专利名称：用于液压室的活塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于液压室的活塞，特别是一种根据权利要求1的前序部分所述的液压制动器的活塞孔径。
从DE 40 03 731 A1中已知一种用于液压操纵制动器的冷变形活塞，该活塞最好是用深冲方法制造的，因此，与现有技术中已知的铸造活塞相比，所说活塞的壁厚比较薄并且很轻。为了保护活塞壁在受力时不发生变形，这种已知的活塞具有一个拱形的底部和一个在其圆周上滚压成形的凹槽，该凹槽增加了活塞的形状刚度。由于这种钢制活塞与灰铸铁法生产的相比具有薄壁结构，结果是，与铸造活塞相比，在敞开的活塞端上，所说的罐边棱在制动块制动面上的端面接触面明显减小了。结果是产生了高的表面压力，这种表面压力不是所期望的数值。此外还有，这种特别在薄壁结构下的活塞在有负荷时具有不允许的高变形情况。
从所述已知的现有技术出发，本发明的任务在于提供一种可以借助简单的成型加工方法进行制造的活塞，所说活塞在很小材料消耗情况下具有尽可能简单的结构，而不会对活塞的负荷能力形成限制。完成上述任务的方式是通过一个具有权利要求1的特征的活塞。本发明的机理在于用尽可能薄壁的恒定壁厚的金属坯料，特别是圆形坯料来制造所说活塞，通过无切屑成型加工方法，特别是冷变形加工方法，以便相对于已知的铸造活塞能减轻重量。为了提高所说活塞的负荷能力，通过在金属坯料上采取的成型措施，增加了所说活塞在危险区段上的厚度。此外，特别有利的是，所说活塞还在特强负荷区域上设置有折叠区段，从而所说活塞壁或活塞底的厚度相对于其余的活塞壁或活塞底的厚度有所增加。在这一加厚区段上的厚度总共等于金属坯料壁厚的几倍。此外，与已知的活塞形式相比，在保持所需活塞强度及活塞刚度情况下，重量明显减小。
作为受力时的强受力区域，首先是在罐形活塞敞开端上的边棱以及在活塞壁和活塞底之间的过渡区域设置有这样的环绕着活塞轴线的折叠，以增加将该区段的厚度。在边棱上最好具有两倍金属坯料壁厚的所说折叠同时还加大了在边棱上形成的环形接触面。
特别有利的是，所说的新式活塞能够用于液压操纵制动器。这样的制动缸活塞通常用其活塞底承受液压力并且将在敞开的活塞端的端面接触面贴靠在一个制动块制动面上。此外在圆形金属坯料的无切屑成型加工之后，最好在其端面上对所说活塞边棱进行机械精加工，以提高平滑接触面的尺寸精确性。与其余薄壁活塞的横截面积相比，所说折叠加大了所说接触面并且因此减小了通过活塞产生在制动块制动面上的单位面积压力。
根据本发明的另一种优选结构，所说活塞在其活塞壁上具有一个径向凸缘，该径向凸缘与在活塞边棱上的折叠区段一起在活塞外壳面上形成了一个环绕活塞轴线的环槽。在活塞处于液压制动器中的装配状态下，一个这样的环槽可以特别用于容纳一个密封环或一个其他的密封元件。因此可以省掉为制造该环槽而象迄今已知的铸造活塞那样对活塞进行的切削加工。同时所说的环状径向凸缘在活塞壁的内侧作为支撑面用于支持一个在所说活塞内部延伸的摩擦片支撑弹簧，该摩擦片支撑弹簧可以卡在所说凸缘之后。
在所说活塞的另一种优选的实施形式中，所说活塞底设计成拱形，其中，所说活塞底的外面具有一个凸起的拱顶。以这样的方式，所说活塞可以根据负荷要求以很薄的壁厚和因此形成的最小材料消耗进行设计，在有负荷时只会有很小的弹性变形。
下面将借助对附图所示优选实施例的说明进一步阐述本发明的思想。其中
图1是本发明活塞的纵向剖面视图。
图1显示的是用于液压制动器特别是用于汽车的局部摩擦式圆盘制动器的活塞1的纵剖面视图，该活塞是由金属坯料通过成型加工方法，特别是通过无切屑冷变形加工方法制成的。优选的是，所说金属坯料是具有恒定壁厚的圆坯料形状。活塞1的造型最好是通过深冲加工或类似深冲的成型加工方法实现的，所说活塞大体为一侧敞开的圆柱罐形状。所说活塞1具有一个向外拱起的活塞底2和一个活塞壁3，所说活塞底以这种方式可以防止变形并且还特别适用于在汽车制动器内施加液压力，而所说活塞壁在罐形活塞1的敞开端上过渡成了一个边棱4。
在敞开的活塞端的其边棱4上，所说活塞1具有一个相对于活塞轴线5折转了180°的环绕区段6。由于这个设有一个折叠的区段X，与通常的活塞壁厚度或活塞底厚度相比，在边棱4上增加了材料厚度，在单折叠情况下，该厚度与金属坯料壁厚的两倍相等。在边棱4上还设置有一个圆环形的接触面7，用于一个未示出的制动块制动面。此外，由于所说的折叠，在边棱4上所说接触面7比通常的活塞壁3的横截面大。这一接触面7在其尺寸上基本等于通常用灰铸铁法生产的活塞所具有的接触面的尺寸。就是说，对于本发明结构的活塞来说，尽管其具有薄壁造型，但与一个相应的铸造活塞相比，在受到液压力时，在制动块制动面上仍可以达到相同的单位面积压力或者在多折叠情况下甚至还可以减小单位面积压力。由于接触面大而形成了较小的单位面积压力，所以，可以抑制在制动块制动面上所使用的减振元件出现不期望的损伤。
所说活塞壁3在边棱4附近具有一个环绕活塞轴线5的径向凸缘8，该径向凸缘同样通过无切屑冷变形加工方式，例如通过滚压加工方式成形在活塞壁上。通过该凸缘8以及在边棱4上的折转区段6，在活塞壁3的外壳面9上形成了一个环槽10，而在活塞壁3的径向内侧则形成了一个台肩11。在活塞1处于一个未示出的液压制动器内的装配状态下，所说环槽10用于容纳一个密封环或一个其他的密封元件。所说台肩11在一定程度上提供了一种简单的可能性，用于支持或支撑一个同样未示出的固定在制动块制动面一侧的摩擦片支撑弹簧，该摩擦片支撑弹簧可以卡在台肩11之后。
通常在其制造过程中，通过对一个具有恒定壁厚的圆形金属坯料进行无切屑冷变形加工，特别是通过深冲，所说活塞被加工成其一侧敞开的罐形。此外，一般除冷变形加工之外，还可以使用其他适合的无切屑成型加工方法。接下来将设有折叠的区段X和Y以及凸缘8无切屑成形到活塞壁3或活塞底2上，最好是通过成型加工与滚压加工组合的方法进行加工。当然还可以使用其他相应与此类似的冷变形加工方法。这种冷变形加工方法的另一个优点在于在成型的活塞壁区段中出现在冷作硬化。尽管由于制造过程中的变形而出现了材料应力，但通过所说的几何结构(折叠)和活塞材料的冷作硬化，却实现了所需的活塞强度及刚度。这尤其适用于设有折叠的区段X和Y。随后，对所说边棱4在制动块制动面一侧的端面进行精加工(最好是切屑加工)，这样形成一个平滑的接触面7，所说的制动块制动面可以平平地靠在该接触面上。理想的方式还可以对环槽10进行机械精加工，以保证其尺寸精确性。
与铸造活塞相比，所得到的优点例如是每个活塞的重量减小了100g以上，因为适应负荷条件情况下冷变形活塞可以有很薄的侧壁结构。此外，在冷变形活塞情况下，还消除了在铸造活塞中出现的缩孔和多孔性问题。作为新式活塞的优选活塞材料，应该使用钢或不锈钢材料(Niro-Materialien)。根据所应用的情况也可以考虑使用其他的金属材料，例如非-贵金属或轻金属(铝)。
权利要求
1.一种用于液压室的活塞(1)，其结构为一侧敞开的罐形空心圆柱体并且由具有恒定壁厚的金属坯料通过成型加工方法制成，它具有一个可以受液压力的活塞底(2)和一个活塞壁(3)，所说活塞壁在其敞开端上过渡成一个边棱(4)，该边棱具有一个圆环形的接触面(7)，其特征在于所说活塞(1)具有至少一个折叠区段(X、Y)，其中，所说活塞壁或活塞底的厚度相对于其余的活塞壁或活塞底的厚度有所增加而且其厚度等于金属坯料壁厚的几倍。
2.根据权利要求1的活塞，其特征在于所说边棱(4)在敞开的活塞端上具有一个环绕活塞轴线(5)折叠的厚度为金属坯料壁厚的几倍的区段(X)。
3.根据前述权利要求之一的活塞，其特征在于通过机械精加工至少在其接触面(7)上对所说边棱(4)进行平整。
4.根据权利要求1的活塞，其特征在于所说活塞(1)在其位于活塞底(2)和活塞壁(3)之间的过渡区域上具有一个环绕活塞轴线(5)折叠的厚度为金属坯料壁厚的几倍的区段(Y)。
5.根据前述权利要求之一的活塞，其特征在于所说活塞壁(3)具有一个径向向内成形的凸缘(8)。
6.根据权利要求2和5的活塞，其特征在于所说活塞壁(3)在其外壳面上具有一个环绕活塞轴线(5)的环槽(10)，该环槽由凸缘(8)和一个在边棱(4)上的折转区段(6)限定。
7.根据前述权利要求之一的活塞，其特征在于所说活塞底(2)呈拱形，其中所说活塞底的外面具有一个凸起的拱顶。
8.根据前述权利要求之一的活塞，其特征在于所说活塞(1)设计成用于液压制动器的制动缸活塞。
全文摘要
本发明涉及一种用于液压室的活塞(1),特别是一种局部摩擦式圆盘制动器的活塞孔径,其中,所说活塞(1)的结构为一侧敞开的罐形空心圆柱体并且由具有恒定壁厚的金属坯料通过成型加工方法制成。所说活塞(1)具有一个可以受液压力的活塞底(2)和一个活塞壁(3),该活塞壁在其敞开端上过渡成一个边棱(4),该边棱具有一个圆环形的接触面(7)。特别是在普通铸造活塞的知识范围内,本发明的任务在于提供一种可以借助简单的成型加工方法进行制造的活塞,所说活塞在很小材料消耗情况下具有尽可能简单的结构,而不会对活塞的负荷能力形成限制。完成上述任务的方式在于:所说活塞(1)具有至少一个设置有折叠的区段(X、Y),在该区段中,所说活塞壁(3)或活塞底(2)的厚度相对于其余的活塞壁或活塞底的厚度有所增加而且其厚度等于金属坯料壁厚的几倍。所以,有利的是,所说活塞只在高负荷区域相应地增加了厚度。
文档编号F16D65/22GK1358259SQ00809537
公开日2002年7月10日 申请日期2000年6月30日 优先权日1999年7月2日
发明者乌维·亨德里希, 罗尔夫·魏勒, 彼得·施耐德, 乌维·蔡比格 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司, 桑德两合公司