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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Dichtungsnuten
und insbesondere auf eine abgeschrägte Nut, die für
die Verwendung in einer Bremsenanordnung besonders geeignet ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Derzeitige
Scheibenbremssysteme enthalten im Allgemeinen einen Bremssattel,
der während einer Bremsenanwendung (z. B. Position mit
eingeschalteter Bremse) eine Klemmkraft entwickelt, um Bremsklötze
in der axialen Richtung des Rades auf einen ringförmigen
Bremsweg des Rotors zu bewegen. Die Klemmkraft kann infolge eines
zunehmenden Fluiddrucks in einer Kolbenbohrung des Bremssattelkörpers
erzeugt werden, der einen Kolben in Richtung des Rotors drängt.
Ein Bremsfluidaustritt kann durch eine Gummidichtung verhindert
werden, die zwischen dem Bremssattelkörper und dem Kolben
installiert ist. Die Gummidichtung ist typischerweise innerhalb
einer Nut (z. B. einer Dichtungsnut) installiert, die in der Bremssattelkörper-Kolbenbohrung
definiert (z. B. maschinell hergestellt) ist. Die Dichtung, die
Dichtungsnut und die Kolbenabmessungen sind derart, dass, wenn der
Kolben in die Bohrung eingesetzt wird, ein Presssitz erzeugt wird, so
dass die Dichtung gegen den Außendurchmesser des Kolbens
und den Boden der Dichtungsnut verformt wird, was folglich einen
Fluidaustritt verhindert. Ein zusätzlicher Zweck der Dichtung
besteht darin, zu helfen, den Kolben nach der Bremsenanwendung vorzugsweise
in dieselbe Position wie vor der Bremsenanwendung unabhängig
vom Fluiddruck zurückzuziehen. Dies kann beispielsweise
auf Grund der elastischen Art des Gummimaterials der Dichtung stattfinden,
das danach strebt, sich in Reaktion auf eine elastische Dehnung
während des Bremsens in seine normale Konfiguration zurückzuformen.
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In
einer Position mit eingeschalteter Bremse fährt der Kolben
in Richtung des innenliegenden Bremsklotzes aus, wobei Lasten entwickelt
werden, die verursachen, dass der Bremssattelkörper und
die Bremsklötze mit Verbiegen reagieren. Je steifer der Bremssattelkörper
und die Bremsklötze sind, desto weniger Hub ist für
den Kolben erforderlich, um eine ausreichende Klemmkraft für
das Bremsen der Rotorbewegung zu erreichen. Im Allgemeinen variiert die
Bremssattelverbiegung linear mit der Klemmkraft, die Bremsklotzsteifigkeit
jedoch nicht. Normalerweise ist der Bremsklotz bei niedrigeren Klemmkräften weniger
steif und bei höheren Klemmkräften steifer. Die
Dichtung, das Dichtungsnutprofil und der Dichtungseingriff können
sich unter anderen Faktoren auf das Ausmaß des Kolbenrückzugs
nach verschiedenen Drücken bei eingeschalteter Bremse auswirken.
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Das
Ausmaß des Kolbenrückzugs kann als mittleres Laufspiel
oder einfach Laufspiel beschrieben werden. Das Laufspiel ist als
mittlerer Zwischenraum zwischen dem innenliegenden und dem außenliegenden
Bremsklotz, wenn der Rotor eine Drehung erfährt, definiert.
Während einer Drehung des Rotors können im Allgemeinen
abwechselnde Kontakt- und kontaktlose Perioden zwischen dem Rotor
und den Bremsklötzen bestehen.
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An
sich können zwei signifikante und potentiell konkurrierende
Effekte auf die Bremsenleistung in Bezug auf das gesamte Laufspiel
zwischen dem innenliegenden und dem außenliegenden Bremsklotz
und dem Rotor bestehen. Ein erster Effekt sieht vor, dass gilt,
je größer das mittlere Laufspiel ist, desto niedriger
ist die Widerstandskraft, was zu einer besseren Kraftstoffeffizienz
(z. B. verringertem Kraftstoffverbrauch) führen kann, wenn
normal gefahren wird (z. B. Position mit ausge schalteter Bremse,
so dass der Fuß des Fahrers nicht am Bremspedal angreift).
Der zweite Effekt sieht vor, dass gilt, je größer das
Laufspiel ist, desto höher ist das Volumen an Bremsfluid,
das erforderlich ist, um das Bremsen zu erreichen (z. B. langer
Pedalweg), was zu einem langen Pedalweg (z. B. längeren
Bremsperioden) führen kann, der mit einem schlechten Pedalgefühl
und folglich einer Kundenbeschwerde verbunden ist.
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Daher
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Bremssattelanordnung
mit einem Nutdichtungsprofil zu schaffen, die sich sowohl dem ersten
als auch dem zweiten Effekt zuwendet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt den obigen, insbesondere
den Bedarf zum Ausgleichen der Kraftstoffeffizienz und der Hydraulikfluidverwendung, durch
Schaffen einer verbesserten Bremssattelvorrichtung für
eine Bremsenanordnung. Als Zusammenfassung richtet sich die vorliegende
Erfindung auf eine Bremssattelanordnung, die mindestens eine Kolbenbohrung
mit einer Außenfläche und einer Dichtungsnut enthält,
die eine Nutwand enthält, die eine Aussparung in die Außenfläche
der mindestens einen Kolbenbohrung definiert; mindestens einen Kolben,
der innerhalb der mindestens einen Kolbenbohrung für eine
Bewegung entlang einer Bohrungsachse verschiebbar angeordnet ist,
wobei der mindestens eine Kolben eine Außenfläche
und ein erstes Kolbenende aufweist, das zur Bewegung des innenliegenden
Bremsklotzes konfiguriert ist; eine Dichtung, die um die Aussparung
der Dichtungsnut angeordnet ist und die für Dichtungszwecke
mit einem ersten Abschnitt der Außenfläche des
mindestens einen Kolbens in Reibungseingriff steht; und einen abgeschrägten
Abschnitt mit mehreren abgeschrägten Wänden, die
sich benachbart von einem zweiten Ende des inneren Nutwandabschnitts
zur Außenfläche der min destens einen Kolbenbohrung
erstrecken und eine erste abgeschrägte Wand, die sich vom zweiten
Ende des inneren Nutwandabschnitts zu einer ersten abgeschrägten
Kante erstreckt; eine zweite abgeschrägte Wand, die sich
von der ersten abgeschrägten Kante zu einer zweiten abgeschrägten Kante
erstreckt; und die dritte abgeschrägte Wand, die sich von
der zweiten abgeschrägten Kante zu einem Kantenabschnitt
der Außenfläche der mindestens einen Kolbenbohrung
erstreckt, enthalten.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert die erste abgeschrägte
Wand einen ersten Winkel, der im Bereich von etwa 5° bis
etwa 50° von der Vertikalen in Bezug auf die Bohrungsachse
liegt, die zweite abgeschrägte Wand, die sich von der ersten
abgeschrägten Kante zu einer zweiten abgeschrägten
Kante erstreckt, wobei die zweite abgeschrägte Wand einen
zweiten Winkel definiert, der im Bereich von etwa 50° bis
etwa 90° von der Vertikalen in Bezug auf die Bohrungsachse
liegt, oder beide, ist so konfiguriert, dass ein Gleiten zwischen
der Dichtung und dem ersten Abschnitt der Außenfläche
während einer Position mit eingeschalteter Bremse für Bremsenanordnungen
mit veränderlicher Steifigkeit im Wesentlichen verhindert
wird.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der dritte
Winkel so konfiguriert, dass ein Gleiten zwischen der Dichtung und
dem ersten Abschnitt der Außenfläche des mindestens
einen Kolbens während einer Position mit eingeschalteter Bremse
für Bremsenanordnungen mit veränderlicher Steifigkeit
ermöglicht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
einen Querschnitt der perspektivischen Ansicht von einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3-4 zeigen
einen vergrößerten Querschnitt von einem Aspekt
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5A–6C zeigen
einen Querschnitt einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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7A–8C zeigen
einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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9A–10C zeigen einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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11 zeigt
eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
ist lediglich beispielhafter Art und soll die Erfindung, ihre Anwendung
oder Verwendungen keinesfalls begrenzen.
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Die
Lehren der vorliegenden Erfindung schaffen einen Bremssattel mit
einer Kolbenbohrung, die dazu ausgelegt ist, einen Kolben für
die Bewegung darin während des Eingriffs und des Lösens von
Bremsklötzen mit bzw. von einem Rotor aufzunehmen. Wünschenswerterweise
enthält die Kolbenbohrung ein Nutprofil (z. B. Dichtungsnutprofil),
das dazu konfiguriert ist, ein Gleiten zwischen Kolben und Dichtung
bei niedrigen hydraulischen Drücken im Wesentlichen zu
verhindern, während ein Gleiten zwi schen Kolben und Dichtung
bei höheren hydraulischen Drücken ermöglicht
wird, um die Effekte der Widerstandskraft und des Hydraulikfluidvolumens
in einem Bremssystem (das z. B. in der Steifigkeit schwankt) für
ein Kraftfahrzeug auszugleichen. Dies kann gemäß den
vorliegenden Lehren beispielsweise durch Konfigurieren des Dichtungsnutprofils
mit einer speziellen Reihe von Abschrägungen, in die sich
die Dichtung während des Bremsens elastisch verformt (z.
B. verformt sich eine Vorderkante elastisch und nacheinander um
mindestens zwei versetzte Verformungsstellen), bewerkstelligt werden,
so dass der Kolben in einer Position mit eingeschalteter Bremse
eine Bremskraft angemessen zum innenliegenden Bremsklotz liefert,
während die Abschrägungen eine Verformung der
Dichtung ermöglichen. In einer Position mit ausgeschalteter
Bremse kann jedoch die Geometrie des Dichtungsnutprofils eine Struktur enthalten,
die die Rückkehr der elastisch verformten Dichtung in ihren
ursprünglichen Zustand unterstützt.
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Mit
Bezug auf 1 und 2 ist ein
Beispiel (ohne Begrenzung) einer typischen Konstruktion 10 einer
Scheibenbremse (z. B. Schwimmscheibenbremse) gezeigt. Es ist jedoch
zu erkennen, dass dasselbe allgemeine Dichtungsnutprofil verwendet werden
kann, um die Leistung einer gegenüberliegenden Kolbensattel-Scheibenbremsenkonstruktion (nicht
dargestellt) zu verbessern. Die Scheibenbremse 10 ist betätigbar,
um einen innenliegenden Bremsklotz 12 und einen außenliegenden
Bremsklotz 14 gegen eine drehbare Scheibe (z. B. Rotor) 16 zu klemmen,
um ein Fahrzeug (nicht dargestellt) zu verlangsamen, wenn es sich
in einer Position mit eingeschalteter Bremse befindet. Die Scheibenbremse 10 enthält
einen Stützbügel 18, der dazu ausgelegt
ist, an einem Achsschenkel oder einer Achskomponente des Fahrzeugs
zu montieren, um während des Betriebs Bremskräfte
zu unterstützen. Ein Bremssattel 24 ist an einem
ersten Gleitstift 20 und an einem zweiten Gleitstift 22 ver schiebbar
abgestützt. Mindestens ein Kolben 26 ist innerhalb
des Bremssattels 24 verschiebbar abgestützt. Der
Kolben 26 ist über einen hydraulischen Druck,
der selektiv zum Bremssattel 24 geliefert wird, beweglich.
Der innenliegende Bremsklotz 12 und der außenliegende
Bremsklotz 14 sind auf entgegengesetzten Verschleißoberflächen des
Rotors 16 angeordnet. Der Bremssattel 24 umhüllt
zumindest teilweise den innenliegenden Bremsklotz 12 und
den außenliegenden Bremsklotz 14, so dass eine
axiale Bewegung des Kolbens 26 bewirkt, dass die Bremsklötze
in einer Position mit eingeschalteter Bremse am Rotor festklemmen.
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Der
innenliegende Bremsklotz 12 enthält einen Reibungsmaterialblock 30,
der an einer Stützplatte 32 angebracht ist. Klemmen 34 können
zusammenwirken, um eine seitliche Bewegung des innenliegenden Bremsklotzes 12 zum
Rotor hin und von diesem weg während des Bremsens und danach
zu ermöglichen. Der außenliegende Bremsklotz 14 enthält
einen Reibungsmaterialblock 36, der an einer Stützplatte 38 angebracht
ist. Klemmen 40 können zusammenwirken, um eine
seitliche Bewegung des außenliegenden Bremsklotzes 14 zum
Rotor hin und von diesem weg während des Bremsens und danach zu
ermöglichen.
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Der
Bremssattel 24 ist ein im Allgemeinen ”C”-förmiges
Element mit einem innenliegenden Zylinderabschnitt 104 und
einem außenliegenden Fingerabschnitt 106, die
durch einen sich seitlich erstreckenden Brückenabschnitt 108 miteinander
verbunden sind. Der innenliegende Zylinderabschnitt 104 enthält
mindestens eine Kolbenbohrung 50. Der Kolben 26 ist
innerhalb der Kolbenbohrung 50 verschiebbar angeordnet,
so dass er sich entlang einer Kolbenbohrungsachse 52 bewegt.
Eine Kolbenmuffe 54 steht mit dem Kolben 26 und
dem innenliegenden Zylinderabschnitt 104 in Dichtungseingriff,
um die Kolbenbohrung vor dem Eintritt von Verunreinigung zu schützen.
Der Kolben 26 ist unter einem Hydraulikfluid, das in eine Öffnung 124 durch
die Kolbenbohrung 50 eintritt, betätigbar, um
eine Betätigungskraft auf die Stützplatte 32 des
innenliegenden Bremsklotzes 12 aufzubringen. Wie in 2 gezeigt,
enthält die Bohrung 50 ferner eine typische Nutdichtung 46 mit
einer Gummidichtung 48 darin.
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Der
außenliegende Fingerabschnitt 106 enthält
eine Oberfläche 122 in Eingriff mit der Stützplatte 38 des
außenliegenden Bremsklotzes 14. Da der innenliegende
Bremsklotz 12, der außenliegende Bremsklotz 14 und
der Bremssattel 24 relativ zum Stützbügel 18 und
Rotor 16 seitlich beweglich sind, können sich
sowohl der innenliegende Bremsklotz 12 als auch der außenliegende
Bremsklotz 14 am Rotor 16 festklemmen.
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Wie
vorstehend erwähnt, wird in Erwägung gezogen,
dass im Fall eines gegenüberliegenden Kolbenbremssattels 130 mindestens
zwei gegenüberliegende Kolbenbohrungen vorgesehen sind
und jeweils dazu ausgelegt sind, einen Kolben für die Bewegung
darin während des Eingriffs und des Lösens der
Bremsklötze mit bzw. von einem Rotor 152 aufzunehmen.
Insbesondere enthalten die mindestens zwei gegenüberliegenden
Kolbenbohrungen eine innenliegende Kolbenbohrung 132, die
dazu ausgelegt ist, einen innenliegenden Kolben 134 aufzunehmen, und
eine außenliegende Kolbenbohrung 136, die dazu
ausgelegt ist, einen außenliegenden Kolben 138 aufzunehmen.
Der innenliegende und der außenliegende Kolben enthalten
innenliegende und außenliegende Kolbenenden 140, 142,
die im Allgemeinen einander gegenüberliegen.
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Der
Bremssattel enthält ferner einen innenliegenden Bremsklotz 144 und
einen außenliegenden Bremsklotz 146, die zum Eingriff
mit dem Rotor konfiguriert sind. Der innenliegende Bremsklotz 144 besitzt
eine Stützplatte 148 im Allgemeinen benachbart zum Kolbenende 140 des
innenliegenden Kolbens 134 und ein Reibungsmaterial 150 zum
Eingriff mit einem ersten Abschnitt 258 des Rotors 152.
Der außenliegende Bremsklotz 146 besitzt eine
Stützplatte 154 im Allgemeinen benachbart zum
Kolbenende 142 des außenliegenden Kolbens 138 und
ein Reibungsmaterial 156 zum Eingriff mit einem zweiten Abschnitt 260 des
Rotors 152. Wenn der hydraulische Druck in der innenliegenden
und der außenliegenden Kolbenbohrung 132, 136 zunimmt,
fahren beide der gegenüberliegenden innenliegenden und außenliegenden
Kolben 134, 138 einwärts aus, so dass
das innenliegende Kolbenende 140 den innenliegenden Bremsklotz 144 bewegt
und das außenliegende Kolbenende 142 den außenliegenden
Bremsklotz 146 im Allgemeinen in Richtung des Rotors 152, der
sich dazwischen befindet, einwärts bewegt (z. B. entlang
im Allgemeinen derselben oder einer unterschiedlichen Achse).
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Wie
vorstehend mit Bezug auf die ”Schwimm”-Scheibenbremse
erörtert, enthalten wünschenswerterweise die innenliegende
und die außenliegende Kolbenbohrung 132, 136 eine
Dichtungsnut 162 mit einem Profil mit einem abgeschrägten
Wandabschnitt 164, der mehrere abgeschrägte Wände
(z. B. eine erste, eine zweite und eine dritte abgeschrägte
Wand, wie hierin erörtert) enthält. Die Dichtungsnut 162 ist
zum Aufnehmen einer Dichtung 166 ausgelegt, die um die
Aussparung der Dichtungsnut angeordnet ist. Die Dichtung 166 ist
dazu konfiguriert, für Dichtungszwecke mit einem Abschnitt
der Außenfläche des jeweiligen Kolbens 134, 138 in
Reibungseingriff zu kommen. Es wird in Erwägung gezogen,
dass in einem gegenüberliegenden Kolbenbremssattel die
vorderen Abschnitte der Nutwand und die abgeschrägten Abschnitte
am nächsten zum Rotor angeordnet sein können,
während die hinteren Abschnitte der jeweiligen Nutwand
am weitesten vom Rotor entfernt angeordnet sein können. Es
ist zu erkennen, dass das Nutdichtungsprofil so konfiguriert ist,
dass im Wesentlichen ein Gleiten zwischen Kolben und Dichtung bei
niedrigen hydrauli schen Drücken verhindert wird, während
ein Gleiten zwischen Kolben und Dichtung bei höheren hydraulischen
Drücken ermöglicht wird, um die Effekte der Widerstandskraft
und des Hydraulikfluidvolumens in einem Bremssystem (das z. B. in
der Steifigkeit schwankt) für ein Kraftfahrzeug auszugleichen.
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Es
ist zu erkennen, dass in einem gegenüberliegenden Kolbenbremssattel,
während einer Position mit eingeschalteter Bremse nur die
Kolben sich in Bezug auf einander bewegen können (z. B.
bewegt sich der Bremssattelkörper im Wesentlichen nicht
(z. B. verbiegt sich nicht)). Ferner ist zu erkennen, dass das Dichtungsnutprofil
(z. B. Form) in der innenliegenden Kolbenbohrung in Bezug auf die
außenliegende Kolbenbohrung im Allgemeinen ähnlich,
wenn auch nicht maßgleich sein kann. Beispielsweise im Fall
von zwei gegenüberliegenden Kolben und/oder Vorderseite
zu Rückseite im Fall von 4 oder mehr Kolben, wobei der ”vordere” Kolben
bedeuten kann, dass der Kolben einen Abschnitt des Rotors zuerst ”sieht”,
und der ”hintere” Kolben der Kolben sein kann,
der diesen Abschnitt des Rotors als letzter ”sieht” (z.
B. wenn sich der Rotorabschnitt aus der Rückseite des Bremssattels
dreht).
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Mit
Bezug auf 3 und 4 sind vergrößerte
Darstellungen der Fläche (z. B. Profil) der Dichtungsnut 62 der
vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Kolbenbohrung 50 enthält
eine Außenfläche 56, die einen Hohlraum
(z. B. im Allgemeinen zylindrisch) definiert, der dazu konfiguriert
ist, den Kolben 26 aufzunehmen. Die Außenfläche 56 enthält
einen vorderen Außenflächenabschnitt 58 und
einen hinteren Außenflächenabschnitt 60 mit
einer geformten Kolbendichtungsnut 62 (z. B. im Allgemeinen
ringförmig) dazwischen. Die Dichtungsnut 62 ist
von der Außenfläche 56 nach außen
verlagert, um ein Dichtungsnutprofil zu definieren, das eine Fläche
bildet, die dazu ausgelegt ist, eine Kolbendichtung 70 aufzunehmen.
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Vorteilhafterweise
ist das Dichtungsnutprofil so konfiguriert, dass die Effekte der
Widerstandskraft und des Hydraulikfluidvolumens in einem Bremssystem
(das z. B. in der Steifigkeit schwankt) für ein Kraftfahrzeug
ausgeglichen werden, wie hierin erörtert.
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Die
Dichtung 70 kann in verschiedenen Formen gestaltet sein.
Die Dichtung kann im Allgemeinen ringförmig sein und enthält
einen hohlen Abschnitt mit einem Innendurchmesser, der geeignet bemessen
ist, so dass ein Abschnitt des Außendurchmessers der Außenfläche 42 des
Kolbens 26 eingekapselt sein kann, um im Allgemeinen eine Dichtung
darum zu bilden. Wünschenswerterweise kann zumindest ein
Abschnitt (z. B. ein äußerer Abschnitt) der Dichtung
geeignet bemessen sein, um eine Dichtung mit einem Abschnitt (z.
B. äußere Nutwand) des Nutdichtungsprofils zu
bilden. In einem speziellen Beispiel kann die Dichtung einen vorderen Außendurchmesser
(z. B. etwa vorderer Nutwandabschnitt) enthalten, der größer
sein kann als ein hinterer Außendurchmesser, so dass der
Querschnitt der Dichtung eine Trapezform mit einem hohlen Durchgangsloch
sein kann, das zylindrisch sein kann. Es ist zu erkennen, dass andere
Formen, Größen, Orientierungen oder dergleichen
möglich sein können.
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Beim
Zurückwenden zur Nutdichtung 62 erstrecken sich
die vorderen und hinteren Abschnitte 58, 60 der
Außenfläche 56 in einer im Allgemeinen parallelen
Richtung zur Bohrungsachse 52, obwohl es nicht erforderlich
ist, und benachbart zur Außenfläche 42 des
Kolbens 26. Die Dichtungsnut 62 kann einen hinteren
Abschnitt 64 mit einer abgeschrägten Wand 72 enthalten,
die sich zwischen einer hinteren Nutwand 74 und der hinteren
Außenfläche 60 der Bohrung 50 erstreckt,
um eine erste Aussparung 76 zu definieren. Die abgeschrägte
Wand 72 ist von der Dichtung 70 beabstandet und
liegt dieser im Allgemeinen gegenüber. Die Dichtungsnut 62 enthält ferner
einen vorderen Abschnitt 66, der am nächsten zum
innenliegenden Bremsklotz 12 liegt. Der vordere Abschnitt 66 der
Dichtungsnut 62 kann eine vordere Nutwand 78 enthalten,
die im Allgemeinen der hinteren Nutwand 74 gegenüberliegt
und von dieser beabstandet ist, wobei sich eine äußere
Nutwand 80 dazwischen erstreckt. Der vordere und der hintere
Abschnitt 66, 64 enthalten ferner jeweils äußere
Enden 67, 69, die sich zur äußeren
Nutwand 80 erstrecken. Die äußeren Enden 67, 69 können ähnlich
oder verschieden, größer oder kleiner sein, relativ
zur Bohrungsachse voneinander verschieden verlagert angeordnet sein
oder dergleichen. Eines oder beide der äußeren
Enden 67, 69 können beispielsweise Biegepunkte
enthalten, die im Allgemeinen gekrümmt, wie z. B. konkav
oder konvex (3), flach, wie Z. B. schräg
oder abgeschrägt (4), mit
Scheitel versehen, wie z. B. eine Spitze oder Kante aufweisend, oder
dergleichen oder irgendeine Kombination davon sein können.
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Es
ist zu erkennen, dass die hintere Nutwand 74, die vordere
Nutwand 78, die äußere Nutwand 80, die
abgeschrägte Wand 72 oder irgendeine Kombination
davon einen Querschnitt aufweisen können, der flach (z.
B. schräg oder dergleichen), bogenförmig oder
dergleichen oder irgendeine Kombination davon sein kann. Als Beispiel
kann sich mindestens eine der vorderen und der hinteren Nutwand 78, 74 im
Allgemeinen senkrecht zur Bohrungsachse 52 erstrecken,
wie in 3 und 4 gezeigt, so dass die Dichtung 70 während
einer teilweisen Verformung nach außen und Rückformung
nach innen davon im Wesentlichen um die Dichtungsnut 62 gehalten
werden kann. In einem Aspekt kann die äußere Nutwand 80 im
Allgemeinen schräg sein, so dass das äußere Ende 67 des
vorderen Abschnitts 66 relativ zur Bohrungsachse 52 weiter
nach außen verlagert sein kann als das äußere
Ende 69 des hinteren Abschnitts 64. Eine Neigung
in der entgegengesetzten Richtung ist auch eine Möglichkeit.
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Wahlweise
kann die äußere Nutwand ferner eine Aussparung 128 (4)
enthalten, die sich von der Dichtungsnut 62 nach außen
und in den Zylinderabschnitt 104 erstreckt. Vorzugsweise
endet die äußere Nutwand 80 zwischen
den äußeren Enden 67, 69 und
ist im Allgemeinen flach (im Querschnitt) dazwischen. Es ist zu
erkennen, dass die Neigung der äußeren Nutwand 80 so
konfiguriert ist, dass nach der Montage des Bremssattels 24 und
nach anfänglichen Druckbeaufschlagungen die Dichtung 70 sich an
der Wand 78 derart positionieren kann, dass, wenn die Bremse
angewendet wird, die Dichtung 70 so gelenkt werden kann,
dass sie sich nach außen in eine zweite Aussparung 102 verformt.
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Der
vordere Abschnitt 66 der Dichtungsnut 62 enthält
ferner einen abgeschrägten Abschnitt 82, der sich
zwischen der vorderen Nutwand 78 und der vorderen Außenfläche 58 der
Kolbenbohrung 50 erstreckt. Der abgeschrägte Abschnitt 82 enthält
mehrere abgeschrägte Oberflächen, die Umgebungsoberflächen
definieren, so dass zumindest eine abgeschrägte Oberfläche
im Wesentlichen ein Gleiten zwischen Kolben und Dichtung in einer
Position mit eingeschalteter Bremse verhindert und mindestens eine
abgeschrägte Oberfläche im Allgemeinen ein Gleiten
zwischen Kolben und Dichtung in einer Position mit eingeschalteter
Bremse ermöglicht. Es ist zu erkennen, dass die mehreren
abgeschrägten Oberflächen im Querschnitt in geraden
Linien gezeigt sind, obwohl nicht erforderlich. In einem speziellen Beispiel,
wie in 3 und 4 gezeigt, enthält
der abgeschrägte Abschnitt 82 eine erste abgeschrägte Wand 84,
eine zweite abgeschrägte Wand 86 und eine dritte
abgeschrägte Wand 88, die sich benachbart (z.
B. in Reihe) von der vorderen Nutwand 78 zur vorderen Außenfläche 58 der
Kolbenbohrung 50 erstrecken. Die erste, die zweite und
die dritte abgeschrägte Wand 84, 86 und 88 und
die Außenfläche 42 des Kolbens 26 definieren
im Allgemeinen eine zweite Aussparung 102 dazwischen. Die erste
abgeschrägte Wand 84 erstreckt sich von einer
Nutwandkante 90 der vorderen Nutwand 78, die gegenüber dem äußeren
Ende 67 liegt, zu einer ersten abgeschrägten Kante 92.
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Die
erste abgeschrägte Wand 84 kann einen ersten Winkel 94 von
der Vertikalen der Nutwandkante 90 in Bezug auf die Bohrungsachse 52 definieren. Der
erste Winkel 94 kann mindestens etwa 5° und vorzugsweise
mindestens etwa 25° sein. Ferner kann der erste Winkel 94 kleiner
als etwa 50° und vorzugsweise kleiner als etwa 45° sein.
Der erste Winkel 94 kann beispielsweise im Bereich von
etwa 5° bis etwa 50° und vorzugsweise von etwa
25° bis etwa 45° liegen.
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Die
erste abgeschrägte Kante 92 verbindet die erste
abgeschrägte Wand 84 mit der zweiten abgeschrägten
Wand 86. Die zweite abgeschrägte Wand 86 kann
einen zweiten Winkel 96 von der Vertikalen der ersten abgeschrägten
Kante 92 in Bezug auf die Bohrungsachse 52 definieren.
Der zweite Winkel 96 kann mindestens etwa 30° und
vorzugsweise mindestens etwa 50° sein. Ferner kann der zweite
Winkel 96 kleiner als etwa 90° und vorzugsweise
kleiner als etwa 70° sein. Der zweite Winkel 96 kann
beispielsweise im Bereich von etwa 30° bis etwa 90° und
vorzugsweise von etwa 50° bis etwa 70° liegen.
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Die
zweite abgeschrägte Wand 86 erstreckt sich von
der ersten abgeschrägten Kante 92 zu einer zweiten
abgeschrägten Kante 98, so dass die zweite abgeschrägte
Kante 98 die zweite abgeschrägte Wand 86 mit
der dritten abgeschrägten Wand 88 verbindet. Die
dritte abgeschrägte Wand 88 kann einen dritten
Winkel 100 von der Vertikalen der zweiten abgeschrägten
Kante 98 in Bezug auf die Bohrungsachse 52 definieren.
Der dritte Winkel 100 kann mindestens etwa 0° und
vorzugsweise mindestens etwa 5° sein. Ferner kann der dritte
Winkel 100 kleiner als etwa 50° und vorzugsweise
kleiner als etwa 45° sein. Der dritte Winkel 100 kann
beispielsweise im Bereich von etwa 0° bis etwa 50° und
vorzugsweise von etwa 5° bis etwa 45° liegen.
Die dritte abgeschrägte Wand 88 erstreckt sich
von der zweiten abgeschrägten Kante zu einer Bohrungskante 99 der
vorderen Außenfläche 58 der Bohrung 50.
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Es
wird in Erwägung gezogen, dass der erste, der zweite und
der dritte Winkel 94, 96 und 100 nicht
fortschreitend zunehmen oder fortschreitend abnehmen können,
obwohl nicht erforderlich. In einem speziellen Beispiel ist der
zweite Winkel 96 im Allgemeinen größer
als sowohl der erste Winkel 94 als auch der dritte Winkel 100.
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Ferner
ist zu erkennen, dass innerhalb der Beispiele gezeigt und/oder erörtert
wird, dass die abgeschrägten Wände miteinander
und/oder mit der Nutwand, der Außenfläche der
Bohrung oder anderweitig verbunden sein können, um einen
Biegeabschnitt (z. B. Kante oder Scheitel, gezeigt im Querschnitt)
zu definieren. Es ist jedoch ferner zu erkennen, dass einer oder
mehrere der Biegeabschnitte dazwischen gerade, bogenförmig
oder dergleichen sein können. In einem speziellen Beispiel,
wie in 3 und 4 gezeigt, enthalten die erste,
die zweite und die dritte abgeschrägte Wand vorzugsweise
einen konvexen Abschnitt (z. B. die erste abgeschrägte
Kante 92 zwischen der ersten und der zweiten abgeschrägten
Wand 84, 86, die im Allgemeinen in die zweite
Aussparung 110 verlagert ist) und einen konkaven Abschnitt
(z. B. die zweite abgeschrägte Kante 98 zwischen
der zweiten und der dritten abgeschrägten Wand 86, 88,
die im Allgemeinen von der zweiten Aussparung 110 nach
außen verlagert ist). In einer Ausführungsform
kann die Nutdichtungskante 90 zumindest etwa 10%, typischerweise
mindestens etwa 15% und noch typischer mindestens etwa 20% des Abstandes
von der Außenfläche des Kolbens zum äußeren
Ende 67 des vorderen Abschnitts der Dichtungsnut angeordnet
sein. Ferner kann die Nutwandkante 90 weniger als etwa
70%, typischerweise weniger als etwa 50% und noch typischer weniger
als etwa 40% des Abstandes von der Außenfläche
des Kolbens zum äußeren Ende 67 des vorderen
Abschnitts der Dichtungsnut angeordnet sein. Die Nutwandkante kann
beispielsweise von etwa 10% bis etwa 70%, typischerweise etwa 15%
bis etwa 50% und noch typischer etwa 20% bis etwa 40% des Abstandes
von der Außenfläche des Kolbens zum äußeren
Ende 67 des vorderen Abschnitts der Dichtungsnut angeordnet
sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Bohrungskante 99 mindestens etwa
0,3 mm und typischerweise mindestens etwa 0,6 mm vom vorderen Abschnitt 120 der
Dichtung in einer Position mit ausgeschalteter Bremse angeordnet
sein. Ferner kann die Bohrungskante 99 weniger als etwa
2 mm und typischerweise weniger als etwa 1,5 mm vom vorderen Abschnitt 120 der
Dichtung in einer Position mit ausgeschalteter Bremse angeordnet
sein. Die Bohrungskante 99 kann beispielsweise etwa 0,3
mm bis etwa 2 mm und typischerweise etwa 0,6 mm bis etwa 1,5 mm
vom vorderen Abschnitt 120 der Dichtung in einer Position
mit ausgeschalteter Bremse angeordnet sein.
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In
einer Position mit eingeschalteter Bremse fährt der Kolben 26 nach
außen aus, um den innenliegenden Bremsklotz in Richtung
des Rotors zu bewegen, um ein anfängliches Laufspiel zwischen
einem oder beiden des innenliegenden und des außenliegenden
Bremsklotzes 12, 14 und dem Rotor 16 zu verringern.
Es ist zu erkennen, dass in einer anfänglichen ersten Position
mit ausgeschalteter Bremse das anfängliche Laufspiel im
Allgemeinen durch den Gesamtabstand zwischen sowohl dem innenliegenden
als auch dem außenliegenden Bremsklotz und einem Rotor
definiert sein kann. Insbesondere kann das gesamte Laufspiel als
Abstand zwischen dem Kolbenende und der Stützplatte des
innenliegenden Bremsklotzes, Abstand zwischen dem Reibungsmaterial
des innenliegenden Bremsklotzes und einer ersten Oberfläche
des Rotors, Abstand zwischen einer zweiten Oberfläche des
Rotors und dem Reibungsmaterial des außenliegenden Bremsklotzes und
Abstand zwischen der Stützplatte des außenliegenden
Bremsklotzes und der innenliegenden Oberfläche der Bremssattelkörper-”Finger” definiert
sein.
-
Der
Kolben fährt weiter aus, bis die Kolbenkraft durch die
Verbiegung von einem oder beiden des Bremssattels und der Bremsklötze
ausgeglichen wird, wie durch ihre jeweilige Steifigkeit ermöglicht, um
mit dem Rotor 16 in Eingriff zu kommen. Wenn der Kolben 26 in
Richtung des Rotors nach außen ausfährt, kann
folglich der Kolben 26 zumindest einen Abschnitt der Dichtung 70 durch
Verformung der Dichtung 70 in die zweite Aussparung 102 drängen. Die
zweite Aussparung 102 enthält einen ersten Bereich 110,
einen zweiten Bereich 112 und einen dritten Bereich 114,
die im Allgemeinen jeweils zwischen der ersten, der zweiten und
der dritten abgeschrägten Wand 84, 86 und 88 und
dem äußeren Abschnitt 42 des Kolbens 26 angeordnet
sind. Es ist zu erkennen, dass, wenn der Kolben 26 nach
außen ausfährt und beginnt, die Dichtung 70 in
den ersten Bereich 110 oder sowohl den ersten Bereich 110 als
auch den zweiten Bereich 112 der zweiten Aussparung 102 zu verformen,
im Wesentlichen kein Gleiten zwischen der Dichtung 70 und
der Außenfläche 42 des Kolbens 26 bestehen
kann. Wenn der hydraulische Druck innerhalb der Kolbenbohrung 50 zunimmt,
kann insbesondere der Kolben 26 weiter nach außen
ausfahren, während er weiter die Dichtung 70 in
die zweite Aussparung 102 verformt.
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Es
ist zu erkennen, dass das Ausmaß der Verformung durch die
Dichtung 70 in die zweite Aussparung 102 durch
die Eigenschaften (z. B. Steifigkeit) des im innenliegenden Bremsklotz 12 und
im außenliegenden Bremsklotz 14 verwendeten Reibungsmaterials
beeinflusst wer den kann. In Bremssystemen mit einer relativ hohen
Steifigkeit kann beispielsweise das Ausmaß des Kolbenhubs
kürzer sein als bei Bremssystemen mit einem Reibungsmaterial
mit geringerer Steifigkeit. Beim gleichen hydraulischen Druck bewegt
sich insbesondere der Kolben mit einem Reibungsmaterial mit hoher
Steifigkeit weniger als er sich mit einem Reibungsmaterial mit niedrigerer
Steifigkeit bewegt, um ein im Allgemeinen ähnliches Bremsen
zu erreichen. An sich kann bei ähnlichen hydraulischen
Drücken das Reibungsmaterial mit einer relativ hohen Steifigkeit
zu einem niedrigeren Verformungsgrad der Dichtung 70 in
die zweite Aussparung 102 führen als ein Reibungsmaterial
mit einer relativ niedrigen Steifigkeit.
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In
einem Aspekt können die erste abgeschrägte Wand 84,
der erste Winkel 94 oder beide so konfiguriert sein, dass
sie sich an Bremsklötze mit verschiedenen Reibungsmaterialien
anpassen, wie z. B. einige Bremsklötze mit einer relativ
hohen Steifigkeit im Vergleich zu anderen Bremsklötzen,
um das Ausmaß der Verformung der Dichtung 70 in
den ersten Bereich 110 der zweiten Aussparung 102 zu regeln.
In einer Bremsvorrichtung mit Bremsklötzen mit relativ
hoher Steifigkeit kann beispielsweise die erste abgeschrägte
Wand 84 ermöglichen, dass ein Abschnitt der Dichtung 70 sich
im Allgemeinen in den ersten Bereich 110 der zweiten Aussparung 102 verformt,
wenn sich der Kolben 26 nach außen bewegt, um
während der Position mit eingeschalteter Bremse eine Klemmkraft
auf den Rotor aufzubringen. Es ist zu erkennen, dass, wenn sich
die Dichtung 70 mit dem Kolben 26 auf Grund einer
Kontaktreibung dazwischen und eines zunehmenden Drucks an der Dichtung 70 bewegt,
die erste abgeschrägte Wand 84, der erste Winkel 94 oder
beide im Allgemeinen das Ausmaß bestimmen, in dem sich
die Dichtung 70 in den ersten Bereich 110 verformt,
um den Abstand, den sich der Kolben 26 bewegt (z. B. im
Wesentlichen ohne Gleiten zwischen Kolben und Dichtung oder mit
Gleiten zwischen Kolben und Dichtung in Abhängigkeit vom
hydraulischen Druck), zu regeln.
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In
einem weiteren Aspekt können die zweite abgeschrägte
Wand 86, der zweite Winkel 96 oder beide so konfiguriert
sein, dass sie sich an Bremsklötze mit einem Reibungsmaterial
mit einer relativ niedrigen Steifigkeit anpassen, um das Ausmaß der Verformung
der Dichtung 70 durch den ersten Bereich 110 (z.
B. in einem wesentlichen Kontakt mit der ersten abgeschrägten
Wand) und in den zweiten Bereich 112 der zweiten Aussparung 102 zu
regeln. An sich kann bei der Verwendung der Kombination der ersten
und der zweiten abgeschrägten Wand 84, 86 in
Bezug auf den ersten und den zweiten Winkel 94, 96 die
Bremsenanordnung der vorliegenden Erfindung ausgestattet sein, um
sich an mehrere Arten von Bremsklötzen (z. B. mit einem
Reibungsmaterial mit niedriger Steifigkeit, einem Reibungsmaterial
mit hoher Steifigkeit oder einem Reibungsmaterial mit beliebiger
Steifigkeit dazwischen) anzupassen. Durch Verändern der
ersten abgeschrägten Wand 84, der zweiten abgeschrägten
Wand 86, des ersten Winkels 94, des zweiten Winkels 96 oder
irgendeiner Kombination davon kann insbesondere die Nutdichtungskonfiguration
der vorliegenden Erfindung so konfiguriert werden, dass sie in Bremssystemen
mit sowohl niedriger Steifigkeit als auch hoher Steifigkeit arbeitet,
während das Gleichgewicht zwischen dem ersten und dem zweiten
Effekt (z. B. Widerstandskraft und Fluidvolumen) ”optimiert” wird,
wie hierin erörtert.
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In
noch einem weiteren Aspekt können die dritte abgeschrägte
Wand 88, der dritte Winkel 100 oder beide so konfiguriert
sein, dass ein Gleiten zwischen der Dichtung 70 und der
Außenfläche 42 des Kolbens 26 ermöglicht
wird, um das Laufspiel zwischen dem innenliegenden und dem außenliegenden Bremsklotz 12, 14 und
dem Rotor 16 in der folgenden zweiten Position mit ausge schalteter
Bremse zu minimieren. Indem ermöglicht wird, dass ein Gleiten stattfindet,
verursacht wird, dass ein Gleiten stattfindet, oder beides, fährt
der Kolben 26 weiterhin in Richtung des Rotors 16 nach
außen aus, ohne die Dichtung 70 im Wesentlichen
in den dritten Bereich 114 zu verformen (z. B. so dass
die Dichtung 70 mit der dritten abgeschrägten
Wand in einem wesentlichen Kontakt steht). Dabei kann ein Gleichgewicht zwischen
dem ersten Effekt (z. B. Widerstandskraft) und dem zweiten Effekt
(z. B. Hydraulikfluidverwendung) erhalten werden, so dass in der
folgenden Position mit ausgeschalteter Bremse das Laufspiel verringert
wird (z. B. in Bezug auf das Laufspiel der anfänglichen
ersten Position mit ausgeschalteter Bremse). Durch Ausgleichen des
ersten und des zweiten Effekts, wodurch das Laufspiel verringert
wird, wird angenommen, dass der Bremspedalweg (z. B. der Abstand,
den sich das Bremspedal vom ersten Kontakt mit dem Fuß bis
zum Eingriff der Bremsen bewegt), der erforderlich ist, um die Bremsenanordnung in
Eingriff zu bringen, verringert wird, ohne übermäßige
Mengen an Widerstandskraft bei hohem Druck zu erzeugen. Beispielsweise
wird angenommen, dass die erzeugte Widerstandskraft etwa 25 bis
etwa 50% geringer als die Widerstandskraft anderer Bremsenanordnungen
sein kann, die es unterlassen, das Ausmaß an Gleiten zwischen
dem Kolben und der Dichtung zu steuern, und zwar durch die Konstruktionsmerkmale
der dritten abgeschrägten Wand, des dritten Winkels oder
beider der vorliegenden Erfindung, oder ansonsten um ein Gleiten
zu ermöglichen oder ein verringertes Gleiten bei Drücken,
die höher sind als etwa 6 MPa, zu haben.
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Beim
Eingriff der Bremsen (z. B. Berühren, Herabdrücken
oder beides des Bremspedals) überträgt das Fahrzeug
die Kraft vom Fuß des Fahrzeugfahrers auf die Bremsenanordnung
durch ein Hydraulikfluid (z. B. Bremsfluid). Wenn das Bremspedal herabgedrückt
wird, drängt der Druck am Bremspedal das Hydraulikfluid
in die Kolbenbohrung. Wenn sich die Kolbenbohrung mit Hydraulikfluid
füllt, nimmt der Druck innerhalb der Kolbenbohrung zu,
so dass das Hydraulikfluid den Kolben (und die Dichtung) von einer
anfänglichen Position zu einer Eingriffsstelle schiebt,
um folglich den innenliegenden Bremsklotz in Richtung des Rotors
für einen Eingriff mit demselben auszufahren.
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Der
innenliegende Bremsklotz kann derart in Richtung des Rotors ausgefahren
werden, dass bei einem Kontakt mit dem Rotor der Bremssattelkörper (104, 106 und 108)
an Stiften 20 und 22 gleitet, da der Kolben gegen
den inneren Bremsklotz schiebt, der gegen den Rotor schiebt, der
sich nicht axial entlang 52 bewegt. Da sich der Rotor nicht
axial entlang 52 bewegt, muss der Bremssattelkörper
(104, 106 und 108) an Stiften entlang 52 gleiten,
um eine Kraft am äußeren Bremsklotz 14 zu
erzeugen. Die durch den hydraulischen Druck am Kolben und folglich
am inneren Bremsklotz erzeugte Kraft ist gleich der Kraft, die der
Bremssattelkörper auf den äußeren Bremsklotz aufbringt.
Der Eingriff durch den innenliegenden und den außenliegenden
Bremsklotz verlangsamt die Drehung des Rotors, wodurch die Raddrehung
des Fahrzeugs verlangsamt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
kann es jedoch beim Eingriff der Bremsen (z. B. Position mit eingeschalteter
Bremse) erwünscht sein, ein Ziellaufspiel in einer Position
mit ausgeschalteter Bremse, die einer Position mit eingeschalteter
Bremse folgt, die einen hydraulischen Druck erreichen kann, der
im Bereich von etwa 0 bis etwa 7 MPa liegt, im Wesentlichen aufrechtzuerhalten.
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Wie
hierin erörtert, ist zu erkennen, dass zum Steuern des
Ausmaßes an Hydraulikfluidverdrängung, die während
der Position mit eingeschalteter Bremse erforderlich ist, es erwünscht
sein kann, ein gewisses Niveau an Ziellaufspiel aufrechtzuerhalten. Um
dies zu erreichen, ist der Abstand von der Außenfläche 56 der
Bohrung zur Nutwandkante 90 wichtig, um ein Ziellaufspiel
zu erreichen. Typischerweise gilt, je höher die Bremssystemsteifigkeit
ist (z. B. verringerter Kolbenweg, der zum Bremsen erforderlich
ist), desto kleiner ist der vertikale Abstand zwischen einer Oberflächenachse 126 (die
sich z. B. entlang der vorderen und der hinteren Außenfläche
der Bohrung erstreckt) und der Nutwandkante 90.
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Mit
Bezug auf 5–10 werden
die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt,
die ein Bremsszenario schaffen, das eine erste Position (A) mit
ausgeschalteter Bremse, eine Position (B) mit eingeschalteter Bremse
und eine zweite Position (C) mit ausgeschalteter Bremse enthält.
Die erste Position mit ausgeschalteter Bremse (5A, 7A und 9A)
sieht den Kolben 26 und ein anfängliches Laufspiel
RC vor. Der Einfachheit der Erörterung halber ist das Laufspiel
RC als Abstand zwischen dem Kolbenende und dem innenliegenden Bremsklotz
gezeigt, es ist jedoch zu erkennen, dass ein zusätzliches
Laufspiel zwischen dem innenliegenden und dem außenliegenden
Bremsklotz und dem Rotor vorliegen kann.
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In
einem Beispiel nimmt, wenn das Bremspedal herabgedrückt
wird (z. B. Position mit eingeschalteter Bremse, 5B und 6B),
der hydraulische Druck zu, um den Kolben in Richtung des Rotors nach
außen auszufahren, während die Dichtung in die
zweite Aussparung verformt wird, und zwar jeweils um einen ähnlichen
Abstand. Insbesondere fährt bei einem Druck von etwa 0
bis etwa 1 MPa ein erster Abschnitt 116 des Kolbens 26 von
einer anfänglichen Stelle IL0 (z.
B. von der Vertikalen in Bezug auf die Bohrungsachse) zu einer ersten
Stelle L1 (z. B. von der Vertikalen in Bezug auf die Bohrungsachse)
nach außen aus, während ein vorderer Abschnitt 120 der
Dichtung im Allgemeinen in den ersten Bereich 110 der zweiten
Aussparung 102 (z. B. im Allgemeinen um den ersten Bereich 110)
verformt wird, die sich jeweils im Allgemeinen um einen Abstand
dX bewegen (5B und 6B).
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Beim
Lösen der Bremsen nimmt der hydraulische Druck ab, um zu
ermöglichen, dass sich die Dichtung im Wesentlichen (über
ihre innewohnenden elastischen Eigenschaften) in die Dichtungsnut 62 zurückformt,
während der Kolben vom Rotor nach innen zurückgezogen
wird, so dass der vordere Abschnitt 120 der Dichtung und
der erste Abschnitt 116 des Kolbens sich von der ersten
Stelle L1 zur anfänglichen Stelle ILo bewegen (6C),
wobei sich jeder im Allgemeinen um einen Abstand dX bewegt (5C und 6C).
Folglich ist zu erkennen, dass der erste Winkel 94 in Bezug
auf die erste abgeschrägte Wand 84 so konfiguriert
sein kann, dass im Wesentlichen ein Gleiten zwischen Kolben und
Dichtung verhindert wird, so dass beim Erreichen der zweiten Position
mit ausgeschalteter Bremse (5C) das
Laufspiel RC im Wesentlichen aufrechterhalten wurde.
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Es
ist beispielsweise zu erkennen, dass ein Abschnitt der Dichtung
wieder seine normale Position annehmen kann, indem er sich um die
zweite abgeschrägte Kante, dann die erste abgeschrägte
Kante biegt. Die erste und die zweite abgeschrägte Kante (z.
B. Biegepunkte) sehen effektiv eine Hebelwirkung vor, um zu helfen,
den Kolben in die Bohrung zurückzuziehen. Es wird angenommen,
dass die Dichtung den Kolben im Allgemeinen proportional zum Abstand,
den der Kolben während der Position mit eingeschalteter
Bremse nach außen ausgefahren ist (z. B. bei relativ niedrigen
hydraulischen Drücken, wie z. B. weniger als etwa 5 MPa),
zurückziehen kann.
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In
einem weiteren Beispiel nimmt, wenn das Bremspedal herabgedrückt
wird (z. B. Position mit eingeschalteter Bremse, 7B und 8B),
der hydraulische Druck zu, um den Kolben weiter in Richtung des
Rotors nach außen auszufahren, während die Dichtung
weiter in die zweite Aussparung verformt wird, jeweils um einen ähnlichen
Abstand. Bei einem Druck von weniger als etwa 5 MPa fährt
insbesondere der erste Abschnitt 116 des Kolbens von der anfänglichen
Stelle ILo zu einer zweiten Stelle L2 (z. B. von der Vertikalen
in Bezug auf die Bohrungsachse), typischerweise über die
erste Stelle L1 hinaus (z. B. nach außen) nach außen
aus, während der vordere Abschnitt der Dichtung 70 (8B)
in die zweite Aussparung 102 verformt wird (z. B. im Allgemeinen um
den ersten Bereich 110 oder sowohl den ersten als auch
den zweiten Bereich 110, 112), die sich beide
im Allgemeinen um einen ähnlichen Abstand dX bewegen (7B und 8B).
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Beim
Lösen der Bremsen nimmt der hydraulische Druck ab, um zu
ermöglichen, dass sich die Dichtung im Wesentlichen in
die Dichtungsnut 62 zurückformt, während
der Kolben vom Rotor nach innen zurückgezogen wird. Es
ist zu erkennen, dass der vordere Abschnitt 120 der Dichtung
und der erste Abschnitt 116 des Kolbens sich von der ersten
Stelle L1 zur anfänglichen Stelle ILo bewegen (6C),
wobei sich beide im Allgemeinen um den ähnlichen Abstand dX
bewegen (7C und 8C). Folglich
ist zu erkennen, dass der Winkel 94 in Bezug auf die erste abgeschrägte
Wand 84 und der Winkel 96 in Bezug auf die zweite
abgeschrägte Wand 86 so konfiguriert sein können,
dass im Wesentlichen ein Gleiten zwischen Kolben und Dichtung verhindert
wird, so dass beim Erreichen der zweiten Position mit ausgeschalteter
Bremse (7C) das Laufspiel RC im Wesentlichen
aufrechterhalten wurde.
-
In
noch einem weiteren Beispiel nimmt der hydraulische Druck, wenn
das Bremspedal herabgedrückt wird (z. B. Position mit eingeschalteter
Bremse, 9B und 10B)
zu, um den Kolben weiter in Richtung des Rotors ausreichend nach
außen auszufahren, um die Dichtung derart zu verformen,
dass die Dichtung die dritte abgeschrägte Wand 88 berühren
kann. Bei zunehmenden Drücken und, wenn die Dichtung die
dritte abgeschrägte Wand 88 berührt, tritt
jedoch ein Gleiten zwischen der Dichtung und dem ersten Abschnitt 116 der
Außenfläche des Kolbens auf. Wenn das Gleiten
auftritt, kann beispielsweise der Reibungskontakt, der verursacht,
dass sich die Dichtung mit dem Kolben bewegt, überwunden
werden, so dass der erste Abschnitt 116 des Kolbens weiter
in Richtung des Rotors nach außen ausfährt, während
der vordere Abschnitt der Dichtung im Wesentlichen aufhört,
sich weiter in die zweite Aussparung (z. B. den dritten Bereich 114)
zu verformen.
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Insbesondere
bei einem Druck von mindestens etwa 5 MPa fährt der erste
Abschnitt 116 des Kolbens von der anfänglichen
Stelle ILo zur Stelle L2 nach außen aus, während
der vordere Abschnitt der Dichtung 70 (10B) in die zweite Aussparung 102 verformt
wird (z. B. im Allgemeinen um den ersten Bereich 110 oder
sowohl den ersten als auch den zweiten Bereich 110, 112),
wobei sich beide im Allgemeinen um einen ähnlichen Abstand
dX bewegen (7B und 8B). Bei
einem Druck von etwa 5 MPa beginnt jedoch der Kolben, von der Dichtung
zu gleiten, wodurch ermöglicht wird, dass der erste Abschnitt 116 des
Kolbens über den vorderen Abschnitt 120 der Dichtung
hinaus zu einer dritten Stelle L3 (z. B. von der Vertikalen in Bezug
auf die Bohrungsachse) um einen Abstand dS ausfährt (9B und 10B). Es ist zu erkennen, dass an der dritten Stelle
(z. B. dX + dS) der vordere Abschnitt 120 der Dichtung
um einen zweiten Abschnitt 118 des Kolbens angeordnet ist.
Ferner ist zu erkennen, dass der Abstand dS, um den der erste Abschnitt 116 über
den vorderen Abschnitt 120 der Dichtung hinaus geglitten ist,
zum Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 116, 118 des
Kolbens im Allgemeinen proportional ist.
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Beim
Lösen der Bremsen nimmt der hydraulische Druck ab, so dass
der Reibungskontakt zwischen der Dichtung und der Außenfläche
des Kolbens im Wesentlichen wiederhergestellt wird, um das Gleiten
zu verhindern. An sich formt sich die Dichtung im Wesentlichen in
die Dichtungsnut 62 zurück, während der
Kolben vom Rotor weg zurückgezogen wird. An sich ist zu
erkennen, dass der vordere Abschnitt 120 der Dichtung und
der zweite Abschnitt 118 des Kolbens sich von der zweiten
Stelle L2 zur anfänglichen Stelle ILo bewegen (6C),
wobei sich beide im Allgemeinen um den ähnlichen Abstand
dX bewegen, während sich der erste Abschnitt 116 im
Allgemeinen von der dritten Stelle L3 zu einer Gleitstelle LS bewegt,
d. h. ein Abstand dX – dS (9C und 10C). Folglich ist zu erkennen, dass der dritte Winkel 100 in
Bezug auf die dritte abgeschrägte Wand 88 so konfiguriert
sein kann, dass das Gleiten zwischen Kolben und Dichtung im Allgemeinen
durch einen Kontakt mit der Dichtung darum ermöglicht wird,
so dass beim Erreichen der zweiten Position mit ausgeschalteter
Bremse (9C) das Laufspiel RC auf ein
Laufspiel RCgleiten um den Abstand dS verringert
wurde.
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Infolge
des verringerten Laufspiels RCgleiten in der
folgenden Position mit eingeschalteter Bremse (z. B. nach der Position
mit ausgeschalteter Bremse, 10C),
kann vorteilhafterweise der Abstand, den der Kolben ausfahren muss,
um die Bremsen in Eingriff zu bringen, ebenso um den Abstand dS
verringert werden, wodurch weniger Hydraulikfluid benötigt wird,
um das erforderliche Bremsen zu erreichen. Indem weniger hydraulischer
Druck benötigt wird, um das erforderliche Bremsen zu erreichen,
kann die Hydraulikfluidvolumenverwendung verringert werden.
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Es
wird in Erwägung gezogen, dass Abweichungen des Laufspiels
der folgenden zweiten Position mit ausgeschalteter Bremse durch
das Ausmaß des hydraulischen Drucks, der in der vorherigen
Position mit eingeschalteter Bremse erreicht wurde, beeinflusst
werden können. Bei Drücken im Bereich von etwa
0 bis weniger als etwa 4 MPa oder mehr und vorzugsweise von etwa
1 bis etwa 3 MPa (z. B. 5B) verhindert
das Profil der ersten abgeschrägten Wand 84 in
einem Aspekt im Wesentlichen ein Gleiten, indem ermöglicht
wird, dass sich die Dichtung in die zweite Aussparung 102 verformt,
während die Kontaktreibung zwischen dem Kolben und der Dichtung
aufrechterhalten wird.
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Bei
Drücken im Bereich von etwa 1 bis etwa 7 MPa oder mehr
und vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 6 MPa verhindert in einem anderen
Aspekt das Profil der ersten abgeschrägten Wand 84 (z.
B. von etwa 0 bis etwa 3 MPa) oder sowohl das Profil der ersten
als auch der zweiten abgeschrägten Wand 84, 86 (z.
B. etwa 2 bis etwa 7 MPa) im Wesentlichen das Gleiten, indem ermöglicht
wird, dass sich die Dichtung in die zweite Aussparung 102 verformt,
während die Kontaktreibung zwischen dem Kolben und der Dichtung
aufrechterhalten wird.
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Es
ist zu erkennen, dass bei Drücken im Bereich von etwa 0
bis etwa 7 MPa in einer Position mit eingeschalteter Bremse (5B und 7B)
das Laufspiel RC in der folgenden zweiten Position mit ausgeschalteter
Bremse (5C und 7C) in
Bezug auf die anfängliche erste Position mit eingeschalteter
Bremse (5A und 7A) im
Wesentlichen aufrechterhalten wird. An sich kann das Laufspiel RC mindestens
etwa 0,05 mm, obwohl möglicherweise geringer, und vorzugsweise
mindestens etwa 0,5 mm sein.
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Vorteilhafterweise
kann das Profil der dritten abgeschrägten Wand 88 derart
angeordnet sein, dass ein Gleiten bei einem Druck von mindestens etwa
6 MPa, wenn auch möglicherweise geringer, ermöglicht
wird. Bei diesem Druck können die zweite abgeschrägte
Kante 92 in Bezug auf die dritte abgeschrägte
Wand 88, der dritte Winkel 100 oder beide ermöglichen,
dass das Gleiten stattfindet, wodurch im Allgemeinen verhindert
wird, dass die Dichtung 70 sich weiter in die zweite Aussparung 102 (z.
B. den dritten Bereich 114) verformt, wie vorher erforderlich, um
das anfängliche (z. B. konstante) Laufspiel RC in der folgenden
(z. B. zweiten) Position mit ausgeschalteter Bremse aufrechtzuerhalten.
Es wird angenommen, dass, wenn der Druck über 6 MPa zunimmt,
der erste Abschnitt 116 des Kolbens über die vordere
Oberfläche 120 der Dichtung hinaus in Richtung
des Rotors weiter nach außen ausfahren kann, bis ein maximales
Bremspedalherabdrücken (z. B. ein maximaler Druck und/oder
Bremseneingriff) erreicht wurde, das Bremspedal losgelassen wurde oder
beides. Typischerweise kann beim maximalen Bremspedalherabdrücken
(z. B. gänzlicher Kolbenhub) der Druck mindestens etwa
10 MPa oder mehr (z. B. 14 MPa) sein.
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In
der folgenden Position mit ausgeschalteter Bremse (9C und 10C) (z. B. nach einer Position mit eingeschalteter
Bremse mit einem Gleiten zwischen Kolben und Dichtung, 9B und 10B) hat folglich das Laufspiel RC auf das Laufspiel
RCgleiten abgenommen, das dem hydraulischen Druck
entspricht, der in der vorherigen Position mit eingeschalteter Bremse
erhalten wird. Es ist zu erkennen, dass beim hydraulischen Druck
von mindestens etwa 5 MPa und vorzugsweise mindestens etwa 7 MPa
in der vorherigen Position mit eingeschalteter Bremse mit Gleiten
(z. B. 9B und 10B)
das Laufspiel RCgleiten geringer als etwa
0,5 mm, wenn auch möglicherweise mehr, und vorzugsweise
geringer als etwa 0,1 mm sein kann. Es wird in Erwägung gezogen,
dass, wenn der hydraulische Druck über mindestens etwa
7 MPa ansteigt, wodurch das Gleiten ermöglicht wird, um
in der Position mit eingeschalteter Bremse fortzufahren, das Laufspiel
RCgleiten bei der Rückkehr zur
folgenden Position mit ausgeschalteter Bremse sich im Wesentlichen
0 mm nähern kann (z. B. bei einem hydraulischen Druck von mindestens
etwa 10 MPa).
-
-
Ferner
ist zu erkennen, dass die Funktionen oder Strukturen von mehreren
Komponenten oder Schritten zu einer einzelnen Komponente oder einem einzelnen
Schritt kombiniert werden können oder die Funktionen oder
Strukturen von einem Schritt oder einer Komponente unter mehreren
Schritten oder Komponenten aufgeteilt werden können. Die
vorliegende Erfindung zieht alle diese Kombinationen in Erwägung.
Wenn nicht anders angegeben, sollen die Abmessungen und Geometrien
der verschiedenen hierin dargestellten Strukturen nicht die Erfindung einschränken
und andere Abmessungen oder Geometrien sind möglich. Obwohl
ein Merkmal der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit nur einer der
erläuterten Ausführungsformen beschrieben worden
sein kann, kann ein solches Merkmal außerdem mit einem
oder mehreren anderen Merkmalen von anderen Ausführungsformen
für eine beliebige gegebene Anwendung kombiniert werden.
Aus dem Obigen ist auch zu erkennen, dass die Herstellung der einzigartigen
Strukturen hierin und deren Funktionsweise auch Verfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung bilden. Die vorliegende Erfindung enthält
auch Zwischen- und Endprodukte, die sich aus der Ausführung
der Verfahren hierin ergeben. Die Verwendung von ”enthaltend” oder ”einschließend” zieht
auch Ausführungsformen in Erwägung, die aus dem
angeführten Merkmal ”im Wesentlichen bestehen” oder ”bestehen”.
-
Die
hierin dargestellten Erläuterungen und Darstellungen sollen
andere Fachleute über die Erfindung, ihre Prinzipien und
ihre praktische Anwendung informieren. Fachleute können
die Erfindung in ihren zahlreichen Formen anpassen und anwenden, wie
es für die Anforderungen einer speziellen Verwendung am
besten geeignet sein kann. Folglich sollen die speziellen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, wie dargelegt, nicht erschöpfend
sein oder die Erfindung begrenzen. Der Schutzbereich der Erfindung
sollte daher nicht mit Bezug auf die obige Beschreibung festgelegt
werden, sondern sollte statt dessen mit Bezug auf die beigefügten
Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten,
zu denen solche Ansprüche berechtigt sind, festgelegt werden.
Die Offenbarungen aller Artikel und Referenzen, einschließlich
Patentanmeldungen und -veröffentlichungen, werden für
alle Zwecke durch den Hinweis aufgenommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - US 3915461 [0063]
- - US 4387901 [0063]
- - US 5076593 [0063]
- - US 5325940 [0063]
- - US 6244393 [0063]
- - US 7255207 [0063]