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CN111601740A - 具有至少一个带有相关联活塞弹簧的活塞的单元 - Google Patents

具有至少一个带有相关联活塞弹簧的活塞的单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种装置(1)，该装置具有壳体(2)、空腔(15)，该空腔布置在该壳体(2)中并且该空腔至少在某些区域被构造为孔(3)，至少一个活塞(4)和与该活塞(4)相关联的一个活塞弹簧(5)被接纳在该孔中，其中，当在该装置(1)的操作中激活该活塞(4)时，该孔(3)中的该活塞弹簧(5)被该活塞(4)压缩。为了提供一种改进的装置(1)和一种方法，通过该装置和该方法，可以特别高效地组装该活塞(4)和该活塞弹簧(5)，减少了在预组装、接口尺寸精度和零件多样性方面的要求；根据本发明提出，该活塞弹簧(5)由磁性或可磁化材料、尤其是铁磁性材料构造而成，该活塞(4)由非磁性材料构造而成，并且提供了组装单元(6)，该组装单元包括具有活塞弹簧(5)的活塞(4)，并且其中该活塞弹簧(5)通过磁场(7)保持在该活塞(4)上。

Description

具有至少一个带有相关联活塞弹簧的活塞的单元
本发明涉及一种具有如权利要求1的前序部分所述的特征的装置、尤其是一种用于液压机动车辆制动系统的主制动缸。
在多种多样的设计实施例中已知且广泛使用了具有活塞的装置，该活塞能够在孔中轴向地重新定位并且与活塞弹簧、尤其是复位弹簧相关联。
为了简化和可靠地组装该装置，尝试相应地形成单独的组装单元或功能组件，这些组装单元或功能组件在各自情况下包括具有相关联活塞的活塞弹簧，并且活塞弹簧与活塞之间的接口被设计成俘获式固定。
例如，从DE 10 2012 222 547已知一种具有用于机动车辆制动系统的铝壳体的串联式主制动缸，在该串联式主制动缸中，主活塞上的活塞弹簧通过可在活塞上移位的套筒而被紧固，并且通过活塞芯轴上的铆钉连接而俘获式地固定到活塞上。在从动活塞的情况下，活塞端部处的活塞弹簧通过其内径、通过中心销上的过盈配合而永久地卡在活塞上。在装置的操作中，活塞弹簧也保持固定地连接在相关联的活塞上。
在此认为不利的是，这种类型的解决方案总是需要针对部件的不同变体来精确地匹配多对活塞弹簧和活塞，并且因此增加了所需零件的多样性。增加了预组装该组装单元的复杂性、以及在活塞弹簧与活塞之间的接口的尺寸精度方面的要求。在预组装中组装活塞弹簧存在错误的风险，这只能以高的复杂性来补救，并且存在由于压配合或铆接活塞弹簧而形成碎屑的风险。
因此，本发明所基于的目的是提供一种改进的装置和方法，通过该装置和该方法，活塞和活塞弹簧能以更高效的方式安装在该装置中、同时避免前述缺点，并且通过该装置和该方法，潜在地减少了在预组装、接口的尺寸精度、以及设计变体时零件的多样性方面的要求。
根据本发明，该目的通过具有如权利要求1所述的特征的组合的装置以及通过如权利要求13所述的组装方法实现。从属权利要求以及附图说明进一步说明了本发明的有利实施例和改进。
本发明提供一种组装单元，该组装单元包括活塞和活塞弹簧，该组装单元被提供用于将具有活塞弹簧的活塞组装在该装置中。提供该活塞弹簧，该活塞弹簧由磁性或可磁化材料、尤其是铁磁性材料(例如弹簧钢)构造而成，并且该活塞由非磁性材料(例如塑料材料或轻金属)构造而成。因此，组装单元中的活塞弹簧可以通过磁场保持在活塞上。
完全省却或者可以至少显著减少预组装。通过省却压配合或铆接阻止了碎屑形成。
根据本发明的改进，磁场可以由布置在组装工具中的磁性元件产生，该组装工具有待在结合该组装单元使得活塞在组装时被定位并卡在磁性元件与活塞弹簧之间之后被移除。
因而，省却了将活塞弹簧精确地适配和永久地固定到活塞上的要求。组装单元仅在组装过程期间临时保持在一起。
根据优选实施例，该活塞被设计呈大致套筒状、具有基部和管状壁，其中，在活塞中，壁的内侧和基部的内侧界定了活塞内部空间，并且活塞弹簧至少在某些区域布置在活塞内部空间中。
由此，通过相当小的磁场和减小尺寸的磁性元件确保了活塞弹簧的可靠引导和建立。
为了进一步改进活塞弹簧的可靠联接，用于组装的磁性元件可以优选地定位在基部的外侧的区域中，使得活塞弹簧通过磁场被按压在基部的内侧上。此外，活塞与组装工具之间的接口可以因此被显著简化。
根据优选实施例，活塞弹簧以功能上有利的方式布置成与活塞同轴。
为了将活塞弹簧相对于活塞简单地强制对中，伸入活塞内部空间中的附件可以布置在基部的内侧上，所述附件至少在某些区域具有圆锥形的外部轮廓部分。
为了有效避免活塞弹簧相对于活塞倾斜或偏斜，活塞弹簧可以相对于附件、以及相对于活塞的壁具有宽松的间隙配合。
而且，因而降低了在尺寸精度方面的要求；例如，为了标准化，活塞弹簧可以有利地与多个活塞变体相配对，反之亦然。零件的多样性或零件的范围相应地被成本有效地降低。
根据本发明的一个实施例，磁性元件可以构造为永磁体，因此组装工具能以特别简单的方式构造、不依赖于电流。
根据本发明的另一个实施例，磁性元件还可以构造为螺线管，该螺线管的磁场在磁性元件的激活状态下存在，而在磁性元件的去激活状态下不存在或不是充分地存在。因此，组装过程能以特别简单的方式设计，因为组装单元与组装工具之间的附着作用以及所述相互附着作用的解除能够通过简单地致动螺线管、以可靠且有效的方式实施。
当该装置被构造为机动车辆制动系统的主制动缸、优选地以串联构造(该串联构造具有同轴地彼此前后布置且具有相关联活塞弹簧的两个活塞)进行构造时，本发明的优点以特别有效的方式被利用。
本发明还要求保护一种用于组装根据本发明的组装单元的相关联且有效简化的组装工具，所述组装工具具有接口，该接口用于在该接口区域中将活塞与至少一个磁性元件物理地联接。可以省却或者至少明显简化通过复杂的机械或气动装置将活塞保持在适当位置的要求。
此外，本发明要求保护一种用于组装具有相关联活塞弹簧的活塞的有利组装方法，所述方法包括以下处理步骤：
形成组装单元，其中活塞与活塞弹簧共同地放置在活塞与组装工具之间的给定接口处、在组装工具的磁场中，活塞弹簧与所述活塞空间上对准；将该组装单元引入该装置的壳体中的空腔中，并且将该组装工具与活塞分离。通过有利的组装方法可以省却复杂的预组装，由此可以减少组装的总体复杂性，并且组装厂可以被显著简化和标准化。通过根据本发明的组装方法同样促进了高度的自动化。
本发明进一步的特征和优点从示例性实施例的以下说明和从附图中得到。在附图中：
图1以部分高度简化的方式以轴向截面示出了根据本发明的第一实施例，该组装工具具有永磁体；
图2示出了根据本发明的组装单元的另一实施例、以及具有螺线管的组装工具的实施例；并且
图3示出了串联构造的主制动缸的高度简化图示，该主制动缸包括根据本发明的两个组装单元。
图1
图1以截面图式示出了尚未完全构造好的装置1，具有组装单元3和正被引入壳体2的空腔15中时的组装工具7的第一实施例。
所示实施例中的装置1以示例性方式被构造为用于液压机动车辆制动系统、处于串联构造的主制动缸。
装置1包括由非磁性铝合金制成的壳体2。在壳体2中设置有袋状空腔15，该袋状空腔在某些区域被设计为用于引导活塞4的孔3。在孔3的单独凹槽中布置的密封元件18、18’被提供用于以密封方式在活塞4的径向外表面上滑动。
活塞4大致由非磁性材料构成。为此，在本发明的范围内，可以尤其使用塑料材料，但同样可以使用轻金属和轻金属合金。
活塞4被设计呈大致套筒状并具有设计的基部10和管状壁11。因此，在活塞4中，壁11的内侧和基部10的内侧界定了活塞内部空间12，活塞弹簧5在某些区域中且宽松地接纳在该活塞内部空间中，从而不会被卡住。活塞弹簧5用作复位弹簧。所述活塞弹簧轴向地支撑在基部10的内侧上，所述活塞弹簧在活塞4激活时被压缩，并且在激活过程结束时将活塞4重新定位到其非激活的初始位置。
本发明的范围内的活塞弹簧5由磁性或可磁化材料(尤其是铁磁性材料，例如弹簧钢)制成，并且因此对磁场做出反应。
为了简化组装，活塞弹簧5与活塞4组合以形成组装单元3。组装工具9用于将组装单元3保持在适当位置并将其引入空腔15中。为此，在组装工具9中布置有产生磁场7的磁性元件8。
活塞5通过所述活塞5的基部10的外侧抵靠在组装工具9上的接口16上。磁性元件8是紧邻活塞4的基部10定位。磁场7穿过活塞4并将活塞弹簧5吸引到磁性元件8，使得活塞弹簧5被按在基部10的内侧上并且因此在组装单元3中保持在适当位置。这种状态下的组装单元3可以与组装工具9共同地引入到空腔15中。
在组装单元3已被引入壳体2中的给定位置之后，组装工具9与活塞4分离并且被引导离开壳体2。当永磁体被用作磁性元件8时，例如在本发明的范围内，可以使用能够相对于组装工具9轴向重新定位的滑动件7，以用于分离该组装工具9。当组装工具9返回时，活塞4被滑动件17保持在适当位置，直到磁场7的吸引力不再足以通过由磁场7吸引的活塞弹簧5的接触压力将活塞4在组装工具9上保持适当位置。在本发明的范围内始终允许在功能方面等效的另外的方法；例如，在磁场强度的适合的基本设计的情况下，在克服磁性吸引力将组装工具9抽出时，可以利用密封元件18、18’的夹紧力将活塞4在壳体2内保持在适当位置。
所示实施例中的磁性元件8被设计为环形永磁体；然而，在本发明的范围内也可允许其他实施例。
图2
图2中展示了组装单元3的另一实施例。磁性元件8在此构造为螺线管，螺线管的磁场7仅在激活状态下存在。磁性元件9在将组装单元3引入空腔15中时被激活，并且在组装单元达到期望位置时，磁性元件被去激活以便简单地抽出组装工具9。
伸入活塞内部空间12中的附件13被设置在基部10的内侧上、在活塞内部空间12中。附件12具有圆锥形的外部轮廓部分14，活塞弹簧5在被引入时可以在该圆锥形的外部轮廓部分上滑动，因此，所述活塞弹簧5以简单且强制居中的方式对准，以便与活塞4同轴。在活塞弹簧5与附件12之间设置至少一个间隙配合，以避免活塞弹簧5卡住和/或偏斜。
图3
在图3中以用于可视化的高度简化方式展示了串联构造的主制动缸的原理。
具有相关联的第一活塞弹簧5的第一活塞4和具有相关联的第二活塞弹簧5’的第二活塞4’在壳体2的空腔15中同轴地彼此前后布置。
在本发明的范围内，允许根据以上描述来设计和组装这些组装单元3、3’中的仅一者或组装单元3、3’两者。
附图标记清单
1 装置
2 壳体
3 孔
4 活塞
5 活塞弹簧
6 组装单元
7 磁场
8 磁性元件
9 组装工具
10 基部
11 壁
12 活塞内部空间
13 附件
14 外部轮廓部分
15 空腔
16 接口
17 滑动件
18 密封元件

Claims (14)

1.一种装置(1)，该装置具有壳体(2)、空腔(15)，该空腔布置在该壳体(2)中并且该空腔至少在某些区域被构造为孔(3)，至少一个活塞(4)和与该活塞(4)相关联的至少一个活塞弹簧(5)被接纳在该孔中，其中，当在该装置(1)的操作中激活该活塞(4)时，该孔(3)中的该活塞弹簧(5)被该活塞(4)压缩，其特征在于，提供了包括该活塞(4)和该活塞弹簧(5)的组装单元(6)，以用于将具有该活塞弹簧(5)的该活塞(4)组装在该装置(1)中，其中，该活塞弹簧(5)由磁性或可磁化材料、尤其是铁磁性材料构造而成，该活塞(4)由非磁性材料构造而成，并且其中，该组装单元(6)中的该活塞弹簧(5)通过磁场(7)保持在该活塞(4)上。
2.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，该磁场(7)由布置在组装工具(9)中的磁性元件(8)产生，其中，该活塞(4)在组装时被定位在该磁性元件(8)与该活塞弹簧(5)之间。
3.如权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，该组装工具(9)从该装置(1)中移除，从而将该组装单元(6)结合在该装置(1)中。
4.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，该活塞(4)被设计呈大致套筒状、具有基部(10)和管状壁(11)，其中，在该活塞(4)中，该壁(11)的内侧和该基部(10)的内侧界定了活塞内部空间(12)，并且该活塞弹簧(5)至少在某些区域布置在该活塞内部空间(12)中。
5.如权利要求2和4所述的装置(1)，其特征在于，用于组装的该磁性元件(8)定位在该基部(10)的外侧的区域中，使得该活塞弹簧(5)通过该磁场(7)被按压在该基部(10)的内侧上。
6.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，该活塞弹簧(5)相对于该活塞(4)具有宽松的间隙配合。
7.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，该活塞弹簧(5)被布置成与该活塞(4)同轴。
8.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，附件(13)布置在该基部(10)的内侧上，该附件用于使伸入该活塞内部空间(12)中的该活塞弹簧(5)居中，其中，该附件(13)至少在某些区域具有圆锥形的外部轮廓部分(14)，并且其中，该活塞弹簧(5)相对于该附件(13)具有间隙配合。
9.如权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，该磁性元件(8)构造为永磁体。
10.如权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，该磁性元件(8)构造为螺线管，该螺线管的磁场(7)在该磁性元件(8)的激活状态下存在，而在该磁性元件(8)的去激活状态下不存在或不是充分地存在。
11.如前述权利要求之一所述的装置(1)，其特征在于，该装置(1)被设计为用于机动车辆制动系统的主制动缸。
12.如权利要求11所述的装置(1)，其特征在于，该主制动缸是以串联构造进行构造，该串联构造具有至少两个第一活塞(4)和第二活塞(4’)，该至少两个第一活塞同轴地彼此前后布置且具有相关联的第一活塞弹簧(5)，该至少两个第二活塞具有相关联的第二活塞弹簧(5’)，其中，具有该相关联的活塞弹簧(5，5’)的至少一个活塞(4，4’)被设置为该组装单元(3，3’)。
13.一种用于组装如前述权利要求之一所述的组装单元(3)的组装工具(9)，其特征在于，用于将该活塞(4)物理地联接到该组装工具(9)的该组装工具(9)具有接口(16)和在该接口(16)的区域中的至少一个磁性元件(8)。
14.一种用于在如权利要求1至12之一所述的装置(1)的空腔(15)中组装具有活塞弹簧(5)的活塞(4)的方法，其中，该活塞弹簧(5)由磁性或可磁化材料、尤其是铁磁性材料构造而成，并且该活塞(4)由非磁性材料构造而成，所述方法包括以下处理步骤：
·形成组装单元(3)，其中该活塞(4)与活塞弹簧(5)共同地放置在该活塞与该组装工具之间的给定接口(16)处、在该组装工具(9)的磁场(7)中，该活塞弹簧与所述活塞(4)空间上对准；
·将该组装单元(3)引入该装置(1)的该壳体(2)中的该空腔(15)中；
·将该组装工具(9)与该活塞(4)分离。
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