

Die Aufgabe wird auf überraschend einfache und technisch fortschrittliche Weise durch die den Patentanspruch 1 kenn zeichnenden Merkmale gelöst.The task is surprisingly simple and technical progressive way characterized by the claim 1 drawing features solved.

Damit ist eine Gleitführung geschaffen, die enge Spielpas sungstoleranzen aufweist, so daß nur relativ kleine, nahezu temperaturunabhängige Leckageströme ohne Verwendung spe zieller Dichtmittel entstehen.This creates a sliding guide, the tight play pas sung tolerances, so that only relatively small, almost temperature-independent leakage flows without using spe zeal sealants arise.

Als vorteilhaft erweist sich die Ausbildung des Spaltes zwi schen dem Außenteil und dem Innenteil mit einem nahezu temperaturunabhängigem, konstantem Spaltstrom. Folglich ist eine eng tolerierbare Spielpassung realisierbar, die die Ge fahr einer etwaigen Schwergängigkeit des Innenteils im ge häuseförmigen Außenteil infolge der Viscositätszunahme des Fluides bei niedriger Temperatur ausschließt.The formation of the gap between proves to be advantageous between the outer part and the inner part with an almost temperature-independent, constant gap current. Hence is a tightly tolerable game fit feasible that the Ge drive any stiffness of the inner part in ge house - shaped outer part due to the increase in viscosity of the Excludes fluids at low temperature.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine variable Anpassung des Spaltes an die Viscositätsänderung des Spaltstromes ge geben ist, so daß sich möglichst gleichbleibende Verschiebe kräfte mit kontrollierbaren sowie beherrschbaren Spaltströ men ergeben.It is particularly advantageous if a variable adjustment of the gap to the change in viscosity of the gap current is given, so that the movements are as constant as possible forces with controllable and controllable gap currents result.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, für das Außenteil nichtmetallische anorganische Werkstoffe, insbe sondere keramische Werkstoffe zu verwenden, da bei Verwen dung von keramischen Werkstoffen im Bereich der Gleitführung zum Innenteil hin, verschleißarme, besonders glatte und so mit reibungsminimierte sowie hinsichtlich des Wärmedehnungs verhaltens günstige Materialpaarungen ermöglicht sind. The further embodiment of the invention provides for Outer part of non-metallic inorganic materials, esp to use special ceramic materials, because when using formation of ceramic materials in the area of sliding guidance towards the inner part, low-wear, particularly smooth and such with minimized friction as well as with regard to thermal expansion relatively cheap material combinations are possible.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Darstellung eines prinzipiellen Ausführungsbeispieles anhand der beigefügten Abbildung hervor.Other features, advantages and possible uses of the Invention go from the following illustration of a basic embodiment with reference to the accompanying Figure out.

Die Figur zeigt abschnittweise den Längsschnitt durch ein hohlzylinderförmiges Außenteil 4 mit dem koaxial beweglich angeordneten, zylinderförmigen Innenteil 1. Zwischen der Gleitführung des Innen- und Außenteils 1,4 verbleibt infolge der Spielpassung in der Größenordnung von nur wenigen Mikro metern ein Spalt 3, der in der gezeigten Ausführungsform einen Ringspalt definierter Länge darstellt, so daß unter der Einwirkung unterschiedlicher hydraulischer oder pneu matischer Drücke vor und hinter dem Spalt ein Druckausgleich in Richtung des Druckgefälles ausgelöst wird, so daß bei Übertragung dieser Erscheinung auf ein Schieberventil, bei spielsweise integriert in die Bremshydraulik eines Kraft fahrzeuges, ein stark viscoseabhängiger Spaltstrom Q wirksam ist. Unter der Voraussetzung, daß das Innenteil 1 aus einem Material mit größerer Wärmeausdehnung als das des Außenteils 4 hergestellt ist, vergrößert sich mit abnehmender Temperatur der Spalt 3 entsprechend dem Unterschied der Wär meausdehnungskoeffizienten, während aber gleichzeitig der Spaltstrom Q bei sinkender Temperatur infolge der Zunahme der Viscosität annähernd kompensiert werden kann. Analog er folgt bei Temperaturzunahme in Abhängigkeit der unterschied lichen Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Verkleinerung des Spaltes 3, während die Viscosität des Spaltstromes Q abnimmt und somit der Spaltstrom Q bei erhöhter Temperatur kompensiert ist. Dabei ist zu beachten, daß die Maßänderung des Spaltes 3 in Abhängigkeit von der Temperatur linear ver läuft, während sich der Spaltstrom Q mit der dritten Potenz des Spaltmaßes und linear zur Viscosität verändert. Die Viscosität verändert sich mit der Temperatur, z.B. bei Hy draulikölen, mit Potenz 1,6 bis 2,8. Folglich kann nur unter Berücksichtigungen der fluidspezifischen Viscositätsänderun gen in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur eine an nähernde Kompensation des Spaltstromes Q erfolgen. Dies hat den Vorteil, daß bei niedrigen Temperaturen ein vom Verhält nis der Wärmeausdehnungskoeffizienten abhängiges, ver größertes Passungsspiel zwischen dem Innen- und dem Außen teil 1, 4 realisiert werden kann, um die sonst in bekannter weise erheblich vergrößerten Betätigungskräfte am Innenteil 1 infolge der temperaturabhängigen Viscositätszunahme wirken zu lassen. Andererseits ermöglicht die Erfindung das Pas sungsspiel bei hohen Temperaturen infolge der Viscositätsab nahme und der gleichzeitigen Überproportionalen Wärmeaus dehnung des Innenteils 1 gegenüber dem Außenteil 4 gering zu halten, so daß eine annähernde Kompensation des Spaltstromes Q nahezu unabhängig von der Viscosität über die gesamte Be triebstemperatur gewährleistet ist. Dadurch entspricht die temperaturabhängige Spaltänderung nahezu der Viscositäts änderung.The figure shows sections of the longitudinal section through a hollow cylindrical outer part 4 with the coaxially movably arranged cylindrical inner part 1 . Between the sliding guide of the inner and outer part 1.4 remains due to the clearance fit in the order of just a few micro meters, a gap 3 , which in the embodiment shown represents an annular gap of defined length, so that under the action of different hydraulic or pneumatic pressures before and behind the gap, a pressure equalization in the direction of the pressure drop is triggered, so that when this phenomenon is transmitted to a slide valve, for example integrated into the brake hydraulics of a motor vehicle, a highly viscose-dependent gap current Q is effective. Provided that the inner part 1 is made of a material with greater thermal expansion than that of the outer part 4 , the gap 3 increases with decreasing temperature according to the difference in thermal expansion coefficients, but at the same time the gap current Q with decreasing temperature due to the increase in Viscosity can be almost compensated for. Similarly, if the temperature increases as a function of the different coefficients of thermal expansion, the gap 3 is reduced, while the viscosity of the gap current Q decreases and the gap current Q is thus compensated for at elevated temperature. It should be noted that the dimensional change of the gap 3 runs linearly depending on the temperature, while the gap current Q changes with the third power of the gap dimension and linear to the viscosity. The viscosity changes with temperature, for example with hydraulic oils, with a power of 1.6 to 2.8. Consequently, an approaching compensation of the gap current Q can only take place taking into account the fluid-specific viscosity changes depending on the respective temperature. This has the advantage that at low temperatures depending on the ratio of the coefficient of thermal expansion, ver increased fit between the inner and outer parts 1 , 4 can be realized to the otherwise in a known manner considerably increased actuation forces on the inner part 1 due to the temperature-dependent Let the increase in viscosity take effect. On the other hand, the invention enables the fitting solution at high temperatures due to the decrease in viscosity and the simultaneous disproportionate expansion of the inner part 1 relative to the outer part 4 to be kept low, so that an approximate compensation of the gap current Q almost independent of the viscosity ensures the entire operating temperature is. As a result, the temperature-dependent change in gap almost corresponds to the change in viscosity.

Der Erfindungsgedanke ist übertragbar und anwendbar auf alle hydraulische Bauteilkomponenten, die lediglich über me tallisch abgedichtete Gleitführungen verfügen. Dabei ist zur Erlangung der gewünschten Wirkung die Geometrie der Dicht flächen unerheblich. Das Ausführungsbeispiel zeigt. exemplarisch eine spezielle Konstruktion mit rotationssym metrischen Gleitflächen ohne einen Anspruch auf detaillierte Darstellungen der Alternativen erheben zu müssen.The idea of the invention is transferable and applicable to all hydraulic component components that are only available via me have sealed slide guides. Here is to Obtaining the desired effect, the geometry of the sealing areas irrelevant. The embodiment shows. as an example a special construction with rotation sym metric sliding surfaces without a claim to detailed To have to present representations of the alternatives.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Innenteil
2 Öffnung
3 Spalt
4 Außenteil
Q Spaltstrom 1 inner part
2 opening
3 gap
4 outer part
Q gap current

Claims

1. Mutually joinable parts, with an inner part movable and guided radially in an opening of an outer part, has a smaller outer dimension determining the gap current than the opening of the outer part, characterized in that the inner part ( 1 ) is a material with a greater coefficient of thermal expansion than the outer part ( 4 ), the different coefficients of thermal expansion causing a constant gap current (Q) which is almost independent of the temperature-related change in viscosity.

2. Intermeshable parts according to claim 1, characterized in that one of the outer part ( 4 ) and the inner part ( 1 ) formed gap ( 3 ) has a dependent on the ambient temperature, variable gap cross-section.

3. Mutually joinable parts according to claim 1 or 2, characterized in that the geometric change of the gap ( 3 ) is reciprocal proportional to the temperature-related change in the gap current (Q) is approximated.

4. Intermeshable parts according to one of the preceding claims, characterized in that the outer part ( 4 ) has at least one non-metallic material containing organic material, in particular ceramic base substance.