(57)【要約】  油圧式の自動車ブレーキ装置用のブレーキ圧力を発生させるための油圧ユニット（１）であって、この油圧ユニットは、本体（２）と、この本体（２）内に配置されたキャビティ（３）を有し、このキャビティが、所定の目標直径（Ｄｓ）を有する少なくとも１つの第１の孔部分（４）を備え、この第１の孔部分内に、軸方向に移動可能なシリンダピストン（５）が配置され、このシリンダピストンが、キャビティ（３）内で、圧力液体で満たされた、ブレーキ回路（７）内にブレーキ圧力を発生させるための少なくとも１つの圧力チャンバ（６）を画成し、また、この油圧ユニットは、互いに軸方向に間隔を置いて配置された、シリンダピストン（５）をシールするための少なくとも１つの第１と第２のシール要素（８，９）を有する。その製造がより効果的でより安価になり、それにもかかわらず技術的要求を満足し続ける汎用の油圧ユニットを提供するために、本発明により、本体（２）の材料が、孔部分（４）内のキャビティ（３）の内壁（１１）の周縁層（１０）内に、変形技術により硬化させた材料組織を備えること、を提案する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧式の自動車ブレーキ装置用のブレーキ圧力を発生させるための油圧ユニット（１）であって、この油圧ユニットは、本体（２）と、この本体（２）内に配置されたキャビティ（３）を有し、このキャビティが、所定の目標直径（Ｄｓ）を有する少なくとも１つの第１の孔部分（４）を備え、この第１の孔部分内に、軸方向に移動可能なシリンダピストン（５）が配置され、このシリンダピストンが、キャビティ（３）内で、油圧の圧力媒体で満たされた、ブレーキ回路（７）内にブレーキ圧力を発生させるための少なくとも１つの圧力チャンバ（６）を画成し、また、この油圧ユニットは、互いに軸方向に間隔を置いて配置された、シリンダピストン（５）をシールするための少なくとも１つの第１と第２のシール要素（８，９）を有する、との構成のものにおいて、
本体（２）の材料が、孔部分（４）内のキャビティ（３）の内壁（１１）の周縁層（１０）内に、変形技術により硬化させた材料組織を備えること、を特徴とする油圧ユニット（１）。
【請求項２】
孔部分（４）が、軸方向に少なくとも２つの半径方向溝（１２，１３）によって画成され、シール要素（８，９）が、半径方向溝（１２，１３）内に配置されていること、を特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項３】
キャビティ（３）が、目標直径（Ｄｓ）を有する第２の孔部分（１４）を備え、この第２の孔部分内に、軸方向に移動可能な浮動ピストン（１５）が配置され、この浮動ピストンが、第１の圧力チャンバ（６）を第２の圧力チャンバ（１６）から分離し、この第２の圧力チャンバ内に、第２のブレーキ回路（１７）用のブレーキ圧力が発生されること、を特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項４】
キャビティ（３）が、その軸方向のプロフィル内に、目標直径（Ｄｓ）に対して拡大された半径方向の寸法（Ｄｘ）を有する少なく置も１つの部分（１８）を備えること、を特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項５】
前記部分（１８）が、軸方向に、第１の孔部分（４）と第２の孔部分（１４）の間に配置されていること、を特徴とする請求項３及び４に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項６】
本体（２）が、アルミニウム合金から製造され、このアルミニウム合金が、少なくとも周縁層（１０）以外のキャビティ（３）の領域内で、４５ＨＲＣ（ロックウェル硬さ）未満の材料硬さと５％超の伸び率を備えること、を特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項７】
周縁層（１０）が、半径方向に１０μｍ〜２０μｍの厚さを備えること、を特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項８】
内壁（１１）が、少なくとも孔部分（８，９）内は、コーティングをされていないこと、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項９】
内壁（１１）が、少なくとも孔部分（４，１４）内は、Ｒｚ＜１μｍの粗さ深さとＲａ＜１μｍの粗さを備えること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項１０】
前記ユニット（１）が、タンデム型のマスターブレーキシリンダとして形成されていること、を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項１１】
前記ユニット（１）が、電気油圧式のブレーキユニットとして形成されていること、を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項１２】
前記ユニット（１）が、電気機械式の増幅段を有するブレーキユニットとして形成されていること、を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項１３】
孔部分（４）内の内壁（１１）に沿って滑動するための動的に応力を受ける少なくとも１つのシール要素が設けられていること、を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項１４】
ブレーキ圧力を発生させるためのシリンダピストン（５）が、機械的に操作可能に形成されていること、を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の油圧ユニット（１）内に孔部分（４）又は（４及び１４）を形成するための方法において、
・予備穿孔直径（Ｄｖ）が、好ましくは、目標直径（Ｄｓ）よりも１５μｍ〜２０μｍ小さく、孔部分（４，１４）内の内壁（１１）が、予備穿孔後に３μｍ＜Ｒｚ＜１０μｍ、好ましくはＲｚ≒５μｍの粗さ深さを備えるように、目標直径（Ｄｓ）を備えるために設けられた孔部分（４，１４）内を予備穿孔直径（Ｄｖ）でキャビティ（３）を予備穿孔するステップと、
・内壁（１１）が目標直径（Ｄｓ）を備え、粗さ深さがＲｚ＜１μｍで、粗さがＲａ＜１μｍとなるまで、ローラバニシング工具により半径方向外方へ向けられた力を加えてワンパスで孔部分（４，１４）の内壁（５）を変形させるステップ
が設けられていること、を特徴とする方法。
【請求項１６】
設定されるローラバニシング速度が、２００ｍ／ｍｉｎ未満であり、好ましくは１００ｍ／ｍｉｎ〜１５０ｍ／ｍｉｎの範囲内に設定され、ローラバニシング工具の送り速度が、０．２ｍｍ／ｒｅｖ〜０．６ｍｍ／ｒｅｖの範囲内に設定されていること、を特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式の自動車ブレーキ装置用のブレーキ圧力を発生させるための油圧ユニット、特に請求項１の上位概念に記載の特徴を有するマスターブレーキシリンダと、油圧ユニットのキャビティ内に目標直径を有する孔部分を形成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような油圧ユニットは、多様な形態で広く普及している。特に種々の形式のマスターブレーキシリンダは、キャビティを有し、このキャビティは、大抵は盲穴として形成され、この盲穴内で、１つ又は複数のシリンダピストンが軸方向に移動され、これらシリンダピストンは、キャビティ内で、圧力液体で満たされた１つ又は複数の圧力チャンバを画成し、これら圧力チャンバ内に、ピストン移動に基づいてブレーキ圧力が発生される。
【０００３】
ユニットの適切な機能を保証するため、キャビティは、少なくとも、限定的に許容差をつけた目標直径を有する孔部分を有する必要があり、この孔部分内で、シリンダピストンは、シールされて移動される。更に、キャビティの内壁は、企図される耐久性のために、少なくとも、シール要素が滑動する及び／又はピストンと少なくとも一時的に接触する部分内は、摩耗及び摩擦力を低減するために、規定された最低硬さ並びに表面品質を備えなければならない。
【０００４】
大抵のこのような油圧ユニットの場合、キャビティは、比較的低い硬さを備えるアルミニウム合金から成る本体に導入される。
【０００５】
キャビティ内の該当する孔部分に対する前記要求を保証するために、キャビティを盲穴として形成し、切削製造方法により、例えば穿孔又はフライス加工により、まず目標直径よりも小さい予備穿孔直径を与えることが知られている。次いで、予備穿孔直径も、切削的にリーマ加工又はホーニング加工により目標直径に拡大され、この場合、前の切削加工によって生じた表面内の尖端、起伏及びまくれが削り取られ、そして内壁の粗さ深さ及び粗さが減少させられる。次いで、キャビティ又は本体全体が、電気化学的に別個の保護層を与えられる−例えば陽極酸化される。個々のプロセスステップの後、本体は、切粉、冷却潤滑剤又は電解液を除去するために、再び洗浄又はクリーニングしなければならない。
【０００６】
周知のユニットの製造は、労力及びコストに関して、改善が必要であると考えられており、加えて、キャビティの内壁は、本体の製造手法−大抵は鋳造−に起因して、引け巣を備えることがあり、これら引け巣は、後続の費用のかかる制御措置によって検知する必要があり、場合によってはクズを増加させるか、費用のかかる再加工につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、その製造がより効果的でより安価になり、それにもかかわらず技術的要求を満足し続ける汎用の油圧ユニットを提供するとの課題に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明により、請求項１に記載の特徴の組み合わせを有する油圧ユニットによって解決される。図の説明と共に従属請求項は、本発明の別の有利な構成及び発展形を示す。
【０００９】
本発明は、本体の材料が、孔部分内のキャビティの内壁の周縁層内に、変形技術により硬化させた材料組織を備えること、を企図する。
【００１０】
このように本発明により加工されたユニットの孔部分は、改善された表面品質と軽減された許容差を有する変形技術により硬化及び平滑化させた表面を有する内壁を備える。加えて、表面に近い領域内の材料組織は、均質化及び圧縮され、加工尖端又は起伏のような切削プロセスの痕跡は、除去及び／又は平滑化される。材料組織の圧縮に基づく顕著な周縁層強度は、付加的な別個の保護層の除去を必要とせずに、また、化学的に攻撃的な媒体を製造プロセスで使用する必要なしに、良好な摩耗特性を、またこれにより改善された耐久性を可能にする。これが不十分であると、保護層の剥離は可能でない。
【００１１】
表面の変形技術による圧縮により、生じ得る引け巣は、崩壊させられ、その数及び容積が低減され、これにより、クズ並びに制御及び再加工のための費用は軽減される。
【００１２】
ピストン及び／又はシール要素の摺動特性が改善され、摩擦及びシール間隙を低減し、Ｒａ及びＲｚ値が低減されるために同時に支持力比を高め、ピストンガイドを最適化することができる。
【００１３】
高められた摩耗強度及び軽減された摩擦により、圧力媒体の不所望の黒色変色が回避又は低減される。
【００１４】
本発明の特に有利な実施形態は、孔部分が、軸方向に少なくとも２つの半径方向溝によって画成され、シール要素が、半径方向溝内に配置され、これにより、加工すべき表面及び製造費が低減されること、を企図する。
【００１５】
本発明の好ましい発展形によれば、キャビティが、目標直径を有する第２の孔部分を備え、この第２の孔部分内に、軸方向に移動可能な浮動ピストンが配置され、この浮動ピストンが、第１の圧力チャンバを第２の圧力チャンバから分離し、この第２の圧力チャンバ内に、第２のブレーキ回路用のブレーキ圧力が発生される。特に、ユニットは、タンデム型のマスターブレーキシリンダとして形成することができ、これにより、本発明による油圧ユニット及び付属する製造方法は、大抵の自動車ブレーキ装置においても問題なく使用することができる。
【００１６】
他の発展形によれば、キャビティが、その軸方向のプロフィル内に、好ましくは第１の孔部分と第２の孔部分の間に、目標直径に対して拡大された半径方向の寸法を有する少なく置も１つの部分を備える。これにより、加工すべき表面は、更に低減され、キャビティ内の圧力媒体の循環は、拡大された貫流横断面によって著しく改善することができる。これにより、同様に、１つ又は複数の圧力チャンバの内部容積は、ユニットの軸方向の全長を拡大する必要なしに増大させることができる。
【００１７】
製造プロセスを最適化し、孔部分の表面品質を改善するために、本体は、本発明によれば、少なくとも周縁層以外のキャビティの領域内で、４５ＨＲＣ未満の材料硬さと５％超の伸び率を備えるように、アルミニウム合金から製造される。
【００１８】
好ましい本発明による構成によれば、周縁層が、半径方向に１０μｍ〜２０μｍの厚さを備え、これにより、稼働に最適な硬化と表面平滑化が、変形費用が低減されても達成される。
【００１９】
シリンダピストン及び／又はシール要素の最適化された摺動特性のために、内壁は、少なくとも孔部分内は、好ましくはＲｚ＜１μｍの粗さ深さとＲａ＜１μｍの粗さにされる。
【００２０】
有利には、本発明によるユニットは、別の実施形態では、例えば、電気油圧式のブレーキユニットとしてさもなければ電気機械式の増幅段を有するブレーキユニットとして形成することができ、これにより、このようなブレーキユニットの製造費用及び製造コストは、軽減される。
【００２１】
他の本発明による実施形態によれば、孔部分内の内壁に沿って滑動するための動的に応力を受ける少なくとも１つのシール要素を設けることができ、これにより、１つ又は複数の移動可能なピストンのシールは、必要に応じて、１つ又は複数のピストンに配置されたシール要素によって行なうこともできる。
【００２２】
本発明は、更に、油圧ユニット内に孔部分を形成するための有利な方法を内容とする。
【００２３】
特に、本発明による方法は、第１のプロセスステップで、キャビティが、少なくとも、目標直径を備えるために設けられた孔部分内を、好ましくは、目標直径よりも１５μｍ〜２０μｍ小さい予備穿孔直径で予備穿孔されること、を企図する。この場合、好ましくは、孔部分内の内壁が、唯一のパスの後、３μｍ〜１０μｍ、好ましくは５μｍの粗さ深さを備えるために使用される穿孔工具及び穿孔パラメータが選択される。これにより、サイクルタイムが低減され、加えて、従来のマスターブレーキシリンダ用の既存の製造設備を、コスト効率よく使用することができる。
【００２４】
本発明による方法の次のプロセスステップによれば、内壁が目標直径を備え、粗さ深さ並びに粗さがこのましくは１μｍ未満となるまで、孔部分の内壁が、ローラバニシング工具により半径方向外方へ向けられた力を加えてワンパスで変形される。
【００２５】
この場合、特に効率的な変形プロセスのために、本発明は、企図したローラバニシング速度が、２００ｍ／ｍｉｎ未満であり、好ましくは１００ｍ／ｍｉｎ〜１５０ｍ／ｍｉｎの範囲内に設定され、ローラバニシング工具の送り速度が、０．２ｍｍ／ｒｅｖ〜０．６ｍｍ／ｒｅｖの範囲内に設定されていること、を企図する。
【００２６】
本発明による方法の適用により、製造時のサイクルタイムは、プロセスステップの軽減によって高められ、クリーニングの必要性と使用される冷却潤滑剤の量が軽減され、従って製造が経済的にされる。
【００２７】
本発明による方法は、１つのシール要素がキャビティの内壁に沿って滑動する構成のユニット、例えばピストンに配置されたシールリングを有するセンターバルブ型のマスターブレーキシリンダのためにも、複数のシール要素が、位置不動にキャビティ内に残留し、ピストンがキャビティに沿って滑動する構成のユニット、例えばプランジャ型のマスターブレーキシリンダのためにも適している。
【００２８】
本発明の別の特徴及び利点は、実施例及び図面の後続の説明からわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ブレーキユニットの本発明による実施形態の縦断面図
【図２】予備穿孔後の図１による孔部分内のキャビティの内壁の一部の拡大しかつ著しく単純化した断面図
【図３】圧縮された周縁層を含む図２による図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１
【００３１】
図１は、断面図で、プランジャ型のタンデム−マスターブレーキシリンダの例で本発明による油圧ユニット１を示す。
【００３２】
軽金属合金、好ましくはアルミニウム合金から成る本体２内に、袋状のキャビティ３が配置されている。キャビティ３は、第１の孔部分４と第２の孔部分１４を備え、これら孔部分は、それぞれ１つの目標直径Ｄｓを備え、この目標直径は、この実施例では、同時に、キャビティ３の軸方向のプロフィル内の最小直径を成す。
【００３３】
孔部分４の領域内に、機械的に操作可能なシリンダピストン５が、また孔部分１４内に浮動ピストン１５が、それぞれ軸方向に移動可能に収容されている。シリンダピストン５は、油圧の圧力媒体で満たされかつ第１のブレーキ回路７と接続された第１の圧力チャンバ６を画成し、浮動ピストン１５は、圧力チャンバ６を、同様に油圧の圧力媒体で満たされかつ第２のブレーキ回路１７と接続された第２の圧力チャンバ１６から分離する。
【００３４】
孔部分４は、軸方向に２つの半径方向溝１２，１３によって画成され、これら半径方向溝内に、動的に応力を受けるシール要素８，９が収容され、これらシール要素は、シリンダピストン５に対してシールをするために使用される。これと同様に、孔部分１４は、半径方向溝２１，２２の間に配置され、これら半径方向溝内に、浮動ピストン１５に対してシールをするためのシール要素１９，２０が収容されている。
【００３５】
軸方向で孔部分４と１４の間に、その半径方向の寸法Ｄｘが目標直径Ｄｓよりも大きく形成された部分１８が設けられている。
【００３６】
孔部分４と１４内へ開放した、接続通路２５，２６を介して示してない圧力媒体容器と接続された２つの補充通路２３，２４は、圧力チャンバ６，１６に油圧の圧力媒体を供給する。
【００３７】
この場合、孔部分４，１４に隣接ずる半径方向溝１２，１３，２１，２２のエッジも、部分１８への移行部も、面取り又はＲ付けされて形成されている。
【００３８】
キャビティ３の内壁１１は、孔部分４及び１４の領域内に、比較的薄い周縁層１０を備え、この周縁層内で、本体２の材料が硬化されている。
【００３９】
半径方向の周縁層１０の深さもしくは厚さは、１０μｍ〜２０μｍの範囲内にあり、このましくは約１５μｍである。
【００４０】
周縁層１０の硬化は、変形プロセス、特にローラバニシングによる加工硬化として生じさせられる。このため、キャビティ３は、第１のプロセスステップで、少なくとも、孔部分４及び１４を含む軸方向の部分が予備穿孔直径Ｄｖにされ、この予備穿孔直径は、最終的にユニット１の稼働のために企図される目標直径Ｄｓよりも小さく規定されている。これは、好ましくは唯一の作業過程で、規定の粗さ深さＲｚを有する内壁１１の表面を発生させる適切な穿孔工具で行なわれる。
【００４１】
図２
【００４２】
図２に予備穿孔後の図１による孔部分４内のキャビティ３の内壁１１の一部の拡大及び著しく単純化された断面図が示されている。
【００４３】
特に効果的な最終結果のために、構造的及びプロセス技術的に、本体２の材料が、完全に又は少なくとも直接的にキャビティ３に隣接する領域を、４５ＨＲＣ未満のロックウエル硬さと、５％超の伸び率を備え、基本的に塑性変形可能であることが保証されるべきである。
【００４４】
この場合、内壁１１の表面は、３μｍ〜１０μｍの範囲内にある平均した粗さ深さＲｚを備えるべきである。好ましくは約５μｍの粗さ深さを備えるべきであり、この場合、予備穿孔直径Ｄｖは、好ましくは目標直径よりも約２０μｍ小さく選択される。
【００４５】
図３
【００４６】
後続のプロセスステップで、内壁１１は、示してないローラバニシング工具で、好ましくは１回のプロセスステップで、目標直径Ｄｓが達成されるまで、半径方向外方へ拡大される。この場合、図２に単純化して示した、内壁１１の表面の粗さ深さＲｚを規定する凹凸は、そのこれまでの位置から半径方向外方へ排除されるので、内壁１１に周縁層１０が形成され、この周縁層内では、本体２の材料が圧縮及び硬化されている。この場合、内壁１１の表面も著しく平滑化され、最終製品で、粗さ深さＲｚも粗さＲａも好ましくは１μｍよりも小さくなる。
【００４７】
技術的な課題の意味での最適な目標達成のために、１０μｍ〜２０μｍの範囲内の半径方向の周縁層１０の厚さもしくは深さが特に有利であるとわかった。この厚さは、特に前で説明したパラメータと材料特性の維持によって特に簡単に達成することができる。
【００４８】
この場合、ローラバニシング速度は、好ましくは１００〜１５０ｍ／ｍｉｎであり、ローラバニシング工具の送り速度は０．２ｍｍ／ｒｅｖ〜０．６ｍｍ／ｒｅｖであるべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１      油圧ユニット
２      本体
３      キャビティ
４      Ｄｓを有する孔部分
５      シリンダピストン
６      圧力チャンバ
７      ブレーキ回路
８      シール要素
９      シール要素
１０    周縁層
１１    内壁
１２    半径方向溝
１３    半径方向溝
１４    Ｄｓを有する孔部分
１５    浮動ピストン
１６    圧力チャンバ
１７    ブレーキ回路
１８    Ｄｘを有する部分
１９    シール要素
２０    シール要素
２１    半径方向溝
２２    半径方向溝
２３    補充通路
２４    補充通路
２５    接続通路
２６    接続通路
Ｄｓ    目標直径
Ｄｖ    予備穿孔直径
Ｄｘ    拡大された半径方向の寸法
【図１】
2018524229.tif 000003
【図２】
2018524229.tif 000004
【図３】
2018524229.tif 000005
【国際調査報告】
2018524229.tif 000006
2018524229.tif 000007
2018524229.tif 000008
2018524229.tif 000009