DE19537038A1 - Geberzylinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Geberzylin­ der für eine hydraulische Kraftfahrzeugbetätigungseinrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Geberzylinder ist beispielsweise aus der EP 0 312 673 bekannt. Bei diesem Geberzylinder ist ein die Gehäuseöffnung verschließender Deckel durch eine Gewinde­ verbindung befestigt. Dies hat den Nachteil, daß sowohl im Gehäuse als auch dem Deckel ein entsprechendes Gewinde an­ geordnet werden muß, was die Herstellung aufwendig und ko­ stenintensiv macht. Es ist weiterhin möglich, den Deckel vom Geberzylinder zu demontieren, wodurch auch eine unautori­ sierte Manipulation in dem als sicherheitsrelevantes Bauteil des Kraftfahrzeugs einzustufenden Geberzylinder möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beheben, das heißt einen kostengünstigen und funktionssicheren Geberzylinder vorzuschlagen, der dennoch einfach herstellbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen.

Besteht das Gehäuse des Geberzylinders aus einem weicheren Material als das Deckelelement, welches eine Ausnehmung auf­ weist, so kann Material des Gehäuses in Form eines Vor­ sprungs in diese Ausnehmung mittels Kaltfließen eingeformt sein. Dies hat den Vorteil, daß die Verbindung zwischen Ge­ häuse und Deckelelement ohne großen Aufwand realisierbar, kostengünstig und funktionssicher ist. Es ist kein Gewinde oder eine andere aufwendige Sicherungsmaßnahme erforderlich. Ebenso ist es möglich, das Gehäuse aus einem festeren Mate­ rial herzustellen als das Deckelelement, wobei entsprechend Material des Deckelelements in eine Ausnehmung des Gehäuses mittels Kaltfließen eingeformt wird. In beiden Fällen ist es möglich, den Halteeffekt durch eine oder mehrere unzusammen­ hängende Ausnehmungen, in die Vorsprünge eingreifen, zu ge­ währleisten.

Vorteilhafterweise sind aber sowohl der Vorsprung als auch die Ausnehmung umlaufend als Kante bzw. Hohlkehle ausgebil­ det, wodurch eine dichtende Verbindung mittels Kaltfließen ermöglicht wird. Werden Vorsprung und Ausnehmung als umlau­ fende Kante und zugeordnete Hohlkehle ausgebildet, so wird ein Abdichteffekt erzielt, zusätzliche Dichtungsmaßnahmen zwischen Deckelelement und Gehäuse sind nicht erforderlich. Auf Dichtelemente kann verzichtet werden, was zu einer Ko­ steneinsparung führt, da keine Nuten oder dergleichen zur Anordnung der Dichtelemente erforderlich sind. Somit wird ein geringerer Herstell- und Montageaufwand erzielt, das Verwechslungsrisiko bzw. mögliche Fehlerquellen bei der Mon­ tage werden durch die reduzierte Anzahl von Bauteilen ver­ mindert.

Das Deckelelement kann einem Druckraum des Geberzylinders zugeordnet werden, wenn die Abmessungen von Hohlkehle und Kante auf die wirksame Fläche und den im Druckraum herrschenden Innendruck abgestimmt sind. Das Deckelelement kann dabei so befestigt sein, daß eine Demontage unmöglich ist, wodurch eine Manipulation an dem sicherheitsrelevanten Bauteil sicher ausgeschlossen und dennoch der Montageaufwand geringgehalten wird.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß das Deckel­ element ein Druckanschlußelement ist. Dazu kann entweder der Druckanschluß direkt am Deckel angeordnet sein, wodurch eine weitere Öffnung im Geberzylinder, die zum Druckanschluß führt, entbehrlich ist. Es ist ebenfalls möglich, den Druck­ anschluß, der bei einem herkömmlichen Geberzylinder im all­ gemeinen angegossen ist, an einer separaten Öffnung des Ge­ berzylinders anzubringen. Diese Öffnung kann als gestufte Bohrung ausgebildet sein, in die das Druckanschlußelement eingepreßt ist und durch Kaltfließpressung sowohl befestigt als auch abgedichtet ist. Dies hat den Vorteil, daß ohne große Änderungen des Herstellprozesses die Lage des Druck­ anschlusses flexibel an geänderte Anforderungen anpaßbar ist. So sind viele verschiedene über den gesamten Außenum­ fang des Geberzylinders flexibel verteilbare Positionen mög­ lich, die an den vorhandenen Bauraum des Kraftfahrzeugs an­ gepaßt sein können, in denen der Geberzylinder zur Anwendung kommt.

Es ist weiterhin möglich, das Deckelelement direkt als Druckleitung auszubilden, beispielsweise die Bremsleitung direkt am Geberzylinder zu befestigen. Dies kann zum Bei­ spiel beim Verbinden von mehreren benachbart angeordneten Bauteilen von Vorteil sein, da diese dann kostengünstig vor­ montiert werden können. Hier sei beispielsweise die Verbin­ dung zwischen dem Geberzylinder und einer ABS-Hydraulikein­ heit genannt.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß das Deckel­ element ein Anschlußstutzen eines Nachlaufbehälters ist. Der Nachlaufbehälter kann dann ohne Dichtelemente oder ähnliche Maßnahmen direkt am Geberzylinder befestigt werden.

Besteht der Nachlaufbehälter bzw. dessen Anschlußstutzen aus Kunststoff, so ist vorgesehen, eine metallische Hülse an den Anschlußstutzen anzuformen, wobei diese Hülse durch Fließ­ pressen dichtend am Geberzylinder befestigt werden kann, während die Hülse am Nachlaufbehälter dichtend angeformt ist, beispielsweise in das Kunststoffmaterial eingespritzt ist. Da hier kein erhöhter Innendruck auftritt, können die entsprechenden Ausnehmungen und Vorsprünge relativ klein dimensioniert ausfallen. Vorteilhafterweise kann hier die Verbindung zwischen Hülse und Gehäuse durch Außenverstemmung des Geberzylindergehäuses im Bereich der Behälteraufnahme erfolgen. Dies hat den Vorteil, daß bei der Montage keine Kräfte von einem Werkzeug direkt auf die Hülse bzw. den Nachlaufbehälter aufgebracht werden müssen.

Üblicherweise wird man für das Deckelelement und das Gehäuse metallische Werkstoffe verwenden. Erfindungsgemäß ist aber ebenso vorgesehen, daß eines oder beide der genannten Bau­ teile aus einem duktilen Kunststoff bestehen, welcher ge­ eignete Kaltfließpreßeigenschaften aufweist.

Beide Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Abbildung.

Fig. 1 zeigt einen Tandemhauptzylinder für eine hydraulische Bremsanlage, in dessen Gehäuse 1 eine durchgehende zylin­ drische Ausnehmung 2 ausgebildet ist, in der ein erster Kol­ ben 3 und ein zweiter Kolben 4, die als Plunger ausgeführt sind, geführt werden. Das eine Ende der Ausnehmung 2 ist mittels eines Deckels 5 verschlossen, der eine umlaufende Hohlkehle 6 aufweist, in die Material des Gehäuses 1 in Form einer umlaufenden Kante 7 dichtend eingreift.

Am anderen Ende der Ausnehmung 2 ist eine Hülse 9 an­ gebracht, die ebenfalls mit einer umlaufenden Hohlkehle 10 versehen ist, in die Material des Gehäuses 1 in Form einer umlaufenden Kante 11 dichtend eingreift. In der Hülse 9 wird der Kolben 4 geführt, der durch eine Dichtmanschette 13 ge­ genüber dieser abgedichtet ist.

Die Kolben 3, 4 weisen einen Boden 14 und einen hohlzylin­ drischen Bereich 15 auf, der in seinem vorderen, am vom Bo­ den 14 abgewandten Ende hin angeordneten Bereich mehrere Radialbohrungen 16 aufweist. In der zurückgestellten Posi­ tion des Kolbens 4, die in Fig. 1 dargestellt ist, münden die Radialbohrungen 16 in einen Nachlaufraum 18, der zwi­ schen der Dichtmanschette 13 und einer weiteren, das vordere Ende des Kolbens 4 gegen das Gehäuse 1 abdichtenden Dicht­ manschette 17 liegt. Der Nachlaufraum 18 ist über eine in der Hülse 9 angebrachte radiale Bohrung 19 sowie eine im Gehäuse 1 angebrachte Bohrung 20 mit einem Nachlaufanschluß 21 verbunden.

Am deckelseitigen Ende der Ausnehmung 2 weist diese einen Bereich 22 größeren Durchmessers auf, in dem ein hülsen­ förmiger Abstandshalter 23 angeordnet ist, der einerseits am Deckel 5 anliegt und andererseits eine Dichtmanschette 24 positioniert. Auf der dem Abstandshalter 23 abgewandten Seite der Dichtmanschette 24 ist eine Buchse 25 angeordnet, die andererseits eine Dichtmanschette 26 in Position hält. Zwischen den Dichtmanschetten 24, 26 befindet sich ein Nachlaufraum 27, der mit einem Nachlaufanschluß 28 verbunden ist. Die Nachlaufanschlüsse 21 bzw. 28 sind mit Nachlauf­ behälter 50 verbunden.

Die durch die Kolben 3, 4 Deckel 5 bzw. Hülse 9 und Ausnehmung 2 gebildeten Druckräume 29, 30 sind mit Druckanschlüssen 31, 32 versehen. Zur Verbindung des Druckanschlusses 31 mit dem Druckraum 29 ist der Abstandshalter 23 mit radialen Ausnehmungen 33 und einer an seiner Außenseite angebrachten umlaufenden Nut 34 versehen. Im Bereich zwischen den Dichtmanschetten 17 und 26 ist die Ausnehmung 2 mit einer Längsnut 35 versehen, die eine Verbindung von Druckraum 30 zu Druckanschluß 32 gewährleistet.

Zwischen Deckel 5 und Kolben 3 bzw. den Kolben 3, 4 sind gefesselte Federpakete 36 bzw. 37 angeordnet, die jeweils aus einer vorgespannten Feder 38 sowie diese haltenden, axial gegeneinander verschieblichen Abstandshaltern 39, 40 gebildet sind. Dabei weisen die Abstandshalter 39, 40 Ausnehmungen 41, 42 auf, die mit Zentrierwülsten 43, 44 zusammenwirken und somit die Federpakete 36 bzw. 37 positionieren.

In Fig. 1 ist die unbetätigte Stellung des erfindungsgemäßen Tandemhauptzylinders abgebildet. Die Druckräume 29, 30 sind über die Radialbohrungen 16 und die Nachlaufräume 26, 18 mit den Nachlaufanschlüssen 28 bzw. 21 verbunden. Zum Druckauf­ bau wird der Tandemhauptzylinder betätigt, indem der Kolben 4 in der Abbildung nach links verschoben wird. Dabei über­ fahren die Radialbohrungen 16 die Dichtmanschette 17, was zum Druckaufbau in dem Druckraum 30 führt. Über das vorge­ spannte Federpaket 36 wird gleichzeitig der Kolben 3 nach links verschoben, wobei auch hier ein Druckaufbau im Druck­ raum 29 erfolgt, sobald die Radialbohrungen 16 die Dichtman­ schette 24 überfahren haben. Dies bewirkt, daß Bremsflüssig­ keit in bekannter Weise durch die Druckanschlüsse 31, 32 in die Radbremsen gelangt.

Beim Zurückfahren der Kolben 3, 4 überfahren auch die Radial­ bohrungen 16 die Dichtmanschetten 24, 17 wodurch eine Verbin­ dung der Druckräume 29, 30 zum drucklosen Nachlaufbehälter wieder hergestellt wird. Die innere Dichtlippe 45 der Dicht­ manschette 17 bzw. 24 ist dabei sowohl auf ihrer dem Kolben 4 bzw. 3 abgewandten Seite als auch - beim Überfahren der Radialbohrungen 16 - über die Radialbohrung 16 auf ihrer dem Kolben 4 bzw. 3 zugewandten Seite mit dem im Druckraum 30 bzw. 29 herrschenden Druck beaufschlagt. Dies bewirkt, daß die Dichtlippe 45 nicht in die Radialbohrung 16 hineinge­ drückt wird, ein Verschleiß der Dichtmanschette durch Über­ fahren durch die Radialbohrung 16 tritt nicht auf. Dies ist auch dann der Fall, wenn der erfindungsgemäße Tandemhaupt­ zylinder mit einer geregelten Bremsanlage (beispielsweise ABS/ASR-Anlage, Anlage zur Regelung der Fahrstabilität oder andere, eine fahrerunabhängige Bremsbetätigung einleitende Anlage) verbunden ist, bei deren Betrieb ein Überfahren der Dichtlippe 45 auch bei hohem im Druckraum 29 bzw. 30 herr­ schenden Druck möglich ist. Auch hierfür ist der erfindungs­ gemäße Tandemhauptzylinder geeignet.

Der Deckel 5 wird zur Montage am Gehäuse 1 in die Ausnehmung 2 eingeschoben, wobei der stufenförmige Absatz 8 des Deckels 5, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als die Hohlkehle 6, Material des Gehäuses in die Hohlkehle 6 hineinpreßt, welches somit die umlaufende Kante 7 und die Stufe 8′ des Gehäuse bildet. Entsprechende Stufen 12, 12′ befinden sich an der Hülse 9 bzw. bilden sich im Bereich der umlaufenden Kante 11 bei dem Fließpreßvorgang. Der Druck­ anschluß 31 ist ebenfalls mit einer umlaufenden Hohlkehle 46 versehen, in die eine umlaufende Kante 47, die beim Einpres­ sen des Druckanschlusses 31 in die gestufte Bohrung 48 ent­ steht, eingreift. Auch hier ist eine dichte und feste Ver­ bindung durch Fließpressen gegeben. Ein entsprechender An­ schluß kann am Druckanschluß 32 vorgesehen sein. Als Alter­ native ist ein Druckanschluß 31′, am Deckel 5 ausgebildet, dargestellt. Dieser Druckanschluß kann mit dem Deckel 5 vor­ gefertigt sein. Er hat den Vorteil, daß er nicht wie der Anschluß 31 radial aus dem Gehäuse 1 hervorragt, sondern axial in einer Ausnehmung 49 des Deckels 5 angeordnet ist. Dies kann in Abhängigkeit vom vorhandenen Bauraum ein Vor­ teil sein. Der Druckanschluß 31′ ist im Ausführungsbeispiel koaxial zur Achse der Ausnehmung 2 ausgeführt, er kann aber durchaus auch schräg dazu angeordnet sein, vorzugsweise in einem Winkel größer 0 Grad. Die Nachlaufanschlüsse 21 bzw. 28 sind mit einem Nachlaufbehälter 50 verbunden. Dieser weist Anschlußstutzen 51 auf, die aus Kunststoff bestehen und in die eine metallische Hülse 52 angeformt ist, die ei­ nen radial umlaufenden Vorsprung 53 aufweist, welcher in eine Ausnehmung 54 des Gehäuses eingreift. Durch Außenver­ stemmung des Gehäuses 1 im Bereich der Nachlaufanschlüsse 21 bzw. 27 entstehen Einkerbungen 55 und die metallische Hülse 52 dichtend umschließende radiale Vorsprünge 56.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Ausnehmung
3 erster Kolben
4 zweiter Kolben
5 Deckel
6 umlaufende Hohlkehle
7 umlaufende Kante
8, 8′ Stufe
9 Hülse
10 umlaufende Hohlkehle
11 umlaufende Kante
12, 12′ Stufe
13 Dichtmanschette
14 Boden
15 hohlzylinderischer Bereich
16 Radialbohrung
17 Dichtmanschette
18 Nachlaufraum
19 Bohrung
20 Bohrung
21 Nachlaufanschuß
22 Bereich größeren Durchmessers
23 Abstandhalter
24 Dichtmanschette
25 Buchse
26 Dichtmanschette
27 Nachlaufraum
28 Nachlaufanschluß
29 Druckraum
30 Druckraum
31, 31′ Druckanschluß
32 Druckanschluß
33 radiale Ausnehmung
34 umlaufende Nut
35 Längsnut
36 Federpaket
37 Federpaket
38 Federn
39 Abstandshalter
40 Abstandshalter
41 Ausnehmung
42 Ausnehmung
43 Zentrierwulst
44 Zentrierwulst
45 innere Dichtlippe
46 umlaufende Hohlkehle
47 umlaufende Kante
48 gestufte Bohrung
49 Ausnehmung
50 Nachlaufbehälter
51 Anschlußstutzen
52 metallische Hülse
53 umlaufender Vorsprung
54 Ausnehmung
55 Einkerbung
56 radialer Vorsprung

Claims (10)

1. Geberzylinder für eine hydraulische Kraftfahrzeugbe­ tätigungseinrichtung, in dessen Gehäuse (1) ein Hohl­ raum (2) ausgebildet ist, welcher zumindest eine Öff­ nung aufweist, in der ein Deckelelement (5, 9, 31, 51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäu­ se (1) aus einem weicheren Material gebildet ist als das Deckelelement (5, 9, 31, 51) und daß das Deckelele­ ment (5, 9, 31, 51) eine zu einem Vorsprung (7, 11, 47, 56) eines stufenförmigen Absatzes im Gehäuse zugeordneten Ausnehmung (6, 10, 46, 57) aufweist, in die mittels Kalt­ fließen Material des Gehäuses (1) eingeformt ist.

2. Geberzylinder für eine hydraulische Kraftfahrzeugbe­ tätigungseinrichtung, in dessen Gehäuse (1) ein Hohl­ raum (2) gebildet ist, welcher zumindest eine Öffnung aufweist, in der ein Deckelelement (5, 9, 31, 51) ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus einem festeren Material gebildet ist als das Deckelelement und daß das Deckelelement eine zu einer Ausnehmung eines stufenförmigen Absatzes im Gehäuse zugeordneten Vorsprung aufweist, der mittels Kaltflie­ ßen in die Ausnehmung des Gehäuses (1) eingeformt ist.

3. Geberzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung eine umlaufende Kante (7, 11, 47, 56) und die Ausnehmung eine umlaufende Hohl­ kehle (6, 10, 46, 57) ist, in die das Material der um­ laufenden Kante mittels Kaltfließen dichtend einge­ formt ist.

4. Geberzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung, in der das Deckelelement (5, 9, 31) angeordnet ist, einem Druckraum (29, 30) des Geberzylinders zugeordnet ist.

5. Geberzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberzylinder eine Bohrung (2) aufweist, in der zumindest ein Kolben (3, 4) abgedichtet geführt ist, und das Deckelelement ein diese Bohrung nach au­ ßen verschließender Deckel (5, 9) ist.

6. Geberzylinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Deckelelement ein Druckanschlußele­ ment (31, 31′) ist.

7. Geberzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelelement eine Druckleitung ist.

8. Geberzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Deckelelement ein An­ schlußstutzen (51) eines Nachlaufbehälter (50) ist.

9. Geberzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (51) aus Kunststoff besteht, an den eine metallische Hülse (52) angeformt ist, wel­ che die Ausnehmung bzw. den Vorsprung (53) aufweist.

10. Geberzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelelement (5, 9, 31, 51) und/oder das Gehäuse (1) aus einem dukti­ len Kunststoff bestehen.