[发明专利]用于液力制动器的活塞及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液力制动器的活塞，该活塞在成形过程中由金属原材料(特别是扁平的板材)制成，该活塞构造成单侧开口的、具有纵向轴线、壁部和底部的罐状件，该活塞在开口的端面上由具有可贴靠在制动块上的轴向贴合面的边缘界定。

背景技术

由WO 01/02745 A1已知这种活塞。该活塞是优选通过深拉方法制成的冷成形(冷作硬化)的活塞。与浇铸的活塞相比，该活塞构造成较为薄壁(的结构)，其中原材料、壁部和底部具有同样小的壁厚。为了防止底部在被处于压力下的压力流体加载时变形，活塞外侧凸出地弯曲，因此负载使底部内产生压应力。通过底板的这种稳定的结构构型，在活塞和相应的制动缸之间形成大的余隙容积(Totraum)。此外，作用在底部上的力在活塞的壁部中传递，其中在底部和壁部之间的过渡区中形成的应力增加。为了补偿该应力，材料在该处多次地折叠。在此，已经证实这样是不利的，即材料的折叠在构型方面是特别复杂的，以及特别是在制造工具方面是成本密集的。

由EP 1 414 613 B1已知一种制造用于液力制动器活塞的方法，该方法包括以下步骤：由一定厚度的原材料(特别是一块板材)冲裁出盘状的圆形坯料；借助凹模和凸模使坯料成形成为罐状的空心筒；以及模压罐状空心筒从而形成具有一定壁厚的底部和具有一定壁厚的筒状壁部。在此通过所进行的成形过程，活塞的壁厚相对于原材料显著减小，特别是在底部和壁部的过渡区中。为了实现足够的活塞壁厚，亦即实现足够的稳定性和坚固性，必须选择比较厚的原材料，因此提高了制造成本。

发明内容

本发明的目的是，提出一种具有改进的液力特性并基于应力优化的结构活塞，还提出一种用于有利地制造所述活塞的方法，该方法可形成合适的应力优化的结构特征。

根据本发明，上述目的通过权利要求1的特征部分的特征这样来实现，即底部具有基本上为平面的外表面，底部的壁厚大于壁部的最小壁厚，在底部和壁部之间的过渡区中壁部的壁厚朝向底部连续地增加，因而壁部以斜坡过渡到底部。平坦的外表面不在制动缸中形成余隙容积，由此减小了液压工作回路中的流体量，这显著改进了工作回路的刚性和动力性。所述有利的结构特征防止底部在压力加载时变形，并使底部的拉应力和弯曲应力有利地转换成活塞的壁部中的压应力。所述斜坡具有如下作用，即，使得底部的机械应力能够均匀地经由较大的横截面进入壁部，从而避免应力集中。

本发明的一个有利的改进形式包括，斜坡在纵向轴线上的投影长度小于底部壁厚的两倍。这种几何限制使得，能够有利地向活塞传递应力，从而可避免由于不必要的壁部材料加厚而使活塞的重量过多地增加。

为了使斜坡和壁部之间的过渡部符合应力(的要求)，该斜坡相对于活塞的纵向轴线以大于1°的角度倾斜。

在本发明的另一实施形式中，在斜坡和底部之间设有倒圆。此措施用于符合应力(要求)地构造活塞。在此，如果倒圆至少部分地设计成底部材料中的凹部，使得底部的壁厚在该位置处减小，则是特别有利的。特别是，底部的壁厚在斜坡和底部之间的过渡部中减小致使，表面附近的拉应力分布在底部的整个部件横截面上，由此减轻斜坡的负荷。

这样加强该效果，使过渡区的半径小于底部壁厚。

通过由成形过程使底部壁厚增加了原材料厚度的1.1倍以上，减少了制造成本。由此，可使用厚度较小的原材料。此外，因为底部通过成形过程获得比原材料的强度大1.3倍多的冷作硬化，所以原材料可比较软。这两个特征使得制造成本和工具成本(Werkzeugkosten)都很低。

为了防止活塞的开口的端面上的变形和过载，在本发明的另一实施例中，边缘的贴合面大于壁部在最薄位置处的横截面。

一种用于制造活塞的方法，包括以下步骤：

-使盘状圆形坯料成形成为具有纵向轴线的杯状空心筒，其中空心筒的端面由凸出弯曲的底部闭合，

-在一个或多个成形步骤中，沿空心筒的纵向轴线镦锻该空心筒，使得凸出弯曲的底部变平，通过镦锻底部材料而使该底部加厚，因此完成的底部的壁厚与原材料相比增加了1.1倍以上。

在使用该方法时，在基本上不包括整个空心筒的情况下，通过镦锻底部以有利的方式增加底部的壁厚。底部和从底部到壁部的过渡区在此通过成形而得到冷作硬化。因此可以减小原材料的厚度从而减小原材料的下脚料，这样便降低了制造成本。

当通过一个或多个拉伸成形步骤使被镦锻的底部的边缘区域过渡到壁部，并由此在过渡区内形成壁部的加厚部时，此方法特别有利。

附图说明

本发明的其它细节由根据说明的附图给出。

在附图中：

图1示出根据本发明的活塞的剖视图；