DE4202927A1 - Scheibenbremse mit verbessertem lueftverhalten - Google Patents
Scheibenbremse mit verbessertem lueftverhaltenInfo
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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.
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