MX2008006798A

MX2008006798A - Piston para un freno hidraulico y metodo para produccion del mismo.

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Publication number: MX2008006798A
Application number: MX2008006798A
Authority: MX
Inventors: Hans-Dieter Leidecker; Goetz Mehner; Matthias Wuerz; Norbert Leidecker; Uwe Zeibig; Herwig Bauer
Original assignee: Continental Teves Ag & Co Ohg
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2009-01-27
Also published as: RU2450180C2; CN101346555B; KR20080080315A; WO2007071640A1; BRPI0620437A2; EP1966507B1; CN101346555A; EP1966507A1; KR101237265B1; DE102005061354A1; JP2009520931A; ATE450725T1; DE502006005555D1; JP5356035B2; RU2008126522A; US20080314239A1; US8037810B2

Abstract

La invención se relaciona con un pistón para un freno hidráulico, que se fabrica en procesos de formación de un material de base metálico, en particular de metal de hoja plano, y se configura como un tazón, abierto en un lado, con un eje longitudinal, una pared y un fondo, y está delimitado en una cara de extremo abierto por un reborde con una superficie de tope axial que es movible hacia tope en una almohadilla de freno. Un objeto de la invención es proporcionar un pistón que tiene propiedades hidráulicas mejoradas y se basa en una construcción optimizada por esfuerzo, mientras que otro objetivo es describir un método para hacer favorablemente el pistón que puede representar particularidades de construcción optimizadas en esfuerzo apropiadas. De conformidad con la invención, este objeto se logra en que el fondo tiene una superficie exterior esencialmente plana, un espesor de pared en el fono es más gruesa que un espesor de pared mínimo de la pared, y en un área de transición entre el fondo y la pared, un espesor de pared de la pared está aumentando continuamente hacia el fondo, de esta manera, la pared que pasa a través hacia el fondo en una inclinación. Además, se indica un método para lograr el objeto que incluye formar un molde redondo de forma de disco hacia un cilindro hueco de tipo de tazón, y desbaratar el cilindro hueco en su eje longitudinal de manera que el material de fondo se engruese debido a la operación de desbaratado.

Description

PISTÓN PARA UN FRENO HIDRÁULICO Y MÉTODO PARA PRODUCCIÓN DEL MISMO La presente invención se relaciona con un pistón para un freno hidráulico, que se fabrica en procesos de formación de un material de base metálico, en particular de metal de hoja plana y se configura como un tazón, abierto en un lado, con un eje longitudinal, una pared y un fondo, y se entrega en una cara de extremo abierto mediante un reborde con una superficie de tope axial que es movible hacia tope en una almohadilla de freno. WO 01/02745 Al describe un pistón de este tipo. El pistón es un pistón trabajado en frío que de preferencia está hecho en un proceso de estirado profundo. Comparado con pistones moldeados, el pistón anterior es comparativamente de paredes delgadas, y el material de base, la pared y el fondo tienen el mismo espesor de pared delgado. A fin de impedir que el fondo se deforme cuando se aplica al mismo fluido de presión presurizado, tiene una curvatura convexa con respecto a una superficie exterior de pistón, con el resultado de que el esfuerzo ocasiona tensión de compresión en el fondo. Debido a este diseño de construcción de estabilización en el fondo, se desarrolla un volumen de espacio libre grande entre el pistón y un cilindro de freno asociado. Además, las fuerzas que actúan sobre el fondo se transmiten hacia la pared del pistón, y se produce esfuerzo aumentado en un área de transición entre el fondo y la pared. Para compensar el esfuerzo, el material se dobla varias veces en este punto. Comprueba que es ventajoso en este respecto que el doblez del material es particularmente complicado en términos de la configuración e intenso en costo, especialmente con respecto a la herramienta de fabricación. EP 1 414 623 Bl describe un método para fabricar un pistón para un freno hidráulico que comprende los siguientes pasos: perforar un molde redondo en forma de disco de un material de base de espesor definido, especialmente una pieza de metal de lámina, que forma el molde hacia un cilindro hueco tipo tazón por medio de un troquel de presión y un estampado, y moldeo por compresión del cilindro hueco tipo tazón para formar el fondo con un espesor de pared definido y una pared cilindrica con un espesor de pared definido. Como resultado del proceso de formación ejecutado, el espesor de pared del pistón se reduce grandemente comparado con el material de base, en particular en la transición del fondo y pared. Para lograr un régimen suficiente de espesor de pared de pistón, es decir, estabilidad y rigidez, se requiere seleccionar un material de base comparativamente grueso incurriendo a costos de fabricación más elevados. Un objeto de la invención es proporcionar un pistón que tiene propiedades hidráulicas mejoradas y se basa en una construcción optimizada en esfuerzo, mientras que otro objetivo es describir un método para hacer favorablemente el pistón que puede representar particularidades de construcción optimizadas en esfuerzo apropiadas. De conformidad con la invención, este objeto se logra con las particularidades de la porción de caracterización de la reivindicación 1 de patente en que el fondo tiene una superficie externa esencialmente plana, un espesor de pared del fondo es más grueso que un espesor de pared mínimo de la pared, y en un área de transición entre el fondo y pared, un espesor de pared de la pared está aumentando continuamente hacia el fondo, de esta manera, la pared que pasa hacia el fondo con una inclinación. No se desarrolla volumen de espacio libre en el cilindro de freno debido a la superficie exterior plana, la cantidad de fluido en el círculo de accionamiento hidráulico siendo reducida como resultado, lo que mejora la rigidez y la dinámica del círculo de accionamiento hasta un grado mayor. Las particularidades favorables de construcción protegen el fondo contra deformaciones durante la presurización y ocasionan una transferencia favorable del esfuerzo de tensión y esfuerzo de doblez del fondo hacia la tensión de compresión hacia la pared del pistón. La inclinación tiene el efecto de que el esfuerzo mecánico del fondo se puede disipar uniformemente a través de una sección transversal grande hacia la pared, con concentración de esfuerzo siendo evitada de esta manera. En una mejora favorable de la invención, una longitud de la inclinación proyectada al eje longitudinal es menor que el espesor de pared doble del fondo. Esta limitación geométrica logra una dirección de esfuerzo favorable en el pistón, por una parte, de manera que un aumento excesivo en peso del pistón debido a un engrosamiento de material innecesario de la pared se evita. A fin de representar la transición entre la inclinación y la pared de conformidad con el esfuerzo, la inclinación está inclinada con relación al eje longitudinal del pistón a un ángulo a mayor de 1°. Se proporciona una porción redondeada entre la inclinación y el fondo en otra modalidad de la invención. Esta medida sirve para configurar el pistón para cumplir con el esfuerzo. Es especialmente favorable a este respecto cuando la porción redondeada está diseñada cuando menos parcialmente como un rebajo en el material del fondo de manera que un espesor de pared del fondo se reduce en este unto. En particular, la reducción del espesor de pared del fondo en la transición hacia la inclinación el fondo ocasiona que el esfuerzo de tensión que está cercano a la superficie se distribuya a través de la sección transversal del componente completo del fondo, mediante lo cual la inclinación se libera de tensión. Este efecto se mejora por el hecho de que la transición tiene un radio que es menor que el espesor de pared del fondo. Los costos de fabricación se reducen debido a que el espesor de pared del fondo, como resultado de los procesos de formación, aumenta en más de 1.1 veces el espesor del material de base. Esto permite usar un material de base con espesor pequeño. Además, el material de base puede ser comparativamente suave puesto que el fondo de somete a endurecimiento por desgaste como resultado de los procesos de formación que ahora quedan más de 1.3 veces por encima de la resistencia del material de base. Ambas particularidades conducen a costos de fabricación y costos de herramientas inferiores . A fin de prevenir deformación y sobrecargas en el lado frontal abierto del pistón, la superficie de tope del reborde es más grande que la superficie de sección transversal en el punto más delgado de la pared en otra modalidad de la invención. Un método para fabricar un pistón comprende los siguientes pasos: formar un molde redondo en forma de disco hacia un cilindro hueco tipo tazón con un eje longitudinal, con un extremo frontal del cilindro hueco estando cerrado por un fondo convexamente curv o, ajustar el cilindro hueco en su eje longitudinal en uno o más pasos de formación de manera que el fondo convexamente curvo se haga plano y el material inferior se engruese por la operación de ajuste, con el resultado de que el espesor de pared y el fondo listo aumenta en más de 1.1 veces con relación al material de base. Cuando se emplea este método, se activa en una forma ventajosa que el espesor de pared del fondo se aumenta desajustando el fondo sin que el cilindro hueco completo se incluya esencialmente. El fondo y el área de transición del fondo hacia la pared se someten a endurecimiento de desgaste como resultado de la operación de formación. El espesor del material de base de esta manera se puede reducir, derivándose un esfuerzo reducido de materia prima y, por lo tanto, disminuye los costos de fabricación. Este proceso es especialmente favorable cuando, debido a uno o más pasos de formación de planchado, una área de margen del fondo reforzado pasa hacia la pared y la pared se engruesa en esta área de transición como resultado. Los detalles adicionales de la invención se pueden tomar de los dibujos por vía de la descripción. En los dibujos que se acompañan: La Figura 1 es una vista en sección transversal de un pistón de la invención; La Figura 2 es una vista en sección transversal amplificada del pistón de la Figura 1; y Las Figuras 3a a 3f muestran los pasos más importantes del proceso de formación completo. La Figura 1 muestra una vista en sección transversal longitudinal de un pistón 1 de la invención. Este pistón 1 que está diseñado rotacionalmente de manera simétrica alrededor de un eje 2 longitudinal está configurado como un tazón, abierto en un lado, con una pared 3 y un fondo 4, el tazón estando delimitado en un extremo frontal abierto por un reborde 5 con una superficie A de tope axial que es movible hacia el tope en una almohadilla de freno (no mostrada9. El reborde 5 se configura integralmente en la pared 3, y la superficie A de tope es mayor que una superficie Q de sección transversal en el punto más débil de la pared 3. Además, una ranura 6 circunferencial está pulida con rodillo hacia una superficie 8 externa del pistón 1 cerca del reborde 5, cuya ranura en su condición montada se usa para acomodar un sello de anillo (no mostrado) . El contorno de la ranura pulida con rodillo continúa a través de la sección transversal completa de la pared 3 y, de esta manera, produce un espaldón 7 en una superficie 9 interna del pistón 1. En este espaldón 7, los resortes de retención de almohadilla de una placa posterior de un freno no ilustrado se aseguran en posición, mediante lo cual la almohadilla de freno se fija en el pitón 1. Se imprime un volumen de espacio libre mínimo en una superficie 20 exterior plana del fondo 4, con el resultado de que se mejora la ventilación del sistema hidráulico . En el punto en donde la pared 3 pasa a través hacia el fondo 4, se proporciona un área 10 de transición que se muestra en la Figura 2 en una vista amplificada. Un engrosamiento 11 de material de la pared 3 se proporciona en la superficie 9 interior del pistón 1 en el área 10 de transición. El engrosamiento 11 está diseñado de tal manera que en este punto un espesor de pared S-ü de la pared 3 aumenta hacia el fondo 4 y, por lo tanto, la pared 3 con una inclinación 12 pasa a través hacia el fondo 4. La inclinación 12 con relación al eje 2 longitudinal del pistón 1 asume un ángulo a de más de 1°. Puesto que el engrosamiento 11 de material y la inclinación 12 producida del mismo sirven para optimizar la variación de esfuerzo en el área 10 de transición es apropiado para limitar el tamaño de la inclinación 2 al área 10 de transición a fin de impedir que el peso del pistón 1 aumente como resultado de uso innecesario de material. Por lo tanto, la longitud L de la inclinación que se proyecta al eje 2 longitudinal es menor que el doble del espesor de pared S_b de fondo 4 y estás e la dimensión de espesor de pared S_br del fondo 4 de una manera óptima. Además, una porción 13 redondeada se proporciona entre la inclinación 12 y el fondo 4, que se diseña parcialmente como un rebajo 14 en el material del fondo 4. Esta impresión hacia el fondote pistón tiene una consecuencia que un espesor de pared S_r prevalece en este punto de fondo 4 que es reducido en contraste con el espesor de pared S_b. En detalle, esta porción 13 redondeada tiene un radio R, con este radio siendo menor que el espesor S_b de pared de fondo 4. Sin embargo, también es factible diseñar la transición desde la inclinación hacia el fondo sin un rebajo y con un radio variable . Como resultado del proceso de formación, el espesor de pared del fondo aumenta de preferencia en alrededor de 1.1 a 1.6 veces el espesor s_0 del material de base, y el fondo se fortalece aproximadamente en 1.3 veces con relación al material de base. Dependiendo del proceso de formación, el fondo también puede exhibir resistencia mayor después del proceso de formación, en particular 1,3 a 2.5 veces el material de base. Un pistón 1 de este tipo se usa en sistemas de freno hidráulico, y está montado axialmente desplazable en una perforación de un calibrador de freno, mientras que el fluido hidráulico se puede aplicar al fondo de pistón en la perforación. Cuando se aplica el freno, el pistón se desplaza debido a la presurización y desplaza una almohadilla de freno contra un disco de freno. Esto produce una fuerza normal entre el disco de freno y la almohadilla de freno asi como una fuerza de fricción. La fabricación del pistón en tópico se ejecuta por medio de procesos de formación, en particular operaciones de formación en frió. Los pasos más importantes del proceso de formación completo se muestran en las Figuras 3a - f. Un molde 16 de forma de disco se perfora de un material de base que es de preferencia metal de hoja y en su mayoría tiras laminadas. El espesor S_0 del molde 16 es igual al espesor del material de base. (Figura 3a). En una o más operaciones de estirado profundo, un cilindro 15 hueco de tipo tazón con un diámetro DI exterior se forma del molde 16 de forma de disco, el cilindro estando cerrado en un extremo frontal mediante un fondo 4' semiesférico convexamente curvo. En esta disposición, el espesor de pared S_ del cilindro 15 hueco es esencialmente igual al espesor S-0 del molde 16, y el diámetro exterior Di es mayor que el diámetro exterior D2 del pistón 1 hecho listo. (Figura 3b). Las Figuras 3c, 3d y 3e muestran esquemáticamente como el proceso de formación y operación de engrosamiento del fondo 4' tipo esfera convexamente curvo ocurre. Esto se logra estableciendo el fondo 4' en sí mismo. El material se acumula de esta manera en el área inferior. El fondo 4' con el espesor de pared S_b' se aplana, sin embargo no es plano. El diámetro DI exterior disminuye a D2' como resultado de una operación de planchado. Esto hace al área de borde radial 18 del fondo 4' no terminado que pase hacia la pared y produzca ahí el engrasamiento 11 de material. En pasos adicionales de calibración y formación de planchado, el pistón 1 obtiene su forma plana final con el diámetro D2 exterior, el espesor S_2 de pared de la pared 3 y el espesor S_b de pared del fondo 4 aplanado. Los pasos de formación adicionales apropiados acen además posible reducir el espesor de pared de S_w y de esta manera adaptar la pared para los requerimientos del pistón. Lista de Números de Referencia I pistón 2 eje longitudinal 3 pared 4 fondo 4' fondo 4' ' fondo 5 reborde 6 ranura 7 espaldón 8 superficie exterior 9 superficie interior 10 área de transición II engrosamiento de material 12 inclinación 13 porción redondeada 14 rebajo 15 cilindro hueco 16 molde 17 superficie externa °8 área de reborde radial 19 volumen de espacio libre 20 superficie externa A superficie de tope L longitud proyectada de inclinación 12 Q superficie de sección transversal DI diámetro exterior del pistón no terminado D2' diámetro exterior del pistón no terminado D2 diámetro exterior del pistón R radio en la transición entre inclinación y fondo S_0 espesor del material de base S_w espesor de pared de la pared S_b espesor de pared del fondo S_b' espesor de pared del fondo no terminado S_r espesor de pared reducido del fondo S_Qu espesor de pared de la pared en el área de transición A ángulo

Claims

REIVINDICACIONES 1. - Pistón para un freno hidráulico, que se fabrica en procesos de formación de un material de base metálico, en particular de metal de hoja plano, y está configurado como un tazón, abierto en un lado, con un eje longitudinal, una pared y un fondo, y está delimitado en una cara de extremo aiberto por un reborde con una superficie de tope axial que es movible hacia tope en una almohadilla de freno, caracterizado en que o el fondo tiene una superficie exterior esencialmente plana, un espesor de pared del fondo es más grueso que un espesor de pared mínimo de la pared, y en un área de transición entre el fondo y la pared, un espesor de pared de la pared está aumentando continuamente hacia el fondo de manera que la pared con una inclinación pase a través hacia el fondo.
2. - Pistón para un freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que una longitud de la inclinación proyectada al eje longitudinal es menor que el espesor de pared doble del fondo.
3. - Pistón para un freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la inclinación está inclinada con relación al eje longitudinal del pistón a un ángulo mayor de Io.
4. - Pistón para un freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que se proporciona una porción redondeada entre la inclinación y el fondo.
5. - Pistón para freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado en que la porción redondeada está diseñada parcialmente como un rebajo en el material del fondo de manera que un espesor de pared del fondo sea reducido en este punto.
6. - Pistón para freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado en que la porción redondeada tiene un radio R, y en que el radio R es menor que el espesor de pared del fondo.
7. - Pistón para un freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el espesor de pared del fondo, como resultado de los proceso de formación, aumenta en más de 1.1 veces el espesor del material de base.
8. - Pistón para un freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el fondo se somete a endurecimiento de desgaste como resultado de los proceso de formación, que totaliza más de 1.3 veces la resistencia del material de base.
9. - Pistón para un freno hidráulico de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la superficie de tope es mayor que una superficie de sección transversal en el punto más delgado de la pared.
10. - Un método para fabricar un pistón para un freno hidráulico, en particular de conformidad con cualquiera o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por los siguientes pasos: formar un molde redondo en forma de disco hacia un cilindro hueco tipo tazón con un eje longitudinal, con un extremo frontal del cilindro hueco estando cerrado por un fondo convexamente curvo, desbaratar el cilindro hueco en su eje longitudinal en uno o más pasos de formación de manera que el fondo convexamente curvo se haga plano y el material se fondo se engruese por la operación de desarreglo, con el resultado de que el espesor de pared del fondo hecho listo aumente en más de 1.1 veces con relación al material de base.
11.- El método de conformidad con reivindicación 10, caracterizado en que debido a uno o más pasos formación un área de borde radial del fondo desbarato pasa través hacia la pared y la pared se engruesa en el área transición como resultado. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un pistón para un freno hidráulico, que se fabrica en procesos de formación de un material de base metálico, en particular de metal de hoja plano, y se configura como un tazón, abierto en un lado, con un eje longitudinal, una pared y un fondo, y está delimitado en una cara de extremo abierto por un reborde con una superficie de tope axial que es movible hacia tope en una almohadilla de freno. Un objeto de la invención es proporcionar un pistón que tiene propiedades hidráulicas mejoradas y se basa en una construcción optimizada por esfuerzo, mientras que otro objetivo es describir un método para hacer favorablemente el pistón que puede representar particularidades de construcción optimizadas en esfuerzo apropiadas. De conformidad con la invención, este objeto se logra en que el fondo tiene una superficie exterior esencialmente plana, un espesor de pared en el fono es más gruesa que un espesor de pared mínimo de la pared, y en un área de transición entre el fondo y la pared, un espesor de pared de la pared está aumentando continuamente hacia el fondo, de esta manera, la pared que pasa a través hacia el fondo en una inclinación. Además, se indica un método para lograr el objeto que incluye formar un molde redondo de forma de disco hacia un cilindro hueco de tipo de tazón, y desbaratar el cilindro hueco en su eje longitudinal de manera que el material de fondo se engruese debido a la operación de desbaratado.