DE102012203167A1 - Sealing arrangement for piston of motor vehicle brake, has dynamically stressed sealing rim provided for attachment at actuating element, and seal inserted into retainer in axial direction and axially parallel to bore - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für einen Aktuator, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbremse und ein zugehöriges Montageverfahren.The invention relates to a sealing arrangement for an actuator, in particular for a motor vehicle brake and an associated assembly method.
Bei konventionellen hydraulischen Kraftfahrzeugbremsen dient eine Dichtung dazu, Schmutz insbesondere Reibbelagabrieb, Feuchtigkeit oder deren Gemisch daran zu hindern, in eine Fuge zwischen feinbearbeiteter Bohrung und feinbearbeiteter Umfangswandung von einem hydraulisch betätigten Kolben zu gelangen. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Beschädigung der Kolbenführung oder Korrosion zwischen Kolben und Bohrung ausgeschlossen ist. Zur Aufnahme der dynamisch beanspruchten Dichtung ist in die Bohrungswandung eine Aufnahme mit einem Aufnahmeprofil eingearbeitet, die rechtwinklig zur Kolbenachse in die Bohrungswandung eingestochen ist. Die Dichtung ist derart elastisch deformierbar ausgebildet, dass diese in Radialrichtung, quer zur Bohrungsachse, in die Aufnahme eingeknöpft werden kann. Nach Montage liegt die Dichtung zumindest bereichsweise federnd elastisch am Umfang vom Kolben sowie an Wandflächen der Aufnahme an. Die primäre Funktion dieser konventionellen Abdichtung besteht also darin, einen Austritt von hygroskopischer Bremsflüssigkeit zu verhindern, und die notwendige Hochdruckdichtigkeit zur Funktionssicherung der Kraftfahrzeugbremse herzustellen.In conventional automotive vehicle brakes, a seal serves to prevent dirt, particularly friction lining wear, moisture or their mixture, from entering a joint between the machined bore and the finished peripheral wall from a hydraulically actuated piston. This will ensure that damage to the piston guide or corrosion between the piston and the bore is excluded. To accommodate the dynamically stressed seal a receptacle is incorporated with a receiving profile in the bore wall, which is inserted at right angles to the piston axis in the bore wall. The seal is formed so elastically deformable that it can be buttoned into the receptacle in the radial direction, transverse to the bore axis. After assembly, the seal is at least partially resiliently on the circumference of the piston and on wall surfaces of the recording. The primary function of this conventional seal is thus to prevent the escape of hygroscopic brake fluid, and to produce the necessary high-pressure tightness for functional safety of the motor vehicle brake.
Die Dichtung ist weiterhin mit einer so genannten Roll-Back-Eigenschaft versehen, die dazu dient, den Kolben nach Abschluss einer Bremsbetätigung zwecks Herstellung eines definierten Lüftspiels entgegen der Betätigungsrichtung zurück zu ziehen. Es versteht sich, dass Herstellung, Prüfung und Montage von derartig gesonderten Bauteilen, und auch die Herstellung von definierten Aufnahmen und Sitzen, aufwändig sind. Hinzu tritt, dass zukünftige Aktuatortypen wie insbesondere die elektromechanischen Bremsen geänderte Prioritäten und Schwerpunkte – nicht zuletzt durch Entfall der Bremsflüssigkeit – bei der Dichtungsgestaltung erfordern. Dadurch ist eine einfache Übertragung von, im konventionell-hydraulischen Aktuatorbereich verwendeten Roll-Back-Dichtungen nicht ohne weiteres möglich oder nicht vorteilhaft.The seal is further provided with a so-called roll-back feature, which serves to pull the piston back after completion of a brake operation for the purpose of producing a defined clearance against the actuation direction. It is understood that production, testing and assembly of such separate components, and also the production of defined recordings and seats, are complex. In addition, future types of actuators, in particular electromechanical brakes, require changed priorities and priorities - not least due to the elimination of brake fluid - in the design of the seal. As a result, a simple transfer of roll-back seals used in the conventional hydraulic actuator range is not readily possible or not advantageous.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Dichtung mit verbesserten Eigenschaften vorzuschlagen, die weiterhin für die elektromechanisch betätigbaren Bremsentypen besonders geeignet ist.The invention is based on the object to propose a seal with improved properties, which is also particularly suitable for the electromechanically actuated brake types.
Die Aufgabe wird gleichermaßen, betreffend Verfahren und Vorrichtung, zusammen mit den kennzeichnenden Merkmalen vom unabhängigen Patentanspruch gelöst. Die Erfindung verfügt über den Wesentlichen Vorteil, dass die Aufnahme in Form von einem Sitz für die Dichtung besonders einfach und kostengünstig am Gehäuse herstellbar ist, und dass die Montage der Dichtung am Gehäuse einfach durch eine Einschubbewegung in Axialrichtung, parallel zur Kolbenbohrung ermöglicht ist. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt dies gänzlich ohne Überwindung irgendwelcher, radial gerichteter Stufen oder formschlüssiger Hinterschneidungen in der Aufnahme, welche die Dichtung bei konventionellen Bauformen in Radialrichtung hintergreifen. Andererseits ist es nicht völlig ausgeschlossen, dass eine geringfügige radial gerichtete Stufe oder Absatz in der Aufnahme vorteilhaft vorgesehen ist.The problem is solved equally, in terms of method and apparatus, together with the characterizing features of the independent claim. The invention has the significant advantage that the receptacle in the form of a seat for the seal is particularly simple and inexpensive to produce the housing, and that the assembly of the seal on the housing is made possible simply by a slide movement in the axial direction, parallel to the piston bore. In a particular embodiment of the invention, this is done entirely without overcoming any radially directed steps or positive undercuts in the receptacle, which engage behind the seal in conventional designs in the radial direction. On the other hand, it is not completely ruled out that a slight radially directed step or step in the receptacle is advantageously provided.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht weiterhin darin, dass die Bearbeitung der Aufnahme für die ringförmige Dichtung im Wesentlichen als kostengünstige Außenbearbeitung in Form von einer Bohrung am Gehäuse vom Aktuator sowie von derselben Seite erfolgt, von der die Bohrung für das Betätigungselement eingebracht wird. Durch parallel zur Bohrungsachse gerichtete Verbohrung und Montage ist eine einfache Herstellbarkeit, Maßprüfung und Axialmontage der Dichtung ermöglicht. Ein Arbeitsgang zum radialen Einstechen einer Nut ist rationalisiert.A particular advantage of the invention further consists in that the processing of the receptacle for the annular seal substantially as cost-effective external machining in the form of a bore on the housing from the actuator and from the same side takes place, from which the bore for the actuating element is introduced. By directed parallel to the bore axis bung and mounting a simple manufacturability, dimensional inspection and axial mounting of the seal is possible. One operation for radially grooving a groove is rationalized.
Durch die schräg in Betätigungsrichtung nach axial auswärts gerichtete, dynamisch beanspruchte, Dichtlippe, die elastisch auf einem Umfang eines Betätigungselementes aufsitzt, sind die Eigenschaften zum Abstreifen von Schmutz oder Fremdkörpern von dem Umfang des Betätigungselementes auf einfache und zuverlässige Weise verbessert. Des weiteren können weitere radial gerichtete Dichtlippen vorgesehen sein, die auf dem Umfang vom Betätigungselement aufsitzen wobei zwischen den Dichtlippen ein Reservoir zur Aufnahme von Schmierstoff vorgesehen sein kann.Due to the obliquely in the direction of actuation axially outwardly directed, dynamically stressed, sealing lip which rests resiliently on a circumference of an actuating element, the properties are improved for stripping dirt or debris from the scope of the actuating element in a simple and reliable manner. Furthermore, further radially directed sealing lips can be provided, which rest on the circumference of the actuating element, wherein a reservoir for receiving lubricant can be provided between the sealing lips.
Die Dichtung verfügt über eine oder mehrere, statisch beanspruchte Dichtlippen, die zur Abdichtung elastisch an der Wandung der Aufnahme anliegen. Vorzugsweise ist dazu im Bereich vom Aufnahmeboden ein schräg nach radial auswärts gerichteter Vorsprung mit zwei Dichtlippen vorgesehen, von denen eine Dichtlippe in Achsrichtung axial, am Aufnahmeboden, also in Richtung Gehäuse elastisch anliegt, und wobei eine zweite Dichtlippe radial elastisch an der Aufnahmewandung anliegt. Zusammenfassend erfolgt anhand der Wirkung der Dichtlippen sowohl ein Verschluss eines Spalts zwischen Dichtung und Gehäuse, also auch ein Verschluss eines Spalts zwischen Betätigungselement und Dichtung.The seal has one or more, statically stressed sealing lips which rest elastically on the wall of the receptacle for sealing. Preferably, an obliquely radially outwardly directed projection with two sealing lips is provided in the region of the receiving base, of which a sealing lip axially in the axial direction, on the receiving base, ie in the direction of housing rests, and wherein a second sealing lip rests radially resiliently on the receiving wall. In summary, based on the action of the sealing lips both a closure of a gap between the seal and the housing, so also a closure of a gap between the actuator and seal.
Die elastische Dichtung verfügt weiterhin über ein ringförmiges festes, federndes Versteifungselement. Das Versteifungselement ragt mit einem Vorsprung im Wesentlichen rechtwinklig zur Bohrungsachse nach radial außen, zumindest geringfügig, aus dem elastischen Dichtungswerkstoff heraus. Die Montage der Dichtung wird vereinfacht, wenn der Vorsprung eine Montagekante mit gebrochener, insbesondere gefaster oder abgerundeter Kontur aufweist. Durch diese Profilierung werden günstige Zentrierungseigenschaften zwischen Dichtung und Gehäuse im Rahmen der Montage ermöglicht, und der Montageprozess wird unterstützt. Auf einer gegenüberliegenden, herausragenden Seite vom Vorsprung ist eine vergleichsweise scharfe Kante ausgebildet, die nach Art einer Schneide im Wesentlichen keilförmig vorgesehen ist. Durch die geometrische Gestaltung und eine dosierte elastische Federwirkung zwischen Versteifungselement und Aufnahmewandung wird eine metallische, mikroformschlußartige Verankerung zwischen Einlegeteil und Aufnahmewandung erzeugt, die eine gesonderte Befestigung, einen Sprengring oder ähnliche Befestigungsmaßnahmen rationalisiert. Im Ergebnis wird eine einfache und schnelle Montage mit automatischer Befestigung zwischen Dichtung und Gehäuse ermöglicht.The elastic seal also has an annular, fixed, resilient stiffening element. The stiffening element protrudes with a projection substantially at right angles to the bore axis radially outward, at least slightly, out of the elastic sealing material. The assembly of the seal is simplified if the projection has a mounting edge with a broken, in particular chamfered or rounded contour. This profiling allows favorable centering properties between the seal and the housing during assembly, and supports the assembly process. On an opposite, outstanding side of the projection, a comparatively sharp edge is formed, which is provided in the manner of a cutting edge substantially wedge-shaped. Due to the geometric design and a metered elastic spring action between the stiffening element and the receiving wall, a metallic, microform-like anchoring between insert and receiving wall is generated, which rationalizes a separate attachment, a snap ring or similar fastening measures. As a result, a simple and quick installation with automatic attachment between the seal and housing is possible.
Das Versteifungselement kann eine Profilierung aufweisen, die eine Beulung, Verwindung oder Verwölbung prinzipiell vollständig ausschließt. Andererseits ist es denkbar, eine Beulung eines zumindest begrenzt elastisch deformierbaren, stahlharten Versteifungselementes gezielt auszunutzen. In diesem Sinne ist es inbesondere denkbar, das Versteifungselement gezielt mit einer metastabil verwölbten Montageposition umfassend einen (verglichen zum Aufnahmedurchmesser) geringfügig reduzierten Außendurchmesser, sowie mit einer unverwölbten, stabilen Fixierposition zu versehen, wobei nur das unverwölbte Versteifungselement, nach der Platzierung und Montage, den leicht übermaßig tolerierten Nenndurchmesser in der Fixierposition erreicht. Ausschließlich in der stabilen Fixierposition wird der oben beschriebene Mikroformschluss erzielt. Dies wird durch entsprechende Tolerierung von den Nennmaßen zwischen Aufnahmewandung und Versteifungselement unter Einbezug der Elastizität und/oder einer metastabilen Montagestellung vom Versteifungselement erzielt.The stiffening element may have a profiling that completely excludes a buckling, twisting or warping in principle. On the other hand, it is conceivable to deliberately exploit a bulging of an at least limited elastically deformable, steel-hard reinforcing element. In this sense, it is particularly conceivable to provide the stiffening element specifically with a metastable vaulted mounting position comprising a (compared to the receiving diameter) slightly reduced outer diameter, as well as with a non-curved, stable fixing position, with only the convex stiffening element, after placement and assembly, the slightly excessively tolerated nominal diameter reached in the fixing position. Only in the stable fixing position of the above-described microforming is achieved. This is achieved by appropriate tolerancing of the nominal dimensions between receiving wall and stiffening element with the inclusion of elasticity and / or a metastable mounting position of the stiffening element.
Vorteilhafterweise werden also gesonderte Befestigungselemente durch eine besonders intelligente Gestaltung der großserientechnisch, und daher kostengünstig, produzierbaren Dichtung eingespart.Advantageously, therefore, separate fasteners are saved by a particularly intelligent design of large-scale technical, and therefore inexpensive, producible seal.
Die Erfindung eignet sich ganz besonders für elektromechanische Aktuatoren ohne hydraulische Betätigungsart, welche keinerlei Druckmitteleinwirkung auf die Dichtung aufweisen.The invention is particularly suitable for electromechanical actuators without hydraulic actuation, which have no pressure medium effect on the seal.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor.Further details of the invention will become apparent from the drawing.
Die Zeichnung zeigt in
Die Erfindung ist sowohl bei konventionellen hydraulisch/elektromechanisch betätigbaren Aktuatoren, als auch bei rein elektromechanisch betätigbaren Aktuatoren, wie prinzipiell auch bei völlig anderen Fahrzeugapplikationen einsetzbar. Die nachstehende Beschreibung der Dichtung erfolgt primär am Beispiel einer Applikation bei einer Kraftfahrzeugbremse.The invention can be used both in conventional hydraulically / electromechanically operable actuators, as well as in purely electromechanically operable actuators, as in principle also in completely different vehicle applications. The following description of the seal is primarily based on the example of an application in a motor vehicle brake.
Ein Gehäuse
Eine Dichtungsanordnung umfasst eine Dichtung
Zur klemmend/kraftschlüssig/mikroformschlüssig gestalteten Befestigung dient ein vorzugsweise metallisches, ringförmiges Versteifungselement
Der Vorsprung
Das Versteifungselement
Zur Montage wird die Dichtung
Es wird hinzugefügt, dass Mischformen sämtlicher beschriebener Ausführungsformen, unter beliebiger wechselweiser Kombination der betreffenden Merkmale, sind möglich und werden an dieser Stelle ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung einbezogen.It is added that blending of all of the described embodiments, with any alternate combination of features involved, is possible and will be expressly incorporated into the disclosure of the present invention.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Dichtungsanordnung mit Dichtung
Obwohl die Erfindung vorstehend exemplarisch am Beispiel einer Applikation bei einer Kraftfahrzeugbremse geschildert wurde, sind den Anwendungsmöglichkeiten grundsätzlich keinerlei Grenzen gesetzt.Although the invention has been described above by way of example with reference to an application in a motor vehicle brake, the application possibilities are basically no limits.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dichtungpoetry
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Stirnseitefront
- 44
- Bohrungdrilling
- 55
- Bohrungsachsebore axis
- 66
- Bohrungswandungbore
- 77
- Betätigungselement (Kolben)Actuator (piston)
- 88th
- FugeGap
- 99
- (Kolben) Wandung(Piston) wall
- 1010
- Aufnahmeadmission
- 1111
- Grundkörperbody
- 1212
- Bohrungsstufebore step
- 1313
- Versteifungselementstiffener
- 1414
- Vorsprunghead Start
- 1515
- Kanteedge
- 1616
- Kanteedge
- 1717
- Dichtlippesealing lip
- 18a, b18a, b
- Dichtlippesealing lip
- 19a, b19a, b
- Dichtlippesealing lip
- 20, 2120, 21
- Reservoirreservoir
- 2222
- Aussparungrecess
- 2323
- Überzugcoating
- AxAx
- Axialrichtungaxially
- RR
- Radialrichtungradial direction
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