EP4532273A1 - Pneumatikkolben und ein verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Pneumatikkolben und ein verfahren zu dessen herstellung

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EP4532273A1
EP4532273A1 EP23719357.8A EP23719357A EP4532273A1 EP 4532273 A1 EP4532273 A1 EP 4532273A1 EP 23719357 A EP23719357 A EP 23719357A EP 4532273 A1 EP4532273 A1 EP 4532273A1
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EP
European Patent Office
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piston
pneumatic
piston body
pneumatic piston
sealing element
Prior art date
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Pending
Application number
EP23719357.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Deeg
Friedbert Röther
Michael GIANNUZZI
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Publication of EP4532273A1 publication Critical patent/EP4532273A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings
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Definitions

  • Electro-pneumatic modulators are used, for example, in pneumatic brake systems for commercial vehicles to adjust air pressure via targeted electrical control of valves in order to provide a desired brake pressure for a pneumatic brake.
  • the present invention relates to a pneumatic piston for an electro-pneumatic modulator.
  • the modulator includes a piston housing with a chamber for receiving the pneumatic piston.
  • the pneumatic piston comprises a sealing element for sealing a gap between the pneumatic piston and the piston housing, a piston body with a recess for receiving the sealing element, and a securing element which is designed to positively fix the sealing element in the recess. It is understood that the sealing element is designed to seal the gap between the piston body and the housing only after the pneumatic piston has been inserted into the piston housing.
  • the security element includes one of the following:
  • the sealing element comprises rubber or a plastic
  • the piston body comprises a plastic or a metal
  • the securing element comprises a plastic or a metal.
  • the step of forming the piston body is carried out using a folding core.
  • Embodiments overcome the disadvantages of conventional pneumatic pistons in that no welded connections and no hot caulking between the piston body and a securing element are necessary. Instead, a positive connection is provided that also meets higher demands in the long term. A large seal can be supported directly in the piston on a cheek. This means that a stronger material is available without the need for a weld. Since no welding process is required, offer
  • Fig. 5 shows a schematic flow diagram for a method for producing the pneumatic piston.
  • Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a pneumatic piston 100, which is inserted into a chamber 25 of a piston housing 20.
  • the pneumatic piston 100 is, for example, formed as a hollow cylinder, so that an inner passage opening of the pneumatic piston 100 encloses a pin 22 of the piston housing 20 and adjoins an outer (cylindrical) wall 21.
  • a seal between the piston body 120 and the pin 22 is provided by an annular sealing element 110, which is held on the piston body 120 by means of a securing element 130.
  • the securing element 130 In the assembled state, as can be seen in FIG. 1, the securing element 130 cannot be lost, since the securing ring 130 is prevented from being compressed by the inner pin 22 of the housing.
  • Fig. 3 shows a possible embodiment of the securing element 130, as shown as a disk in Fig. 2.
  • the disk 130 is annular and has radially outwardly pointing projections 133 and a radial incision 135 into which the locking elements 140 from FIG. 2 can engage.
  • the securing element 130 is thereby held again in all spatial directions.
  • the engagement of the locking elements 140 in the incision 135 prevents twisting and the gripping around the projections 133 (through the undercuts 144) prevents axial displacement.
  • a radial displacement is again prevented by the central pin 22 (see FIG. 1), which engages in the central opening of the disk 130 with only a small amount of play.
  • the security element 130 is divided into two
  • All previous connections between the securing element 130 and the piston body 120 were detachable. According to further exemplary embodiments, however, optional permanent connections (eg by welding, heat caulking, laser, ultrasound, etc.) can be made between the securing element 130 and the piston body 120 will be trained.
  • the securing element 130 can then also be designed as a simple disk.

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Abstract

Ein Pneumatikkolben (100) für einen elektropneumatischen Modulator ist offenbart. Der Modulator umfasst ein Kolbengehäuse (20) mit einer Kammer (25) zur Aufnahme des Pneumatikkolbens (100). Der Pneumatikkolben (100) umfasst ein Dichtelement (110), zum Abdichten eines Zwischenraum zwischen dem Pneumatikkolbens (100) und dem Kolbengehäuse (20); einen Kolbenkörper (120) mit einer Ausnehmung (125) zur Aufnahme des Dichtelementes (110); und ein Sicherungselement (130) das ausgebildet ist, um das Dichtelement (110) in der Ausnehmung (125) formschlüssig zu fixieren.

Description

BESCHREIBUNG
Pneumatikkolben und ein Verfahren zu dessen Herstellung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pneumatikkolben, einen elektropneumatischen Modulator und ein Verfahren zur Herstellung eines Pneumatikkolbens für den elektropneumatischen Modulator.
Elektro-pneumatische Modulatoren werden beispielsweise in pneumatische Bremssystemen für Nutzfahrzeuge eingesetzt, um einen Luftdruck über ein gezieltes elektrisches Ansteuern von Ventilen einzustellen, um so einen gewünschten Bremsdruck für eine pneumatische Bremse bereitzustellen.
Ein konventioneller elektropneumatischer Modulator und ein Pneumatikkolben sind beispielsweise in der DE 10 2018 121 716 A1 offenbart, wobei der Kolben dort eine Hohlzylinderform aufweist und in einer Kammer eines Kolbengehäuse axial bewegbar ist. Der Druck in der Kammer wird beispielsweise über Solenoid-Ventile graduell erhöht oder verringert, was zu einer axialen Bewegung des Kolbens führt. Eine Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Gehäuse wird über einen Dichtung bereitgestellt, der unterhalb einer Abdeckplatte gehalten wird. Die Abdeckplatte ist dabei mit dem Kolbenkörper verschweißt oder wird durch ein Heißverstemmen gehalten.
Diese Befestigung ist jedoch nachteilig, da besonders an einem Anschlag des Kolbens große Beschleunigungskräfte wirken, die dazu führen können, dass die Schweißverbindung bricht und somit die Abdichtung des Kolbens innerhalb des Kolbengehäuses nicht mehr zuverlässig gewährleistet ist.
Daher besteht ein Bedarf nach alternativen Pneumatikkolben, die eine zuverlässigere Abdichtung des Kolbens zu dem Kolbengehäuse sicherstellen und höheren Beanspruchungen auf Dauer standhalten.
Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch einen Pneumatikkolben nach Anspruch 1 , einen elektropneumatischen Modulator nach Anspruch 7 und ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Pneumatikkolben für einen elektropneumatischen Modulator. Der Modulator umfasst ein Kolbengehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme des Pneumatikkolbens. Der Pneumatikkolben umfasst ein Dichtelement zum Abdichten eines Zwischenraum zwischen dem Pneumatikkolbens und dem Kolbengehäuse, einen Kolbenkörper mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtelementes, und ein Sicherungselement, das ausgebildet ist, um das Dichtelement in der Ausnehmung formschlüssig zu fixieren. Es versteht sich, dass das Dichtelement ausgebildet ist, um erst nach einem Einsetzen des Pneumatikkolbens in das Kolbengehäuse den Zwischenraum zwischen dem Kolbenkörper und dem Gehäuse abzudichten.
Optional umfasst Pneumatikkolben ein Arretierungselement, welches ausgebildet ist, um das Sicherungselement an dem Kolbenkörper zu arretieren. Das Arretierungselement ist nicht zwingend, da das Sicherungselement auch selbstarretierend sein kann. Die Arretierung umfasst insbesondere ein axiale Richtung (lineare Bewegungsrichtung des Kolbens), wobei Verschiebung oder Verbiegung in radialer Richtung eventuell möglich ist bzw. nur nach dem Einsetzen in das Gehäuse verhindert wird.
Optional umfasst das Arretierungselement zumindest eines aus dem Folgenden: eine Nut, zumindest einen Hinterschnitt, zumindest einen hakenförmigen Vorsprung. Das Arretierungselement kann ein inhärenter Bestandteil des Kolbenkörpers sein und braucht kein unabhängiges Element zu sein. Die Nut kann beispielsweise eine Geometrie aufweisen, sodass das Sicherungselement in die Nut einführbar ist und das Sicherungselement in axialer Richtung hält.
Optional umfasst das Sicherungselement eines aus dem Folgenden:
- einen Sicherungsring, insbesondere einen Sprengring, der in die Nut einrastbar ist, - zwei Halbringe, die durch die Nut und/oder durch den zumindest einen Hinterschnitt und/oder durch den zumindest einen hakenförmigen Vorsprung arretierbar sind,
- eine gezahnte oder ungezahnte Wellscheibe mit einem Durchmesser, der derart gewählt ist, dass die Wellscheibe in den Kolbenkörper beim Einsetzen einrastet,
- zumindest einen Vorsprung, der in den zumindest einen Hinterschnitt und/oder in den zumindest einen hakenförmigen Vorsprung einschiebbar ist (um dort gehalten zu werden),
- zumindest einen Einschnitt, in den ein Vorsprung am Kolbenkörper radial eingreifbar ist, um eine relative Drehung zwischen Sicherungselement und Kolbenkörper zu verhindern.
Das Sicherungselement braucht nur durch die formschlüssige Verbindung gehalten zu werden. Gemäß Ausführungsbeispielen wird es nicht durch ein Heißverstemmen oder eine Schweißverbindung gehalten. Die Verbindung ist also lösbar. Das Sicherungselement kann aber auch durch einen Knackfrosch oder Froscheffekt (engl. dicker) gehalten werden. In diesem Fall ist das Sicherungselement selbstarretierend, da es direkt in den Kolbenkörper durch ein Verbiegen einrastet (z. B. in einer ringförmigen Vertiefung).
Optional können die folgenden Materialien genutzt werden: das Dichtelement umfasst Gummi oder einen Kunststoff, der Kolbenkörper umfasst einen Kunststoff oder ein Metall, das Sicherungselement umfasst einen Kunststoff oder ein Metall.
Optional hat der Kolbenkörper eine Form eines Hohlzylinders oder eines Zylinders. Das Dichtelement und das Sicherungselement können an einer radial innen liegenden Oberfläche und/oder an einer radial außen liegenden Oberfläche ausgebildet werden.
Ausführungsbeispiele beziehen sich auch auf einen elektropneumatischer Modulator für ein (pneumatisches) Bremssystem eines Nutzfahrzeugs. Der Modulator umfasst: einen zuvor beschriebenen Pneumatikkolben und ein Kolbengehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme des Pneumatikkolbens. Ausführungsbeispiele beziehen sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Pneumatikkolbens, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- Bilden eines Kolbenkörpers mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtelementes;
- Einsetzen eines Dichtelementes in die Ausnehmung des Kolbenkörpers, um einen Zwischenraum zwischen dem Pneumatikkolbens und dem Kolbengehäuse abzudichten; und
- Arretieren des Dichtelements in der Ausnehmung mit einem Sicherungselement.
Es versteht sich, dass die Ausnehmung und das Dichtelement ringförmig gebildet sein können.
Optional wird der Schritt des Bildens der Kolbenkörpers mittels eines Faltkerns ausgeführt.
Ausführungsbeispiele überwinden die Nachteile der konventionellen Pneumatikkolben dadurch, dass keine Schweißverbindungen und kein Heißverstemmen zwischen dem Kolbenkörper und einem Sicherungselement nötig sind. Stattdessen wird eine formschlüssige Verbindung bereitgestellt, die auch höheren Ansprüchen auf Dauer gerecht wird. Dabei kann ein großer Dichtung direkt im Kolben an einer Wange abgestützt werden. Somit ist ein stärkeres Material verfügbar, ohne dass es dazu einer Schweißstelle bedarf. Da kein Schweißprozess erforderlich ist, bieten
Ausführungsbeispiele den Vorteil, dass es kostengünstiger und schneller herstellbar ist und gleichzeitig eine höhere Zuverlässigkeit bietet.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
Fig. 1 zeigt einen Pneumatikkolben nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Pneumatikkolben.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Sicherungselements, wie es als
Scheibe in der Fig. 2 genutzt werden kann.
Fig. 4A, 4B zeigen in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht das Sicherungselement, wie es gemäß weiteren Ausführungsbeispielen als gezahnte Wellscheibe ausgebildet sein kann.
Fig. 5 zeigt ein schematischen Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung des Pneumatikkolbens.
Fig. 6 veranschaulicht die Verwendung eines Faltkerns während der Herstellung des Pneumatikkolbens.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Pneumatikkolben 100, der in einer Kammer 25 eines Kolbengehäuse 20 eingesetzt ist. Der Pneumatikkolben 100 ist beispielhaft als Hohlzylinder gebildet, sodass eine innere Durchgangöffnung des Pneumatikkolbens 100 einen Zapfen 22 des Kolbengehäuse 20 umschließt und an eine äußere (zylindrische) Wand 21 angrenzt. Eine Abdichtung zwischen dem Kolbenkörper 120 und dem Zapfen 22 wird durch ein ringförmiges Dichtelement 110 bereitgestellt, welches mittels eines Sicherungselementes 130 an dem Kolbenkörper 120 gehalten wird.
Gemäß Ausführungsbeispielen ist das Sicherungselement 130 ausgebildet, um das Dichtelement 110 formschlüssig in einer Ausnehmung 125 (z.B. ringförmige Vertiefung) des Kolbenkörpers 120 axial zu halten. Eine radiale Verschiebung ist zumindest nach dem Einsetzen des Pneumatikkolbens 100 in die Kammer 25 nicht mehr möglich, da Zapfen 22 bzw. der Kolbenkörper 120 die Bewegung verhindern.
Das Sicherungselement 130 kann an dem Kolbenkörper 120 mittels eines Arretierungselementes 140 fixiert werden, wobei es hierfür verschiedene Möglichkeiten gibt. In der Fig. 1 ist das Arretierungselement 140 beispielhaft als eine Nut 142 in dem Kolbenkörper 120 ausgebildet, in die das Sicherungselement 130 einsetzbar ist. Die Fixierung kann vor dem Einsetzen des Pneumatikkolbens 100 in die Kammer 25 geschehen, da ein Lösen des Sicherungselementes 130 danach im Allgemeinen nicht mehr möglich ist (bzw. nur, wenn der Pneumatikkolben 100 zumindest teilweise zerstört werden würde). Zum Lösen wäre nämlich ein radiales Zusammendrücken des Sicherungselementes 130 erforderlich, was durch den zentral angeordneten Gehäusezapfen 22 verhindert wird.
Das Dichtelement 110 kann zur Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen dem Kolbenkörper 120 und Gehäuse 20 als O-Ring (z.B. aus einem Gummimaterial) ausgebildet sein, wobei die Ausnehmung 125 für den O-Ring 110 als eine Kammerung ausgebildet sein kann. Das Sicherungselement 130 hält den O-Ring 110 in der Kammerung 125 beispielsweise durch einen sogenannten Cir Clip (Sicherungsring oder Sprengring), der in die Nut 142 des Kolbenkörpers 120 eingreift und somit an dem Kolbenkörper 120 fest fixiert ist. Das Dichtelement 110 kann sich daher auch in axialer Richtung (Hubrichtung des Kolbens) nicht bewegen.
Im montierten Zustand, wie er in der Fig. 1 zu sehen ist, kann das Sicherungselement 130 nicht verloren gehen, da ein Zusammendrücken des Sicherungsringes 130 vom inneren Zapfen 22 des Gehäuses verhindert wird.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist es ebenfalls möglich, ein weiteres Dichtelement 127 zwischen der äußeren Wand 22 und dem Kolbenkörper 120 zu fixieren. Dieses optionale weitere Dichtelement 127 ist in der Fig. 1 in einer weiteren Ausnehmung untergebracht. Auch hier kann die axiale Fixierung des weiteren Dichtelementes 127 über ein weiteren Sicherungselement erfolgen (nicht gezeigt), welches wiederum eine formschlüssige Verbindung zu dem Kolbenkörper 120 herstellt. Ein Lösen wäre dann nur über eine Demontage möglich, und zwar aus den gleichen Gründen wie es für den inneren Sicherungsring 130 beschrieben wurde.
Der Pneumatikkolben 100 muss aber keine Hohlzylinderform sein, sondern kann auch als ein herkömmlicher Zylinder gebildet sein. Der Gehäusezapfen 22 fehlt dann. In diesem Fall würde ein Dichtelement 127 und Sicherungselement nur an einer Zylinderaußenwand vorhanden sein, könnte dort aber in der gleichen Weise ausgebildet werden wie in der beschriebenen Zylinderinnenwand des gezeigten Hohlzylinders. Der Sicherungsring 130 kann beispielsweise ein Kunststoffmatenal oder Metall aufweisen. Der Kolbenkörper 120 kann auch ein Kunststoffmaterial aufweisen und das Dichtelement 110 kann ein Gummimaterial umfassen.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Pneumatikkolben 100, bei dem das Sicherungselement 130 eine Scheibe ist, die auf einen Schulterabschnitt des Kolbenkörpers 120 senkrecht zur axialen Richtung aufliegt. Die Scheibe 130 ist radial bzw. seitlich verschiebbar und wird durch Arretierungselemente 140 fixiert. Die Arretierungselemente 140 sind als Hinterschnitte 144 ausgebildet, hinter die die Scheibe 130 (Sicherungselement) eingreift und somit in ihrer axialen Position senkrecht zur Zeichenebene gehalten wird.
Ein Herausschieben der Scheibe 130 nach dem Einsetzen des Pneumatikkolbens 100 in das Kolbengehäuse 20 ist nicht mehr möglich, da der innere Gehäusezapfen 22 (siehe Fig. 1 ) ein radiales Verschieben des Sicherungselementes 130 verhindert. Die Scheibe 130 wird somit wieder zuverlässig in den Hinterschnitten 144 gehalten. Die Scheibe 130 kann sich auch nicht drehen (um die axiale Achse herum), da ein Vorsprung 145 des Kolbenkörpers 120 in einen Einschnitt des Scheibe 130 eingreift und die Scheibe 130 drehfest hält.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Sicherungselementes 130, wie es als Scheibe in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Scheibe 130 ist ringförmig ausgebildet und weist radial nach außen zeigende Vorsprünge 133 und einen radialen Einschnitt 135 auf, in die die Arretierungselemente 140 aus der Fig. 2 eingreifen können. Das Sicherungselement 130 wird dadurch wieder in alle Raumrichtungen gehalten. Das Eingreifen der Arretierungselemente 140 in den Einschnitt 135 verhindert ein Verdrehen und das Umgreifen der Vorsprünge 133 (durch die Hinterschnitte 144) verhindert eine axiale Verschiebung. Eine radiale Verschiebung wird wieder durch den zentralen Zapfen 22 (siehe Fig. 1 ) verhindert, der in die zentrale Öffnung der Scheibe 130 mit nur einem geringen Spiel eingreift.
Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele ist das Sicherungselement 130 durch zwei
Halbringe gebildet (nicht in den Figuren dargestellt), die beispielsweise in die Nut 142 aus der Fig. 1 des Kolbenkörpers 120 eingreifen können. Die beiden Halbringe sind wiederum in radialer Richtung so dick ausgebildet, dass der Gehäusezapfen 22 mit nur einem geringen Spiel zentral einpassbar ist und danach die Halbringe nicht mehr aus der Nut 142 entfernbar sind (bzw. nur nach dem Entnehmen des Kolbens 100 aus dem Gehäuse).
Fig. 4A zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Sicherungselement 130 als ein gezahnte Wellscheibe ausgebildet ist, die in eine ringförmigen Vertiefung 123 des Kolbenkörpers 120 einsetzbar ist. Ein äußerer Durchmesser der Wellscheibe 130 ist etwas größer als ein innerer Durchmesser der ringförmigen Vertiefung 123 gewählt. Dadurch wird es möglich, dass die Wellscheibe 130 mittels des sogenannten Froscheffektes oder als Knackfrosch (engl. dicker) in die ringförmige Vertiefung 123 eingedrückt wird. Die äußeren Zähnen der Wellscheiben 130 rasten in den Kolbenkörper 120 ein und bieten in diesem metastabilen Zustand durch die Durchbiegung einen stabilen Halt für das darunterliegende Dichtelement 110.
Fig. 4B zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 4A in einer Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung durch den Dichtring 110 und durch die darüber liegende Wellscheibe 130. Die Fixierung der Wellscheibe 130 erfolgt durch ein Herunterdrücken entlang des Pfeiles F, was infolge des größeren Durchmessers der Wellscheibe 130 im Vergleich zur ringförmigen Vertiefung 123 zu einem Verbiegen der Wellscheibe 130 und dadurch zu einem Einpressen in den Kolbenkörper 120 führt. Aufgrund der Biegespannung kann sich die Wellscheibe 130 sich nicht mehr von alleine lösen und der Dichtring 110 ist zuverlässig arretiert. In diesem Fall sind keine separaten Arretierungsmittel 140 vorgesehen. Die Arretierung erfolgt stattdessen durch die spezielle Geometrie bzw. Abmaße des Sicherungselementes 130 und des Kolbenkörpers 120.
Alle bisherigen Verbindungen zwischen dem Sicherungselement 130 und dem Kolbenkörper 120 waren lösbar. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können jedoch optionale permanente Verbindungen (z.B. durch Schweißen, Heißverstemmen, Laser, Ultraschall u.a.m.) zwischen dem Sicherungselement 130 und dem Kolbenkörper 120 ausgebildet werden. Das Sicherungselemente 130 kann dann auch als einfache Scheibe ausgebildet werden.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Flussdiagramm für ein Verfahren zu Herstellung des Pneumatikkolbens 100. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Bilden S110 eines Kolbenkörpers 120 mit einer Ausnehmung 125 zur Aufnahme des Dichtelementes 110;
- Einsetzen S120 eines Dichtelementes 110 in die Ausnehmung 125 des Kolbenkörpers 120, um einen Zwischenraum zwischen dem Pneumatikkolbens 100 und dem Kolbengehäuse 20 abzudichten; und
- Arretieren S130 des Dichtelements 110 in der Ausnehmung 125 mit einem Sicherungselement 130.
Fig. 6 zeigt eine mögliche Nutzung eines Faltkerns 150 (oder Einfallkern) zur Herstellung des Kolbenkörpers 120 mit der Ausnehmung 125. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Kolbenkörper 120 aus einem Kunststoffmatenal im Spritzguss gefertigt wird. Dazu wird in dem Gusswerkzeug (in Fig. 6 ist nur eine innere Form 160 gezeigt) der Faltkern 150 entfaltet, wie es durch die Pfeile in der Fig. 6 angedeutet ist. Nach dem beispielhaften Spritzgießen kann der Faltkern 150 wieder zusammengezogen werden, sodass der Kolbenkörper 120 zusammen mit dem Ausnehmung 125 entnommen werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es ebenfalls möglich, dass für eine O- Ringnut ein Faltkern benutzt werden kann. In diesem Fall wird kein Sicherungsring mehr benötigt, es besteht jedoch ein Risiko, dass die Dichtheit durch mehrere Formtrennungen am Faltkern gefährdet ist.
Es versteht sich, dass alle zuvor beschriebenen Merkmale des Pneumatikkolbens 100 ebenfalls durch weitere optionale Verfahrensschritte ausgebildet werden können. Außerdem versteht es sich, dass die Reihenfolge der Nennung nicht notwendigerweise eine Reihenfolge bei der Ausführung der Verfahrensschritte ist. Die Schritte können auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden bzw. es wird nur ein Teil der Verfahrensschritte ausgeführt. Ausführungsbeispielen bieten unter anderem die folgenden Vorteile:
- Der Sicherungsring bzw. das Sicherungselement 130 kann eine zusätzliche Führung für den Kolben bilden, was zu dem Vorteil führt, dass eine Führungslänge bei der inneren Kolbenführung sich verlängert. Damit wird eine bessere Führung erreicht.
- Die Nut 142 im Kolben kann kostengünstig - beispielsweise mittels eines Faltkerns - hergestellt werden. Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
20 Kolbengehäuse
25 Kammer im Kolbengehäuse 100 Pneumatikkolben
110, 127 Dichtelement
120 Kolbenkörper
123 ringförmige Vertiefung
125 Ausnehmung(en) 130 Sicherungselement
133 radialer Vorsprung
135 Einschnitt
140 Arretierungselement
142 Nut 144 Hinterschnitt(e)
145,146 (hakenförmigen) Vorsprung
150 Faltkern
160 innere Form

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Pneumatikkolben (100) für einen elektropneumatischen Modulator, wobei der Modulator ein Kolbengehäuse (20; 21 , 22) mit einer Kammer (25) zur Aufnahme des Pneumatikkolbens (100) aufweist, der Pneumatikkolben (100) ist gekennzeichnet durch
- ein Dichtelement (110) zum Abdichten eines Zwischenraum zwischen dem Pneumatikkolbens (100) und dem Kolbengehäuse (20; 21 , 22);
- ein Kolbenkörper (120) mit einer Ausnehmung (125) zur Aufnahme des Dichtelementes (110); und
- ein Sicherungselement (130), das ausgebildet ist, um das Dichtelement (110) in der Ausnehmung (125) formschlüssig zu fixieren.
2. Pneumatikkolben nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein Arretierungselement (140), welches ausgebildet ist, um das Sicherungselement (130) an dem Kolbenkörper (120) zu arretieren.
3. Pneumatikkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierungselement (140) zumindest eines aus dem Folgenden umfasst:
- eine Nut (142),
- zumindest einen Hinterschnitt (144),
- zumindest einen hakenförmigen Vorsprung.
4. Pneumatikkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (130) eines aus dem Folgenden umfasst:
- einen Sicherungsring, insbesondere einen Sprengring, der in die Nut (142) nach Anspruch 3 einrastbar ist,
- zwei Halbringe, die in der Nut und/oder in dem zumindest einen Hinterschnitt (144) und/oder in dem zumindest einen hakenförmigen Vorsprung nach Anspruch 3 arretierbar sind, - eine gezahnte oder ungezahnte Wellscheibe mit einem Durchmesser, der derart gewählt ist, dass die Wellscheibe in den Kolbenkörper (120) beim Einsetzen einrastet,
- zumindest einen Vorsprung (133), der in den zumindest einen Hinterschnitt (144) und/oder in den zumindest einen hakenförmigen Vorsprung einschiebbar ist,
- zumindest einen Einschnitt (135), in den ein Vorsprung (145) am Kolbenkörper (120) radial eingreifbar ist, um eine relative Drehung zwischen Sicherungselement (130) und Kolbenkörper (120) zu verhindern.
5. Pneumatikkolben (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der folgenden Materialien zum Einsatz kommen:
- das Dichtelement (110) umfasst Gummi oder einen Kunststoff,
- der Kolbenkörper (120) umfasst einen Kunststoff oder ein Metall,
- das Sicherungselement (130) umfasst einen Kunststoff oder ein Metall.
6. Pneumatikkolben (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkörper (120) eine Form eines Hohlzylinders oder eines Zylinders aufweist, und das Dichtelement (110) und das Sicherungselement (130) an einer radial innen liegenden Oberfläche.
7. Elektropneumatischer Modulator für ein Bremssystem eines Nutzfahrzeugs, wobei der Modulator Folgendes umfasst:
- einen Pneumatikkolben (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und
- ein Kolbengehäuse (20) mit einer Kammer (25) zur Aufnahme des Pneumatikkolbens (100).
8. Verfahren zur Herstellung eines Pneumatikkolbens (100), gekennzeichnet durch
- Bilden (S110) eines Kolbenkörpers (120) mit einer Ausnehmung (125) zur Aufnahme des Dichtelementes (110); - Einsetzen (S120) eines Dichtelementes (110) in die Ausnehmung (125) des Kolbenkörpers (120), um einen Zwischenraum zwischen dem Pneumatikkolbens (100) und dem Kolbengehäuse (20) abzudichten; und
- Arretieren (S130) des Dichtelements (110) in der Ausnehmung (125) mit einem Sicherungselement (130).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bildens (S110) der Kolbenkörpers (120) mittels eines Faltkerns ausgeführt wird.
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