DE4202927A1 - Scheibenbremse mit verbessertem lueftverhalten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Scheibenbremse ist aus der DE 32 41 164 C2 bekannt. Die bekannte Scheibenbremse besitzt eine hydrau­ lische Betätigungsvorrichtung, die aus einem Bremszylinder und einem im Bremszylinder axial verschiebbar angeordneten Bremskolben besteht. Bremskolben und Bremszylinder sind ge­ geneinander mittels eines Dichtrings abgedichtet, der in ei­ ner umlaufenden Ringnut im Inneren des Bremszylinders ange­ ordnet ist und zur Abdichtung an einer äußeren Mantelfläche des Bremskolbens reibend anliegt. Der Dichtring hat nicht nur die Aufgabe, den Innenraum des Bremszylinders abzudich­ ten, sondern er trägt auch dazu bei, nach der Bremsbetäti­ gung ein Lüftspiel zwischen den Reibflächen der Bremsklötze und der Bremsscheibe einzustellen.

Bei einer Bremsbetätigung wird der Bremskolben mit hydrauli­ schem Druck beaufschlagt und bewegt sich daher in axialer Richtung aus dem Bremszylinder heraus. Der an der äußeren Mantelfläche des Bremskolbens anliegende Dichtring wird bei einer Axialverschiebung des Bremskolbens aufgrund der Rei­ bung zwischen dem Dichtring und dem Bremskolben elastisch verformt. Wenn nun der hydraulische Druck weggenommen wird, kehrt der Dichtring wieder zu seiner ursprünglichen Form zu­ rück und schiebt dabei den Bremskolben um ein geringes Maß in den Bremszylinder hinein. Ein am Bremskolben anliegender Bremsklotz folgt der Axialverschiebung des Bremskolbens, wo­ bei seine Reibfläche von der Bremsscheibe abgehoben und so­ mit ein Lüftspiel eingestellt wird.

Das Naß des eingestellten Lüftspiels ist im allgemeinen von der Beschaffenheit des Dichtrings und der den Dichtring auf­ nehmenden Ringnut, insbesondere von deren Querschnittsform, abhängig. Eine weitere unerwünschte Abhängigkeit besteht von dem während der Bremsbetätigung im Bremszylinder herrschen­ den hydraulischen Druck. Man ist im allgemeinen bestrebt, nach jeder Bremsbetätigung unabhängig von dem dabei auf tre­ tenden hydraulischen Druck stets ein gleichbleibend konstan­ tes Lüftspiel zu erhalten. Zur Erreichung dieses Ziels wur­ den bereits eine Vielzahl von verschiedenen Querschnittsfor­ men für die Ringnut vorgeschlagen, jedoch noch keine allge­ mein gültige und für alle Anwendungsfälle zuverlässig wirk­ same Naßnahme gefunden. Bei der aus der DE 32 41 164 C2 be­ kannten Scheibenbremse ist beispielsweise eine Stufe im Übergangsbereich zwischen einer Nutwand und der Zylinderflä­ che des Bremszylinders vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Scheiben­ bremse hinsichtlich ihres Lüftverhaltens zu verbessern.

Lösungen der Aufgabe ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 oder 6. Im Prinzip bestehen die erfindungsgemäßen Lösungen darin, die Form der Ringnut in einem Übergangsbereich zwischen einer Nutwand und der Zylin­ derfläche des Bremszylinders mit einer aus mindestens drei Teilbereichen bestehenden Ausnehmung zu versehen, in die hinein sich der Dichtring bei Betätigung der Bremse ela­ stisch verformt. Dabei erlauben die erfindungsgemäß ausge­ stalteten Grenzflächen der Ausnehmung nur eine solche ela­ stische Verformung des Dichtrings, die unabhängig vom ange­ wandten hydraulischen Druck stets einen reproduzierbar glei­ chen Rückstellweg gewährleistet.

In den Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausgestaltungs­ formen der Ringnut offenbart, die sich bezüglich der Lösung der gestellten Aufgabe als besonders geeignet erwiesen ha­ ben.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Schei­ benbremse im Schnitt,

Fig. 2 ein Detail A von Fig. 1 mit dem Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ringnut,

Fig. 3 ein vergrößertes Detail B aus Fig. 2 mit einer er­ sten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein vergrößertes Detail B von Fig. 2 mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Scheibenbremse besitzt einen Bremssattel 1, der den äußeren Rand einer Bremsscheibe 5 und zwei beiderseits der Bremsscheibe angeordnete Bremsklötze 6, 7 umgreift. Der Bremssattel 1 weist einen als Bremszylin­ der 2 ausgebildeten ersten Schenkel und einen zweiten Schen­ kel 3 auf, der direkt an einem Bremsklotz 6 anliegt. Im Bremszylinder 2 ist ein Bremskolben 4 axial verschiebbar an­ geordnet. Mit seiner aus dem Bremszylinder 2 herausragenden Seite liegt der Bremskolben 4 an dem Bremsklotz 7 an. Der Bremskolben 4 ist gegenüber dem Bremszylinder 2 mittels ei­ nes elastischen Dichtrings 8 abgedichtet. Der Dichtring 8 ist in einer im Inneren des Bremszylinders umlaufenden Ring­ nut 9 angeordnet, die in die Zylinderfläche 10 des Bremszy­ linders 2 eingestochen ist. Die Ringnut 9 besteht im wesent­ lichen aus einem Nutboden 11, der schräg zur Zylinderfläche 10 verläuft und zwei Nutwänden 12, 13, die im wesentlichen senkrecht auf der Achse des Bremszylinders stehen. Im Über­ gangsbereich zwischen der Zylinderfläche 10 und der Nutwand 12 ist eine umlaufende Ausfräsung oder Ausnehmung 14 vorge­ sehen, in die der Dichtring 8 von dem bei Bremsbetätigung axial bewegten Bremskolben 4 elastisch hineingedrückt wird.

Der Bereich der Ausnehmung 14 ist in den Fig. 3 und 4 für zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung ver­ größert dargestellt. Die Grenzfläche der Ausnehmung 14 be­ steht aus drei aneinandergrenzenden umlaufenden konischen Flächen F1, F2, F3, die in Fig. 3 im Querschnitt als gerade Strecken dargestellt sind. Die Winkel W1, W2, W3 zwischen den Flächen F1, F2, F3 und der Zylinderfläche 10 nehmen, angefan­ gen vom Winkel W1 über den Winkel W2 bis zum Winkel W3, mo­ noton zu. Die erste Fläche F1 grenzt mit der ringförmig um­ laufenden Kante 15 an die Zylinderfläche 10 und mit der Kan­ te 16 an die zweite Fläche F2, die wiederum mit der Kante 17 an die dritte Fläche F3 angrenzt. Schließlich geht die drit­ te Fläche F3 an der ringförmig umlaufenden Kante 18 in die Nutwand 12 über. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel be­ trägt der erste Winkel W1 = 30°, der zweite Winkel W2 = 45° und der dritte Winkel W3 = 74° Die drei radialen Abstände A1, A2, A3 zwischen der Zylinderfläche 10 und den da­ zugehörigen Kanten 16, 17, 18 betragen bei dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel A1 = 0,3 mm, A2 = 0,6 mm und A3 = 1,4 mm. Die angegebenen Winkel W1, W2, W3 und Abstände A1, A2, A3 wurden für das gezeigte Ausführungsbeispiel als optimal ermittelt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Ausnehmung 14 von drei Torusteilflä­ chen T1, T2, T3 begrenzt. Im dargestellten Querschnitt er­ scheinen die Torusteilflächen T1, T2, T3 als Teilkreisbögen mit unterschiedlichen Teilkreisradien R1, R2, R3. Die Torus­ teilflächen T1, T2, T3 grenzen aneinander analog zu den Flä­ chen F1, F2, F3 aus Fig. 3 mit dem Unterschied, daß die um die Zylinderachse ringförmig umlaufenden Grenzlinien 19,20,21,22 nicht als Kanten hervortreten. Bei dem zweiten Ausführungs­ beispiel hat es sich als optimal erwiesen, den ersten Teil­ kreisradius R1 im Bereich von 1 mm-1,5 mm, den zweiten Teilkreisradius R2 von 0,9 mm-1,2mm und dritten Teilkreis­ radius R3 von 1,5 mm-2 mm zu bemessen.

Claims (7)

1. Scheibenbremse mit einem Bremssattel, der den äußeren Rand einer Bremsscheibe und beiderseits der Bremsscheibe angeordnete Bremsklötze umgreift und der mit einer zum Andruck der Bremsklötze an die Bremsscheibe bestimmten hydraulischen Betätigungsvorrichung versehen ist, die zu­ mindest einen Bremszylinder und einen im Bremszylinder axial verschiebbaren Bremskolben aufweist, und mit einem elastischen Dichtring, der in einer umlaufenden Ringnut im Inneren des Bremszylinders angeordnet ist und zur Ab­ dichtung an einer äußeren Mantelfläche des Bremskolbens reibend anliegt, wobei eine dem offenen Ende des Bremszy­ linders nächstliegende, im wesentlichen zur Bremskolben­ achse senkrechte Nutwand der Ringnut in ihrem der Zylin­ derfläche des Bremszylinders benachbarten Bereich eine umlaufende Ausnehmung aufweist, in die der Dichtring von dem bei Bremsbetätigung axial bewegten Bremskolben ela­ stisch hineingedrückt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmung (14) zumindest drei aneinandergrenzende umlaufende konische Flächen (F1, F2, F3) aufweist, deren Querschnitt aus geraden Strecken besteht, wobei die Winkel (W1, W2, W3) der Strecken zur Bremszylinderachse von der an die Zylinder­ fläche (10) angrenzenden Fläche (F1) ausgehend bis zu der an die Nutwand (12) angrenzende Fläche (F3) monoton zu­ nehmen.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß drei Flächen (F1, F2, F3) vorgesehen sind, daß die erste, an die Zylinderfläche (10) angren­ zende Fläche (F1) mit der Bremszylinderachse einen Winkel (W1) zwischen 30° und 40°, die zweite Fläche (F2) ei­ nen Winkel (W2) zwischen 40° und 50° und die dritte Fläche (F3) einen Winkel (W3) zwischen 65° und 80° einschließt.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Winkel (W1) = 30°, der zweite Winkel (W2) = 45° und der dritte Winkel (W3) = 74° beträgt.

4. Scheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein erster Abstand (A1) zwischen dem Radius des Bremszylinders (2) und dem Radius der gemeinsamen Kante (16) der ersten Fläche (F1) und der zweiten Fläche (F2) 0,1 mm-0,4 mm, ein zweiter Abstand (A2) zur gemeinsamen Kante (17) der zweiten Fläche (F2) und der dritten Fläche (F3) 0,5 mm-0,9 mm und ein drit­ ter Abstand (A3) zur gemeinsamen Kante (18) der dritten Fläche (F3) und der Nutwand (12) 0,8 mm-1,8 mm beträgt.

5. Scheibenbremse nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Abstand (A1) = 0,3 mm, der zweite Abstand (A2) = 0,6 mm und dritte Abstand (A3) = 1,4 mm beträgt.

6. Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) zumindest drei aneinandergrenzende umlaufende Flä­ chen in Form von Torusteilflächen (T1, T2, T3) aufweist, deren Querschnitt aus aneinandergrenzenden Teilkreisbögen mit unterschiedlichen Teilkreisradien (R1, R2, R3) besteht, die zusammen eine konvex gebogene Linie bilden.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß drei Torusteilflächen (T1, T2, T3) vorgesehen sind, von denen eine erste, an die Zylinder­ fläche (10) angrenzende Torusteilfläche (T1) im Quer­ schnitt einen ersten Teilkreisradius (R1) von 1 mm-1,5 mm, eine zweite Torusteilfläche (T2) einen zweiten Teil­ kreisradius (R2) von 0,9 mm-1,2 mm und eine dritte To­ rusteilfläche (T3) einen dritten Teilkreisradius (R3) von 1,5 mm-2 mm aufweist.